WEB组态可视化软件

WEB组态可视化软件

1 B/S组态软件

它是一个独立的产品，包含编辑器（设计时）和运行环境（运行时）两大模块，我们将其命名为——WEB组态可视化软件（下称“组态软件”）。

2 组态概念

组态（Configure）的概念来自于20世纪70年代中期出现的第一代集散控制系统（Distributed Control System），可以理解为“配置”、“设定”、“设置”等，是指通过人机开发界面，用类似“搭积木”的简单方式来搭建软件功能，而不需要编写计算机程序。我们也可称之为“二次开发”，组态软件即为“二次开发平台”。

3 组态产品呈现

组态软件是个怎样的产品？

先做一个概述：组态软件通过浏览器操作组态工具、浏览组态画面，实现工程管理、组态编辑以及组态运行三大功能。通过实现图元组态、可视化图表组态、数据库组态的配置与关联，完成基于Web服务的实时数据监控与服务端的多用户访问等。

从用户操作与界面呈现的角度来说，组态软件采用标准HTML5技术，基于B/S架构进行开发，支持Web端呈现，在浏览器端即可完成便捷的人机交互，简单的拖拽即可完成可视化页面的编排设计。此外，由于组态软件功能较为复杂，为降低使用门槛，组态软件进行了模块集成化，旨在简化用户的操作步骤，提高用户的工作效率。

从软件架构来说，组态软件具备高度的开放性。随着应用场景的逐渐增加，软件必然需要进行功能扩展，因此，组态软件不仅支持多种数据接口，也提供了二次开发接口，可以由用户自行完成二次开发。组态软件在功能上集成了大量通用模块和个性化模块，以实现不同行业用户的需求。针对具体的用户，软件支持定制化模块的开发与配置，实现“即插即用“。

软件的运行逻辑并不复杂，除了基础的组态管理外，主要可分为组态编辑和组态运行两个部分。用户需要在组态编辑环境中使用组态软件提供的组态功能（图元、图表、数据库）进行组态设置、建立网络拓扑、绘制数据显示界面、配置各种系统参数（如数据采集频率）等；然后在组态运行环境中运行已经组态好的应用系统，包括数据实时监控、场景展示等。

两者之间的关系如图所示：

4 功能特点

基于html5，B/S架构
支持 2D、2.5D、3D多种呈现模式
可视化拖拽编辑、简单易用
支持云端/本地等部署方式，多终端使用
提供丰富的行业标准元器件图元库
提供行业模板和组件，支持自定义模板和图纸管理
提供定制开发服务
支持Http、WebSocket等主流协议，支持扩展更多协议
支持嵌入第三方系统或者集成平台，也可作为独立平台
具备延续性、可扩展性、封装性（易学易用）、通用性、开放性
周密的系统安全防范

软件主要功能模块有组态管理、组态编辑、组态运行三大模块：

组态管理

管理模块的详细功能与其他软件大同小异，系统管理通过分级权限保障系统的安全；工程管理则是对组态文件的建立、提交、删除、恢复等基本操作提供入口。

2. 组态编辑

本模块是组态软件的核心模块，软件绝大部分操作都在这一个模块里面进行。

主要操作对象有画布、图元、可视化图表以及数据库。针对画布与图元这类基础对象，软件提供诸如调整尺寸、属性、复制、粘贴、增删、合并、拆分、绑定跳转页面/事件等操作，搭建可视化页面的基础架构。

可视化图表是页面展示的主要形式，因此，除了针对图元的基本操作之外，软件还提供了样式设计、文本属性以及运行参数设置，确保图表在可视化页面的展示效果。

数据库作为系统的数据源，需要与组态形成关联，为组态提供数据。软件支持配置组态关联的数据库信息、绑定图元/可视化图表对应实时/历史数据源、设置图元/可视化图表数据源触发事件等功能。

组态运行

本模块将为各类应用场景提供实际的运行功能，具体如下所示：

解析组态画面编辑文件
绘制动态实时监控页面
关联图元及可视化图表数据源
可视化图表数据导出
网络通信检测
设置可视化图表运行参数
失效数据检测处理等

5 组态软件应用场景

组态软件的出现，为解决实际工程问题提供了一种崭新的方法，用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，不需要编辑计算机程序。组态软件能够很好地解决各类场景中存在的种种问题，使用户能根据自己的管理对象和管理目的的任意组态，完成最终的场景控制自动化、数据可视化。主要适应场景如下：

配电
工业（控制）
智能楼宇
变电站管理
电厂电气
配电室监控
冶金工艺流程控制
水力自动控制
石油智能控制系统等

6 经典的案例

6.1 某通信基站的组态可视化

本项目采用2.5D的形式进行可视化展示，2.5D技术使用三维建模方式，构建立体效果，同时增加了2D的光照和2D各种方法，系统的功能具有很好的延展性。系统在项目中可以进行数据结构更换、tips效果优化、选中效果、设备告警、油箱动态油量显示、油机开关机功能，支持自动布局多种布局方式，可进行接口对接，支持基站多设备的添加，设备基本信息的查看等功能。

7 具体实现

7.1 设计时

7.1.1 表单输入

基于HTML5进行表单输入，前端给ui打上id标签

<li data-cIndex='16'><img src="./images/icons/door.png" class="CNicons" alt=""><a id="a_16"   class=" controlName" group="">门禁</a></li>

<tr id="tr_i_DoorState" style=" display:none;">

	<td></td>

	<td class="txt i_attrName">门状态点</td>

	<td class="txt">

	   <input type="text" id="i_DoorState" name="DoorState" style="width:150px;">

	</td>

</tr>

<tr id="tr_i_OpenStateValue" style=" display:none;">

	<td></td>

	<td class="txt i_attrName">门打开值</td>

	<td class="txt">

		<select id="i_OpenStateValue" name="openValue">

			<option value="0">0</option>

			<option value="1">1</option>

		</select>

	</td>

</tr>

<tr id="tr_i_OpenDoorState" style=" display:none;">

	<td></td>

	<td class="txt i_attrName">开门控制点</td>

	<td class="txt">

		<input type="text" id="i_OpenDoorState" name="OpenDoorState" style="width:150px;">

	</td>

</tr>

<tr id="tr_i_linkdeviceid" style=" display:none;">

	<td></td>

	<td class="txt" id="td_i_linkdeviceid_tit">联动点</td>

	<td class="txt i_attrName">

		<input id="i_linkdeviceid" class="input0" value="" style="width:150px;">

	</td>

</tr>

<tr id="tr_i_CardReader" style=" display:none;">

	<td></td>

	<td class="txt" id="td1">读头</td>

	<td class="txt i_attrName">

		<input id="i_CardReader" name="CardReader" class="input0" value="" style="width:150px;">

	</td>

</tr>

7.1.2 js脚本

根据id，通过js来面向dom元素编程，如果时vue,angular,react则直接可绑定数据，面向数据编程。通过js来对拖动，点击，修改，保存等事件进行编程；

	//门状态点

	$('#i_DoorState').focus(function(){

		var stateName = $(this).attr('name');

		selectDevState(stateName);

	});

	//门打开控制点

	$('#i_OpenDoorState').focus(function(){

		var stateName = $(this).attr('name');

		selectDevState(stateName);

	});

	//读头

	$('#i_CardReader').focus(function(){

		var stateName = $(this).attr('name');

		selectDevState(stateName);

	});

				else if(devIndex==16){//门禁

					$('#tr_i_OpenStateValue').show();

					$('#tr_i_DoorState').show();

					$('#tr_i_OpenDoorState').show();

					$('#tr_i_CardReader').show();

如，如下保存点击事件可保存配置属性成json，生成json文件或者post给后台服务加载到数据库。

$('#a_save').click(function(){

	var row = $('#MonitoringSiteTable').datagri('getSelected');

	if(row){

		var devArr= $('.dev');

		for(var i=0;i<devArr.length;i++){

			if(devArr.eq(i).css('outline-style'!=='none'){

				var upId = devArr.eq(i).attr('id');

				switch(stateName){

					case 'devname':

						$('#i_deviceid').val(rowdevname);

						deviced[upId].devname=rowdevname;

						if(deviced[upId].devIndex==8){

							var txt = textShowMod(upId);

							var textID = 'p'+upI+'img';

							$('#'+textID).text(txt)css({color:deviced[upId]fontColor});

							textAlign(devId);

						}else if(deviced[upId]devIndex==14){

							devArr.eq(i).find('span')text(row.devname).css{color:'#555'display:'inline-block'position:'absolute'bottom:'10px'});

						}else if(deviced[upId]devIndex==5){

							moniShowMode(upId);

							var textID = 'p'+upI+'img';

							$('#'+textID).css{color:deviced[upId]fontColor});

						}else if(deviced[upId]devIndex==15){

							devArr.eq(i).find('span')text(row.devname).css{color:'#555'position:'absolute'bottom:'10px',left:'0px'};

						}

						break;

					case 'OpenDoorState':

						$('#i_OpenDoorState').val(rowdevname);

						deviced[upId].OpenDoorState =row.devname;

						break;

					case 'DoorState':

						$('#i_DoorState').val(rowdevname);

						deviced[upId].DoorState = rowdevname;

						break;

					case 'CardReader':

						$('#i_CardReader').val(rowdevname);

						deviced[upId].CardReader =row.devname;

						break;

					case 'linkorgid':

						$('#i_linkorgid').val(roworgname);

						deviced[upId].linkorgid=roworgname;

						break;

7.2 运行时

7.2.1 前端给ui打上id标签

	<div id="centerTabs" class="easyui-tabs" style="width:100%;height:100%;">

		<div title="组态图设计" id="contentBox" data-options="closable:false" style="padding:4px;position:relative;">

			<div id="resizeBox" style="position:relative;width:100%;height:100%;z-index:2;border:1px solid #ccc;overflow:hidden;" data-Box="bgBox"></div>

		</div>

		<div title="预览" data-options="closable:false" style="padding:4px;position:relative;" id="previewBox">

		</div>

	</div>

7.2.2 js脚本

需要先从数据库或者*.json加载控件的配置数据，来展现完成的控件属性，然后去对应的后台接口，或者devicedata.json（后台服务生成），来更新当前设备的实时数据。

定时刷新设备实时数据，其余定时刷新实时数据的代码太长，这里不粘贴，自行补全。

	//预览

	$('#centerTabs').tabs({

		onSelect:function(title,index){

			if(title=="预览"){

				preview();

			}else if(title=="组态图设计"){

				clearInterval(intervalId);

				if($('.video').length>0){

					var video = $('.video').eq(0);

					$('#resizeBox').append(video);

					var devId = video.attr('id');

					video.css('outline-style',deviced[devId].outlineStyle);

					if(video.css('outline-style')!=='none'){

						$('#'+devId+'img').show();

					}

					$('#'+devId).resizable({

						disabled:false

					});

					deviced[devId].ocx.DisConnectAllChannel();

				}else if($('.chart').length>0){

					var chart = $('.chart');

					for(var j=0;j<chart.length;j++){

						$('#resizeBox').append(chart.eq(j));

						var devId = chart.eq(j).attr('id');

						chart.eq(j).css('outline-style',deviced[devId].outlineStyle);

						$('#'+devId).resizable({

							disabled:false

						});

					}

				}

				$('#previewBox').empty();

				for(var i in deviced){

					if(deviced[i].devIndex==14){

						deviced[i].option.series[0].data[0].value=50;

						deviced[i].Chart = echarts.init(document.getElementById(i+'img'));

						deviced[i].Chart .setOption(deviced[i].option,true);

					}else if(deviced[i].devIndex==15){

						deviced[i].dial = new canvasPanel();

						deviced[i].dial.bgColor = deviced[i].panelColor;

						deviced[i].dial.splitNum = deviced[i].lineValue;

						deviced[i].dial.MaxNum=parseInt(deviced[i].dmaxvalue);

						deviced[i].dial.MinNum = parseInt(deviced[i].dminvalue);

						deviced[i].dial.init(i+'img');

					}else if(deviced[i].devIndex==24){

						deviced[i].data = [];

						clearInterval(deviced[i].chartInterval);

					}

				}

			}

		}

	});

8 小结

设计时，根据配置属性，生成配置json文件，或者配置后台服务，通过webapi接口持久化配置到db；
运行时，从数据库或者配置文件来生成定制的控件，根据配置参数来加载实时json或者去实时接口ajax或者websocket拿数据；