1 引言
在一個自動監(jiān)控(Supervisory Control And Data Acquisition SCADA)系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理中心、遠程監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心。處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設備如掛接在現(xiàn)場總線上的工控計算機、PLC、智能儀表、智能設備等共同構(gòu)成快速響應控制中心?？刂品桨负退惴ㄒ话阍谠O備上組態(tài)并執(zhí)行，也可在工控計算機上組態(tài)，然后在下裝到設備中執(zhí)行，根據(jù)設備的具體要求而定[1]。組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置如圖1所示。
監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項任務:
(1) 查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)及流程畫面，瀏覽各實時/歷史趨勢畫面;
(2) 自動打印各種實時/歷史生產(chǎn)報表;
(3) 及時得到各種過程報警和系統(tǒng)報警;
(4) 在需要時，人為干預生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài);
(5) 與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)

圖1 監(jiān)控組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置

現(xiàn)場總線作為開放的控制網(wǎng)絡能實現(xiàn)現(xiàn)場設備間、現(xiàn)場設備與控制室間的信號通信[2]。開放通信是信息傳輸與共享的基礎之一，而當現(xiàn)場信號傳至監(jiān)控計算機之后，如何實現(xiàn)計算機內(nèi)部各程序之間的信息溝通與傳遞，即如何讓現(xiàn)場信號與各應用程序連接起來，讓現(xiàn)場信息出現(xiàn)在計算機的各應用平臺上，依然存在一個連接標準與規(guī)范的問題。在多用戶、多任務的計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換比較方便，操作系統(tǒng)對這種操作是支持的。自從Windows及微機版UNIX、LINUX操作系統(tǒng)的面世后，出現(xiàn)了程序之間交換數(shù)據(jù)的技術(shù)、協(xié)議或標準，實現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換才比較容易。在工業(yè)PC機的自動化系統(tǒng)中被廣泛采用的今天，讓現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和人機界面軟件能夠有效充分地用PC機豐富強大的軟件資源，是一項值得深入研究的課題。文章對有關(guān)技術(shù)問題結(jié)合工程實踐作些討論。
2 動態(tài)數(shù)據(jù)交換的基本概念
盡管工控組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有了長足進步，在當前實際運用的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)軟件中，對于DDE和OPC兩種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的具體運用—特別是在微機執(zhí)行多任務條件下如何進一步提高組態(tài)軟件與其他程序之間的數(shù)據(jù)交換實時性方面，仍然存在某些不足，值得進一步探討和研究。其中，動態(tài)數(shù)據(jù)實時交換(DDE)技術(shù)在控制網(wǎng)絡的集成中得到了實際應用。其原因:
(1) 這種方法實時性較好，可以采用標準的Windows技術(shù);
(2) 作為連接控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的通信處理機在硬件上比較容易實現(xiàn)。
當控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡有一共享工作站或通信處理機時，就可以通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)實現(xiàn)控制網(wǎng)絡中實時數(shù)據(jù)與信息網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的動態(tài)交換，從而實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成。
DDE是進程間通信的方法。為了進行會話，DDE應用程序用3個基本的標志符(或字符串)，即三層識別系統(tǒng)來區(qū)別其他DDE應用程序，他們分別是應用程序名(Application)、主題名(Topic)和項目名(Item)。每個DDE會話由應用程序名和主題名唯一定義，在DDE會話建立前由客戶程序和服務器共同決定應用程序名和主題名，而由客戶程序填寫服務器的3個標志名。應用程序名位于層次機構(gòu)的頂層，用于指出特定的DDE服務器應用程序名。主題名更深刻地定義了服務器應用程序會話的主題內(nèi)容，服務器應用程序可支持一個或多個主題名[2]。

3 面向過程控制的動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)交換程序設計
為方便討論問題、現(xiàn)舉例說明。根據(jù)某生產(chǎn)自動化改造工程要求,需要對系統(tǒng)進行組態(tài)監(jiān)控操作平臺設計，采用組態(tài)軟件IFIX2.2和Windows應用軟件VB6.0，開發(fā)并實現(xiàn)基于DDE機制的進程間數(shù)據(jù)交換，滿足工業(yè)控制網(wǎng)SCADA工控計算機內(nèi)部信息交換需要，為各應用程序通過共享內(nèi)存交換信息，實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成，并為進一步進行Windows程序間的數(shù)據(jù)交換開發(fā)提供有借鑒意義的參考[3]?？刂凭W(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的主要集成技術(shù)如圖2所示。

圖2 控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的主要集成技術(shù)

3.1 DDE信息交換的網(wǎng)絡集成方法
通過共享存儲器的DDE技術(shù)為實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成提供了技術(shù)支持，有很強的實時性。工程設計以工控計算機IPC作為通信處理機，該IPC機同時也是2個網(wǎng)絡的工作站，跨接控制網(wǎng)絡和信息網(wǎng)絡，在溝通2個網(wǎng)絡中起橋梁作用。通信處理機IPC用DDE方法實現(xiàn)2個網(wǎng)絡間各站點的通信，是整個集成網(wǎng)絡的關(guān)鍵，它能實現(xiàn)以下功能:
(1) 搜集控制網(wǎng)絡上各站點的實時數(shù)據(jù)信息，寫入信息網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫，以便信息網(wǎng)絡用戶瀏覽、查詢;
(2) 將信息網(wǎng)絡用戶的控制信息及時下達至控制網(wǎng)絡的指定工作站點。
基于通信處理機DDE信息交換的網(wǎng)絡集成方法如圖3所示。

圖3 基于通信處理機DDE信息交換的網(wǎng)絡集成方法

3.2 組態(tài)軟件iFix與VB之間的DDE實現(xiàn)
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)采用Intellution公司開發(fā)的組態(tài)軟件iFix2.2作為SCADA監(jiān)控操作平臺。iFix是一種工業(yè)自動化組態(tài)軟件，它采用圖形用戶界面，提供了監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能,為操作人員和開發(fā)人員提供了良好的監(jiān)控環(huán)境，可以實現(xiàn)對象自由組態(tài)及動態(tài)屬性的在線配置、現(xiàn)場動態(tài)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)控、報警、參數(shù)設置、報表生成、數(shù)據(jù)存儲、接口等基本功能和網(wǎng)絡管理功能。在各種操作系統(tǒng)上的版本共享相同的內(nèi)核，允許在同一網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中運行建立在不同操作系統(tǒng)上的iFix版本。iFix包含大量圖形工具，使用戶能夠快速地開發(fā)系統(tǒng)，而且它提供了強大的功能，包括實時過程的監(jiān)視和監(jiān)督控制、報警和報警管理、歷史趨勢，統(tǒng)計過程控制、基于用戶的安全系統(tǒng)、方便的系統(tǒng)擴展、網(wǎng)絡功能等。而VB6.0是微軟公司推出的一個流行且強大的快速開發(fā)工具,在開發(fā)SCADA系統(tǒng)時，利用DDE技術(shù)把兩種工具有效的結(jié)合起來，更能發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，可以獲取令人滿意的結(jié)果。


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