1、 前言
本文是以筆者參與的某啤酒廠的監控系統實現的項目為背景。由于現場的PLC或單片機控制系統的資源、功能有限,不能長期保存數據
,人機界面差,因此一般采用工控機作為上位機,把現場數據通過數據采集站送入上位機,這樣組成一個測控系統。上位機豐富的資源可以對
采集到的數據進行分析,存盤,運算、打印、報警并進行各種相應顯示。上位機形象的人機界面可使操作員更直觀,全面的了解現場的情況。
采用Intouch、VB來實現上、下兩層的通信,簡單、明了。
2、 系統結構
筆者參與的監控系統呈兩層分布式體系結構:數據采集層和監控層。數據采集層主要采用數據通信標準接口;監控層屬于局域網,遵循局
域網的協議標準。數采層進行數據的采集、處理將數據傳遞到上一層;監控層共享數采層傳來的數據。
該系統的數采層由多臺測控裝置組成。這些測控裝置采用RS-485標準總線與數采管理站通信。在軟件方面采用VB來實現測控裝置
數采程序,它主要完成上位機與測控裝置之間的數據通信和所采集數據的DDE(動態數據交換)轉換功能。
在工控機上的人機界面則采用監控平臺軟件來實現。目前較為流行的監控平臺軟件有Heuristics公司的ONSPEC、Int
ellution公司的FIX和Wonderare公司的InTouch等。InTouch監控軟件作為一個實時的人機界面實用程序
生成器,可以產生在管理級別上的監控和數據采集程序。它具有開發周期短、可以生成復雜的、友好的交互式圖形界面,組態靈活的優點,是
目前工業控制領域中簡便易用的“快速應用程序生成器”。但它必須采用DDE的數據交換方式與DDE服務器連接來獲得數據。此時用戶編
制的運行于數采站上的VB應用程序充當DDE服務器,如圖一所示。將VB和Intouch結合起來,協同工作,可以發揮各自優點。
3、 系統DDE實現
該啤酒長系統在Windows環境下以動態數據交換機制實現系統的實時數據共享。如圖2所示:
首先,數采層采集處理后的數據送到數采管理站,轉換成DDE型數據;然后,借助于NETDDE機制,數采管理站把實時數據送至工
程師站。工程師站作為NT域控制器,再借助于NETDDE機制實現與其他各監視站之間的動態數據交換。由于各站之間建立了“熱連接”
鏈路,作為服務器一方總是在數據變化時主動發送數據給客戶方。即當數采管理站采集的數據發生變化時自動反應到工程師站。在現場實時數
據的傳送上,工程師站既作為數采管理站的客戶,又作為其它各監視站的服務器。
系統的動態數據交換實現分為三個方面:
① 采管理站的DDE數據類型的數據產生。
② 監控層應用程序的DDE組態。
③ 構造NETDDE應用程序。
3、1 用VB 編制DDE程序VB 是開發Windows應用程序的一種面向對象程序設計語言,他支持Windows環境下的DDE通信機制。VB提供了動態數據交換的Link Topic連接主題 ,Link Item連接項 ,Link Timeout連接等待時間 和Linkmode(連接模式)四項屬性。在應用程序編制時,根據DDE原理,把應用程序的可執行文件名去掉EXE后綴,則成為DDE中的Topic。Linkmode有Manual手工 ,Notify通知 ,和Automatic自動 三種方式。在這個系統中我們采用Automatic自動 方式。數采管理站的巡測數采程序的流程圖如下:
測控裝置采用RS-485接口標準,因此某一時刻只能有一個站發送數據,其余站只能接口。在該測控裝置的通信協議中,由主機以召喚方式向測控裝置發送送數命令和相應機號,只有與主機發送的機號一致的測控裝置才允許發送數據。
此VB程序作為DDE服務器,在VB中只有窗體可以作為服務器,在程序的初始化部分應進行DDE設置,程序段如下:
form1.linkmode=1
form1.linktopic=form1
在窗體上放置了mscomm控件用于控制串行端口傳輸和接受數據,為應用程序提供串行通信功能。
Mscomm1.comport=2
Mscomm1.settings='9600n81''設定該通信口的波特率、奇偶校驗、數據位、停止位
Mscomm1.inputlen=0 '使用Input將使Mscomm控件讀取接收緩'沖區中全部的內容
Mscomm1.Portopen
窗體上的定時器控件timer1,用于定時兩秒,當定時到時,發送FE命令,要求測控裝置發送數據。其程序實現如下:
mscomm1.output=″fe″+chr$13 '輸出FE命令
mscomm1.output=″tank″ 'tank為機號
當數據由測控裝置送到數采站時將觸發mscomm控件的oncomm事件,在此事件處理句柄中完成讀入數據的功能。
Bufferstring=mscomm1.input '讀入緩沖區內容
If Bufferstring<>'ff' then
Text2.text= Bufferstring+text2.text
這樣讀入的數據就顯示在Text2文本框中。
3.2監控層應用程序的DDE組態
監控層應用程序主要執行InTouch中的WonderViewer,而InTouch正是借助DDE與其它軟件聯合工作。
InTouch是用于建立人機接口的一種軟件包。它包括WonderViewer和WonderMaker兩大部分。使用InTouch軟件只需建立一個標記名字典,再利用WonderMaker的圖形功能把被控對象形象的畫出來,在PC機上就可以把整個對象描繪出來。InTouch只需在標記名字典中指明標記名為DDE特性,同時指定應用程序的服務名和話題名,WonderViewer可自動執行獲取數據點的全部操作。
InTouch既可以作為客戶又可以作為服務器。通過NETBIOS DDE的網絡接口,可使機制建立起3個層次,因此監控層應用程序的DDE組態分為兩大部分:
① 工程師站的DDE組態
DDE用項名、主題名、應用程序名三個層次來標識客戶與服務器之間傳遞的數據單位,通常表示為:應用程序名|主題名!項名;對于客戶,應按三個層次去連接相應的數據。工程師站作為數采站的DDE客戶。在InTouch的標簽庫中,提供了DDE設置框,使得DDE組態簡便、易行。
工程師站中的層次標識為:\\shucai\dde1|form1text2.text 數采站的節點,dde1為數采站上的VB應用程序名 。
② 其它各監視站的DDE組態
這主要是建立各監視站與工程師站的DDE 連接。此時工程師站作為DDE服務器,其它各監視站作為客戶從工程師站上取數據。建立DDE連接的過程與上述類似。
4、 結論
VB是一種優秀的面向對象程序設計語言,采用它編制Windows環境下的上位機串行通信軟件,程序實現簡單,減輕了軟件開發的工作。用InTouch監控程序軟件完成復雜的圖形截面,方便快捷。VB應用程序一方面作為DDE服務器同InTouch進行數據交換,另一方面通過Windows提供的串行通信設備驅動程序與低層的測控裝置進行串行通信。對于用戶只與InTouch友好人機界面打交道。實際運行證明該通信軟件可靠,操作方便。
參考文獻
1、 瞿坦,數據通信及網絡通信, 華中理工大學
2、 張鑫,計算機散控制系統,水利電力出版社