SCADA
SCADA 数据采集与监视控制系统, 是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统, 它可以对现场的运行设备进行监视和控制。 由于各个应用领域对 SCADA 的要求不同,所以不同应用领域的 SCADA 系统定位也不完全相同。
- 现场控制为主:以局域网络为基础,通过组态界面提供基于现场的监视控制。
- 数据采集为主:以互联网络为基础,提供数据遥测与远程控制,作为数字孪生的基础。
JOYZL SCADA 侧重于数据采集与遥测监控,并且根据应用场景对部分数据进行了修正和初级加工。 主要为生产管理和日常经营以及数字孪生提供数据支持,通常作为管理类软件系统的数据来源。
JOYZL SCADA 可对设备执行远程控制,与现场控制不同的是:由于远离作业现场,远程控制操作者难以及时感知现场情况。 因此远程控制多以辅助性和临时性需求为主。
逻辑结构
JOYZL SCADA 通过多个预先设定具有特定含义的对象, 来配置和维护由各种设备和数据项组成的工作实体。 这些抽象的对象是我们用来组织对设备数据采集与监视控制的沟通桥梁, 所有期望由软件程序完成的工作任务均通过这种方式进行表达。
当我们进入软件界面,准备开始具体的工作时; 当我们的开发人员准备利用这些数据开发更多功能时; 这些概念有助于提高我们的效率,让我们明确怎么做以及如何做。 额外需要说明的是:逻辑结构 实际上与大多数技术文档提及的“数据结构”概念相同, 但由于 SCADA 系统的特点,并未采用传统意义上的二维表结构化数据库来组织数据。
JOYZL SCADA 定义如下的对象:
- 企业(Company)
- 区域(Zone)
- 用户(User)
- 轮值(Shift)
- 设备(Device)
- 属性(Attribute)
- 定时器(Timer)
- 触发器(Trigger)
- 边缘端(Servo)
- 报警(Alarm)
- 故障(Fault)
- 装备(Equipment)
刀具(Knife)模具(Mold)- 工件(Piece)
- 产量(Yield)
- 表计(Meter)
- 能耗(Energy)
对象之间的逻辑关系如下图所示:
以上图所示:绿色部分为通信级,蓝色和黑色部分为业务级; 定义结构中 Energy、Piece、Yield、Value 为序列对象, 将随着软件运行不断产生,系统自动持久存储这些数据, 但应设置过期时间,过期数据将被自动清理。 Fault、Alarm 属于运行时产生的故障和报警, 系统不会持久存储这些数据。
提示: JOYZL SCADA 9.3 已将 刀具(Knife) 和 模具(Mold) 功能模块从系统中移除。
如何使用
设备通信
通过工作站(JOYZL SCADA Station)客户端可配置需要通信的设备和属性(遥测信号)。
- 下载并安装工作站客户端软件,并启动或登录;
- 创建设备设置通信地址和参数,系统已预制兼容的设备模型,可快速创建设备;
- 为创建的设备添加需要采集、监测或控制的属性(遥测信号),系统已预制信号,可直接选择;
- 启用设备,开始通信。
监测报警
通过工作站(JOYZL SCADA Station)客户端可配置监测报警策略。 配置监测报警策略之前须事先创建并配置设备通信和属性(遥测信号)。
- 下载并安装工作站客户端软件,并启动或登录;
- 选择需要配置监测报警策略的设备,打开设备的属性;
- 选择需要配置监测报警的属性;
- 创建触发器,配置报警等级和阈值;
- 启用触发器,开始监测。
定时监测或控制
通过工作站(JOYZL SCADA Station)客户端可配置定时策略。 配置定时策略之前须事先创建并配置设备通信和属性(遥测信号)。
- 下载并安装工作站客户端软件,并启动或登录;
- 创建定时器,设定期望的执行时间;
- 打开定时器,创建触发器;
- 启用定时器和触发器。
提示: 新创建的设备、属性、定时器和触发器默认为禁用状态,需要将其启用才会生效; 在启用状态下不能编辑设备、属性、定时器和触发器的关键参数; 如果要调整关键参数请先将其禁用,调整完成后再将其启用。
提示: 在支持批量编辑的操作界面(既同时编辑多个相同对象), 在选中的设备、属性、定时器和触发器中, 只要其中有1项为启用状态,则关键参数将被禁止编辑(界面控件被禁用); 这是为了符合规范且确保操作结果与期望相符。
启用状态不能修改的参数
设备(Device): 驱动(Driver)、 接点(Point)、 地址(Address)、 标识(Identity)、 密码(Password)、 频率(Interval)、 延迟(Delay)、 超时(Timeout)。
属性(Attribute): 代码(Code)、 控制(Control)、 源类型(Source)、 目标类型(Target)、 参照(Worth)、 热度(Rank)、 缓存(Caches)、 忽略(Ignore)、 倍率(Factor)。
定时器(Timer): 类型(Type)、 开始日期(Begin Date)、 开始时间(Begin Time)、 结束日期(End Date)、 结束时间(End Time)、 月聚合(Month)、 周聚合(Week)、 日聚合(Day)、 间隔(Interval)、 重复(Repeat)。
触发器(Trigger): 报警等级(Alarm)、 条件(Compare)、 阈值(Value)、 延迟(Delay)。
表计(Meter)/装备(Equipment): 关联设备(Device)和属性(Attribute)参数。
组织逻辑
区域与权限(Company、Zone、User)
软件系统中的组织结构与权限范围由 企业、 区域、 用户 三个对象来表示。 这三个对象与设备通信无关, 主要为软件使用提供便利, 便于我们对众多的设备执行有效管理。
系统中组织的根为 企业 节点, 有且仅有唯一一个企业对象。 其下可按需创建任意多个 区域 节点, 以树形方式表示层级关系。 对于日常场景中涉及的:厂区、车间、产线、校区、楼栋、楼层等概念, 均由 区域 对象表示。
用户 表示可登录使用系统功能的账号, 用户可隶属于 企业 和 区域。 用户的角色和所属的 区域 决定用户可操作的功能和可接触的数据范围。 既:功能权限由用户角色决定,数据范围由用户所处的 区域 决定。
用户隶属于 企业 (既:根节点,不属于任何区域)时, 则意味着该用户具有全局数据范围; 如果用户隶属于 区域 时, 则用户具有所属 区域 以及下属所有子 区域 的数据范围; 而与用户所在的 区域 平级的其它 区域, 此用户没有查看其数据的权限。
用户角色定义
- NONE(0):没有任何权限,账户不可用;
- SERVO(1):边缘端专用,不能登录客户端;
- SYATEM(2):第三方系统,不能登录客户端;
- EMPLOYEE(3):普通用户角色,可登录客户端;
- ADMINISTRATOR(9):管理员角色,可登录客户端。
轮值(Shift)
轮值 表示一个工作周期的作息时间,例如:白班和晚班, 支持为企业整体配置统一的轮值方案,也可为不同区域(车间)设定独立的轮值规则。 可以在 企业 和 区域 中配置多项 轮值, 分别表示“白班”或“晚班”。 根据所需的管理粒度,亦可以分别将“白班”或“晚班”切分为更小的 轮值。
轮值 的设定将用于自动记录 产量 和 能耗。 系统中的当前产量和当前能耗,均表示当前轮值时间范围内的 产量 和 能耗, 当轮值切换时会自动归零并从新开始记录。
监测控制
通信与数据(Device、Attribute)
设备 和 属性 与网络通信和数据遥测密切相关。 设备 表示一个具有网络通信能力且能够与软件系统(上位机)交互数据的电子装置; 属性 则表示设备中每一个具体的数据项或控制项。 属性 只能位于 设备 中, 设备 必须隶属于 区域中, 不能在 区域 之外创建 设备。
JOYZL SCADA 基于互联网(以太网)实现通信, 因此每个需要通信的 设备 必须指定通信接点 (IP:PORT,网络地址和端口)并选择通信协议(本系统中定义为多种驱动设备数据的通信驱动, 每种驱动通过对应的通信指令与设备交互数据)。 然后根据监测与控制需求在设备中创建所需的 属性, 来对应每一个数据项或控制项。
以太网通信的两端(设备与软件或设备与设备)具有两种形态:客户端(Client)或服务端(Server), 由客户端(Connect)主动连接到服务端(Listen)。 各种设备的网络模式并不相同, 因此 JOYZL SCADA 中配置的 设备 也具有这两种网络模式, 具体模式由 设备 指定的通信驱动决定。
两种网络模式:
- 设备(Client) → SCADA(Server) 由设备主动发起连接;
- 设备(Server) ← SCADA(Client) 由SCADA主动连接设备;
当 JOYZL SCADA 与设备连接建立之后, 将根据配置的 属性 开始执行数据采集。 设备 中的每个 属性 由唯一代码标识, 根据不同的设备 属性 代码的表示方式也不同。 JOYZL SCADA 中集成设备的大部分数据项, 已编制为“预定义属性”, 可通过 工作站(JOYZL SCADA Station) 直接添加。
- PLC 对应寄存器地址;
- CNC 对应数据名称或编号;
- 单片机定义的参数或变量。
提示: 更多关于通信协议以及各种设备的配置和属性代码定义与格式说明, 请查阅 设备通信 了解更多内容。
上位机和下位机
上位机 是指可以直接发出操控命令的计算机,通常是工作站或服务器; 下位机 是直接控制设备获取设备状况的计算机, 通常是 PLC 或单片机。 运行 JOYZL SCADA 软件程序的主机或服务器,承担上位机角色,而设备属于下位机角色。
通信故障报告
JOYZL SCADA 在运行时会检测、发现并报告与设备的通信故障或参数配置错误。 故障报告通过 故障 对象表示, 这些报告可帮助定位设备通信与数据采集的错误或问题原因及故障点。
监测报警与定时控制(Timer、Trigger)
触发器 为 属性 定义报警策略,用以设置 属性 在何种情况下应当报警。 属性 可定义多个 触发器, 当 属性 值发生变化时, 系统会执行这些 触发器, 如果判定条件满足将触发 报警。
定时器 能够调整 触发器 执行的时机, 将 触发器 关联到 定时器 后, 这些 触发器 将仅在 定时器 设定的时刻执行。 可以在 区域 中创建多个 定时器, 每个 定时器 可关联多个 触发器。



报警 只能在系统运行时由 触发器 产生; 在设定条件满足时触发报警, 随着数据持续变化触发报警的条件可能会恢复正常, 报警也将被自动消除。 已消除的报警将在一段时间后被自动清理, JOYZL SCADA 不会持久保存这些报警记录; 如需后续追溯,可通过 客户端(JOYZL SCADA Station) 查询指定时间段采集的原始历史数据复现报警情形。
提示: JOYZL SCADA 中的 定时器 和 触发器 是由软件抽象出来的概念,并非实际存在的硬件, 也不需要任何额外的硬件作为载体。
报警等级定义
- NONE(0):无报警;
- NOTICE(1):一级,一般提醒,须关注;
- WARNING(2):二级,重要报警,须响应;
- DANGER(3):三级,严重报警,须应急。
边缘端(Servo)
边缘端 为 服务端(JOYZL SCADA Server) 云端部署提供支持, 边缘端 位于本地局域网中, 与同位于本地局域网中的设备建立连接,而后将采集数据转发给位于云端的服务器。 可以在 区域 中创建多个 边缘端, 每个 边缘端 对应一个边缘主机。
边缘端 中可创建多个 设备, 云服务器中的服务端(JOYZL SCADA Server)程序不会尝试连接位于 边缘端 中的设备, 而是交由 边缘端 来完成连接与数据采集。
设计这种云端和边缘端的二级结构是由以太网连接模式和互联网结构共同影响的结果。 当设备网络模式是服务端(Server)方式时, 部署于云服务器中的 服务端(JOYZL SCADA Server) 无法主动连接位于本地局域网中的设备, 因为本地局域网的设备对于云端服务器而言是不可见的,它们分别位于不同的局域网中。
位于云端的服务器,通常会配置固定的公网IP地址使得服务器可以被访问(使服务器可见)。 此时位于本地局域网中的设备才有可能连接到服务器, 如果设备的网络模式为客户端(Client),即可尝试连接已可见的云端服务器。 而处于服务端(Server)模式的设备,不会主动连接云端服务器, 则需要通过额外的方式实现与云端服务器连接。
- VPN: 将本地局域网与云端服务器构建为虚拟局域网使其互通;
- Edge: 通过边缘端为被动网络模式的设备换向(数据转发)。
根据目前已知设备的通信模式来看, 大部分设备处于服务端(Server)网络模式, 少量设备处于客户端(Client)网络模式, 极少设备可切换两种网络模式。 因此对于云端部署的情形, 是采用VPN还是边缘主机, 应根据经济成本和实际需求进行考量。
边缘主机可通过 4G、5G、Wi-Fi 或有线方式连接互联网,具体取决于主机的硬件配置。 边缘端(JOYZL SCADA Servo)软件 是专门用于部署在边缘主机中的程序; 由于边缘主机的运算和存储能力远不及服务器,单个边缘主机负载的设备应控制在百台以内。
工业场景
JOYZL SCADA 为工业场景数据采集与监测控制提供了额外的功能支持。
装备与工件(Equipment、Piece)
装备 表示车间用于生产的设备, 通常其体积较大,组合形态多样,结构也更加复杂。 JOYZL SCADA 将 设备 与 装备 抽象并区分开, 可提高配置结构的灵活性和适应性。 可以在 区域 中 创建多个 装备, 每个 装备 对应车间中实际存在的生产设备,并应标记唯一编号。
装备 的通信存在多种组合方式:
- 单个装备集成单个通信装置,例如由单个PLC控制的单体装备;
- 单个装备集成多个通信装置,例如由多个PLC控制的单体装备;
- 单个通信装置对应多个装备,例如由单个PLC控制的多体装备;
- 具有通信能力的装备辅助设备,例如固定式扫码器;
装备 是实现 “工件扫码”、“刀具监控”、“模具监控”,“轮值产量” 功能的基础, 这些功能均以 装备 为数据区分单元。
工件 是指由 装备 生产的每个具有编号的产品。 要实现 工件 记录, 需要为装备配备扫码器,并且将扫码器联网纳入 JOYZL SCADA 软件系统中。 扫码器在 JOYZL SCADA 中以 设备 表示, 可与多个 装备 绑定。
在采用 唯一编码标识的产品 生产过程中, JOYZL SCADA 通过采集 装备 绑定的扫码器读取的工件代码(二维码或条形码), 为设备数据与单件产品建立关联。当已交付产品因质量原因需要召回时, JOYZL SCADA 所记录的数据能够快速精准有效的锁定问题产品的最小范围, 特别在汽车核心零部件加工中尤为重要,能够有效提高应对时效并减少经济损失。
JOYZL SCADA 产品(工件)追溯维度:
- 按时间段查询设备加工过的工件;
- 按工件代码查询加工所用的设备;
- 按时段查询设备的工况数据记录。
刀具与模具监控(Knife、Mold)
提示: JOYZL SCADA 9.3 已将 刀具(Knife) 和 模具(Mold) 功能模块从系统中移除。
装备 中可添加多个 刀具, 以刀位号(#1 ~ #99)进行区分, JOYZL SCADA 将根据这些刀具设定的额定寿命而执行监控。 装备 执行生产,装载其中的 刀具 寿命将递减, 当 刀具 临近失效或已经失效, 系统将报警提醒。
装备 中可添加多个 模具 (单套模具的各个部分可以分开表示,例如:上模和下模),模具以编号进行标识区分, JOYZL SCADA 将根据这些模具设定的额定寿命而执行监控。 装备 执行生产,装载其中的 模具 寿命将递减, 当 模具 临近失效或已经失效, 系统将报警提醒。
刀具 和 模具 的额定寿命由一个整数值表示,其含义为能加工的合格产品数量。 当加工产品数累计超过此数量时,认为工具已经失效,需要进行保养或更换。 工厂应根据工具的设计寿命和经验积累,经综合考量将其设定为最合适的寿命阈值。
提示: JOYZL SCADA 仅实时监控设备配置的刀具或模具寿命,并无任何额外的历史记录; 刀具或模具的库存、损坏原因等记录和查询统计功能应由 MES 或 ERP 提供支持。
模具在应用寿命监控前需要进行唯一编码, 应当在不干涉作业且装载后便于目视的的表面位置标记编码。 软件系统须配合扫码方式在装载时绑定模具和机台, 在卸载时解除模具与机台的绑定关系, 此功能可由 MES 或专门软件提供, 并将装载/卸载记录通过接口同步到 SCADA 系统执行监控/取消监控。
刀具的寿命监控在提供刀具管理的软件系统中需要更多的功能支持, 因为大部分刀具不具备印制编码的表面,即便有也很难处于目视面。 由于缺失唯一标识,因此需要配套的管理措施来防止混淆。 管理系统需要对刀具的 领取、 安装、 换位、 损坏、 失效、 回收 和 再利用 等多个环节提供便利支持。
关于治具(夹具)的寿命监控亦可视同模具, 但是由于治具的维保周期较长并且日常磨损相对较小的特性, 执行寿命监控的效益也不够明显。
关键参数监控(实验性)

实时监测数控机床关键参数变化是否符合公差范围。 由于关键参数值随产品加工过程而变化, 因此需要通过有效方式使得 JOYZL SCADA 获取当前关键参数的目标参照值; 大部分数控机床支持的宏变量(用户变量)可用于为 JOYZL SCADA 提供关键参数的实时参照基准。
以下数控程序代码示例监控主轴速度的方式。 数控程序在设定完主轴速度 1800 之后, 等待并设置宏变量 #100 为 1800(红色部分指令); JOYZL SCADA 已事先配置采集宏变量 #100 的值, 并设定为主轴速度的参照和公差, JOYZL SCADA 将同时读取机床 主轴速度和宏变量, 并实时判断是否符合公差范围,超出范围立即报警。
O1000 (SAMPLE PROGRAM) ;
G54 G99 G21 G40 ; 安全初始化
T0101 (ROUGH TURNING TOOL) ; 选择1号刀具及1号刀补
G97 S1800 M03 ; 设定1800转/分,主轴正转
M52 ; 等待主轴转速到达信号
#100 = 1800 ; 将目标转速1800存入宏变量#100
G00 X52. Z2. M08 ; 快速定位,冷却液开
G50 S2000 ; 限制最高转速为2000转/分
G96 S150 M03 ; 恒线速控制,150米/分,主轴正转
M52 ; 再次等待主轴转速到达信号
G01 Z-30. F0.2 ; 车削外圆
G00 X55. Z2. ; 快速退刀
M09 M05 ; 冷却液关,主轴停
G28 U0 W0 ; 返回参考点
M30 ; 程序结束提示: M52不是标准代码,具体含义可能因机床制造商而异, 有些机床使用M13、M41等代码实现相同功能, 实际使用时请查阅机床说明书。
要实现宏变量方式的关键参数监控,需要具备以下条件:
- 需要监控的运行数据可被采集,例如转速、电流等;
- 机床支持宏变量(用户变量)并可被采集;
- 编辑调整已有的数控程序,植入宏变量。
样本比对监控(实验性)

将产品加工过程的多项关键数据与事先设定的合格品数据样本进行比对, 以判定加工过程是否合规,如果不合规则产品可能存在不合格风险。 JOYZL SCADA 支持在单个产品加工完成后立即自动执行比对, 判定不合规时立即报警,防止不良品的连续产出损失。
样本比对依赖合格产品的多项设备关键数据流, 工厂应事先为产品需要比对的工序建立样本数据。 样本数据的可用性和准确性直接影响比对效果, 通常情况工厂应结合长期积累的实践经验, 建立合适的样本,并制定合理的公差范围。
样本比对需要考虑以下情形:
- 时间差异,产品加工耗时允许的公差范围;
- 数值差异,产品加工数据允许的公差范围;
- 突变,这可能是传感器误差或电磁干扰;
- 超高,连续性n个值高于公差范围;
- 过低,连续性n个值低于公差范围;
轮值产量(Yield)
配置 轮值 后, JOYZL SCADA 系统会自动将 装备 的 产量 划分到各个轮值中。 将这些数据及时共享给 MES 或 ERP 有助于及时跟踪订单进度,以实现更高效的生产计划控制。
提示: 将大班次(白班或晚班)切分为多个小班次(1到2个小时左右), 能够实现更及时准确的生产进度跟踪和控制,如果工厂实施了1/2小时报工机制,亦可相互佐证。
产量计数存在递增计数或递减计数方式,机台操作人员还可对其计数执行复位, JOYZL SCADA 会在数据遥测时发现并修正计数复位的情况,并尽可能保持计数准确性。 设备计数具有暂时保持性,在网络发生短暂中断情况下计数准确性不会受到影响。
产量计数还会因:维修保养、试产调机、空转、重复加工等原因而造成少量误差。 这些误差部分可由 MES 进行修正: A 根据设备维保和调机管理记录排除此阶段的误差数量; B 根据生产工序倒推法计算排除可能的次品和空转或重工; 在结合 ERP 半成品/产成品出入库记录,可更进一步提高准确性。
如果车间期望通过自动记录的班次产量完全替代人为报工, 工厂需要根据工艺流程、管理标准和软件系统等多方面情况综合评估。 此外,还需要根据工艺特性进行取舍,因为特定工艺环节可能不具备采集产量的条件, 甚至可能存在严重的混批情况(例如:喷漆或阳极氧化环节)。
能源场景
JOYZL SCADA 为能源场景数据采集与监测控制提供了额外的功能支持。
表计 表示水、电、气计量表, 是由 设备 抽象而来, 因为在实际应用中存在各种形式的表具,例如常见的居民每户电表或水表, 还有特定环境使用的多户合一表具和多计量合一表具。 SCADA 通过抽象的 表计 对象, 为各类形式各样的计量设备建立了统一规范的管理维护视图。
JOYZL SCADA 在每日设定时间自动记录所有被监测表计的用量(表显、增量与累计) 能耗, 计量数据为能源统计分析以及收费订单提供数据支持。 每日计量模式皆在防止因网络故障等外部因素而导致的计量缺失, 即便出现网络或表计故障也能尽可能提供可接续的数据。
轮值能耗(Energy)
配置 轮值 后, JOYZL SCADA 系统会自动将 表计 的 能耗 划分到各个轮值中。 将这些数据及时共享给 EMS 有助于能耗统计,以实现更优化的用能管理。
提示: 能源收费不属于 JOYZL SCADA 软件系统的功能范畴,通常应由第三方收费管理相关软件提供功能支持。 在 接口文档 可了解更多关于系统接口的技术说明。
技术架构
JOYZL SCADA 软件系统是具有完全自主知识产权的纯国产化软件, 除必须的开发和运行环境以外,不依赖任何第三方软件代码、组件或产品。 JOYZL SCADA 软件系统已经过国产硬件计算平台兼容性测试, 服务端和客户端均同时兼容 Windows、Linux 和 MAC OS操作系统。
Driver 模块是设备遥测数据驱动源,负责与各类设备建立通信解析报文, 全部采用通信指令实现(未包含任何第三方SDK软件包); 其中已集成大量设备通信协议, 涉及多种国际、国内和行业标准通信协议以及部分设备厂家自有通信协议。
服务端和桌面客户端包含以下软件组件:
- JOYZL ODBS:对象序列化,支持二进制和JSON格式;
- JOYZL Network:网络服务组件,提供异步高性能网络通信支持;
- JOYZL WEB-Server:服务端软件,提供HTTP WEB服务基础;
- JOYZL TSD:时序数据存储库;
- JOYZL Logger:日志组件;
网页端包含以下软件组件:
- JOYZL ENO:JSON 与 HTML 操作交互函数库;
- JOYZL Style:网页的基础样式库。
数据
JOYZL SCADA 系统中的数据分为三类: 配置数据、 记录数据、 时序数据。
配置整个 JOYZL SCADA 系统运行规则,按逻辑结构组织的各种设备和属性等数据,即为配置数据。 这些数据由用户配置而产生,以二进制文件格式存储于主机磁盘中。 配置数据 相对比较稳定,当系统实施完成并进入稳定运行状态后, 不会经常发生变化,对存储空间的需求很小。
由装备绑定的扫码器产生的工件记录,以及由轮值划分产生的产量记录,即为记录数据。 这些数据会随着系统运行而持续产生,以日期分块形式存储于主机磁盘中。 记录数据 会持续增加, 对存储空间需求一般,须设定过期时限并清理。
从设备采集而来的工况数据,这些数据由传感器或电器反馈产生,即为时序数据。 这些数据会随着系统运行而迅猛产生,以日期分块形式存储于主机磁盘中。 时序数据 数据量非常庞大且会持续增加,对存储空间需求很大,须设定过期时限并清理。
JOYZL SCADA 会根据配置的数据有效期, 自动清理过期的 记录数据 和 时序数据。 这有助于确保系统稳定运行,避免因磁盘空间耗尽而造成数据损失或宕机。
服务端(JOYZL SCADA Server) 通过特定格式组织数据并存入服务器磁盘中。 通过分类和时间段分区的方式分块(Block)存储数据,这有助于按时间段读取数据。 通过直接磁盘存储可获得最大的 IO 吞吐量,以提高数据存取性能,可适应大量时序数据存取需求; 在获得高性能吞吐量的同时也有额外的限制,这些数据不支持高度自由的关键字模糊检索, 仅能按设计维度查找和读取。
数据存储的时间长度仅受到磁盘容量限制, 为了避免将磁盘写满而导致存储异常, 应根据磁盘空间设定有效的时段(以天为单位,如果计划100年后过期,则应设定过期时间为36600天), 系统服务将在每日自动清理过期数据,这有助于保持长期稳定运行。
数据规模测算示例
假设某个浮点数信号以每秒执行遥测采集并存储,拟定存储100年,那么数据值有约三十一亿(3,162,240,000)项, 所需存储空间约106GByte。 以一万个采集信号为例,所需存储空间约为1PB(1035TB)。
标准规范
JOYZL SCADA 开发设计遵循或参考以下规范:
GB/T 37393-2019 数字化车间通用技术要求GB/T 38129-2019 智能工厂安全控制要求
GB/T 20720.3-2022 企业控制系统集成 第3部分:制造运行管理的活动模型
GB/T 41255-2022 智能工厂通用技术要求
GB/T 41261-2022 过程工业报警系统管理
GB/T 19000-2016 质量管理体系 基础和术语
GB/T 25486-2010 网络化制造技术术语
GB/T 18725-2008 制造业信息化 技术术语
GB/T 25485-2010 工业自动化系统与集成 制造执行系统功能体系结构
GB/T 18757-2008 工业自动化系统 企业参考体系结构与方法论的需求
GB/T 21109 过程工业领域安全仪表系统的功能安全
GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分 :框架、定义、系统、硬件和软件要求
SY/T 7037-2016 油气输送管道监控与数据采集(SCADA)系统安全防护规范
T/TMAC 028-2020 智能工厂监控和数据采集技术要求
IEC 62682 Management of alarm systems for the process industries
IEC 61511 Functional safety-Safety instrumented systems for the process industry sector
IEC 62241 Nuclear power plants-Main control room-Alarm functions and presentation
IEC 62264-1 Enterprise-control system integration-Part1: Models and terminology
IEC 62264-2 Enterprise-control system integration-Part2: Object model attributes
IEC 62541-9 OPC unified architecture-Part9: Alarms and conditions
IEC 62264-3 Enterprise-control system integration - Part 3: Activity models of manufacturing operations management
IEC 62264-4 Enterprise-control system integration-Part 4:Objects models attributes for manufacturing operations management integration
IEC/TS 62443-1-1 Industrial communication networks-Network and system security-Part 1-1 : Terminology, concepts and models
ANSI/ISA 18.02 Management of Alarm Systems for the Process Industries
ANSI/ISA 95.00.01 Enterprise-Control System Integration-Part 1:Models and Terminology
ANSI/ISA 95.00.02 Enterprise-Control System Integration-Part 2:Object Model Attributes
ANSI/ISA 95.00.04 Enterprise-Control System Integration-Part 4:Objects and attributes for manufacturing operations management integration
ISO 13374-1 Condition monitoring and diagnostics of machines-Data processing,communication and presentation-Part 1:General guidelines
EEMUA 191 Engineering Equipment Materials Users’ Association,Alarm Systems-A Guide to Design, Management and Procurement
致谢
JOYZL SCADA 的诞生离不开以下开源项目以及其他开源软件。
JOYZL SCADA 软件基于 Java 语言而开发;工作站(JOYZL SCADA Station) 基于 JavaFX 的桌面GUI技术。 JavaFX 是开源的现代化客户端应用程序平台,适用于基于 Java 构建的桌面、移动和嵌入式系统。
Eclipse IDE 是专业开发者的领先开放平台,提供快速创新所需的功能。 是跨行业数千个任务关键型开发人员工具和桌面应用程序的基础。
Eclipse Temurin 基于 OpenJDK:Eclipse Temurin 提供高性能、跨平台的开源 Java™ 运行时二进制文件, 适用于企业环境,已通过 Java SE TCK 认证并经 AQAvit 验证,适用于 Java 生态系统中的广泛使用。
JOYZL SCADA 的服务端和客户端的 Linux 部分均在 Debian 12 进行测试和打包。 Debian 是一个完全自由的操作系统,Debian 被各种各样的大小组织,以及成千上万的个人所使用。
工作站(JOYZL SCADA Station) 和 Web 软件中的图标来自 Google Material Icons 开源项目。