關(guān)鍵字：工控組態(tài)系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 交換技術(shù)

1 引言

在一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控(Supervisory Control And Data Acquisition SCADA)系統(tǒng)中，投入運(yùn)行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理中心、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心。處于運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設(shè)備如掛接在現(xiàn)場總線上的工控計(jì)算機(jī)、PLC、智能儀表、智能設(shè)備等共同構(gòu)成快速響應(yīng)控制中心。控制方案和算法一般在設(shè)備上組態(tài)并執(zhí)行，也可在工控計(jì)算機(jī)上組態(tài)，然后在下裝到設(shè)備中執(zhí)行，根據(jù)設(shè)備的具體要求而定[1]。組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置如圖1所示。

監(jiān)控組態(tài)軟件投入運(yùn)行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項(xiàng)任務(wù):

(1) 查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及流程畫面，瀏覽各實(shí)時(shí)/歷史趨勢畫面;

(2) 自動(dòng)打印各種實(shí)時(shí)/歷史生產(chǎn)報(bào)表;

(3) 及時(shí)得到各種過程報(bào)警和系統(tǒng)報(bào)警;

(4) 在需要時(shí)，人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài);

(5) 與管理部門的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

圖1 監(jiān)控組態(tài)軟件在SCADA系統(tǒng)中所處的位置

現(xiàn)場總線作為開放的控制網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備間、現(xiàn)場設(shè)備與控制室間的信號(hào)通信[2]。開放通信是信息傳輸與共享的基礎(chǔ)之一，而當(dāng)現(xiàn)場信號(hào)傳至監(jiān)控計(jì)算機(jī)之后，如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)部各程序之間的信息溝通與傳遞，即如何讓現(xiàn)場信號(hào)與各應(yīng)用程序連接起來，讓現(xiàn)場信息出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的各應(yīng)用平臺(tái)上，依然存在一個(gè)連接標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的問題。在多用戶、多任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換比較方便，操作系統(tǒng)對(duì)這種操作是支持的。自從Windows及微機(jī)版UNIX、LINUX操作系統(tǒng)的面世后，出現(xiàn)了程序之間交換數(shù)據(jù)的技術(shù)、協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換才比較容易。在工業(yè)PC機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)中被廣泛采用的今天，讓現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和人機(jī)界面軟件能夠有效充分地用PC機(jī)豐富強(qiáng)大的軟件資源，是一項(xiàng)值得深入研究的課題。文章對(duì)有關(guān)技術(shù)問題結(jié)合工程實(shí)踐作些討論。

2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的基本概念

盡管工控組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有了長足進(jìn)步，在當(dāng)前實(shí)際運(yùn)用的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)軟件中，對(duì)于DDE和OPC兩種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的具體運(yùn)用—特別是在微機(jī)執(zhí)行多任務(wù)條件下如何進(jìn)一步提高組態(tài)軟件與其他程序之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)性方面，仍然存在某些不足，值得進(jìn)一步探討和研究。其中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換(DDE)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)的集成中得到了實(shí)際應(yīng)用。其原因:

(1) 這種方法實(shí)時(shí)性較好，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows技術(shù);

(2) 作為連接控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的通信處理機(jī)在硬件上比較容易實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)有一共享工作站或通信處理機(jī)時(shí)，就可以通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與信息網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交換，從而實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成。

DDE是進(jìn)程間通信的方法。為了進(jìn)行會(huì)話，DDE應(yīng)用程序用3個(gè)基本的標(biāo)志符(或字符串)，即三層識(shí)別系統(tǒng)來區(qū)別其他DDE應(yīng)用程序，他們分別是應(yīng)用程序名(Application)、主題名(Topic)和項(xiàng)目名(Item)。每個(gè)DDE會(huì)話由應(yīng)用程序名和主題名唯一定義，在DDE會(huì)話建立前由客戶程序和服務(wù)器共同決定應(yīng)用程序名和主題名，而由客戶程序填寫服務(wù)器的3個(gè)標(biāo)志名。應(yīng)用程序名位于層次機(jī)構(gòu)的頂層，用于指出特定的DDE服務(wù)器應(yīng)用程序名。主題名更深刻地定義了服務(wù)器應(yīng)用程序會(huì)話的主題內(nèi)容，服務(wù)器應(yīng)用程序可支持一個(gè)或多個(gè)主題名[2]。

3 面向過程控制的動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)交換程序設(shè)計(jì)

為方便討論問題、現(xiàn)舉例說明。根據(jù)某生產(chǎn)自動(dòng)化改造工程要求,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控操作平臺(tái)設(shè)計(jì)，采用組態(tài)軟件IFIX2.2和Windows應(yīng)用軟件VB6.0，開發(fā)并實(shí)現(xiàn)基于DDE機(jī)制的進(jìn)程間數(shù)據(jù)交換，滿足工業(yè)控制網(wǎng)SCADA工控計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息交換需要，為各應(yīng)用程序通過共享內(nèi)存交換信息，實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成，并為進(jìn)一步進(jìn)行Windows程序間的數(shù)據(jù)交換開發(fā)提供有借鑒意義的參考[3]。控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的主要集成技術(shù)如圖2所示。

圖2 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的主要集成技術(shù)

3.1 DDE信息交換的網(wǎng)絡(luò)集成方法

通過共享存儲(chǔ)器的DDE技術(shù)為實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成提供了技術(shù)支持，有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。工程設(shè)計(jì)以工控計(jì)算機(jī)IPC作為通信處理機(jī)，該IPC機(jī)同時(shí)也是2個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作站，跨接控制網(wǎng)絡(luò)