監控組態軟體技術論文

　　組態的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟體工具對各種資源進行配置，達到使計算機或軟體按照預先設定，下面小編給大家分享一些，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　篇一

　　基於組態王的監控軟體設計

　　摘要：組態的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟體工具對各種資源進行配置，達到使計算機或軟體按照預先設定，自動執行特定任務，滿足使用者要求的目的。它是伴隨著集散型控制系統的出現而引入工業控制系統的[22]。

　　目前中國市場上的組態軟體產品按廠商劃分大致可以分為三類，即國外專業軟體廠商提供的產品，國內外硬體或系統廠商提供的產品以及國內自行開發的國產化產品。目前在市場上占主導地位的組態軟體包括美國Wonderware公司的InTouch[23-23]、美國Intellution公司的iFIX、德困西門子公司的WINCC等。

　　關鍵詞：組態王，監控軟體，資料流

　　1、引言

　　組態的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟體工具對各種資源進行配置，達到使計算機或軟體按照預先設定，自動執行特定任務，滿足使用者要求的目的。它是伴隨著集散型控制系統的出現而引入工業控制系統的[22]。

　　工控組態軟體的結構可分兩個層次，最底層是與現場控制站相連的I/O驅動程式介面模組，它主要完成上層軟體與現場控制站之間的資料訊號的轉換和快取，I/O驅動程式之上的中間層實時資料庫是控制模組，實現實時資料、歷史資料、裝置資料等資料之間的關聯和控制，並對圖形顯示模組、實時趨勢模組和報警模組進行通訊控制。在使用組態軟體時要充分使用其分散式的特點，組態軟體通過分級的方式防止網路中單一的計算機遭受系統癱瘓的問題干擾，組態軟體採用客戶/伺服器結構，新增新的節點十分簡單，只需將新的伺服器連線到網路上即可。新增或更改資料點時，只需在資料來源進行更改，系統就會自動地更新整個系統。每一節點的資料對整個系統的使用者都是可見的。在系統新增客戶和伺服器簡潔明瞭，無需更改系統中其他節點的設定。在一個分散式處理的網路中，每個節點獨立執行所分配的任務，單一節點脫離網路時不會引起整個網路的中斷。當一個節點查詢網路上的離線節點資料時，網路應用程式會通知請求資料的節點，以便它能明確地標識處理丟失的網路資料。儘管各個節點是完全獨立的工作站，這些節點也能獲取網路上的其他節點的資料。監控節點可以顯示許多不同的SCADA伺服器上的畫面，資料鏈接不需要額外的組態工作，也不需要本地資料庫的拷貝。組態軟體還提供了強大而靈活的多重冗餘功能，保證系統的不間斷監控，包括備份SCADA伺服器、LAN冗餘以及利用網路狀態伺服器和組態軟體診斷顯示程式監視、控制網路執行狀態。工控組態軟體一般由下列元件組成：圖形介面系統、實時資料庫系統、第三方程式介面元件、控制功能元件。

　　2、組態王軟體功能描述

　　上位機監控軟體採用6.5版“組態王”256點執行組態軟體。組態王的主要特點如下：

　　1***工程管理。為使用者集中管理本機上的所有組態王工程。

　　2***畫面製作系統。

　　①支援無限色和過渡色;

　　②相簿“一次構造，隨處使用”;

　　③多種形狀和效果的按鈕和多種格式的圖形;

　　④視覺化動畫連線嚮導。

　　3***報警和事件系統。具有方便、靈活、可靠、易於擴充套件、通過網路遠端報的特點。

　　4***報表系統。提供一套全新、整合的內嵌式報表系統，內部提供豐富的報表函式;提供報表工具條、報表模板，報表能夠進行組態。

　　5***控制元件。支援Windows標準的Active X控制元件***主要為可視控制元件***，包括Microsoft提供的標準Active X控制元件和使用者自制的Active X控制元件。三個功能強大的控制元件，即資料表格控制元件、歷史曲線控制元件、PID調節控制元件。

　　6***OPC。全面支援OPC標準，可作為OPC伺服器，也可以作為OPC客戶端，節省了不同廠商的控制系統相連的工作量和費用;並且組態王提供SDK開發包。

　　7***通訊系統。

　　①支援GPRS/PSTN，可通過巨集電公司的H7000 GPRS無線資料通訊系統與組態王原有驅動程式無縫連線，硬體裝置端無需更改程式，能實時顯示現場裝置執行狀況;

　　②開發中進行硬體測試，在不啟動執行系統的情況下，能測試對硬體裝置的讀寫操作;

　　③支援網路DDE，實現組態王與其他應用程式間通過網路進行資料交換。

　　3、組態王軟體的資料流

　　組態王軟體由若干程式元件構成，通常包括圖形介面開發程式、圖形介面執行程式、實時資料庫功能模組、網路通訊模組、前置通訊模組、資料報表模組幾個典型元件。

　　組態軟體通過I / O驅動程式從現場I / O裝置獲得實時資料，對資料進行必要的加工後，一方面以圖形方式直觀地顯示在計算機螢幕上;另一方面按照組態要求和操作人員的指令將控制資料送給I / O裝置，對執行機構實施控制或調整控制引數。

　　對已經組態歷史趨勢的變數儲存歷史資料，對歷史資料檢索請求給予響應。當發生報警時及時將報警以聲音、影象的方式通知給操作人員，並記錄報警的歷史資訊，以備檢索。其中，實時資料庫是組態軟體的核心和引擎，歷史資料的儲存與檢索、報警處理與儲存、資料的運算處理、資料庫冗餘控制、I / O資料連線都是由實時資料庫系統完成的。圖形介面系統、I / O驅動程式等元件以實時資料庫為核心，通過高效的內部協議相互通訊，共享資料。

　　4、基於組態王的監控軟體設計

　　軟體設計應該採用工程的概念、原理、技術和方法來開發與維護，這樣才能夠客觀的保證軟體質量，經受起時間的考驗。目前認可的軟體開發的方法一般分為問題定義、可行性研究、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼和單元測試、綜合測試、維護七個基本步驟。本文根據軟體開發的一般步驟，結合組態王的特點和實際工程的設計要求來進行軟體設計。

　　基於組態王建立本系統監控程式大致可分為以下四個步驟：

　　第1步：設計圖形介面。

　　第2步：構造資料庫。

　　1***按照第一步統計出的表格，建立實時資料庫，正確組態各種變數引數。

　　2***根據第一步的統計結果，在實時資料庫中建立實時資料庫變數與I/O點的一一對應關係，即定義資料連線。

　　第3步：建立動畫連線。

　　將操作畫面中的圖形物件與實時資料庫變數建立動畫連線關係，規定動畫屬性和幅度。

　　第4步：執行和除錯。

　　對組態內容進行單迴路和聯合除錯。

　　參考文獻：

　　[1] 張悅.淺談城市汙水處理自動化系統的總體設計.自動化儀表，1998，16***1***：22～23

　　[2] 吳曉帆，蔡自興.自動控制的發展與未來與綜述.石油化工自動化，2000，23***2***：34～35