文档介绍：基于Unity3D和Redis的工业监控软件的设计与应用
齐冲 路进军 摘 要:该文根据工业监控软件的特点以及工控行业的现实需求,结合目前相关软件技术的发展水平和趋势,将虚拟现实技术融入工业监控领域中,设计了一种基于Unity基于Unity3D和Redis的工业监控软件的设计与应用
齐冲 路进军 摘 要:该文根据工业监控软件的特点以及工控行业的现实需求,结合目前相关软件技术的发展水平和趋势,将虚拟现实技术融入工业监控领域中,设计了一种基于Unity3D和Redis的成本低、可靠性强、自由度高的新型工业组态软件。该文详细阐述了该软件的设计思想、系统结构与技术原理,并利用该软件在典型的自动化生产线中进行了实际应用,取得了预期的效果。
关键词:工业监控 Unity3D Redis
近年来,工业制造向精细化、智能化等高端方向的发展趋势愈发明显,这对企业生产自动化的管控能力以及各类过程信息的集成要求也越来越高。传统的现场工业监控软件由于其广泛的适配性及实施成本的限制,对部分有特殊需求如三维可视化能力的生产场合的支持能力明显不足。与此同时,随着信息化技术的广泛普及和各类自动化软件工具的开源推广,使得监控软件的设计门槛正在下降,使得更多的行业专家基于本行业的实际特点自行设计适配性更高的工业监控软件。尤其是当前,虚拟现实技术的快速发展以及广泛应用给各行业的监控系统带来了新的启示与技术体验,这也为工控自动化行业带了新的发展动力。
该文基于上述的工业监控软件的发展趋势及背景,采用三维引擎Unity3d、REDIS开源内存数据库、SQL server关系型数据库以及亚控公司的King I/O server数据采集器,设计了一款能够实现三维可视化监控画面的工业实时监控软件,并在某机械加工生产线上进线了实际的应用。
1 系统结构设计
该文设计的监控软件基于模块化思想,灵活组合各功能组件,将数据采集与过程控制融为一体,构成用户的应用軟件。从软件工程的角度出发以及软件开发工作的需要,该文将软件开发分为图形组态模块、实时管理模块、数据采集模块、数据库存储与管理模块。
在图形化人机交互方面,该文主要利用Unity3D引擎的强大场景交互能力以及能与大部分相关应用程序协同工作的兼容性。Unity3D内置的物理引擎带来能够逼真的互动效果,具备完善的光影渲染系统[1]。在该文设计的软件中,运行时的人机交互界面含场景漫游、设备运行监控、图文报表(报警及数据标签)的展示均在Unity3D引擎的支持下实现。
在实时性数据处理方面,工业车间的实时数据量往往巨大且存在各种类型,为了保证软件具备与传统实时数据库相同的高效性和稳定性,平台采用了Redis集群来处理实时数据。Redis是一个KEY-VALUE形式的缓存存储系统,根据官方实验数据,在操作系统Linux ,其50个并发进程执行100000个请求,读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s[2]。尤其是Redis的各类操作具备原子性、一致性的特点,符合工业实时数据库的需求。
在历史数据处理方面,该文考虑采用SQL server关系型数据库来处理历史数据。历史数据对系统应用人员有极其重要的参考价值。它从实时数据库中得到且与时间有关