半导体新能源智能装备上位机工业软件设计方案

Posted 2022-12-12 深圳信迈科技DSP+ARM+FPGA

一、什么是上位机软件

如果说PLC是工业控制的小脑，那么上位机软件就是其大脑。在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，上位机往往是数字信号的处理和命令的下发，下位机往往是模拟量的处理和命令的执行。

上位机的硬件一般是工业电脑或者叫工控机，上位机上运行的操作系统一般可以是Windows、linux、鸿蒙等，根据不同的性能要求会选择不同的操作系统，上位机上运行的软件一般都是经过定制开发的专门软件，有的大型制造业或大型企业往往会有自己的研发团队，也有一些会选择将上位机软件外包出去。

二、上位机软件主要应用行业

上位机软件在各行各业均有应用，尤其是制造业、物流分拣行业、仪器设备领域等，在矿产开采加工、化工行业、食品饮料加工制造、烟草物流、药品生产、机械设备生产等也有大规模应用。

随着生产制造行业的自动化、信息化、智能化的不断升级，产业工人的成本逐渐上升，上位机软件已经逐渐成为了标配，而专门服务于生产制造的科技服务业的不断发展和成熟，也在推进上位机软件和制造业智能化的发展。

三、上位机软件主要应用场景

1. 自动化生产线的控制、采集、监控、告警等
2. 质量数据检测
3. 仪器设备的现场控制和远程控制
4. 视觉检测场景
5. 物流输送线的运算和数据采集
6. 测控系统的运算和数据采集
7. 医疗设备的控制与数据采集等等

四、上位机软件有哪些特性

1. 稳定性要求高：软件崩溃会导致生产停滞，造成较大的损失，客户稳定性容忍度低。
2. 软件实时性要求高：上位机软件处理得业务或数据往往都具有实时性要求，机器不能等待程序卡死了再缓过来。
3. 健壮性要求高：有的产线是24小时连续不停的生产，所以要求软件具备连续运转不停顿的特性。
4. 易操作、易维护性：生产环境不如办公环境舒适，所以对软件提出了更高的操作、维护要求。
5. 故障响应及时性：出现故障后，维保团队能够及时响应并解决问题，避免造成更大的损失。

五、上位机软件开发的技术体系

上位机软件的开发语言，一般会选择C++或者C#，用Java做桌面程序的比较少，java比较适合后台程序。近来随着C#的成熟，使用C#语言来开发上位机软件的越来越多。C#的桌面框架有Winform和WPF。

传统的上位机软件一般都是单机软件或者是局域网软件，但是随着近年来工业互联网的发展，以及制造业软件信息系统的高度集成化趋势，上位机软件已经开始逐步联网，与ERP系统或者MES系统集成，或与其他更上层的系统集成。

上位机软件使用的数据库，一般根据具体需求来选型，常见的传统关系型数据库，mysql、SQLServer、Oracle等，这些数据库可以部署在上位机本地，也可以部署在远程服务器上。

上位机软件开发

基于matlab/C++/qt/C#  + 运动控制/机器视觉/工业总线等开发上位机软件，根据具体需求功能开发

案例1：锅炉工控机温度控制系统

系统集成自动化仪表、通讯技术、数据自动化采集等技术，实现对锅炉温度的智能化控制，减少人工失误，有效保障生产的安全性和可靠性；同时基于分布式架构开发，实现多个设备的集中管理，有效提高锅炉生产效率。