控制网

0 前言

    controX2000通用监控软件是基于Microsoft Windows 98、windows 2000、windows NT操作系统的，controX2000软件包内部采用真正的Client/Sever体系结构，用户可以在企业所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息，无论是在控制现场还是在办公室内，可以进行交互式的操作，让操作者和管理人员作出快捷有效的决策。通过使用controX2000，会使用户极大地增强其生产线能力，提高工厂的生产力和效率，提高产品的质量和减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网状结构的分布式大型集中监控管理系统的开发。

1 controX2000的系统结构

    controX2000 总体结构由开发环境、数据服务、驱动程序库和运行环境构成。

    ●开发环境：是一个工程开发设计工具。用于创建监控虚拟现实场景（图页）、监控的设备及相关变量、动画连接、设定运行系统配置等的系统组态。 
   

    ●数据服务：作为数据处理的核心，用于根据开发环境的设计进行与硬件设备通讯的调度和数据的加工处理以及网络的传输。
   

    ●驱动程序库：负责与外部设备的数据信息交换，每一种通讯驱动程序支持相应类型的外部硬件设备。

    ●运行环境：运行界面。从数据服务获得通讯数据，并依据由开发环境的动画设计显示动画画面，实现人与控制设备的交互操作。
在controX2000中一台计算机可以同时承担多项任务。如浏览站、事件处理、报警处理、数据记录、报表处理等任务。

2 成品入库监控系统的整体设计

    绥化卷烟厂入库监控系统，由现场一号、二号采集站和监控管理机组成，采集站PLC完成系统自动控制和现场数据采集，数据经PLC预处理后，通过现场RS485通讯网送入监控系统，监控系统完成数据的转化处理，形成Access数据库，供管理系统使用，工业控制机采用单硬盘、双启动系统，即在一块硬盘的两个分区安装双启动系统；本设计操作系统选用稳定性好用于网络的WINDOWS2000，具体安装是：C分区安装Windows 2000、Office 2000、Controx 2000 开发版，Windows 2000作为系统操作平台及网络服务；Office 2000提供Access数据库，用于编写数据库及报表，为系统调试提供数据存储及数据管理；Controx 2000 开发版主要用于监控程序编写、修改、调试，此分区设有用户名及密码，只有编程、调试人员可以进入。D分区安装Windows 2000、Office 2000、Controx 2000 运行版， Controx 2000 运行版用于监控程序的运行，此分区系统完全自动启动运行，入库监控系统具体如示意图1-1。

                             图（1-1）入库监控系统示意图

3 Controx 2000与采集站的连接

    在卷烟入库系统中现场的硬件设备采集来的数据，需要通过组态软件的设备驱动程序传送到组态软件中。在上位监控软件中则需要配置这些硬件的驱动程序。controX2000 也同样要配置这些硬件的驱动程序。对于一个网络工程，上位机也具有多台，每台上位机的作用不一定相同。如何配置各个上位机也是组态软件需要做的工作。在 controX2000 中，上位机被称作为节点。数据采集硬件被称作设备。节点与设备之间的数据交换是通过 controX2000 提供的通讯驱动程序实现的。工程人员不必关心具体的通讯协议，只需要在新建硬件窗口中选择设备的类型。然后按照设备配置向导的提示一步步完成即可。这样使驱动程序的配置更加方便。

    节点是在一个工程中用于显示画面、记录数据、产生报警等功能的计算机。本系统由工业控制机担任，监控系统与外部设备的数据信息交换,是通过组态软件提供的通讯驱动程序实现的，每一种通讯驱动程序支持相应的外部硬件设备。controX2000 的通讯驱动程序支持目前流行的大多数控制器和控制系统。controX2000 有多种通讯方式与外部设备通讯。包括标准串口通讯（即 RS-232 或 RS-485/422 方式）、专用的通讯卡、标准的网络通讯、DDE 通讯方式、OPC 标准的通讯接口、仿真通讯。本系统外部设备为PLC采集站，通过RS-485 方式实现。

4 controX2000数据采集系统的编程

4．1 监视画面的开发

    用户通过在controX2000上制作的人机界面（HMI）画面来监视和控制工程现场的实际情况。controX2000的人机界面的框架是由图页和布置来实现的。图页可以是虚拟现实场景，如一个监控的车间，也可以是一幅报表图，或者是一个具体的设备。它是controX2000提供给用户进行组态和运行的基本框架。各种单元、符号、插件的组态和运行都必须建立在图页上。布置 则是将整个工程提供给用户的人机界面。它可以是一幅图页也可以包含几幅图页。它提供给用户的不仅是几幅反应现场情况的图页，还包含便于用户操作的其他功能。

    controX2000为图页和布置提供了强大的编辑功能:一个复杂的画面是由许许多多的基本图元组成的。同时，象单元、符号也是由基本图元或基本图元和插件、符号组成的。所以说，基本图元是构成画面的最基本元素。画面是直接面对用户的HMI（人机界面）。基本图元的绘制效果就直接反映给用户。每个图元都必须具有名称和提示信息属性。名称是图元用以区别起他图元的代号。提示信息便于用户了解图元的详细情况。 

    controX2000为用户提供了丰富的动画设计手段，使得画面看起来栩栩如生。'动画链接'就是建立图页中图形对象与数据变量的对应关系。通过制作动画链接使图形对象改变外观来反映数据变量值的变化。打开对象窗口的动画子窗口（双击要连接的图素，选择“动画” 页），可以看到系统提供的动画属性，设计动画现象直观。
卷烟入库数据采集监控软件画面，包括一个数据采集监控主布置和五个图页：图页是实时形成监控、实时采集数据、实时数据表格、实时产量报表和数据处理。

4.2 controX2000对数据实时处理软件

    数据采集监控软件由controX2000作为支撑软件，具体由controX2000的脚本语言实现，脚本语言是一个面向对象的组态开发语言。它是为实现标准功能之外的效果，响应现场操作人员的控制操作，或者需要在组态系统中实现用户自己的控制逻辑功能所采用的。脚本语言提供一种统一的方法来对所有的对象进行访问、控制和在对象之间建立关联。

    controX2000系统对它进行了特别的实现，以使它更容易被理解、书写和使用。脚本语言具有简捷、高效的特点，易于被软件开发人员掌握。在controX2000的组态环境中，在对象编辑窗口中列出的当前对象的事件。它有多种触发条件。当触发条件满足时，事件执行预先定义的一段脚本程序。controX2000的组态环境中，可以定义全局和图页两个层次的快捷键功能，在应用系统运行时，如果指定的按键被按下，系统会执行预先定义的一段脚本程序。在监控软件的应用系统中的数据采集层次，您可以定义在特定条件下或间隔时间发生的事件，如果事件在满足条件时被激活，系统会执行预先定义的一段脚本程序。在controX2000中提供了多种触发条件的事件处理机制。

4.3 监控软件的编程

    controX2000系统的脚本使用Object Pascal语言语法定义。它是在标准的Turbo Pascal基础上增加了面向对象的语言扩展和用于各种用途的函数、过程调用扩展。采用强类型语法检查，能有效地在编译阶段发现程序中的错误。具有结构化的设计思想、严谨的语法规则和良好的书写风格，它的语法与自然语言很相似。本系统主要有实时数据采集程序、数据处理程序、自动保存数据程序、自动清零程序、实时数据数据报表、日报表、定时关机等程序，下面是实时数据采集部分程序：

begin
date.Value:=datetostr(now);
time.Value:=timetostr(now);
n26.Value:=60;
if D2596.Value=n26.Value then
   begin
   n1.Value:=D2590.Value;
   n2.Value:=D2591.Value;
   n3.Value:=D2592.Value;
   n8.Value:=D2593.Value;
   end;
    if n1.value=n2.value then 总产量.value:=n1.value
    else if n1.value=n3.value then 总产量.value:=n1.value
    else if n2.value=n3.value then 总产量.value:=n2.value
    else 总产量.value:=n1.value ;
    if n5.value=n6.value then 大庆.value:=n6.value
else if n5.value=n7.value then 大庆.value:=n5.value
else if n6.value=n7.value then 大庆.value:=n7.value
else 大庆.value:=n7.value ;
    if  总产量.value<大庆.value then 绥化.value:=0
     else 绥化.value:=总产量.value-大庆.value ;
    if n40.value=1 then ExitWindows(1);
    end

5、controX2000与数据库的连接

    controX2000支持标准的ODBC，一个数据库管理系统需要一个ODBC（Open Datebase Connectivity---开放数据库互连）驱动程序，以动态连接库（DLL）的形式获取历史数据库中的数据信息。用户可以使用标准的ODBC接口将数据登录到Oracle、Microsoft SQL Sever、Microsoft -Access、Sybase、FoxPro等数据库中。这些数据库文件中的数据可以方便进行控制系统历史和实时数据的分析，ODBC驱动程序使用方法。

    5.1外建一个数据库，这里我们选用Access数据库dby，在库中建立一个表：小时报表，为表建立字段，为表的索引字段，并且该值应该是不断增加的，TagName用来保存标签名称，TagValue用来保存标签的值，TagDate则用来保存标签产生的时间。

    5.2用Windows控制面板中自带的ODBC Data Sources (32bit)管理工具新建一个Microsoft Access Driver(*.mdb)驱动的数据源，假设为"Ms Access Database"。然后配置该数据源，指向刚才建立的Access数据库。

    5.3在监控程序中建立ODBC的驱动设备’sjk’，其中数据源指向为"Ms Access Database"，表名指向"小时报表"，索引字段为ID，数据字段为TagValue，过滤字段为TagName，日期字段为TagDate，至此，一个ODBC设备就建立完成了。

    5.4 建立连接数据库事件程序
controX2000标准的ODBC,需要建立事件脚本程序，以便定时向Access数据库传送数据，程序中的脚本语句为：     ExecODBCConnByIndex('sjk','0,1,2,3,4,5,6');

6结束语

    随着计算机软硬件技术的发展，人们对工业自动化的监控系统要求也越来越高。现今控制系统的控制器已经能够满足人们在各种生产场合下的控制需要。用户的注意力也转移到了如何更有效的管理生产现场控制系统，尤其是现场数据的监控系统，controX2000监控软件正是在这一时期出现的一种先进的工业控制用软件包，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。目前，一个先进的监控软件不仅要对众多的现场控制器和其他现场智能部件进行控制和监视，操作时具有高性能和高可靠性，以及随时对各种突发事件做出反应，不丢失任何数据和报警信息。而且要协助使用者连接工厂现有的平台和应用，使它们协调运转，以优化工厂一级的管理。一个功能强大的工业监控软件必须在用户需要的时候将工厂最底层的信息实时地传送到控制中心，并使各种信息在全厂范围内传递，实现工业现场网络，为企业带来巨大经济效益。