微型計算機控制技術(shù)_第7章

1、國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)第7章 人機接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件 7.1 7.1 人機接口（人機接口（HMI/SCADAHMI/SCADA）技術(shù)）技術(shù)7.2 7.2 監(jiān)控組態(tài)軟件概述監(jiān)控組態(tài)軟件概述7.3 7.3 基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面7.4 7.4 實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫7.5 7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的監(jiān)控組態(tài)軟件的I/OI/O設(shè)備驅(qū)動設(shè)備驅(qū)動7.6 7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能7.7 7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的

2、數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.9 7.9 監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例本章主要介紹人機接口（本章主要介紹人機接口（HMI/SCADAHMI/SCADA）技術(shù)、監(jiān)控組態(tài)軟件概）技術(shù)、監(jiān)控組態(tài)軟件概述、基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面、實時數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控述、基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面、實時數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控組態(tài)軟件的組態(tài)軟件的I/OI/O設(shè)備驅(qū)動、監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信、監(jiān)控組設(shè)備驅(qū)動、監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信、監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)、監(jiān)控態(tài)軟件的控制功能、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)、監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例。組態(tài)軟件應(yīng)用舉例。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機

3、控制技術(shù)7.1 7.1 人機接口（人機接口（HMI/SCADAHMI/SCADA）技術(shù)）技術(shù)7.1.1 HMI/SCADA7.1.1 HMI/SCADA的含義的含義7.1.2 7.1.2 基于基于VB/VC+VB/VC+語言設(shè)計人機交互界面語言設(shè)計人機交互界面國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.1.1 HMI/SCADA7.1.1 HMI/SCADA的含義的含義 HMI HMI（Human Machine InterfaceHuman Machine Interface）廣義的解釋就是）廣義的解釋就是“使用者與機器間溝通、傳達及接收信息的一個接口使用者與機器間溝通、傳達及接

4、收信息的一個接口”。一般而言，一般而言，HMIHMI系統(tǒng)必須有幾項基本的能力：系統(tǒng)必須有幾項基本的能力：l 實時資料趨勢顯示實時資料趨勢顯示l 歷史資料趨勢顯示歷史資料趨勢顯示l 自動記錄資料自動記錄資料l 警報的產(chǎn)生與記錄警報的產(chǎn)生與記錄l 報表的產(chǎn)生與打印報表的產(chǎn)生與打印l 圖形接口控制圖形接口控制國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù) 凡是具有系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能的軟件，都可稱為凡是具有系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能的軟件，都可稱為 SCADA (Supervisor Control And Data AcqusitionSCADA (Supervisor Control And

5、 Data Acqusition) ) 軟軟件。件。 SCADASCADA軟件和硬件設(shè)備的連接方式主要可歸納為三種：軟件和硬件設(shè)備的連接方式主要可歸納為三種： (1) (1) 標準通訊協(xié)議。標準通訊協(xié)議。 (2) (2) 標準的資料交換接口。標準的資料交換接口。 (3) (3) 綁定驅(qū)動綁定驅(qū)動(Native driver)(Native driver)。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.1.2 7.1.2 基于基于VB/VC+VB/VC+語言設(shè)計人機交互界面語言設(shè)計人機交互界面1.Visual Basic1.Visual Basic2.VC+2.VC+國家精品課程國家精

6、品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.2 監(jiān)控組態(tài)軟件概述l組態(tài)：l組態(tài)最早來自英文Configuration，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動完成特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。 l監(jiān)控組態(tài)軟件l監(jiān)控組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是面向SCADA的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項目，使用方式靈活，功能強大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，HMI或MMI(Man Machine Interface)是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已

7、經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.2.1 7.2.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)及功能監(jiān)控組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)及功能l監(jiān)控組態(tài)軟件主要體系結(jié)構(gòu)包括：l（1）圖形畫面組態(tài)生成；l（2）實時數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫；l（3）動畫連接；l（4）歷史趨勢曲線和實時趨勢曲線；l（5）報表系統(tǒng)、創(chuàng)建報表、報表組態(tài)；l（6）報警和事件系統(tǒng)；l（7）腳本程序、腳本程序語言句法、腳本程序語言函數(shù)；l（8）I/O設(shè)備管理與驅(qū)動程序；l（9）數(shù)據(jù)共享技術(shù)；l（10）自動化組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)與冗余功能；l（11）其它功能：控件，配方管理，系統(tǒng)安全管理。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計

8、算機控制技術(shù)l目前組態(tài)軟件的基本功能l(1)強大的圖形組態(tài)功能l(2)腳本語言 l(3)開放式結(jié)構(gòu)l(4)提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動程序l(5)強大的數(shù)據(jù)庫l(6)豐富的功能模塊國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.2.2 7.2.2 幾種典型的自動化組態(tài)軟件幾種典型的自動化組態(tài)軟件l（1）InTouchl美國Wonder ware公司 l（2）Fixl美國Interlution公司 l（3）WinCCl德國Siemens西門子公司 l（4）Kingview（組態(tài)王）l北京亞控科技發(fā)展有限公司 l（5）國內(nèi)其他l國內(nèi)其它組態(tài)軟件產(chǎn)品如MCGS、Force Control、SYNALL、

9、Controx2000 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.3 7.3 基于工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面基于工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面 計算機控制系統(tǒng)的組態(tài)功能可分為兩個主要方面，即硬件計算機控制系統(tǒng)的組態(tài)功能可分為兩個主要方面，即硬件組態(tài)和軟件組態(tài)。組態(tài)和軟件組態(tài)。 硬件組態(tài)常以總線式硬件組態(tài)常以總線式(PC(PC總線或總線或STDSTD總線總線) )工業(yè)控制機為主進工業(yè)控制機為主進行選擇和配置。行選擇和配置。 工業(yè)控制組態(tài)軟件是標準化、規(guī)?；?、商品化的通用過程工業(yè)控制組態(tài)軟件是標準化、規(guī)?；?、商品化的通用過程控制軟件控制軟件 。 組態(tài)軟件主要包括：控制組態(tài)、圖

10、形生成系統(tǒng)、顯示組態(tài)、組態(tài)軟件主要包括：控制組態(tài)、圖形生成系統(tǒng)、顯示組態(tài)、I IO O通道登記、單位名稱登記、趨勢曲線登記、報警系統(tǒng)登記、通道登記、單位名稱登記、趨勢曲線登記、報警系統(tǒng)登記、報表生成系統(tǒng)共報表生成系統(tǒng)共8 8個方面的內(nèi)容。個方面的內(nèi)容。 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)1.1.控制組態(tài)控制組態(tài) 控制算法的組態(tài)生成在軟件上可以分為兩種實現(xiàn)方式：控制算法的組態(tài)生成在軟件上可以分為兩種實現(xiàn)方式： 一種方式是采用一種方式是采用模塊宏的方式模塊宏的方式，即一個控制規(guī)律模塊，即一個控制規(guī)律模塊( (如如PIDPID運算運算) )對應(yīng)一個宏命令對應(yīng)一個宏命令( (子程序子

11、程序) )，在組態(tài)生成時，每，在組態(tài)生成時，每用到一個控制模塊，則組態(tài)生成控制算法，產(chǎn)生的執(zhí)行文用到一個控制模塊，則組態(tài)生成控制算法，產(chǎn)生的執(zhí)行文件中就將該宏所對應(yīng)的算法換入執(zhí)行文件。件中就將該宏所對應(yīng)的算法換入執(zhí)行文件。 另一種常用的方式是將各控制算法編成各個獨立的可另一種常用的方式是將各控制算法編成各個獨立的可以反復調(diào)用的功能模塊，對應(yīng)每一模塊有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以反復調(diào)用的功能模塊，對應(yīng)每一模塊有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義了該控制算法所需要的各個參數(shù)。因此，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義了該控制算法所需要的各個參數(shù)。因此，只要這些參數(shù)定義了，控制規(guī)律就定了。有了這些算法模只要這些參數(shù)定義了，控制規(guī)律就定了

12、。有了這些算法模塊，就可以生成絕大多數(shù)的控制功能。塊，就可以生成絕大多數(shù)的控制功能。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)2.2.圖形生成系統(tǒng)圖形生成系統(tǒng) 計算機控制系統(tǒng)的人機界面越來越多地采用圖形顯示技計算機控制系統(tǒng)的人機界面越來越多地采用圖形顯示技術(shù)。圖形畫面主要是用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的狀況，并可通過對術(shù)。圖形畫面主要是用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的狀況，并可通過對畫面上對象的操作，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。畫面上對象的操作，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。 圖形畫面一般有兩種即靜態(tài)畫面圖形畫面一般有兩種即靜態(tài)畫面( (或背景畫面或背景畫面) )和動態(tài)畫和動態(tài)畫面。面。 靜態(tài)畫面一般用來反映監(jiān)視對象的環(huán)境

13、和相互關(guān)系，它靜態(tài)畫面一般用來反映監(jiān)視對象的環(huán)境和相互關(guān)系，它的顯示是不隨時間的變化的。的顯示是不隨時間的變化的。 動態(tài)畫面一般用以反映被監(jiān)視對象和被控對象的狀態(tài)和動態(tài)畫面一般用以反映被監(jiān)視對象和被控對象的狀態(tài)和數(shù)值等，它在顯示過程中是隨現(xiàn)場被監(jiān)控對象的變化而變化數(shù)值等，它在顯示過程中是隨現(xiàn)場被監(jiān)控對象的變化而變化的。在生成圖形畫面時，不但要有靜態(tài)畫面，而且還要有的。在生成圖形畫面時，不但要有靜態(tài)畫面，而且還要有“活活”的部分即動態(tài)畫面。的部分即動態(tài)畫面。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)3.3.顯示組態(tài)顯示組態(tài) (1) (1)選擇模擬顯示表選擇模擬顯示表 (2)(2)定義模

14、擬顯示表定義模擬顯示表 (3)(3)顯示登記法顯示登記法 (4)I(4)IO O通道登記通道登記 (5)(5)單位名稱登記單位名稱登記 (6)(6)趨勢曲線登記趨勢曲線登記 (7)(7)報警系統(tǒng)登記報警系統(tǒng)登記 (8)(8)報表生成系統(tǒng)報表生成系統(tǒng) 計算機控制系統(tǒng)的畫面顯示一般分為三級即總貌畫面、組貌計算機控制系統(tǒng)的畫面顯示一般分為三級即總貌畫面、組貌畫面、回路畫面。若想構(gòu)成這些畫面，就要進行顯示組態(tài)操作。畫面、回路畫面。若想構(gòu)成這些畫面，就要進行顯示組態(tài)操作。 顯示組態(tài)操作包括選擇模擬顯示表、定義顯示表及顯示登記顯示組態(tài)操作包括選擇模擬顯示表、定義顯示表及顯示登記方法等操作。方法等操作。 國

15、家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.4 7.4 實時數(shù)據(jù)庫l7.4.1 7.4.1 實時數(shù)據(jù)庫簡介實時數(shù)據(jù)庫簡介l7.4.2 7.4.2 實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)l7.4.3 7.4.3 實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域- -數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫先進的監(jiān)控組態(tài)軟件都有一個實時數(shù)據(jù)庫作為整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處先進的監(jiān)控組態(tài)軟件都有一個實時數(shù)據(jù)庫作為整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心，也有人稱其為數(shù)據(jù)詞典。理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心，也有人稱其為數(shù)據(jù)詞典。 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.4.1 7.4.1 實時數(shù)據(jù)庫簡介實時數(shù)據(jù)庫簡介l1.1.

16、實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展背景實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展背景l(fā)實時數(shù)據(jù)庫就是其數(shù)據(jù)和事務(wù)都有顯式定時限制的數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)庫就是其數(shù)據(jù)和事務(wù)都有顯式定時限制的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務(wù)的邏輯結(jié)果，而且依庫，系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務(wù)的邏輯結(jié)果，而且依賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時間。賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時間。 l2.2.實時數(shù)據(jù)庫的特征實時數(shù)據(jù)庫的特征l(1)數(shù)據(jù)與時間相關(guān)數(shù)據(jù)與時間相關(guān)l時間本身就是數(shù)據(jù)，即從時間本身就是數(shù)據(jù)，即從“時間域時間域”中取值，如中取值，如“數(shù)據(jù)采集時間數(shù)據(jù)采集時間”。 l數(shù)據(jù)的值隨時間而變化。數(shù)據(jù)的值隨時間而變化。l(2)實時事務(wù)有定時限制實時事務(wù)有定時限制 國家精品課程國家精品課程

17、計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)l3.3.監(jiān)控組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫及其使用技術(shù)監(jiān)控組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫及其使用技術(shù)l（1）實時數(shù)據(jù)模型 l數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) l數(shù)據(jù)操作l數(shù)據(jù)的完整性約束 l（2）實時事務(wù)的模型與特性 l（3）實時事務(wù)的處理 l（4）數(shù)據(jù)存儲與緩沖區(qū)管理國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.4.2 7.4.2 實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)l1.實時數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)管理實時資源管理實時事務(wù)處理并發(fā)控制調(diào)度實時應(yīng)用程序CPU管理完整性約束 數(shù)據(jù)操作緩沖區(qū)管理實時I/O調(diào)度數(shù)據(jù)庫圖7-1 實時數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)l2.實

18、時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) l實時數(shù)據(jù)庫與其他一般數(shù)據(jù)庫一樣，包含一組對象及其結(jié)構(gòu)。由于目前對實時數(shù)據(jù)庫還未能提出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，所以不同廠家開發(fā)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有很大差別。 l基本的數(shù)據(jù)對象為“點”(tag)。一個點由若干參數(shù)組成，系統(tǒng)以點參數(shù)為單位存放各種信息。點參數(shù)相當于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的字段(field)，一個點參數(shù)對應(yīng)一個客觀世界中的可被測量或控制的對象。l點存放在實時數(shù)據(jù)庫的點名稱字典中。實時數(shù)據(jù)庫根據(jù)點名稱字典決定數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，分配數(shù)據(jù)庫的存儲空間。l用戶在組態(tài)實時數(shù)據(jù)庫時總是以點名稱為主索引(主關(guān)鍵字)進行編輯。點對象存在多個屬性，以參數(shù)的形式出現(xiàn)，所以又稱點的屬性為點參數(shù)。 國家精品

19、課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.4.3 7.4.3 實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域- -數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫l數(shù)據(jù)倉庫(Data Warehouse，DW)是計算機應(yīng)用領(lǐng)域里的一個嶄新方向，它是一種信息管理技術(shù)，其研究的主要宗旨是通過暢通、合理、全面的信息管理，來達到對管理決策的支持。數(shù)據(jù)倉庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)一種新的應(yīng)用，不是對數(shù)據(jù)庫的替代。數(shù)據(jù)倉庫和操作型數(shù)據(jù)庫在企業(yè)信息環(huán)境中承擔不同的任務(wù)(高層決策分析和日常操作性處理)，并發(fā)揮著不同的作用。數(shù)據(jù)倉庫與實時數(shù)據(jù)庫存在著密切的聯(lián)系，數(shù)據(jù)倉庫需要實時數(shù)據(jù)庫提供大量的歷史數(shù)據(jù)。 l數(shù)據(jù)倉庫具有以下幾個基本特點：l面向主題來組

20、織、長時間歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼規(guī)則、數(shù)據(jù)的只讀性和定時刷新、繼承性、穩(wěn)定性。 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動設(shè)備驅(qū)動l設(shè)備驅(qū)動程序(I/O Server)是組態(tài)軟件與PLC、智能儀表、ISA/PCI總線板卡等設(shè)備交互通信的橋梁 l1.從I/O設(shè)備采集所需數(shù)據(jù)進行鏈路維護 l2.執(zhí)行來自操作員的I/O命令管理輸出隊列l(wèi)3.與實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行無縫連接l4.與設(shè)備驅(qū)動程序能夠連接的設(shè)備種類l5.設(shè)備驅(qū)動程序的技術(shù)指標l6.使用設(shè)備驅(qū)動程序的注意事項國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù) 7.6 監(jiān)控組

21、態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能l典型的分布式應(yīng)用的情況是：一臺PC機作為主服務(wù)器；其他幾臺工作站作為客戶機，同時訪問主服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)；此外還可以建立基于Web Server/Browser的瀏覽器風格的分布式應(yīng)用。 l1.1.獨立式結(jié)構(gòu)獨立式結(jié)構(gòu)國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)l2.客戶客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)服務(wù)器結(jié)構(gòu)國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)l3.對等結(jié)構(gòu)對等結(jié)構(gòu)國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)l4.混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能監(jiān)控組態(tài)軟件的

22、控制功能l7.7.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能概述l組態(tài)軟件的控制功能表現(xiàn)在彌補傳統(tǒng)設(shè)備控制能力的不足、擴大PC-based設(shè)備在控制系統(tǒng)中所占比例等方面。 l控制設(shè)備與PC間都提供了便利的通信手段，借助PC上組態(tài)軟件提供的策略控制器的豐富算法，就可以彌補這些設(shè)備在運算、控制能力上的不足，充分發(fā)揮其作用。 lPC-based系統(tǒng)是監(jiān)控組態(tài)軟件發(fā)揮作用的重要舞臺。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能l7.7.2 監(jiān)控組態(tài)軟件控制功能模塊l引入“策略(Strategy)”的概念來描述組態(tài)軟件的控制功能。 l策略相當于計算機語言中的函

23、數(shù)，是在編譯后可以解釋執(zhí)行的功能體。 l控制策略由一些基本功能塊組成，一個功能塊代表一種操作、算法或變量。功能塊是策略的基本執(zhí)行元素 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能l7.7.3 監(jiān)控組態(tài)軟件的策略生成器l1.編輯控制策略時的基本準則l2.使用策略編輯器生成控制策略的基本步驟l(1)根據(jù)生產(chǎn)控制要求編寫控制邏輯圖。l(2)根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求配置I/O設(shè)備。l(3)根據(jù)邏輯圖創(chuàng)建策略及子策略，建立I/O通道與基本功能塊的連接。l(4)對創(chuàng)建的控制策略進行編譯和排錯。l(5)利用控制策略編輯器的各種調(diào)試工具對編輯的策略首先

24、進行分段離線調(diào)試，再進行總調(diào)試，最后進行在線調(diào)試。l(6)如果控制策略在本地運行，則將經(jīng)過調(diào)試的策略投入運行；如果策略在目標設(shè)備上運行，則將策略下裝到目標機中投入運行。l3.策略生成器的基本功能塊l基本功能塊可以被反復調(diào)用，每次調(diào)用被賦予一個名字。功能塊的執(zhí)行順序與它在屏幕上的位置相關(guān)，位置靠左上方的功能塊優(yōu)先執(zhí)行，按照先左后右、先上后下的順序執(zhí)行?；竟δ軌K分為5類：變量功能塊、數(shù)學運算功能塊、程序控制功能塊、邏輯功能塊和控制算法功能塊。一個基本功能塊由下面5個部分組成：l（1）功能塊名稱，描述功能塊的計算類別；l（2）功能塊輸入，功能塊輸入是功能塊的輸入?yún)?shù)，即參加計算的操作數(shù)；l（3）功

25、能塊輸出，功能塊輸出是功能塊的計算輸出； l（4）功能塊參數(shù)，功能塊參數(shù)指定功能塊中參與運算的必要參數(shù)。在組態(tài)期間設(shè)置這些參數(shù)的值，參數(shù)的值也可以與其他功能塊的輸入、輸出進行連接，接受來自其他功能塊的參數(shù)設(shè)定或?qū)?shù)的值送給其他功能塊。參數(shù)的名稱不顯示在功能塊的輸入和輸出管腳上。l（5）功能塊使能端，當它的數(shù)值為True時，才允許功能塊對輸入變量進行計算，否則功能塊不執(zhí)行計算。計算輸出保持上一次的值，可以用另一個功能塊的輸出連接到功能塊的使能端，達到控制是否允許其計算的目的。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能l7.7.3 監(jiān)

26、控組態(tài)軟件的策略生成器l3.策略生成器的基本功能塊l基本功能塊可以被反復調(diào)用，每次調(diào)用被賦予一個名字。一個基本功能塊由下面5個部分組成：l（1）功能塊名稱，描述功能塊的計算類別；l（2）功能塊輸入，功能塊輸入是功能塊的輸入?yún)?shù)，即參加計算的操作數(shù)；l（3）功能塊輸出，功能塊輸出是功能塊的計算輸出； l（4）功能塊參數(shù)，功能塊參數(shù)指定功能塊中參與運算的必要參數(shù)。（5）功能塊使能端，當它的數(shù)值為True時，才允許功能塊對輸入變量進行計算，否則功能塊不執(zhí)行計算。計算輸出保持上一次的值，可以用另一個功能塊的輸出連接到功能塊的使能端，達到控制是否允許其計算的目的。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計

27、算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)概述l1.DDE的含義lDDE即動態(tài)數(shù)據(jù)交換。l兩個同時運行的程序之間通過DDE方式交換數(shù)據(jù)時是Client/Server關(guān)系。 lDDE的方式有冷連接(Cool Link)、溫連接(Warm Link)、熱連接(Hot Link)。國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)概述l2.DDE通信的數(shù)據(jù)交換過程及原理lDDE C1ient程序向DDE Server程序請求數(shù)據(jù)時

28、，它必須首先知道DDE Server程序的名稱(即DDE Service名)、DDE主題名稱(Topic名)，數(shù)據(jù)項(Item名)。l當一個DDE C1ient向一個DDE Server請求數(shù)據(jù)時，DDE C1ient必須向系統(tǒng)報告DDE Server的Service名和Topic名。只有當Service名、Topic名與DDE Server內(nèi)部設(shè)定的名稱一致時，系統(tǒng)才將DDE Client的請求傳達給DDE Server。l當Service名和Topic名相符時，DDE Server馬上判斷Item名是否合法。如果請求的Item名是DDE Server中的合法數(shù)據(jù)項，DDE Server即建

29、立此項連接。建立了連接的數(shù)據(jù)發(fā)生數(shù)值改變后，DDE Server會隨時通知DDE C1ient。l一個DDE Server可以有多個Topic名，Item名的數(shù)量也不受限制。 l3.DDE方式的優(yōu)缺點國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)l7.8.2 OPC技術(shù)與應(yīng)用l1.OPC產(chǎn)生的背景l(fā)OPC是OLE for Process Control的縮寫，即把OLE應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。 lOPC建立于OLE規(guī)范之上，它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標準的數(shù)據(jù)訪問機制。lOPC規(guī)范包括OPC服務(wù)器和OPC客戶兩個部分

30、。其實質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件開發(fā)商之間建立一套完整的“規(guī)則”。只要遵循這套規(guī)則，數(shù)據(jù)交互對兩者來說都是透明的，硬件供應(yīng)商就無需考慮應(yīng)用程序的多種需求和傳輸協(xié)議，軟件開發(fā)商也就無需了解硬件的實質(zhì)和操作過程。l2.OPC的特點l(1)計算機硬件廠商只需要編寫一套驅(qū)動程序就可以滿足不同用戶的需要。硬件供應(yīng)商只需提供一套符合OPC Server規(guī)范的程序組，無需考慮工程人員需求。l(2)應(yīng)用程序開發(fā)者只需編寫一個接口便可以連接不同的設(shè)備。軟件開發(fā)商無需重寫大量的設(shè)備驅(qū)動程序。l(3)工程人員在設(shè)備選型上有了更多的選擇。 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)

31、中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)l7.8.2 OPC技術(shù)與應(yīng)用l3.OPC的適用范圍l現(xiàn)有的OPC規(guī)范涉及如下5個領(lǐng)域。l(1)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測。l (2)報警和事件處理。l (3)歷史數(shù)據(jù)訪問。l (4)遠程數(shù)據(jù)訪問。l (5)OPC的功能還包括安全性、批處理、歷史報警事件數(shù)據(jù)訪問等。l4.OPC服務(wù)器的組成lOPC服務(wù)器由3類對象組成，相當于3種層次上的接口：服務(wù)器(Server)、組(Group)和數(shù)據(jù)項(Item)。l(1)服務(wù)器對象包含服務(wù)器的所有信息，同時也是組對象的容器。一個服務(wù)器對應(yīng)于一個OPC Server，即一種設(shè)備的驅(qū)動程序。在一個Server中，可以有若干個組

32、。l(2)組對象包含本組的所有信息，同時包含并管理OPC數(shù)據(jù)項。OPC規(guī)范定義了2種組對象：公共組(或稱全局組，Public)和局部組(或稱局域組、私有組，Local)。 國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)l7.8.2 OPC技術(shù)與應(yīng)用l4.OPC服務(wù)器的組成l(3)數(shù)據(jù)項是讀寫數(shù)據(jù)的最小邏輯單位，一個數(shù)據(jù)項與一個具體的位號相連。數(shù)據(jù)項不能獨立于組存在，必須隸屬于某一個組。組與項的關(guān)系如圖7-6所示。應(yīng)用程序作為OPC接口中的Client方，硬件驅(qū)動程序作為OPC接口中的Server方。每一個OPC

33、C1ient應(yīng)用程序都可以連接若干個OPC Server，每一個硬件驅(qū)動程序可以為若干個應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)如圖7-7所示。 圖7-6 組與數(shù)據(jù)項的關(guān)系GroupItem1Item2Item3應(yīng)用程序XOPC接口應(yīng)用程序YOPC接口圖7-7 OPC的訪問關(guān)系OPC服務(wù)器AOPC服務(wù)器BOPC服務(wù)器C國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.8 7.8 計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)l7.8.2 OPC技術(shù)與應(yīng)用l5.讀寫OPC數(shù)據(jù)項的一般步驟l(1)通過服務(wù)器對象接口枚舉服務(wù)器端定義的所有數(shù)據(jù)項。如果客戶對服務(wù)器所定義的數(shù)據(jù)項非常熟悉，此步可以忽

34、略。l(2)將要讀寫的數(shù)據(jù)項加入客戶定義的組對象中。l(3)通過組對象對數(shù)據(jù)項進行讀寫等操作。l6.OPC的報警(Alarm)和事件(Event)l報警和事件處理機制增強了OPC客戶處理異常的能力。依據(jù)OPC規(guī)范，報警是一種異常狀態(tài)，是OPC服務(wù)器或服務(wù)器的一個對象可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)中的一種特殊情況。例如，服務(wù)器上標記為FC101的一個單元可能有如下狀態(tài)：高出警戒、嚴重高出警戒、正常、低于警戒、嚴重低于警戒。除了正常狀態(tài)外，其他狀態(tài)都視為報警狀態(tài)。l事件則是一種可以檢測到的出現(xiàn)的情況，這種情況或來自O(shè)PC客戶，或來自O(shè)PC服務(wù)器，也可能來自O(shè)PC服務(wù)器所代表的設(shè)備，通常都有一定的物理意義。事件

35、可能與服務(wù)器或服務(wù)器的一個對象的狀態(tài)有關(guān)，也可能毫無關(guān)系。l7. OPC的接口方式lOPC規(guī)范提供了2套接口方案，即COM接口和自動化接口。l8.OPC的數(shù)據(jù)訪問方式l（1）服務(wù)器緩沖區(qū)數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)（2）同步和異步國家精品課程國家精品課程計算機控制技術(shù)計算機控制技術(shù)7.9 7.9 監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例l 在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理中心、遠程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，組態(tài)軟件與各種檢測、控制設(shè)備（如智能儀表、PLC等）共同構(gòu)成快速響應(yīng)/控制中心?？刂品桨负退惴ㄒ话阍诳刂圃O(shè)備上編程或組態(tài)執(zhí)行，也可以在計算機（PC）上組態(tài)執(zhí)行，應(yīng)根據(jù)方案和設(shè)備的具體要求而定。l基于組態(tài)王的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。l7.9.1 應(yīng)用組態(tài)軟件設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的步驟l1.分析應(yīng)用系統(tǒng)的工藝