組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

賈愛(ài)芳，梁逸群

（晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 礦業(yè)工程系，山西 晉城 048026）

組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

賈愛(ài)芳，梁逸群

（晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 礦業(yè)工程系，山西 晉城 048026）

文章詳細(xì)介紹了組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，以及通過(guò)組態(tài)王6.53完成環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理等，并給出了系統(tǒng)編程的實(shí)例，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)認(rèn)證證明了該方法的高效性和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

組態(tài)王；傳感器；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)

一、引言

煤炭對(duì)于任何一個(gè)國(guó)家而言都是非常重要的能源，煤炭在開(kāi)采過(guò)程中有很多危險(xiǎn)源，瓦斯是重要的危險(xiǎn)源之一，如何把瓦斯所造成的災(zāi)害控制到最小甚至沒(méi)有，一直是煤礦開(kāi)采的重要研究課題，煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究為這一課題的研究開(kāi)辟了新思路。［1］

組態(tài)軟件是最通用的監(jiān)控軟件之一，它可以將煤礦井下各種數(shù)據(jù)參數(shù)通過(guò)過(guò)程設(shè)計(jì)傳給各級(jí)管理者和業(yè)務(wù)部門(mén)，為煤礦的現(xiàn)代化生產(chǎn)和管理提供技術(shù)指導(dǎo)。本系統(tǒng)監(jiān)控軟件綜合使用Visual B6.0和組態(tài)王6.53軟件，利用VB編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，用組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和動(dòng)態(tài)模擬等功能。

二、硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊采用的是MPS-010602USB，穩(wěn)壓器采用的是DC-DC模塊，傳感器是KGS-20礦用瓦斯傳感器，計(jì)算機(jī)，液晶顯示器等。硬件組成如圖2.1所示

本系統(tǒng)主要有監(jiān)控主服務(wù)器光纖環(huán)網(wǎng)、監(jiān)控分站、監(jiān)控主站、傳感器組成。光纖環(huán)網(wǎng)是系統(tǒng)通信的主要部分，環(huán)狀結(jié)構(gòu)通信更容易，光纖交換機(jī)可以使光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，更好地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，地表監(jiān)控主服務(wù)器上安裝的是VB和組態(tài)王6.53開(kāi)發(fā)的煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的配套軟件，主要完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)，對(duì)井下環(huán)境參數(shù)的采集，能實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控分站、監(jiān)控主站所采集的各種井下數(shù)據(jù)，具有查詢歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)、歷史報(bào)表等功能。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

三、軟件設(shè)計(jì)

（一）組態(tài)王6.53的特點(diǎn)

由于計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，工業(yè)自動(dòng)化水平逐步提高，人們希望自動(dòng)化程度越高越好，為了滿足這種需要，組態(tài)軟件應(yīng)運(yùn)而生。組態(tài)軟件為任意組合軟件，它使軟件開(kāi)發(fā)變得更加容易，并且使新開(kāi)發(fā)出的軟件更加容易修改，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的軟件重復(fù)使用率很高。本系統(tǒng)所使用的組態(tài)軟件為組態(tài)王6.53。通用組態(tài)軟件的主要特點(diǎn)如下。

1.封裝性

組態(tài)軟件的一切功能都用最方便用戶使用的方法封裝起來(lái)，用戶不用掌握太多編程語(yǔ)言，就能完成一項(xiàng)看起來(lái)很復(fù)雜的工程多要求的任務(wù)。

2.開(kāi)放性

組態(tài)軟件大量使用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”，在實(shí)際使用過(guò)程中，用戶能夠根據(jù)客戶的要求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。它可以使用Visual C++，Visual Basic，或C等語(yǔ)言進(jìn)行編制所需的設(shè)備構(gòu)件，裝入自己的設(shè)備工具箱。

3.通用性

不同的用戶可以根據(jù)不同的工程要求，使用組態(tài)軟件提供的基本設(shè)備（單片機(jī)、智能儀表、板卡等）的I/O Driver，自帶的開(kāi)放式的Access數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠做出具有動(dòng)畫(huà)效果的、界面友好的各種歷史數(shù)據(jù)曲線圖和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線圖，以及接受顯示各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

4.方便性

使用組態(tài)軟件的人員大多是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)員，組態(tài)軟件可以在生成用戶需要的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，少用甚至不用系統(tǒng)源代碼，從而大大方便了開(kāi)發(fā)人員的二次開(kāi)發(fā)。

5.組態(tài)性

組態(tài)技術(shù)的特點(diǎn)就是從硬件到軟件開(kāi)發(fā)都具有組態(tài)性，使用組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)者的任務(wù)是分析控制對(duì)象，在組態(tài)軟件的平臺(tái)上按照系統(tǒng)的使用說(shuō)明進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)即可開(kāi)發(fā)出針對(duì)不同控制對(duì)象的控制系統(tǒng)，不必學(xué)習(xí)深?yuàn)W難懂的程序語(yǔ)言，系統(tǒng)的可靠性大大提高，開(kāi)發(fā)時(shí)間大大縮短。

（二）組態(tài)軟件與VB之間數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)

1.建立新工程項(xiàng)目

雙擊組態(tài)王6.53，組態(tài)王工程管理界面出現(xiàn)，它的作用是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程，單擊新建建立一個(gè)新的工程項(xiàng)目。

2.實(shí)現(xiàn)組態(tài)王6.53與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡之間的通訊

MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡因?yàn)榕c組態(tài)王之間沒(méi)有通信協(xié)議，所以不能直接實(shí)現(xiàn)通信，煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)利用VB首先通過(guò)windows的DLL與數(shù)據(jù)采集板卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，在通過(guò)DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換與組態(tài)王實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，這樣，組態(tài)王6.53就可以與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡之間實(shí)現(xiàn)通訊了。

DDE通信設(shè)備是指與組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的windows獨(dú)立應(yīng)用程序，因此DDE設(shè)備通常代表一個(gè)windows獨(dú)立應(yīng)用程序，該獨(dú)立應(yīng)用程序的擴(kuò)展名通常為.exe文件。組態(tài)王6.53與DDE設(shè)備之間通過(guò)DDE協(xié)議交換數(shù)據(jù)。DDE通信通過(guò)3種標(biāo)識(shí)名來(lái)約定［2］：應(yīng)用程序名（Application）、話題名（Topic）、項(xiàng)目名稱(chēng)（Item）。

這是被討論的數(shù)據(jù)對(duì)象，在“組態(tài)王”的數(shù)據(jù)詞典里，我們要定義I/O變量的同時(shí)，也定義項(xiàng)目名稱(chēng)；Visual Basic中，項(xiàng)目是一個(gè)特定的文本框、標(biāo)簽、或圖片框的名稱(chēng)。

然后利用windows的DLL函數(shù)和VB就可以實(shí)現(xiàn)MPS-010602 USB數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)交換了。

板卡類(lèi)邏輯設(shè)備實(shí)際上是組態(tài)王內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序的邏輯名稱(chēng)，內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序不是一個(gè)獨(dú)立的windows應(yīng)用程序，而是以DDL形式供組態(tài)王調(diào)用，這種內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)著實(shí)際插入計(jì)算機(jī)總線擴(kuò)展槽中的I/O設(shè)備。

MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡與VB數(shù)據(jù)交換成功后，再利用組態(tài)王的DDE通信實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與VB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換。在DDE通訊界面中，新建DDE指定連接對(duì)象和服務(wù)程序名稱(chēng)以及話題名要與VB工程中的名稱(chēng)相同。這樣組態(tài)王就可以直接與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡實(shí)現(xiàn)通信了。

（三）組態(tài)王畫(huà)面的設(shè)計(jì)

打開(kāi)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)畫(huà)面，可以建立工程人員需要的任意畫(huà)面，建立一個(gè)新的圖形畫(huà)面，要進(jìn)行變量設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)建立的畫(huà)面主要有“瓦斯監(jiān)控礦區(qū)圖”“實(shí)時(shí)曲線圖”“歷史曲線圖”等畫(huà)面圖建好之后要建立動(dòng)畫(huà)連接，存儲(chǔ)畫(huà)面，然后配置主畫(huà)面運(yùn)行就可以看到自己設(shè)計(jì)的畫(huà)面了。

四、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)

在企業(yè)局域網(wǎng)中，組態(tài)王軟件之間可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。遠(yuǎn)程訪問(wèn)有三種方式：網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)，遠(yuǎn)程站點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)OPC。

選擇一臺(tái)性能好的計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，對(duì)它進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為“聯(lián)網(wǎng)”，節(jié)點(diǎn)名為“本機(jī)的IP地址”，客戶配置為“登錄服務(wù)器”，本機(jī)既是I/O服務(wù)器也是校時(shí)服務(wù)器，還是報(bào)警服務(wù)器。設(shè)置完成后，再設(shè)置客戶機(jī)，客戶機(jī)上的參數(shù)要與服務(wù)器上設(shè)置的參數(shù)相一致，然后新建遠(yuǎn)程站點(diǎn)，客戶機(jī)上節(jié)點(diǎn)設(shè)置要設(shè)置為“網(wǎng)上鄰居”，尋找服務(wù)器站點(diǎn)信息，選擇設(shè)計(jì)人員建立的工程。運(yùn)行服務(wù)器，服務(wù)器中的數(shù)據(jù)就可以在客戶機(jī)上接收到了。［3］

五、結(jié)束語(yǔ)

文章詳細(xì)講述了組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，由于組態(tài)軟件的二次開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，以及完成各類(lèi)參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理等，并給出了系統(tǒng)編程的實(shí)例，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)認(rèn)證證明了該方法的高效性和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

［1］韓兵.現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)監(jiān)控與組態(tài)軟件［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］李江全，湯智輝，朱東芹.Visual Basic數(shù)據(jù)采集與串口通信測(cè)控應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

［3］王建，宋永昌，仉學(xué)金，等.工控組態(tài)軟件入門(mén)與典型應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2013.

The Application of“Kingview 6.53”in the Remote Monitoring System of Mine Gas

JIA Ai-fang，LIANG Yi-qun
（Jincheng Institute of Technology，Jincheng，Shanxi 048026，China）

This article introduces the application of“kingview 6.53”in the remote monitoring system in mine gas,which includes data acquisition，data transmission,final disposal of data，and how to complete realtime displaying of parameters，curve drawing，data storage and data management through kingview.And it also gives the examples of system programming，the system analysis and system certification in order to show that the method is of high efficiency and the system is of real-time performance.

kingview 6.53；sensor；hardware design；software design

TP311.5

A

1674-5078（2014）04-0066-03

10.3969/j.issn.1674-5078.2014.04.021

2014-03-26

賈愛(ài)芳（1974-），女，河南林州人，碩士。主要研究方向?yàn)榘踩芾砉こ獭?/p>