基于OPC的可視化報(bào)表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱圓圓　高燕麗　李煥

摘要：在工業(yè)控制領(lǐng)域，生產(chǎn)或管理數(shù)據(jù)的處理往往以各類(lèi)報(bào)表的形式提供給生產(chǎn)技術(shù)人員或管理人員。報(bào)表數(shù)據(jù)可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況、產(chǎn)品品質(zhì)及管理狀態(tài)提供分析支持。本文介紹了一種報(bào)表的實(shí)現(xiàn)方案，利用OPC通用數(shù)據(jù)接口對(duì)接各類(lèi)控制系統(tǒng)，生成本地的基于報(bào)表查詢(xún)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Excel的強(qiáng)大可視化報(bào)表功能進(jìn)行報(bào)表的組態(tài)，可滿(mǎn)足各種類(lèi)型的報(bào)表需求。

關(guān)鍵詞：OPC 可視化 報(bào)表

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）08-0162-01

1 引言

目前國(guó)內(nèi)外各系統(tǒng)廠(chǎng)商所提供的控制系統(tǒng)均以不同方式提供其過(guò)程數(shù)據(jù)的報(bào)表功能。但用戶(hù)對(duì)于報(bào)表內(nèi)容、格式以及數(shù)據(jù)處理要求各不相同，各系統(tǒng)所提供的報(bào)表功不能滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。另外，由于各控制系統(tǒng)廠(chǎng)商訪(fǎng)問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)接口也各不一樣，往往缺乏通用的數(shù)據(jù)存取標(biāo)準(zhǔn)，給用戶(hù)帶來(lái)的很大的不便。OPC技術(shù)的出現(xiàn)給工業(yè)控制領(lǐng)域數(shù)據(jù)的存取訪(fǎng)問(wèn)帶來(lái)了新的方法。本文使用OPC接口作為各控制系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，采用可視化方法提供靈活多樣的運(yùn)行報(bào)表的模板設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了用戶(hù)報(bào)表組態(tài)過(guò)程，具有使用靈活、接口簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2 總體設(shè)計(jì)方案

提供通用的數(shù)據(jù)接口，使用戶(hù)可以方便地配置報(bào)表類(lèi)型和記錄測(cè)點(diǎn)，同時(shí)提供功能豐富的、可滿(mǎn)足大部分用戶(hù)對(duì)于報(bào)表格式、內(nèi)容多樣性的需求的可視化的報(bào)表定義系統(tǒng)。用戶(hù)將焦點(diǎn)集中在報(bào)表功能需求的定義方面，可以使用戶(hù)從應(yīng)用角度來(lái)設(shè)計(jì)和使用報(bào)表。

設(shè)計(jì)分三個(gè)部分：第一部分為基于OPC接口的數(shù)據(jù)庫(kù)。目前絕大多數(shù)控制系統(tǒng)廠(chǎng)商均提供OPC接口的數(shù)據(jù)存取方案，為報(bào)表系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口提供了支持；第二部分為歷史數(shù)據(jù)的記錄。數(shù)據(jù)以Access數(shù)據(jù)庫(kù)表的形式記錄在存儲(chǔ)器中，方便其它模塊對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)。雖然OPC規(guī)范中提供了對(duì)于歷史數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)（Historical Data Access）的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，各控制系統(tǒng)廠(chǎng)商實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)是采用的標(biāo)示方法不同，無(wú)法做到統(tǒng)一的訪(fǎng)問(wèn)，因此本方案中仍采用OPC數(shù)據(jù)存?。―ata Access）規(guī)范來(lái)完成數(shù)據(jù)的獲取；第三部分為報(bào)表定義與生成系統(tǒng)。通過(guò)報(bào)表定義系統(tǒng)，可以完成報(bào)表的基本配置，如報(bào)表格式、報(bào)表類(lèi)型等。本方案中采用Excel文件作為報(bào)表的模板，因其具有靈活的格式、方便的統(tǒng)計(jì)計(jì)算等特點(diǎn)。報(bào)表生成系統(tǒng)根據(jù)報(bào)表的配置，定期自動(dòng)生成格式化報(bào)表文件，供運(yùn)行管理人員進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)整體構(gòu)架如圖1所示。

3 各功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 OPC數(shù)據(jù)接口模塊

OPC接口模塊功能如圖2所示。OPC通過(guò)三個(gè)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取。一個(gè)OPC的數(shù)據(jù)存取服務(wù)器中包括幾類(lèi)對(duì)象：服務(wù)器（OPCServer）、組（OPCGroup）和項(xiàng)（OPCItem）。OPC服務(wù)器對(duì)象維護(hù)有關(guān)服務(wù)器的信息并作為OPC組對(duì)象的包容器， OPC組對(duì)象維護(hù)有關(guān)其自身的信息，提供包容OPC項(xiàng)的機(jī)制，并管理OPC項(xiàng)。

OPC數(shù)據(jù)的獲取可以采用三種方式：同步讀寫(xiě)、異步讀寫(xiě)和通知方式。本方案中為了簡(jiǎn)化應(yīng)用，采取同步讀寫(xiě)方式。讀操作完成后返回的數(shù)據(jù)中包含三個(gè)有用的域，其中Value域中是讀出的數(shù)據(jù)， TimeStamp域是數(shù)據(jù)的時(shí)間戳， Quality屬性是返回?cái)?shù)據(jù)的質(zhì)量碼。需要注意的是數(shù)據(jù)的時(shí)間戳返回的是格林尼治時(shí)間，在處理的時(shí)候要進(jìn)行本地化。

3.2 歷史數(shù)據(jù)記錄模塊

歷史數(shù)據(jù)記錄模塊的主要功能是定時(shí)將內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中以便報(bào)表生成模塊調(diào)用。主要流程如圖3所示。本方案通過(guò)DAO（Data Access Object）接口來(lái)操作Access數(shù)據(jù)庫(kù)。主要涉及的操作有建立數(shù)據(jù)庫(kù)、建立數(shù)據(jù)表、添加表記錄。

建立數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)表的代碼如下：

Set myDB = DAO.CreateDatabase（strDBFileName， dbLangChineseSimplified）

Set myTbl = myDB.CreateTableDef（“表名”）

myTbl.Fields.Append .CreateField（“Time”， dbDate）

myTbl.Fields.Append .CreateField（“Value”， dbSingle）

myDB.TableDefs.Append myTbl

向數(shù)據(jù)表中添加記錄：

Set myRcdSet = myDB.OpenRecordset（“表名”， dbOpenDynaset）

myRcdSet.AddNew

myRcdSet.Fields（0） = GetLastUpdate（i）‘時(shí)間戳

myRcdSet.Fields（1） = Val（GetValue（i））‘?dāng)?shù)據(jù)

myRcdSet.Update

3.3 報(bào)表定義及生成模塊

報(bào)表定義主要完整報(bào)表格式、報(bào)表類(lèi)型的定義。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的報(bào)表主要要日?qǐng)?bào)表、班報(bào)表、月報(bào)表等，報(bào)表的格式需要根據(jù)用戶(hù)的需求設(shè)置報(bào)表的布局、標(biāo)題、時(shí)間、測(cè)點(diǎn)。本系統(tǒng)利用Microsoft Office Excel報(bào)表處理的強(qiáng)大功能，方便用戶(hù)進(jìn)行報(bào)表的排版、格式的定義以及數(shù)據(jù)的各類(lèi)統(tǒng)計(jì)。報(bào)表定義模塊主要設(shè)置的參數(shù)有報(bào)表類(lèi)型、排版方式、報(bào)表記錄測(cè)點(diǎn)等內(nèi)容。報(bào)表生成系統(tǒng)依據(jù)報(bào)表的定義，定時(shí)生成報(bào)表文件。該模塊的流程如圖4所示。

報(bào)表生成系統(tǒng)要對(duì)Excel文件進(jìn)行讀寫(xiě)操作。部分操作代碼如下：

Set xlApp = CreateObject（“Excel.Application”） ‘建立Excel對(duì)象

Set xlBook = xlApp.Workbooks.Open（strTempFileName） ‘打開(kāi)Excel模板文件

xlBook.ActiveSheet.Cells（row， col） = value ‘寫(xiě)入數(shù)據(jù)

xlBook.SaveAs strTagFileName ‘保存報(bào)表文件

xlApp.Quit ‘關(guān)閉Excel

4 結(jié)語(yǔ)

報(bào)表數(shù)據(jù)可對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行管理狀態(tài)提供分析支持。 本方案提出的可視化報(bào)表系統(tǒng)提供了從報(bào)表設(shè)計(jì)到報(bào)表生成的一整套解決方法，具有配置方便、使用簡(jiǎn)單、接口通用等特點(diǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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