計算機控制技術(shù)課件：7-2 人機接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件(二)

1、第28講第7章 人機接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件（二）第7章 人機接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件（二） 7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動 7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能 7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動設(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，由于組態(tài)軟件面向的是開放式測控設(shè)備，因此建立PC與設(shè)備間的通信鏈路不存在理論上的障礙。各種測控設(shè)備也越來越多地采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口，使設(shè)備與PC間及設(shè)備間的互聯(lián)通信越來越簡便。所起到的作用，主要有以下幾個方面：1.從I/O設(shè)備采集所需數(shù)據(jù)進行鏈路維護 I/O Se

2、rver要將來自設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實時數(shù)據(jù)庫需要的數(shù)據(jù)類型(實數(shù)、整型數(shù)、字符或字符串型等)，同時要對越界數(shù)據(jù)作合理解釋，以避免操作人員得到錯誤的數(shù)據(jù)。例如，有的設(shè)備以“0XFFFF”(十六進制)表示回路斷開，有的設(shè)備以“-”(ASCII)表示數(shù)據(jù)超過上限等等。為提高數(shù)據(jù)的采集效率和數(shù)據(jù)安全，要將所有數(shù)據(jù)連接項劃分成只讀、只寫、可讀寫3種類型，以防止誤寫、誤讀的發(fā)生。7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動2.執(zhí)行來自操作員的I/O命令管理輸出隊列I/O Server對來自操作員的I/O命令要針對設(shè)備的特殊要求逐級作合法性檢查，也是最嚴(yán)格的檢查，如首先檢查是否只讀數(shù)據(jù)，再檢查數(shù)值是否越界(如串級回路

3、的回路方式中0表示自動，1表示手動，2表示串級，其他數(shù)據(jù)則為非法的越界數(shù)據(jù))等。7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動3.與實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行無縫連接I/O Server與實時數(shù)據(jù)庫問應(yīng)采用進程間通信、直接內(nèi)存映射、OLE方式或其他更為有效的內(nèi)部通信方式，較采用第三方的DDE設(shè)備驅(qū)動程序或OPC Server具有更高的通信效率，同時可以迅速報告設(shè)備的故障信息，產(chǎn)生系統(tǒng)報警。7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動4.與設(shè)備驅(qū)動程序能夠連接的設(shè)備(1) DCS、PLC等控制設(shè)備；(2) 帶數(shù)字通信接口的設(shè)備；(3) ISA/PCI總線工業(yè)控制機及系列板卡；(4) 帶開放接口的基于PC的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。7

4、.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動5.設(shè)備驅(qū)動程序的技術(shù)指標(biāo)(1)采樣/刷新周期采樣周期取決于I/O Server調(diào)度效率，但實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)刷新速度則不只是由I/O Server決定的，還與設(shè)備的響應(yīng)速度、掛接的設(shè)備數(shù)量等因素有關(guān)。(2)回寫數(shù)據(jù)速度經(jīng)常需要由操作員向設(shè)備下發(fā)控制指令，如修改回路狀態(tài)、運算系數(shù)及對控制過程實施人為干預(yù)等。7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動6.使用設(shè)備驅(qū)動程序的注意事項(1)及時處理來自I/O Server的系統(tǒng)報警。(2)正確設(shè)置I/O Server的采樣周期。這是因為對于有些設(shè)備，如果采樣周期太快，會引起設(shè)備死機或工作不正常；如果采樣周期設(shè)置太慢，又會影響

5、數(shù)據(jù)刷新速度。(3)I/O Server必須設(shè)置安全密碼，以防止非法退出。(4)界面系統(tǒng)的回寫數(shù)據(jù)頻率不要大于采樣周期的3倍。因為I/O Server都是寫優(yōu)先的，當(dāng)實時數(shù)據(jù)庫有回寫數(shù)據(jù)的任務(wù)時，I/O Server會優(yōu)先處理，而將采集任務(wù)作為次要任務(wù)拖后處理。當(dāng)實時數(shù)據(jù)庫頻繁不斷地將大量回寫數(shù)據(jù)送給I/O Server時，I/O Server將無暇進行數(shù)據(jù)采集，只能疲于應(yīng)付數(shù)據(jù)回寫任務(wù)。7.5 監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動返回7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能組態(tài)軟件允許建立獨立式或分布式應(yīng)用程序。獨立式應(yīng)用程序的系統(tǒng)一般只用一個操作站，配置簡單，沒有網(wǎng)絡(luò)。分布式應(yīng)用程序可以復(fù)雜得多，常常有

6、好幾層網(wǎng)絡(luò)。一種典型的分布式應(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)；還可以建立基于Web Server/Browser的瀏覽器風(fēng)格的分布式應(yīng)用。7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能1.獨立式結(jié)構(gòu)I/O連接監(jiān)控組態(tài)軟件I/O設(shè)備監(jiān)控組態(tài)軟件的獨立式結(jié)構(gòu)7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能2.客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能3.對等結(jié)構(gòu)7.6 監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能4.混合結(jié)構(gòu)返回7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.7.1監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能概述在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控硬件設(shè)備是必不可少的，這些設(shè)備可以是PLC、DCS、智能儀表或

7、基于PC的工業(yè)計算機(以下簡稱PC-based設(shè)備)。監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能，固然也不會離開這些設(shè)備，過程信號的輸入和輸出必須經(jīng)由這些硬件設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備相連。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。 7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能PLC、DCS、智能儀表的內(nèi)部都具有現(xiàn)成的控制算法，通過組態(tài)就可以實現(xiàn)預(yù)定的控制方案和策略。但它們還有不足之處：首先，這些控制設(shè)備內(nèi)部的控制策略修改起來很不方便，有些控制策略在系統(tǒng)運行期間甚至是不允許修改的。其次，這些控制設(shè)備的控制能力十分有限，它們只能完成一些簡單的常規(guī)控制，例如DCS的邏輯操作速度不高

8、，而PLC的控制算法種類則偏少。這些缺陷嚴(yán)重制約著設(shè)備性能的發(fā)揮。這些控制設(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。7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能 PC-based系統(tǒng)是監(jiān)控組態(tài)軟件發(fā)揮作用的重要舞臺:(1)PC-based控制系統(tǒng)的出現(xiàn)將改變計算機控制系統(tǒng)的格局；(2)在組態(tài)軟件上可以直接組態(tài)PC-based控制系統(tǒng)的控制策略；(3)PC-based控制系統(tǒng)可以運行嵌入式操作系統(tǒng)；(4)PC-based控制系統(tǒng)編程工具采用圖形化編程語言。7.7 監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能 7.7.2 監(jiān)控組態(tài)軟件控制功能模塊組態(tài)軟件將控制功能模塊稱為“軟PLC或Soft PLC”，也有的稱“軟邏輯”，但這些叫法都不能準(zhǔn)確地反映監(jiān)控組態(tài)軟件基于PC的控制功能模塊的含義?！安呗?Strategy)”的概念來描述組態(tài)軟件的控制功能。策略相當(dāng)于計算機語言中的函數(shù)，是