基于WINCC工控組態(tài)軟件的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的研究

趙秀梅

（沈陽化工學(xué)院，遼寧 沈陽110010）

從WINCC6.0開始,就開始采用SQL2000SP3做為WINCC的后臺數(shù)據(jù)了,而這個SQL2000SP3由Siemens為WINCC做了二次開發(fā)。WINCC的數(shù)據(jù)有設(shè)計時數(shù)據(jù)庫和運行時數(shù)據(jù)庫,分別放在相關(guān)的目錄。設(shè)計時數(shù)據(jù)庫沒有研究的必要性，但運行時數(shù)據(jù)庫要知道它的名稱,其名稱一般是“CC_工程名_年_月_日_時 _分 _秒R”,無論準(zhǔn)備以DSN或OLEDB的方式訪問數(shù)據(jù)庫,都需要該名稱。將WINCC激活,然后在 “ODBC管理器”或“SQL企業(yè)管理器”下的“DATABASE”可以看到運行時數(shù)據(jù)庫的名稱。其實，WINCC在運行時，根據(jù)WINCC的設(shè)置，數(shù)據(jù)歸檔以一定時間做為基準(zhǔn),形成數(shù)據(jù)片段。在數(shù)據(jù)片段下，有3個表是用戶所關(guān)心的：ARCHIVE(用戶歸檔記錄)、TAGPRESSED(TAGUNPRESSED)(壓縮/非壓縮變量歸檔記錄)和MSARCLONG(報警記錄)。在這里主要介紹在WINCC項目中的數(shù)據(jù)庫編程和通信[1]。

1 總體思路

WINCC項目中通用C和VB兩種語言,所以，采用與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信的必要條件就是熟悉這2種語言。作為編程語言來說，編程只是最后實現(xiàn)結(jié)果的方式，重點在于通信方式的建立。下面分別從數(shù)據(jù)通信方式和實現(xiàn)方法來介紹。

2 數(shù)據(jù)通信方式

與數(shù)據(jù)庫通信的數(shù)據(jù)訪問接口有以下幾種[2]。

(1)高級數(shù)據(jù)連接器 ADC(Advanced Data Connector)：提供綁定ADO數(shù)據(jù)源到窗體的數(shù)據(jù)綁定控件上。ADC主要是一種直接訪問或者通過ADO訪問遠(yuǎn)程OLEDB對象的技術(shù),它支持主要應(yīng)用在微軟IE瀏覽器上的數(shù)據(jù)綁定控件,是特地為以Web上的瀏覽器為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序而設(shè)計的。

(2)Active 數(shù)據(jù)對象 ADO（Active Data Objects）：ADO實際是一種提供訪問各種數(shù)據(jù)類型的連接機(jī)制。ADO設(shè)計為一種極簡單的格式，通過ODBC的方法同數(shù)據(jù)庫接口?？梢允褂萌魏我环NODBC數(shù)據(jù)源,既適合于SQL Server、Oracle、Access等數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序,也適合于 Excel表格、文本文件、圖形文件和無格式的數(shù)據(jù)文件。ADO是基于OLEDB之上的技術(shù)，因此ADO通過其內(nèi)部的屬性和方法提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口方法。

(3)數(shù)據(jù)訪問對象 DAO（Data Access Objects）：一種面向?qū)ο蟮慕缑娼涌?。通過DAO/JET功能可以訪問ISAM數(shù)據(jù)庫，使用DAO/ODBCDirect功能可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程RDO功能。使用DAO的程序編碼非常簡單，DAO提供豐富的游標(biāo)(Cursor)類型的結(jié)果集和非游標(biāo)(Cursor-Less)類型的結(jié)果集，同DDL(數(shù)據(jù)描述語言)的功能類似。DAO模型是設(shè)計關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的對象類的集合,它提供了完成管理這樣一個系統(tǒng)所需的全部操作的屬性和方法，包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，定義表、字段和索引，建立表間的關(guān)系，定位和查詢數(shù)據(jù)庫等工具。

(4)數(shù)據(jù)連接性引擎技術(shù)JET(Joint Engine Technology)：一種基于工作站通過DAO的數(shù)據(jù)庫訪問機(jī)制。雖然可以通過微軟Access提供的ODBC驅(qū)動程序訪問JET數(shù)據(jù)庫，但使用這些驅(qū)動程序在功能上有所限制。JET機(jī)制有自己的查詢和結(jié)果集處理功能，并可對同種或異種數(shù)據(jù)源作查詢處理。

(5)開放式的數(shù)據(jù)庫連接ODBC(Open DataBase Connectivity)：一種公認(rèn)的關(guān)系數(shù)據(jù)源的接口界面。它快而輕,并且提供統(tǒng)一接口的界面。ODBC對任何數(shù)據(jù)源都未作優(yōu)化。

(6)ODBCDirect：一種基于DAO對象的新的DAO模式，其方法和屬性與RDO功能相同。在有DAO代碼存在的場合使用，可用來訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源。

(7)OLEDB：一種底層數(shù)據(jù)訪問界面接口,是用于第三方驅(qū)動程序商家開發(fā)輸出數(shù)據(jù)源到ADO技術(shù)的應(yīng)用程序,或用于C++的開發(fā)者開發(fā)定制的數(shù)據(jù)庫組件。OLEDB不能被VB直接調(diào)用。

(8)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問控件 RDC(Remote Data Control)：一種對RDO數(shù)據(jù)綁定的控件?？梢詫⑻囟ǖ慕Y(jié)果集輸出到數(shù)據(jù)源控件。

(9)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對象 RDO(Remote Data Objects)：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對象和集合為使用代碼來創(chuàng)建和操作一個遠(yuǎn)程ODBC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的各個部件提供了一個框架。對象和集合都具有描述數(shù)據(jù)庫的各個部件特征的屬性以及用來操作這些部件的方法?？梢栽趯ο蠛图现g建立關(guān)系，這些關(guān)系代表了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。RDO是ODBC API的一個淺層界面接口,是專為訪問遠(yuǎn)程ODBC關(guān)系數(shù)據(jù)源而設(shè)計的。

(10)VBSQL：Visual Basic結(jié)構(gòu)化查詢語言,是一種基于API的接口方法，幾乎與C的DB-Library API相同。VBSQL只支持微軟的SQL Server。VBSQL快而且輕,但不支持對象界面。

盡管數(shù)據(jù)訪問方式有多種，但是適合WINCC通信的方式只有ODBC和ADO,這里重點介紹ODBC接口訪問方式。

3 實現(xiàn)方法

ODBC是一種應(yīng)用程序的接口(API),這種接口提供了獨立于任何數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序編寫能力。ODBC通過ODBC驅(qū)動程序為不同的數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商的一組應(yīng)用程序接口提供了特殊的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)。用戶的應(yīng)用程序使用這組API來調(diào)度ODBC驅(qū)動程序。然后驅(qū)動程序通過SQL語句與DBMS發(fā)生聯(lián)系。

下面介紹ODBC數(shù)據(jù)源。在“我的電腦”中打開“控制面板”中的“管理工具”，即可見ODBC數(shù)據(jù)源圖標(biāo)。ODBC數(shù)據(jù)源管理器為配置、添加、刪除各種不同的數(shù)據(jù)源名稱提供了最為簡潔的方法。它使用戶可以輕松地完成數(shù)據(jù)源的配置工作，用戶也可以刪除原有的DSN（數(shù)據(jù)源名稱），或?qū)ο惹芭渲玫臄?shù)據(jù)源進(jìn)行修改。ODBC數(shù)據(jù)源管理器的具體功能如下[3]。

(1)用戶DSN：ODBC用戶數(shù)據(jù)源存儲了如何與指定數(shù)據(jù)提供者連接的信息。用戶數(shù)據(jù)源只對當(dāng)前的用戶可見，而且只能應(yīng)用在本機(jī)上；

(2)系統(tǒng)DSN：ODBC系統(tǒng)數(shù)據(jù)源存儲了如何與指定數(shù)據(jù)提供者連接的信息。系統(tǒng)數(shù)據(jù)源對當(dāng)前機(jī)器上的所有用戶可見；

(3)文件DSN：ODBC文件數(shù)據(jù)源允許用戶連接數(shù)據(jù)提供者。文件DSN可以由安裝了相同驅(qū)動程序的用戶共享；

(4)驅(qū)動程序：ODBC驅(qū)動程序允許那些支持ODBC的程序通過ODBC數(shù)據(jù)源獲取信息。如果安裝新的驅(qū)動程序，要使用其安裝程序；

(5)跟蹤：ODBC跟蹤允許創(chuàng)建調(diào)用ODBC驅(qū)動程序的日志，以供技術(shù)人員查看；也可以輔助調(diào)試應(yīng)用程序。Vi sual Studio跟蹤啟動Microsoft Visual Studio的ODBC跟蹤；

(6)連接池：連接池允許應(yīng)用程序重新打開連接句柄，此操作將往返過程存入服務(wù)器。

建立數(shù)據(jù)源：通過對在系統(tǒng)DSN中建立SQL Server數(shù)據(jù)源test，連接的數(shù)據(jù)庫為test，并測試成功。

查詢數(shù)據(jù)庫：

以上是一個在WINCC中訪問數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)查詢功能的簡單實例。同樣，也可以實現(xiàn)插入、刪除、修改等功能。

以上只是初級的WINCC與數(shù)據(jù)庫通信,要想提高效率，需要進(jìn)行性能調(diào)校。所謂性能調(diào)校，是指以用戶期望為依據(jù)進(jìn)行調(diào)校目的方法。然而性能問題的癥結(jié)通常不是表象所能顯示出來的，從不同的方面去看，往往會有不同的解釋。

數(shù)據(jù)庫性能調(diào)校的步驟流程“DETECT”為：

(1)Discover the problem，發(fā)現(xiàn)問題；

(2)Explore the conditions，探究原因，為問題提供明確的定義與定位；

(3)Track down possible approaches，提供可能的解決方案；

(4)Execute the most likely approach,執(zhí)行最有可能的解決方案；

(5)Check for success(如果需要，可重復(fù)之前的步驟),確認(rèn)解決方案成功與否；

(6)Tie up loose ends完成收尾工作。

通過以上調(diào)校步驟來對數(shù)據(jù)庫性能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)校。也可以利用相關(guān)工具進(jìn)行性能調(diào)校,如SQLDiag.exe、性能監(jiān)視器（Performance Monitor）、事件日志與事件查看器（Events Log）、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器（Network Monitor）、SQLProfiler、索 引 微 調(diào) 向 導(dǎo) （Index Tuning Wizard）、Query Analyzer、DBCC、Application Center Test和 Web Application Stress Tool等。

通過對WINCC與數(shù)據(jù)庫SQL Server進(jìn)行連接的實例來說明其調(diào)校性能的步驟,實現(xiàn)了工控組態(tài)軟件WINCC的數(shù)據(jù)庫通信方法和采集過程；并就其性能方面進(jìn)行了概述，提到了多種性能調(diào)校工具軟件，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和優(yōu)化性能起了一定作用[4]。

[1]西門子（中國）自動化與驅(qū)動集團(tuán).深入淺出西門子WinCC V6.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[2]牛勇，袁鵬飛.QL Server編程篇[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005.

[3]鄭劍峰，董國平.SQL Server開發(fā)答疑[M].北京：北京：人民郵電出版社，2006.

[4]胡百敬.Microsoft SQL Server性能調(diào)校[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.