1 引言 目前，在監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)中，比較常見的方法主要有兩種。一種是利用面向對象的可視化編程語言如vb、vc來開發(fā)，其中包括數據通訊、界面實現、數據處理和數據庫功能等部分內容;另一種是利用組態(tài)軟件來完成，利用組態(tài)軟件提供的硬件驅動功能直接訪問硬件進行通信，同時利用其圖形化工具實現監(jiān)控界面。前一種方法的程序設計任務比較重，特別是要實現工業(yè)生產中復雜的流程和工藝的逼真顯示要花費大量的時間;后一種方法對硬件的依賴比較大，當組態(tài)軟件不支持相關的硬件時就會受到限制。將兩種方法結合起來則是一種很好的選擇。利用vb、vc提供的強大的數據通訊和處理功能實現數據采集、控制及處理，利用組態(tài)軟件的圖形化工具來實現界面設計，二者的結合將使監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計更加簡單和靈活。 2 系統(tǒng)概述 在某油田生產監(jiān)控系統(tǒng)設計中，筆者采用vb和組態(tài)王的結合設計了整個系統(tǒng)的監(jiān)控軟件。在該系統(tǒng)中有多種測控點，其中一部分需要控制（如壓力），利用plc的模擬量輸入輸出模塊來完成;另一部分只需測量，如現場的液位、流量等，采用光纖液位計、智能流量計等儀表測量，這些儀表具有模擬和數字通信能力，但不能和組態(tài)王直接通信。因此，采用vb編寫通訊程序與plc和儀表通信，對數據進行分析處理，利用vb和組態(tài)王之間的動態(tài)數據交換（dde）實現數據共享，并在組態(tài)王中設計相應的監(jiān)控界面。 整個系統(tǒng)采用多級分布式結構，分為2個分控站和1個主控站并要求實現遠程監(jiān)控功能，系統(tǒng)結構如圖1所示。由底層plc控制系統(tǒng)、分控室過程監(jiān)控系統(tǒng)和主控室管理系統(tǒng)以及網絡化遠程監(jiān)控系統(tǒng)構成。 其中，plc控制系統(tǒng)主要完成現場需要控制設備的控制，plc主要包括模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊及pid控制模塊。 分控室過程監(jiān)控系統(tǒng)作用是與底層的plc和儀表通訊，獲取生產過程的數據，顯示工藝流程，歷史曲線圖，實時曲線圖，報警畫面，生成數據庫等。 [align=center] 圖1 系統(tǒng)結構圖[/align] 主控室與分控室工業(yè)控制機通訊，獲取生產工藝參數報表，報警記錄等資料信息，為管理人員了解總體生產狀況，調整生產計劃提供幫助。 分控室和主控室系統(tǒng)以ethernet相連，共享數據和信息。分控室計算機的信息通過網絡送到主機，由主控室完成數據處理的任務，自動生成各種報表，并在指定的時間打印輸出。主控室可以根據操作人員的選擇切換同步監(jiān)視各個分控室系統(tǒng)的運行情況。主控室計算機還完成網絡服務器的功能，將這些生產參數上網傳輸，與局域網和internet相連，實現網絡化遠程監(jiān)控。 主監(jiān)控室和遠程監(jiān)控局域網之間選擇快速以太網;分控室和主控室之間由于通信距離較遠和有干擾源存在，選擇rs485串行通信標準。分控室和plc儀表及之間則選擇簡單可靠的rs232串行通信標準。 3 數據采集與通訊程序 數據采集與通訊程序作為與儀表和plc以及與上位機監(jiān)控軟件的接口，在系統(tǒng)軟件中占據了重要的地位，其功能結構如圖2所示。數據采集與通訊程序在分控室監(jiān)控計算機上主要包括與智能儀表、plc的通訊和與主控室的通訊三部分，均用vb編寫，采用vb6.0提供的mscomm通信控件。mscomm控件通過定時查詢來控制串行端口，每隔一段時間讀取或發(fā)送一次數據，包括定時讀取智能儀表、plc數據和定時向主控室計算機傳送數據。對plc控制參數的寫入，則采用事件驅動方式來處理，在程序中設置相關的標志位，需要寫入時由相應事件引起標志位改變，再調用相應的處理和寫入子程序。需要進行圖形化顯示的數據則在vb中定義為dde變量，并作為組態(tài)王中相應數據變量的dde數據服務器。采集和通訊程序生成可執(zhí)行程序，監(jiān)控系統(tǒng)軟件啟動時自動后臺運行。主控室計算機接收分控室定時傳來的數據，存儲到數據庫中，作為遠程監(jiān)控頁面訪問的數據源，利用flash、asp等生成動態(tài)網頁并向局域網和internet發(fā)布實現遠程監(jiān)控。 [align=center] 圖2 通訊程序功能結構[/align] 4 組態(tài)王與vb的dde實現 基于windows消息機制的dde（dynamic data exchange）是windows實現其應用程序彼此之間通信的一種手段，通過在運行的應用程序之間建立客戶/服務器（client/ server）關系實現在彼此之間交換數據或指令。dde可以作為連接監(jiān)控系統(tǒng)現場信號與監(jiān)控軟件的橋梁，允許在兩個windows應用程序間通過相互傳遞dde消息進行會話，從而完成數據的請求、應答和傳輸。這樣，若需實現監(jiān)控數據與監(jiān)控界面相集成，可事先編寫好具有通用功能的dde服務軟件，為用戶規(guī)定好應用程序名（server）、標題名（topic）和項目名（item），讓用戶自己按提供的規(guī)范去完成監(jiān)視畫面的組態(tài)功能。 dde提供對不同程序在運行期間實現對數據的動態(tài)交換，它是建立在windows內部消息系統(tǒng)和共享全局內存基礎上的一種協議，用來協調windows應用程序之間的數據交換和命令調用。dde協議使用三級命名:服務（service）、主題（topic）和數據項（item）來標識dde所傳遞的數據單元。服務使應用程序具有了提供給其他程序的數據交換能力，一般服務就是應用程序的文件名;主題是對服務器有意義的信息單元，許多服務器都有默認的主題。每次dde客戶與服務程序之間的對話都是先由客戶啟動的，所以在每次客戶啟動之前，dde服務器必須先投入運行。dde支持 3種數據交換模式:冷鏈結，客戶（client）應用程序請求來自服務器（server）的數據;溫鏈結，客戶應用程序請求來自服務器的一個通知，以便知道某些特定的數據項在何時發(fā)生了變化;熱鏈結，當特定數據項發(fā)生變化時，服務器向用戶同時發(fā)送通知和數據本身。dde協議在vb和組態(tài)王中都進行了很好的封裝，可以很容易的實現數據的動態(tài)交換。 為了建立dde連接，需要在組態(tài)王的數據詞典里建立dde變量，并登記3個標識名。組態(tài)王運行系統(tǒng)的程序名是“view”，主題規(guī)定為“tagname”，項目是在定義dde變量時的項目名稱。變量名是組態(tài)王使用的，“連接對象名”用來定義服務器程序的信息。組態(tài)王作為客戶向vb請求數據時需要在定義變量時說明服務器程序的3個標識名。應用程序名為vb中可執(zhí)行程序的名字，話題為vb中可執(zhí)行程序窗體的linktopic屬性值，項目名設為窗體中控件的名字。 在vb中dde連接是通過控件的屬性和方法來實現的。需要設置linktopic、linkitem和linkmode3個屬性。當vb軟件擔任客戶時: linktopic屬性指的是服務器軟件的名稱以及在它下面所建立的文件名稱; linkitem屬性指的是服務器軟件的linkmode屬性下指定要傳給vb控制的那些項目。 linkmode屬性有三種設定:“0”為none，無dde功能;“1”為hot，當服務器數據變動時客戶數據會隨時更新;“2”為cold，客戶數據只有在請求dde時才更新。當vb擔任服務器時，只需設置linktopic和linkitem屬性。linktopic屬性指的是要對客戶請求做出反應的窗體，而窗體中的控件就是客戶所請求對象的項目。 linkmode屬性有兩種:“0”為none;“1”為server。當設為“1”時，窗體上的控件就可以供應數據給已建立dde管道的客戶軟件;設為“0”時，則無dde連接。 分控站監(jiān)控程序與數據采集程序之間存在大量的數據交換，由在后臺運行的數據采集程序和組態(tài)王之間的dde連接來實現。其中數據采集程序作為dde服務器，組態(tài)王作為客戶向其請求數據。組態(tài)王與數據采集程序的dde連接在組態(tài)王啟動時自動完成。 5 結束語 通過dde連接實現了數據采集程序與監(jiān)控軟件之間的信息集成和共享。利用組態(tài)王提供的豐富的圖形和組態(tài)工具，可以實現工藝流程圖的實時數據刷新、各種曲線和報警等的顯示。這種方法可以充分發(fā)揮vb和組態(tài)王各自的優(yōu)勢，利用vb的數據通訊、處理能力和組態(tài)王的圖形化工具，使監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)更加簡單和靈活。 參考文獻 [1] 盧秋紅，張國偉，顏國正. 動態(tài)數據交換在工業(yè)自動控制組態(tài)系統(tǒng)中的應用[j]. 工業(yè)儀表與自動化裝置，2001,（6）.　　　　　　　　　　　　　　　 [2] 王為東，李 超. 結合組態(tài)王和plc實現遠程監(jiān)控系統(tǒng)[j]. plc&fa, 2002.（4）. [3] 組態(tài)王6.0使用手冊[z]. 北京亞控自動化軟件科技有限公司。 作者簡介 李 超 （1979-） 男 助教 主要從事計算機控制、現場總線與工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)等教學和科研工作。