基于Web的PLC远程实验室设计与实现

论文摘要

根据教育信息化发展要求,在考虑国内高校实验室现状的基础上,从实验室教学网络化及实验室设备远程控制的角度出发,本论文对远程实验室设计技术进行了讨论,实现了基于Web的PLC远程实验室。论文讨论了远程实验室的结构特点与发展趋势,给出了远程实验室的设计方案,包括总体结构设计、硬件结构设计、软件设计、通讯设计;研究了网站设计技术及Web服务器的搭建方法,给出并实现了远程实验室网站的设计方案;研究了基于WinCC WebNavigator的远程访问解决方案,设计了远程实验室实时数据显示模块和实验室设备远程管理模块;论文从多角度讨论研究了远程实验室的安全性设计。该系统运用了先进的计算机技术、多媒体技术、仿真技术,借鉴西门子全集成自动化的设计思想,通过使用Tomcat软件、Microsoft SQL Server软件、西门子WinCC WebNavigator软件、SIMIT仿真软件等,实现了工业以太网控制网络与信息网络的融合,构建了一个集远程控制与监控为一体的远程实验室,并使用JSP技术设计完成远程实验室网站,实现了实验室信息的共享。该系统的设计体现了教育信息化的开放性、共享性、交互性与协作性的特点,对高校现代化实验室建设有积极的促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 远程实验室国内外研究现状
• 1.3 远程实验室研究目的和意义
• 1.4 主要工作及论文内容安排
• 1.4.1 主要工作
• 1.4.2 内容安排
• 2 远程实验室分析与设计
• 2.1 远程实验室分类及比较
• 2.1.1 按控制模式分类
• 2.1.2 按控制对象分类
• 2.2 基于Web的PLC远程实验室总体设计
• 2.2.1 西门子全集成自动化概述
• 2.2.2 系统总体设计
• 2.3 基于Web的PLC远程实验室硬件结构设计
• 2.3.1 服务器层
• 2.3.2 控制器层
• 2.3.3 设备层
• 2.4 基于Web的PLC远程实验室软件设计
• 2.4.1 Web服务器设计
• 2.4.2 远程实验服务器设计
• 2.4.3 远程视频监视设计
• 2.5 基于Web的PLC远程实验室通讯
• 2.5.1 控制器与被控对象的通讯
• 2.5.2 底层控制网络与实验室服务器的通讯
• 2.5.3 实验室服务器与远程客户端的通讯
• 2.6 小结
• 3 远程实验室网站设计与实现
• 3.1 WWW相关技术
• 3.2 远程实验室网站总体结构设计
• 3.2.1 网站功能设计
• 3.2.2 网站功能模块划分
• 3.3 远程实验室网站数据库设计
• 3.3.1 数据库配置
• 3.3.2 数据库表的设计
• 3.4 网页设计与实现
• 3.4.1 网页相关技术比较与选择
• 3.4.2 网页的实现
• 3.5 网站与数据库的连接
• 3.6 小结
• 4 基于Web Navigator的PLC远程实验室解决方案
• 4.1 WinCC Web Navigator简介
• 4.1.1 WinCC Web Navigator功能概述
• 4.1.2 WinCC Web Navigator Server系统结构组态
• 4.2 WinCC Web Navigator实现远程访问的方法
• 4.2.1 WinCC Web Navigator组态条件
• 4.2.2 WinCC Web Navigator组态工程方法
• 4.3 实验室实时数据显示设计
• 4.4 实验室设备管理设计
• 4.5 远程实验实例
• 4.5.1 恒压供水控制系统实验
• 4.5.2 MPS传送带站实验
• 4.6 小结
• 5 远程实验室安全性探讨
• 5.1 远程实验室网站安全性
• 5.1.1 登陆身份验证和角色管理的实现
• 5.2 数据库的安全性浅议
• 5.2.1 防火墙技术
• 5.2.2 用户身份认证技术
• 5.2.3 加强数据库日志的记录
• 5.2.4 备份与数据恢复
• 5.3 工业以太网安全性浅议
• 5.3.1 工业以太网安全性要求
• 5.3.2 工业以太网安全性策略
• 5.4 基于WinCC Web Navigator远程实验室安全性设计
• 5.5 网络故障问题分析
• 5.6 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献