自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件中動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表的設(shè)計(jì)

沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院有限公司 何 方 高立生 王松亭 張國(guó)富 馬 勇 陳 曦 李 慧

沈陽(yáng)電氣傳動(dòng)研究所有限公司 張 茜

1 引言

工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是充分利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)及自動(dòng)化儀表技術(shù)等組成的高科技監(jiān)控系統(tǒng)，利用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)壓力、溫度、流量、液位、電流、電壓、電量、轉(zhuǎn)速等各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)電機(jī)、水泵等設(shè)備進(jìn)行遙控，對(duì)各種電磁閥門進(jìn)行開(kāi)度調(diào)節(jié)等等，由于工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理提供了有效的手段，因此工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、環(huán)保、能源等各個(gè)行業(yè)以及供水、供暖、供氣、供電等公共事業(yè)中，并且在使用中取得了迅速的發(fā)展。而測(cè)控軟件則是整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中極其重要的組成部分，所有測(cè)控命令的發(fā)布和數(shù)據(jù)的處理、顯示、打印，以及現(xiàn)場(chǎng)故障報(bào)警，均由測(cè)控軟件實(shí)施控制。但以往小型測(cè)控系統(tǒng)中常采用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)場(chǎng)終端站參數(shù)的修改、報(bào)警值設(shè)定等方面存在明顯的不足，使系統(tǒng)在使用靈活性、方便性上有很大的局限性。本文針對(duì)基于組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的測(cè)控系統(tǒng)軟件中存在的不足，結(jié)合筆者多年從事工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用的適合于小型自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序，使系統(tǒng)參數(shù)的修改更為方便、靈活，大大加強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。

2 基于組態(tài)軟件的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的不足

目前對(duì)小型工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，主要是采用組態(tài)軟件，在圖形處理，界面顯示等方面非常方便，而在數(shù)據(jù)處理、通訊接口等方面存在不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 通訊方式固定

在通訊方面，主要存在有線和無(wú)線兩種通訊方式，兩種通訊方式在通訊口設(shè)置、通訊波特率設(shè)置等方面不盡相同，并且在實(shí)際的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，可能同時(shí)存在這兩種通訊方式，每個(gè)終端站通訊的波特率也可能不相同，以往測(cè)控系統(tǒng)軟件只能單一地處理一種通訊方式，不能以不同的通訊方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端站進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

2.2 監(jiān)測(cè)終端站站點(diǎn)固定

以往的測(cè)控系統(tǒng)軟件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端站的監(jiān)測(cè)和控制只能按照一定的順序依次進(jìn)行，而當(dāng)終端站進(jìn)行維修時(shí)，系統(tǒng)也不能越過(guò)該終端站，仍然與其通訊，當(dāng)測(cè)試不通后再測(cè)試其它終端站，這樣就浪費(fèi)了系統(tǒng)的時(shí)間。

2.3 數(shù)據(jù)處理的方式固定

由于現(xiàn)場(chǎng)終端站的站點(diǎn)很多，每個(gè)終端站監(jiān)測(cè)的參數(shù)和功能也相差甚遠(yuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和自動(dòng)化儀表更是種類繁多，自動(dòng)化儀表的量程、單位、上下限報(bào)警值、精度等參數(shù)各不相同，輸出信號(hào)也有模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量的區(qū)別，而現(xiàn)場(chǎng)終端站的傳感器和自動(dòng)化儀表會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要更換為其它類型的傳感器和自動(dòng)化儀表，自動(dòng)化儀表的上下限報(bào)警值也可能由于測(cè)試的目的不同、測(cè)試的時(shí)間不同而設(shè)置為不同的值，以往的測(cè)控系統(tǒng)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的這些變化不能方便靈活地進(jìn)行修改，必要時(shí)只能通過(guò)修改軟件程序完成參數(shù)的修改，這在使用上給用戶帶來(lái)大大的不便。另一方面，可能會(huì)由于某種原因?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化儀表進(jìn)行遷移，此時(shí)儀表的顯示值不能和輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)，而系統(tǒng)軟件需要測(cè)試儀表的顯示值，以往的測(cè)控系統(tǒng)軟件對(duì)此則顯得無(wú)能為力。

2.4 顯示、打印數(shù)據(jù)的精度固定

以往的測(cè)控系統(tǒng)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、打印的精度采用固定的方式，不能根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行修改。

3 動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表的設(shè)計(jì)思路

綜合以往采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)控軟件中存在的問(wèn)題，筆者有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序，應(yīng)用此程序，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊方式、波特率、地址、儀表量程、報(bào)警點(diǎn)等參數(shù)的在線修改，操作方便靈活。具體采用設(shè)計(jì)方法如下：

（1）采用Visual C++作為編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序，該程序能夠動(dòng)態(tài)地顯示、修改各個(gè)終端站的測(cè)試標(biāo)志、通訊口、通訊方式、通訊波特率，動(dòng)態(tài)地顯示修改終端站中各個(gè)通道的儀表類型、單位、量程、上下限報(bào)警值、遷移量、顯示打印精度等參數(shù)。

（2）動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序中定義的的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：

1）站點(diǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

typedef stuct

{

int state; //測(cè)試標(biāo)志

int com; //通訊口

int style; //通訊方式

int bound; //通訊波特率

} station[MaxStationNo]

2）通道參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

typedef struct

{

int zhcode; //站號(hào).

int channel; //通道.

int style; //類型.

fl oat span; //量程.

fl oat hialm; //上限報(bào)警.

fl oat loalm; //下限報(bào)警.

fl oat tran; //遷移.

fl oat bit;//顯示數(shù)據(jù)的精度

int unit; //單位.

int note; //安裝.

} an[MaxStationNo][MaxCanShuNo];

（3）終端站站點(diǎn)配置參數(shù)和終端站各個(gè)通道的配置參數(shù)按照以上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以生成數(shù)據(jù)文件的形式存儲(chǔ)在硬盤上，數(shù)據(jù)文件的格式可以采用二進(jìn)制、文本、數(shù)據(jù)庫(kù)等多種方式，其中以文本文件的方式最為簡(jiǎn)單，在這里以文本文件為例介紹動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表中數(shù)據(jù)文件的讀寫程序。

1）寫數(shù)據(jù)文件的程序如下：

FILE *fp;

char p[100];

int i;

int j;

fp = fopen("fi x.txt","w+");

if(fp)

{

for(i=0;i

{

fprintf(fp,"%2d, ",station[i].state);

fprintf(fp,"%2d, ", station [i].com);

fprintf(fp,"%2d, ", station [i].style);

fprintf(fp,"%2d, ", station [i].bound);

}

for(i=0;i

for(j=0;j

{

fprintf(fp,"%2d, ",an[i][j].zhcode);

fprintf(fp,"%2d, ",an[i][j].channel);

fprintf(fp,"%2d, ",an[i][j].style);

fprintf(fp,"%4.1f, ",an[i][j].span);

fprintf(fp,"%4.2f, ",an[i][j].hialm);

fprintf(fp,"%4.2f, ",an[i][j].loalm);

fprintf(fp,"%4.2f, ",an[i][j].tran);

fprintf(fp,"%2.1f, ",an[i][j].bit);

fprintf(fp,"%2d, ",an[i][j].unit);

fprintf(fp,"%2d ",an[i][j].note);

}

}

else{;}

fclose(fp);

}

2）讀數(shù)據(jù)文件的程序如下：

FILE *fp;

char p[100];

int i;

int j;

fp = fopen("fi x.txt","r");

if(fp)

{

for(i=0;i

{

fprintf(fp,"%d, ",&station[i].state);

fprintf(fp,"%d, ", &station [i].com);

fprintf(fp,"%d, ", &station [i].style);

fprintf(fp,"%d, ", &station [i].bound);

}

for(i=0;i

for(j=0;j

{

fprintf(fp,"%d, ",&an[i][j].zhcode);

fprintf(fp,"%d, ",&an[i][j].channel);

fprintf(fp,"%d, ",&an[i][j].style);

fprintf(fp,"%f, ",&an[i][j].span);

fprintf(fp,"%f, ",&an[i][j].hialm);

fprintf(fp,"%f, ",&an[i][j].loalm);

fprintf(fp,"%f, ",&an[i][j].tran);

fprintf(fp,"%f, ",&an[i][j].bit);

fprintf(fp,"%d, ",&an[i][j].unit);

fprintf(fp,"%d ",&an[i][j].note);

}

}

else{;}

fclose(fp);

}

3）動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序既可以嵌入測(cè)控系統(tǒng)軟件中，作為測(cè)控軟件的一部分使用，也可以獨(dú)立于測(cè)控系統(tǒng)軟件單獨(dú)使用。作為嵌入測(cè)控系統(tǒng)軟件中使用時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)軟件和動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序共用一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此時(shí)對(duì)各種參數(shù)的修改能夠直接體現(xiàn)在測(cè)控系統(tǒng)軟件中；而單獨(dú)使用動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序時(shí)，可以單獨(dú)運(yùn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表程序修改配置參數(shù)，然后在測(cè)控軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化時(shí)，將配置參數(shù)數(shù)據(jù)文件讀入相應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，也可以在測(cè)控系統(tǒng)軟件中通過(guò)設(shè)置一命令菜單等方式將配置參數(shù)數(shù)據(jù)文件讀入相應(yīng)的結(jié)構(gòu)中。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用于各種各樣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，而動(dòng)態(tài)參數(shù)配置表的使用，會(huì)使測(cè)控系統(tǒng)在參數(shù)修改上變得更為簡(jiǎn)單、靈活、方便，更適合于小型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用。

[1]尹成,朱景堯,孫明龍,胡耀文.Visual C++ 2012 開(kāi)發(fā)權(quán)威指南[M].北京:人民郵電出版社,2014.

[2]劉雪潔等.從零開(kāi)始學(xué)Visual C++[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.