论文总字数：26956字

摘 要

如今，互联网技术高速发展，网络终端设备如PC、智能手机逐渐普及，制造业也在向信息化智能化转型。企业工厂希望能借助于互联网技术进行工业生产的监控与管理，以改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，进而达到生产过程控制的智能化。本设计是基于B/S模式的污沼液分级浓缩设备远程监控系统的开发，旨在提高企业工厂的工作效率，向生产过程智能化做出探索。

该化工设备使用西门子S7-200 SMART PLC作为控制器，该PLC支持工业以太网；通过TCP协议将PLC中的生产数据传输至服务器中，并存储于MySQL数据库中；然后使用浏览器获取服务器数据，并进行数据可视化。服务器基于Java Spring Boot微服务框架，浏览器端使用了较为流行的Bootstrap 前端框架。

企业工厂可以通过该系统对沼液分级浓缩设备进行远程监控。企业工厂在接入互联网的任何位置都可以查看设备运行状态，对设备运行状态进行更改。同时，该系统可以将设备生产数据以图表的形式展示出来，方便企业进行生产效率、成本的统计与优化。

关键词：监控系统，工业以太网，Spring Boot，Bootstrap

Abstract

With the rapid development of Internet technology and the popularization of network terminals such as PC and smart phones, the manufacturing industry is transforming into information technology. Enterprise factories hope to monitor and manage industrial production with the help of Internet technology, in order to improve the management, management, product development and production of manufacturing enterprises, improve production efficiency, product quality and enterprise innovation ability, reduce consumption, and then achieve the intelligent control of production process. This design is based on the B/S model for the development of remote monitoring and control system for the classification and concentration equipment of sewage sludge. It aims to improve the work efficiency of the enterprise and explore the intelligentization of the production process.

The chemical equipment uses SIEMENS S7-200 SMART PLC as controller, and PLC supports industrial Ethernet.Through the TCP protocol, the production data in PLC is transferred to the server and stored in the MySQL database. Then use browser to get server data and visualize data. The server is based on the Java Spring Boot micro service framework, and the browser side uses the more popular Bootstrap front-end framework.

The plant can monitor the pollution and biogas slurry concentration and concentration equipment by this system. An enterprise factory can view the running state of the device and change the running state of the device at any location accessing the Internet. At the same time, the system can display the equipment production data in the form of charts, and facilitate the production efficiency and cost statistics and optimization of enterprises.

KEY WORDS: Monitoring System, Industrial Ethernet, Spring Boot, Bootstrap

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 项目背景 1

1.3 相关技术现状 2

1.3.1 沼液处理技术 2

1.3.2 互联网技术 3

1.4 本文主要工作 3

1.4.1 设计目标 3

1.4.2 设计思路 4

1.4.3 主要工作 4

1.5 章节安排 5

1.6 本章小结 5

第二章 总体设计 6

2.1 需求分析 6

2.1.1 用户需求分析 6

2.1.2 功能需求分析 7

2.1.3 性能需求分析 7

2.2 系统结构 7

2.3 软件结构 8

2.4 本章小结 9

第三章 PLC与服务器的通信 10

3.1 PLC传输的数据内容 10

3.2 应用层协议设计 11

3.2.1 方案论证 11

3.2.2 协议内容 12

3.3 在PLC上的实现 13

3.4 本章小结 15

第四章 后端设计 16

4.1 技术与工具 16

4.1.1 Spring 16

4.1.2 Maven 16

4.1.3 使用的软件开发包版本 16

4.2 数据库设计 17

4.2.1 概念设计 17

4.2.2 逻辑设计 17

4.2.3 物理设计 18

4.3 程序源码的文件组织 19

4.4 与PLC通信的实现 20

4.5 为前端提供服务的接口 23

4.6 接口的实现 24

4.7 本章小结 24

第五章 前端设计 25

5.1 技术与工具 25

5.1.1 HTML、CSS和JavaScript 25

5.1.2 Bootstrap 25

5.1.3 JQuery 25

5.1.4 使用的软件开发包版本 25

5.2 前端主要的界面 25

5.3 详细设计 26

5.3.1 登录 26

5.3.2 地理位置显示 26

5.3.3 监控界面 27

5.3.4 用户管理界面 28

5.3.5 报表界面 30

5.4 本章小结 31

第六章 测试 32

6.1 软件测试的方法及意义 32

6.1.1 白盒测试技术 32

6.1.2 黑盒测试技术 32

6.2 系统运行环境 32

6.3 测试使用的工具 32

6.3.1 Navicat Premium 32

6.3.2 Postman 33

6.3.3 Chrome浏览器 34

6.3.4 网络调试助手 34

6.3.5 Python 35

6.4 模块功能测试 35

6.4.1 PLC的通信测试 35

6.4.2 服务器提供的服务接口测试 36

6.5 性能测试 36

6.5.1 PLC与服务器通信稳定性测试 36

6.5.2 PLC重复连接测试 37

6.5.3 浏览器兼容性测试 37

6.6 本章小结 37

第七章 总结与展望 38

7.1 总结 38

7.2 展望 38

致 谢 39

参考文献 40

绪论

引言

监控与数据采集系统(HMI/SCADA)是控制系统的重要组成部分，它为操作人员提供了良好的人机交互界面，实现对自动化生产过程的监控。如今，工业自动化水平不断提高，监控系统作为工业自动化的重要组成部分得到了普及与发展^[1]。

与此同时，计算机技术与网络技术飞速发展，互联网成为了世界上覆盖率最高的信息传输网络。“作为人类社会信息共享与协作的基础平台，信息网络已成为支撑经济繁荣、国家安全和科技竞争力的基础^[2]。”监控系统常常与计算机网络技术结合，利用互联网，高效快捷地进行生产管理。

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