1 前言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越泛，而且由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格越來(lái)越低，訓(xùn)算機(jī)控制也成為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的控制方式。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。組態(tài)軟件是使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。對(duì)于不同的系統(tǒng)只需根據(jù)各自的硬件結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行軟件組態(tài)，使用戶能快速建立自己的人機(jī)接口界面。 2 組態(tài)軟件的功能與結(jié)構(gòu)劃分 2.1 controX2000組態(tài)軟件的功能 controX2000提供了強(qiáng)大的功能:全面支持ActiveX技術(shù)，提供極其靈活的面向?qū)|的動(dòng)態(tài)圖形功能以及豐富的圖形庫(kù)，具有實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的記錄及超強(qiáng)的趨勢(shì)曲線圖設(shè)置功能，卓越的報(bào)警和報(bào)警的管理以及在線組態(tài)功能:擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)連接能力，提供靈活的報(bào)告與報(bào)表生成功能。 controX2000組態(tài)軟件還為有其他特殊需求的用戶提供了Web Server軟邏輯等可以選購(gòu)的組件，方便用戶更快、更有效的利用控制系統(tǒng)來(lái)提高生產(chǎn)效率。 2.2 controX2000組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu) controX2000總體結(jié)構(gòu)由Studio、iCore和View構(gòu)成。Studio是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)訓(xùn)工其:iCore作為數(shù)據(jù)處邢的核心，用于根據(jù)Studio的設(shè)計(jì)與硬件設(shè)備通訊，采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加工處理和傳送:View從iCore獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)由Studio的動(dòng)畫設(shè)計(jì)顯示動(dòng)畫畫面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)人與控制設(shè)各的交互操作。 3 系統(tǒng)硬件組成 燒結(jié)爐陳控系統(tǒng)要求采集九臺(tái)燒結(jié)爐的工作電流、電壓與溫度等數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)對(duì)九臺(tái)燒結(jié)爐的工作狀態(tài)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 每臺(tái)鑰絲燒結(jié)爐通過(guò)日本島電SR80系列智能溫度儀表陳控，儀表采用了專家PID算法，提供了RS485和RS232數(shù)字通訊端口可供選配。目前計(jì)算機(jī)至少有一個(gè)串行通訊端口RS232.但鑒于傳輸距離，傳輸速率及連網(wǎng)能力的要求，我們選用儀表的RS485通信接口,采用RS485總線構(gòu)造以PC為上位機(jī)、島電智能儀表為下位機(jī)的小型集散系統(tǒng)。通過(guò)此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)在智能儀表與計(jì)算機(jī)之間的雙向傳輸。我們通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)RS232信號(hào)令標(biāo)準(zhǔn)至RS485信號(hào)令標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。由于轉(zhuǎn)換硬件中采用了自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)流向的技術(shù)，可以自動(dòng)切換數(shù)據(jù)傳輸方向，因此無(wú)須通信握手信號(hào)，使得通信總線僅由一根屏蔽雙絞線組成。 　　 一號(hào)爐 9號(hào)爐 而通過(guò)傳感器采集到的電流、電壓模擬量及行程開關(guān)、電機(jī)開關(guān)數(shù)字量信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理后集中到插入式數(shù)據(jù)采集卡，采集卡安插在工控機(jī)擴(kuò)展插槽內(nèi)。采集卡采用研華PCL-812PG型I/O卡，它是一款I(lǐng)SA總線的半長(zhǎng)卡，能夠?yàn)镻C其兼容系統(tǒng)提供五種最需要的測(cè)量與控制功能。這些功能包括:A/D轉(zhuǎn)換,D/A轉(zhuǎn)換，數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出及計(jì)數(shù)器/定時(shí)器功能。 4 儀表的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序是連接組態(tài)軟件與硬件的接口部分，通過(guò)調(diào)用硬件產(chǎn)商提供的驅(qū)動(dòng)程序，對(duì)硬件進(jìn)行操作。我們采用RS485總線進(jìn)行工控PC與儀表的半雙工通信，儀表的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)取PC為主節(jié)點(diǎn)，多個(gè)儀表為從節(jié)點(diǎn)。主機(jī)與從機(jī)通訊時(shí)，根據(jù)從機(jī)設(shè)定的地址，共同約定的數(shù)據(jù)格式，波特率等通訊規(guī)約.發(fā)送通訊報(bào)文，從機(jī)在接收地址符合，接收字符格式和校驗(yàn)正確后才能進(jìn)行正常的通訊。主機(jī)采用輪詢方式向各個(gè)儀表發(fā)送報(bào)文，保持只有一個(gè)從節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，避免總線沖突。儀表系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的通信流程如圖2。 　　 5 用組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)在上位機(jī)以controX2000組態(tài)軟件為開發(fā)平臺(tái)。利用controX2000軟件設(shè)計(jì)鑰絲燒結(jié)爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要包括設(shè)備配置、設(shè)計(jì)圖形界面、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)、建立動(dòng)態(tài)連接、運(yùn)行調(diào)試等幾方面。 　　 （一）設(shè)備配置配置 設(shè)備配置就是完成與controX2000通訊設(shè)備的配置。本系統(tǒng)是智能儀表和數(shù)據(jù)采集卡與PC機(jī)端的controX2000軟件通訊。先在硬件系統(tǒng)配置窗日中配置好計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，然后在此計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)下進(jìn)行智能儀表及采集卡的配置。配置方法是依提示框引導(dǎo)填入設(shè)備型號(hào)及相關(guān)參數(shù)即可。 　　 （二）設(shè)計(jì)圖形界面 圖形界面用于模擬實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)和工控設(shè)備以及用表格曲線等單元傳遞信息，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖形界面的一大任務(wù)就是繪制燒結(jié)爐工作的模擬畫面，如圖3所示。此外還有曲線趨勢(shì)畫面和報(bào)警查詢等畫面的繪。 　　 （三）構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)是用來(lái)描述工控對(duì)象的各種屬性，controX2000的定義各種變量構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)。其中軟件與硬件設(shè)備打交道的輸入輸出點(diǎn)叫I/O變量:一種是軟件的全局變量，不與硬件打交道，叫內(nèi)存變量;此外，controX2000還提供了一種圖頁(yè)變量，圖頁(yè)變量?jī)H在當(dāng)前圖頁(yè)有效，每個(gè)圖頁(yè)變量提供有限數(shù)量的模擬變量、數(shù)字變量與文字變量，極大的方便了可視動(dòng)畫的編程。在controX2000的開發(fā)環(huán)境下的標(biāo)簽配置窗口建立好I/0變量和內(nèi)存變量，準(zhǔn)確配置好每個(gè)變量的參數(shù);圖頁(yè)變量則可在為每個(gè)圖頁(yè)建立動(dòng)畫連接及編寫應(yīng)用程序前創(chuàng)立。I/0變量與設(shè)備數(shù)據(jù)的交互由設(shè)備的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 　　 （四）建立動(dòng)畫連接 動(dòng)畫連接是指對(duì)在畫面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量值改變時(shí)，在畫面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫效果表示出來(lái):或者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值，以實(shí)現(xiàn)圖形界面與對(duì)象的雙向控制。如圖3所示的界面中我們要建立的動(dòng)畫有電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、推舟與加熱物體的行進(jìn)、火焰的跳動(dòng)等。動(dòng)畫連接的方法是在相關(guān)圖頁(yè)的屬性對(duì)象框中進(jìn)行正確的變量標(biāo)簽的連接和事件腳本的編寫。如果關(guān)于變量的事件腳本在工程運(yùn)行時(shí)需要一直執(zhí)行的，可在單獨(dú)的圖頁(yè)里添入圖頁(yè)變量，在其掃描事件里編寫程序，確定恰當(dāng)?shù)膾呙柚芷冢缓髮?duì)該圖頁(yè)加載，就可達(dá)到目。也可在工程窗口中建立事件，編寫程序周期執(zhí)行或由條件觸發(fā)執(zhí)行。在開發(fā)此燒結(jié)爐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，把數(shù)字濾波程序，推舟運(yùn)行的動(dòng)畫程序等集中在同一個(gè)頁(yè)面的不同圖頁(yè)變量的掃描事件里，然后加載該圖頁(yè)。 　　 （五）運(yùn)行與調(diào)試 前面的設(shè)計(jì)都是在controX2000的開發(fā)環(huán)境Studio里進(jìn)行，在界面設(shè)計(jì)后，就要通過(guò)運(yùn)行與調(diào)試來(lái)檢驗(yàn)界面設(shè)計(jì)的正確性了。運(yùn)行該系統(tǒng)后，主要檢查推舟進(jìn)程是否與現(xiàn)場(chǎng)一致，報(bào)警信息是否能及時(shí)準(zhǔn)確的出現(xiàn)與記錄等。調(diào)試過(guò)程中，I/0數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交互是建立在controX2000開發(fā)系統(tǒng)時(shí)的設(shè)備配置、變量標(biāo)簽配置與硬件的一致性的基礎(chǔ)上的。 6 結(jié)束語(yǔ) 以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)的數(shù)據(jù)采集控制是現(xiàn)代陳控的發(fā)展方向，而使用組態(tài)軟件來(lái)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)具有開發(fā)時(shí)間短、使用方便、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。我們利用國(guó)產(chǎn)controX2000組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)爐的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，此系統(tǒng)己經(jīng)正式投入運(yùn)行，獲得良好效果。