基于组态软件的监控系统设计

功能。在运行期间，组态王通过驱动程序和这些外部设备交换数 据，包括采集数据和发送数据 ／ 指令。每个驱动程序都是一个 ＣＯＭ对象，这种方式使通信程序和组态王软件构成一个完整的系 统，既保证了运行系统的高效运行，也可扩大系统的规模。其与下 位机通信原理如图 １ 所示：
２ 系统开发
２．１ 系统软件设计
( Institute of Automation of Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150090 China ) Abstract: This paper introduces a monitoring system of the reaction still, which is based on the Kingview configuration software
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《自动化技术与应用》２ ０ ０ ９ 年第 ２ ８ 卷第 ５ 期
基于组态软件的监控系统设计
李大尉， 段大伟
（黑龙江省科学院自动化研究所，黑龙江 哈尔滨 １５００９０）
摘 要：介绍了反应釜自动监测控制系统，基于 Ｋｉｎｇｖｉｅｗ 组态软件开发平台，采用 ＰｌＣ 作为控制系统核心，进行了控制系统的硬件和 软件设计。实现了反应釜之间的并行工作和工作时间的调配， 提高了企业的生产效率。
参考文献：
［ １ ］ 北京亚控科技发展有限公司． 组态王用户手册［ Ｚ ］ ， ２ ０ ０ ３ ． ［２］ （美）ＳＴＥＶＥＮ ＨＯＬＺＥＲ．Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６ Ｂｌａｃｋ Ｂｏｏｋ［Ｍ］．北 京： 北京机械工业出版社， １ ９ ９ ９ ． ４ ． ［ ３ ］ 潘新民， 王燕芳． 微型计算机控制技术［ Ｍ ］ ． 北京： 北京高等 教育出版社， ２ ０ ０ １ ．
上位机监控软件利用组态王工控组态软件。它能充分利用 Ｗｉｎｄｏｗｓ 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式 显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的 生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方 式、数据链接功能。该软件把每一台下位机看作是一台外部设 备，在编程过程中根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接
利用组态王的后台命令语言将源表另存为要求的文件名以 便于编辑和处理。
部分辅助控件的插入：图 ５
ｓｔｒｉｎｇ ＦｉｌｅＮａｍｅｒ； ＦｉｌｅＮａｍｅｒ＝ＩｎｆｏＡｐｐＤｉｒ（）＋＂ 日报 ＼＂＋＂＊．ｒｔｌ＂； ｌｉｓｔＣｌｅａｒ（＂ 报表列表 ＂）； ＬｉｓｔＬｏａｄＦｉｌｅＮａｍｅ（＂ 报表列表 ＂，ＦｉｌｅＮａｍｅｒ）； 利用丰富的报表函数，可实现各种运算、数据转换、统计分 析、报表查询、报表打印等［２，３］
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产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，数据词典（数据 库）是联系上位机和下位机的桥梁。在工程浏览器的“数据词典” 中进行，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要 一些附加信息。不同类型的变量具有不同的变量属性，在定义变 量时，有时需要设置它的部分属性。
图５ 简单组合框控件插入 查询不同日期的报表统计的主要程序的实现如下：
作者简介： 李大尉（１ ９ ８ ２ － ）， 男， 在读硕士研究生， 助理工程 师， 研究方向： 计算机在工业控制中的应用。
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实现数据库的快速存储的方法： （一） 将数据词典导出到 Ａｃｃｅｓｓ 中，生成 ＥＸＣＥＬ 文件 １． 打开工程浏览器， 选中要导出的变量； ２．单击右键，弹出快捷菜单，选中导出变量命令； ３．在弹出的文件选择窗口中指定路径和文件名； ４．将变量保存成可用 Ａｃｃｅｓｓ 打开的．ｍｄｂ 格式文件。 （二） 从Ａｃｃｅｓｓ中导入数变量区单击右键，弹 出快捷菜单， 选中导入变量命令； ２．执行该命令后，系统弹出打开文件对话框； ３．选择要导入的数据库文件，单击打开，显示导入变量列表； ４．导入变量。 注意：１．在从 Ｅｘｃｅｌ 格式导入到组态王的数据词典中时， 工程管理器要对 Ｅｘｃｅｌ 格式数据进行严格的校验，只有校验通 过后才能导入数据词典，否则将绝导入。因此在导入之前请仔细 检查尽可能保证数据的正确，以节约时间，减少修改和导入反复 的次数。 ２．导入之前请先备份工程，以备出现异常情况时恢复到导入 前状态
下位机软件设计采用模块化结构，每一个模块作为一个子程
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序。根据系统功能划分，程序由多个模块组成，每个模块的程序量 都不大，所以整个程序的编制、调试和维护比较方便。各子系统 的下位机软件模块框图如图 ２ 所示：
１ 引言
反应釜自动监控系统是利用计算机技术对生产过程进行集 中监视、操作、管理、控制的一种控制技术，实现整个过程的自 动监控和管理可以极大地提高企业自动化水平、降低生产成本、 增加经济效益。本文从工程应用的实际出发，介绍了一种灵活可 靠、方便易用的数据采集和管理系统。基于 Ｋｉｎｇ Ｖｉｅｗ 的开发 平台［１］，并结合Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ技术，实现了监测系统中批量数据 的快速采集与保存，有效地扩充了组态王的数据存储。系统的实 现为组态软件的实际应用提供了新的思路，并为采集系统中历史 数据的灵活管理提供了有效的方案。
收稿日期：２００８－１２－０１
图１ 上位机与下位机通信原理框图
组态王与 ＯＭＲＯＮ ＰＬＣ 之间的通信采用的是 ＯＭＲＯＮ ＨＯＳＴＬＩＮＫ通信协议。组态王通过串行口与ＰＬＣ进行通信，访问 ＰＬＣ相关的寄存器地址，以获得ＰＬＣ所控制设备的状态或修改相 关寄存器的值。组态王监控软件还可实现显示工艺流程图、各种 参数实时测量值，实时修改下位机所需的各种参数值，上、下位机 之间的通信管理，实时故障报警画面，实时数据库和历史数据库管 理，系统日志报表和各种生产报表等功能。
组态王除了在定义动画连接时支持连接表达式，还允许用户 定义命令语言来驱动应用程序，极大地增强了应用程序的灵活性。 命令语言是一段类似Ｃ语言的程序，工程人员可以利用这段程序 来增强应用程序的灵活性。如图 ３，４ 反应釜Ｒ１８０２ 电加热器控制 中的动画链接。
图４ 垂直滑动杆链接
２．３．４ 报表系统设计
图２ 下位机软件模块框图
２．２ 系统硬件配置
由一台以上的工控机组成的以太局域网，并配 ２１ 英寸监视 器以及报表和事件打印机等其他设备。为提高系统冗余性，配置 两台与下位机通讯的 Ｉ／Ｏ 服务器，一台为主服务器，另一台为热 备服务器。
网络服务器的操作系统为Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００，在此 完成管理级功能，如局域网的管理任务、形成管理部门所需数据 的记录报表、统计报表等。系统通过此服务器与企业Ｉｎｔｒａｎｅｔ及 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 相连，以实现与其他系统的信息交互。
２．３．６ 运行和调试
在开发过程当中，可以不断运用实时运行环境ＴＯＵＣＨＶＥＷ， 运行和调试在画面制作系统中建立的动画图形画面。
３ 结束语
已在化工反应釜监控系统中实际应用，取得了很好的效果。 本系统实现对反应釜的温度、液位、电流等关键参数的自动 控制，对控制好化学反应速度，从而达到优化整个反应过程的目的 起到了重要作用，整体系统操作简便，是一套理想的、确保装置的 安全、生产的稳定和系统的长周期运行的自动监控系统。
development platform. The PLC is used as the core of the control system. The reaction stills are working parallel under the time scheduling. Key words: reaction still; Supervisory system; Kingview; configuration software
关键词： 反应釜； 监控系统； Ｋ ｉ ｎ ｇ ｖ ｉ ｅ ｗ ； 组态软件 中图分类号：ＴＰ３１１．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００９）０５－００９３－０３
A Configuration Software-Based Supervisory System
LI Da-wei, DUAN Da-wei
２．３ 系统开发过程 ２．３．１ 制作图形画面
根据生产操作要求建立了自己需要的画面，在每个画面上生 成了互相关联的静态或动态图形对象。画面包括了具备一定功能 的按钮及菜单、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警显示等。
２．３．２ 构造数据库
数据词典（ 数据库） 是组态王软件的核心部分。在组态王 （ＴＯＵＣＨＶＥＷ）运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映 在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生
２．３．３ 定义动画连接
所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应 关系。建立动画连接后，根据数据库中变量的变化，图形对象可以 按动画连接的要求进行改变。
图３ 定义动画链接
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２．３．５ 报警功能设计
运行报警和事件记录是控制软件必不可少的功能，当变量 的数值或数值的变化异常时，将产生报警，以便操作者采取必要 的措施。＂ 组态王＂ 提供强有力的报警和事件系统，并且操作方 法简单。
组态王中的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、 用户登录事件和工作站事件。通过这些报警和事件，用户可以方 便地监视和查看系统的报警、操作和各个工作站的运行情况。当 报警和事件发生时，组态王把这些事件存于内存中的缓冲区中，报 警和事件在缓冲区中是以先进先出的队列形式存储，所以只有最 近的报警和事件在内存中。当缓冲区达到一定数目或记录定时时 间到时，系统自动将报警和事件信息写到报警存储文件、打印机 或数据库中（请注意：要先定义是否存储到文件、数据库或直接输 出到打印机）。报警和事件在报警窗中会按照设置的过滤条件实 时显示出来。
数据报表既能反映生产过程中的数据、状态等，并对数据进 行记录的一种重要形式。是生产过程必不可少的一个部分。它既 能反应系统实时的生产情况，也能对长期的生产过程进行统计、 分析，使管理人员能够实时掌握和分析生产情况。 组态王提供内 嵌式报表系统，工程人员可以任意设置报表格式，对报表进行组 态。组态王为工程人员提供了丰富的报表函数，实现各种运算、 数据转换、统计分析、报表打印等。既可以制作实时报表，也可 以制作历史报表。另外，工程人员还可以制作各种报表模板，实现 多次使用，以免重复工作。