基于RSView SE和VB技术的人机界面开发

基于RSView SE和VB技术的人机界面开发收藏| 分类: | 查看: 141 | 评论(0)北京起重运输设计研究院随着现代工业自动化程度的不断提高，现场的各类数据和指令必须实时显示并及时处理，因此组态软件在工业生产中被越来越广泛地使用。

组态软件必须具备稳定可靠的性能，在运行、维护状态下实现可视化监控和报警，数据信息的采集、保存和管理，以及报表的打印功能。

通过为首钢京唐滚筒取料机设计人机界面，本文提出了一种实现组态软件监控、通信及信息管理要求的实用方法。

1 系统简介该人机界面通过图形文字显示可以让使用者浏览生产的过程数据，并根据不同的数据信号，通过界面颜色和显示内容的变化，动态监视生产过程中设备的运行状态，并提供交互式的人机界面，以实现可视化控制和管理功能。

界面报警管理系统将各传感器的状态实时呈现，可以为维护人员提供较为明确的维修指导和历史记录。

本系统的设备控制是基于ControlLogix L61型PLC完成的，PLC通过ControlNET网络与触摸屏和变频器进行通信。

工控机与PLC通过Ethernet网络进行通信，和电力仪表之间采用RS485进行通信，示意图见图1。

图1 系统示意图滚筒取料机所有机械设备的检测信号都通过开关量、模拟量和总线通信方式反馈到PLC中，通过可视化的人机界面，操作和维护人员可以选择工作模式，对行走、料耙、滚筒、带式输送机、电缆卷筒等主要机构进行监控，根据报警信息有针对性地处理故障，通过串口实现对供电系统的遥测，从数据库中选择不同时段生成工作日志和报警报表。

2 功能实现在工程中需要使用RSView SE和RSView ME开发2套人机界面，分别安装在工控机和触摸屏上。

二者功能基本一致，其中工控机用界面功能比触摸屏界面略多，本文以RSView SE开发的工控机界面为例，介绍人机界面的开发构思和方法。

2.1 图形设计人机界面主要以按钮、图形和文字的形式实现人机交互。

通过设置按钮、图形和文字的动态显示功能，将各机构状态直观显示在人机界面中。

根据滚筒取料机的功能要求，人机界面应实现的主要功能包括：选择工作模式，设定各机构运行速度，电源投入，启动／停止设备(自动或手动操作)，显示各机构状态，显示电力仪表电流、电压值，显示报警信息，打印各种报表。

通过在开发环境中添加其自带的按钮、图形、文字和报警等控件就可以实现基本的功能要求。

图形画面应集成各机构的运行状态、使用状态、控制方式和各机构概况。

例如当正常运行与故障或停止时，应有较为明显的视觉差别，并且需要显示当前工作模式等。

2.2 报警数据管理RSView SE中自带报警日志功能，用户可以通过Mann Log Setup工具进行设定，报警日志文件默认存储为.DAT格式。

这种自带的报警日志可以实现打印、存档的功能。

此外RsView SE还提供了一种使用中央数据库保存报警日志的功能。

支持将.DAT格式的日志文件导入ODBC数据库，或直接将报警记录写入ODBC数据库中。

利用数据库对报警日志进行管理，可以对历史数据进行高效的统计汇总，为信息管理软件的开发提供了必要条件。

本文采用了将报警日志直接在运行时写入ODBC数据库的方案，并将数据库命名为ODBCAlarmLog。

该方案较第1种功能有以下优点：(1)便于维护管理，即使在没有安装RSView Studio的情况下，也可以通过数据库软件查看数据文件，进行导入／导出；(2)通过联网可以在中控室进行远程数据管理；(3)数据库软件能够生成自定义时段的日志报表，满足用户的不同需求。

2.2.1 数据环境简介本文所使用的是VB 6.0 DataEnvironment创建的数据工程，所使用的数据库为Access。

DataEnvironment包括1个图形化的设计窗口—数据环境设计器DED，开发人员可以将ADO对象的Connection和Command对象集成到1个DataEnvironmerit对象中，可以通过访问DataEnvironment对象的属性、方法和事件来动态地对数据库进行连接及其他操作。

数据工程中配有报表设计器，可以根据要求进行不同版式的报表设计。

2.2.2 访问数据库创建数据环境DataEnv之后，会自动产生1个对应的Connection，本文将其重命名为Conn。

在DED 窗口中选中Conn单击右键设置属性，在“提供程序”选项卡中选择Microsoft OLE DB Provider for ODBCDrivers，设置“连接”选项卡，在“使用数据源名称”中选择RSView SE建立ODBC数据库—ODBCAlarmLog。

测试连接成功就说明数据环境已经与数据库建立好了连接。

并在Conn下添加命令“cmAlarm”。

在程序中只要添加如下语句即可实现按时间段对数据库的查询：strSQL="SELECT TimeStmp，Dscrptn FROM ODBCAlarmLog WHERE((TimeStmp BETWEEN #" &Me.txtDay1. Text &" # AND #" & Me.txtDay2.Text & "#) AND (AlarmType=1)) ORDER BY TimeStmp DESC"With DataEnv.rscmAlarmDataEnv.rsemAlarm.Open strSQLDataEnv．rscmAlarm.RequeryDataEnv.rscmAlarm.CloseEnd With2.2.3 查询界面报警信息管理功能是将所有报警记录写入数据库，并根据用户要求生成日志报表。

为满足现场生产管理的需要，报表的生成、打印界面要求尽可能实用、简单、易于操作，并具备自定义时段的报表生成功能。

在查询界面中，可供选择的有年、月、周、日以及自定义时段的报表。

在单击“查询”按钮后，相应时段的记录就显示在报警表格当中。

单击“打印报表”按钮后，就会出现查询记录的报表打印预览并可以在确认后打印报表。

2.2.4 嵌入RSView SE在RSView SE的命令按钮中添加“AppStart”命令可以启动查询程序。

因为该程序并非集成在RSView SE中，所以也可以直接运行查询程序进行操作。

需要说明的是本程序与人机界面的内部属性并不存在联系，所以可以通过将程序代码封装为VB ActiveX控件，经过RSView SE加载后显示在人机界面上。

2.3 串口通信随着现代生产中智能化、自动化程度的提高，现场智能仪表基本都带有RS232／485串行通信接口，通过标准化的通信协议将测试、采集的数据传输到上位工控机，以满足各种形式后续数据处理的要求。

本文所用到的ACR320E型网络／测控电力仪表，是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦的电力监控需求而设计的智能化电力仪表，适用于实时电力监控系统。

该仪表采用异步半双工RS485通信接口和MODBUS-RTU通信协议。

2.3.1 传输方式传输方式指的是1个数据帧内一系列独立数据结构以及用于传输数据的有限规则。

该型号仪表定义的数据帧格式见表1。

表1 数据帧格式地址域在帧的开始部分，由1个字节组成，用于指定与工控机进行通信的终端仪表。

功能域负责通知被寻址到的终端进行何种功能，本文主要实现查询功能，因此功能域代码为03。

数据域包含了终端执行特定功能所需数据。

为保证数据传输的可靠性，数据处理采用了16位循环冗余方法。

2.3.2 串口通信编程由于RSView SE中没有用于串口通信的模块，因此本文采用了在人机界面中加载VB ActiveX控件的方法实现与智能仪表的串口通信。

首先建立VB ActiveX控件工程，并添加MSComm(Microsoft Communications Control)控件。

通常加载MSComm控件时不必修改其默认属性，可以根据实际情况在程序中使用代码重新设定。

根据传输方式的描述，数据帧是以十六进制的方式发送的。

因此发送命令和读取数据的时候，必须进行文本格式和十六进制数据的转换，然后使用MSComm控件对Output命令发送二迸制数据。

读取串口收到的数据时，需要在OnComm事件中进行编程处理。

首先将串口数据读入二进制类型的内置动态数组bytInput()，再将数组内二进制数据转换为对应的十六进制码。

代码如下：Select Case mEventCase comEvReceiveMSComm.InputMode=comlnputModeBinaryintInputLen=MSComm.InBufferCountReDim byInput(intlnputLen)bytInput=MSComm.Input在此处添加进行数据类型转换代码End Select2.3.3 CRC16冗余校验循环冗余码CRC检验技术广泛应用于测控及通信领域。

接收方将接收到的二进制序列数(包括信息码和CRC码)除以多项式，如果余数为0，则说明传输中无错误发生，否则说明传输有误(原理这里不再赘述)。

用软件计算CRC码时，接收方可以将接收到的信息码求CRC码，比较结果和接收到的CRC码是否相同。

16位的CRC码产生的规则是先将要发送的二进制序列数左移16位(即乘以216)后，再除以1个多项式，最后所得到的余数既是CRC码，如式(1)所示，其中B(X)表示n位的二进制序列数，G(X)为多项式，Q(x)为整数，R(x)是余数(即CRC码)。

在与智能仪表通信时，工控机所发出的指令必须有正确的校验位，否则智能仪表在接收到指令后，会因校验位错误而无法发送用户需要的数据。

3 结束语本系统的设计以RSView Studio为开发平台，结合VB控件，通过人机界面实现对大型堆／取料设备的可视化监控管理。

目前，滚筒取料机已投入运行。

实践证明基于上述方法开发的监控管理系统运行可靠，功能和各项技术指标都达到了预期设计要求。