1、前言

　　本文是以筆者參與的某啤酒廠的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目為背景。監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)視設(shè)備、傳輸設(shè)備、后端控制顯示設(shè)備這三大部分組成，其中后端設(shè)備可進(jìn)一步分為中心控制設(shè)備和分控制設(shè)備。前、后端設(shè)備有多種構(gòu)成方式，它們之間的聯(lián)系（也可稱作傳輸系統(tǒng)）可通過電纜、光纖或微波等多種方式來實(shí)現(xiàn)。由于現(xiàn)場的PLC或單片機(jī)控制系統(tǒng)的資源、功能有限，不能長期保存數(shù)據(jù)，人機(jī)界面差，上位機(jī)豐富的資源可以對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，存盤，運(yùn)算、打印、報(bào)警并進(jìn)行各種相應(yīng)顯示。上位機(jī)形象的人機(jī)界面可使操作員更直觀，全面的了解現(xiàn)場的情況。采用Intouch、VB來實(shí)現(xiàn)。vb是Visual Basic的簡稱，是由美國微軟公司于1991年開發(fā)的一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，可用于開發(fā) Windows 環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。它簡單易學(xué)、效率高，且功能強(qiáng)大可以與 Windows 開發(fā)工具SDK相媲美。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動的編程機(jī)制、新穎易用的可視化設(shè)計(jì)工具，使用Windows內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)，動態(tài)鏈接庫（DLL）、對象的鏈接與嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)連接（ODBC）等技術(shù)，可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

　　2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　筆者參與的監(jiān)控系統(tǒng)呈兩層分布式體系結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集層和監(jiān)控層。數(shù)據(jù)采集層主要采用數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)接口；監(jiān)控層屬于局域網(wǎng)，遵循局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)采層進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理將數(shù)據(jù)傳遞到上一層；監(jiān)控層共享數(shù)采層傳來的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的數(shù)采層由多臺測控裝置組成。這些測控裝置采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)總線與數(shù)采管理站通信。在軟件方面采用VB來實(shí)現(xiàn)測控裝置數(shù)采程序，它主要完成上位機(jī)與測控裝置之間的數(shù)據(jù)通信和所采集數(shù)據(jù)的DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）轉(zhuǎn)換功能。

　　在工控機(jī)上的人機(jī)界面則采用監(jiān)控平臺軟件來實(shí)現(xiàn)。工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在，更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡稱IPC,全稱Industrial Personal Computer.工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。 工業(yè)控制軟件系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)軟件、工控應(yīng)用軟件和應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境等三大部分。其中系統(tǒng)軟件是其他兩面者的基礎(chǔ)，因而系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的開發(fā)質(zhì)量。工控應(yīng)用軟件主要是根據(jù)用戶工業(yè)控制和管理的需求而生成的，因此具有專用性。目前較為流行的監(jiān)控平臺軟件有Heuristics公司的ONSPEC、InTouch公司的FIX和Wonderare公司的InTouch等。Intouch 一種工業(yè)自動化組態(tài)軟件，Wonderware公司產(chǎn)品。InTouch HMI軟件用于可視化和控制工業(yè)生產(chǎn)過程。它為工程師提供了一種易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立、測試和部署強(qiáng)大的連接和傳遞實(shí)時(shí)信息的自動化應(yīng)用。InTouch軟件是一個(gè)開放的、可擴(kuò)展的人機(jī)界面，為定制應(yīng)用程序設(shè)計(jì)提供了靈活性，同時(shí)為工業(yè)中的各種自動化設(shè)備提供了連接能力。它具有開發(fā)周期短、可以生成復(fù)雜的、友好的交互式圖形界面，組態(tài)靈活的優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)控制領(lǐng)域中簡便易用的"快速應(yīng)用程序生成器".但它必須采用DDE的數(shù)據(jù)交換方式與DDE服務(wù)器連接來獲得數(shù)據(jù)。如圖一所示。將VB和Intouch結(jié)合起來，協(xié)同工作，可以發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)。

　　3、系統(tǒng)DDE實(shí)現(xiàn)

　　該啤酒長系統(tǒng)在Windows環(huán)境下以動態(tài)數(shù)據(jù)交換機(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。如圖2所示：

　　首先，數(shù)采層采集處理后的數(shù)據(jù)送到數(shù)采管理站，轉(zhuǎn)換成DDE型數(shù)據(jù)；然后，借助于NETDDE機(jī)制，數(shù)采管理站把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送至工程師站。工程師站作為NT域控制器，再借助于NETDDE機(jī)制實(shí)現(xiàn)與其他各監(jiān)視站之間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換。netdde.exe是微軟Windows的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)數(shù)據(jù)Exchange服務(wù)。它用于幫助exchange數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸。這不是純粹的系統(tǒng)程序，但是如果終止它，可能會導(dǎo)致不可知的問題。在用戶安裝了某些分布式控制系統(tǒng)軟件（DCS）通用監(jiān)控軟件來說后，系統(tǒng)中會出現(xiàn)netdde.exe或netdde進(jìn)程服務(wù)，但此處netdde或netdde.exe為是通過網(wǎng)絡(luò)借助DDE（DYNAMIC DATA EXCHANGE）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的一種方式。由于各站之間建立了"熱連接"鏈路，作為服務(wù)器一方總是在數(shù)據(jù)變化時(shí)主動發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶方。即當(dāng)數(shù)采管理站采集的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)自動反應(yīng)到工程師站。在現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送上，工程師站既作為數(shù)采管理站的客戶，又作為其它各監(jiān)視站的服務(wù)器。

　　系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)分為三個(gè)方面：

　?、?采管理站的DDE數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)產(chǎn)生。

　?、?監(jiān)控層應(yīng)用程序的DDE組態(tài)。

　?、?構(gòu)造NETDDE應(yīng)用程序。

　　3.1 用VB 編制DDE程序

　　VB 是開發(fā)Windows應(yīng)用程序的一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，他支持Windows環(huán)境下的DDE通信機(jī)制。VB提供了動態(tài)數(shù)據(jù)交換的Link Topic連接主題 ,Link Item連接項(xiàng) ,Link Timeout連接等待時(shí)間 和Linkmode（連接模式）四項(xiàng)屬性。在應(yīng)用程序編制時(shí)，根據(jù)DDE原理，把應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件名去掉EXE后綴，則成為DDE中的Topic.Linkmode有Manual手工 ,Notify通知 ,和Automatic自動三種方式。在這個(gè)系統(tǒng)中我們采用Automatic自動方式。數(shù)采管理站的巡測數(shù)采程序的流程圖如下：

　　測控裝置采用RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)，因此某一時(shí)刻只能有一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)，其余站只能接口。在該測控裝置的通信協(xié)議中，由主機(jī)以召喚方式向測控裝置發(fā)送送數(shù)命令和相應(yīng)機(jī)號，只有與主機(jī)發(fā)送的機(jī)號一致的測控裝置才允許發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　此VB程序作為DDE服務(wù)器，在VB中只有窗體可以作為服務(wù)器，在程序的初始化部分應(yīng)進(jìn)行DDE設(shè)置，程序段如下：

　　form1.linkmode=1form1.linktopic=form1在窗體上放置了mscomm控件用于控制串行端口傳輸和接受數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通信功能。

　　Mscomm1.comport=2Mscomm1.settings='9600n81''設(shè)定該通信口的波特率、奇偶校驗(yàn)、奇偶校驗(yàn)是一種校驗(yàn)代碼傳輸正確性的方法。根據(jù)被傳輸?shù)囊唤M二進(jìn)制代碼的數(shù)位中"1"的個(gè)數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù)來進(jìn)行校驗(yàn)。采用奇數(shù)的稱為奇校驗(yàn)，反之，稱為偶校驗(yàn)。采用何種校驗(yàn)是事先規(guī)定好的。通常專門設(shè)置一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，用它使這組代碼中"1"的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。若用奇校驗(yàn)，則當(dāng)接收端收到這組代碼時(shí)，校驗(yàn)"1"的個(gè)數(shù)是否為奇數(shù)，從而確定傳輸代碼的正確性。數(shù)據(jù)位、停止位Mscomm1.inputlen=0 '使用Input將使Mscomm控件讀取接收緩'沖區(qū)中全部的內(nèi)容Mscomm1.Portopen窗體上的定時(shí)器控件timer1,用于定時(shí)兩秒，當(dāng)定時(shí)到時(shí)，發(fā)送FE命令，要求測控裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。其程序?qū)崿F(xiàn)如下：

　　mscomm1.output=″fe″+chr＄13'輸出FE命令mscomm1.output=″tank″'tank為機(jī)號當(dāng)數(shù)據(jù)由測控裝置送到數(shù)采站時(shí)將觸發(fā)mscomm控件的oncomm事件，在此事件處理句柄中完成讀入數(shù)據(jù)的功能。Bufferstring=mscomm1.input '讀入緩沖區(qū)內(nèi)容If Bufferstring<>'ff' thenText2.text= Bufferstring+text2.text這樣讀入的數(shù)據(jù)就顯示在Text2文本框中。

　　3.2監(jiān)控層應(yīng)用程序的DDE組態(tài)

　　監(jiān)控層應(yīng)用程序主要執(zhí)行InTouch中的WonderViewer,而InTouch正是借助DDE與其它軟件聯(lián)合工作。

　　InTouch是用于建立人機(jī)接口的一種軟件包。它包括WonderViewer和WonderMaker兩大部分。使用InTouch軟件只需建立一個(gè)標(biāo)記名字典，再利用WonderMaker的圖形功能把被控對象形象的畫出來，在PC機(jī)上就可以把整個(gè)對象描繪出來。InTouch只需在標(biāo)記名字典中指明標(biāo)記名為DDE特性，同時(shí)指定應(yīng)用程序的服務(wù)名和話題名，WonderViewer可自動執(zhí)行獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)的全部操作。

　　InTouch既可以作為客戶又可以作為服務(wù)器。通過NETBIOS DDE的網(wǎng)絡(luò)接口，可使機(jī)制建立起3個(gè)層次，因此監(jiān)控層應(yīng)用程序的DDE組態(tài)分為兩大部分：

　　① 工程師站的DDE組態(tài)

　　DDE用項(xiàng)名、主題名、應(yīng)用程序名三個(gè)層次來標(biāo)識客戶與服務(wù)器之間傳遞的數(shù)據(jù)單位，通常表示為：應(yīng)用程序名|主題名項(xiàng)名；對于客戶，應(yīng)按三個(gè)層次去連接相應(yīng)的數(shù)據(jù)。工程師站作為數(shù)采站的DDE客戶。在InTouch的標(biāo)簽庫中，提供了DDE設(shè)置框，使得DDE組態(tài)簡便、易行。

　　工程師站中的層次標(biāo)識為：\\shucai\dde1|form1text2.text數(shù)采站的節(jié)點(diǎn)，dde1為數(shù)采站上的VB應(yīng)用程序名。

　?、?其它各監(jiān)視站的DDE組態(tài)

　　這主要是建立各監(jiān)視站與工程師站的DDE 連接。此時(shí)工程師站作為DDE服務(wù)器，其它各監(jiān)視站作為客戶從工程師站上取數(shù)據(jù)。建立DDE連接的過程與上述類似。

　　4、 結(jié)論

　　VB是一種的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，采用它編制Windows環(huán)境下的上位機(jī)串行通信軟件，程序?qū)崿F(xiàn)簡單，減輕了軟件開發(fā)的工作。用InTouch監(jiān)控程序軟件完成復(fù)雜的圖形截面，方便快捷。VB應(yīng)用程序一方面作為DDE服務(wù)器同InTouch進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面通過Windows提供的串行通信設(shè)備驅(qū)動程序與低層的測控裝置進(jìn)行串行通信。對于用戶只與InTouch友好人機(jī)界面打交道。實(shí)際運(yùn)行證明該通信軟件可靠，操作方便。