0 前言

    controX2000通用監(jiān)控軟件是基于Microsoft Windows 98、windows 2000、windows NT操作系統(tǒng)的，controX2000軟件包內(nèi)部采用真正的Client/Sever體系結(jié)構(gòu)，用戶可以在企業(yè)所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息，無論是在控制現(xiàn)場還是在辦公室內(nèi)，可以進(jìn)行交互式的操作，讓操作者和管理人員作出快捷有效的決策。通過使用controX2000，會使用戶極大地增強(qiáng)其生產(chǎn)線能力，提高工廠的生產(chǎn)力和效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營管理和故障診斷，到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。

1 controX2000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    controX2000 總體結(jié)構(gòu)由開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)服務(wù)、驅(qū)動程序庫和運(yùn)行環(huán)境構(gòu)成。

    ●開發(fā)環(huán)境：是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具。用于創(chuàng)建監(jiān)控虛擬現(xiàn)實(shí)場景（圖頁）、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動畫連接、設(shè)定運(yùn)行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)。 
   

    ●數(shù)據(jù)服務(wù)：作為數(shù)據(jù)處理的核心，用于根據(jù)開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)進(jìn)行與硬件設(shè)備通訊的調(diào)度和數(shù)據(jù)的加工處理以及網(wǎng)絡(luò)的傳輸。
   

    ●驅(qū)動程序庫：負(fù)責(zé)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)信息交換，每一種通訊驅(qū)動程序支持相應(yīng)類型的外部硬件設(shè)備。

    ●運(yùn)行環(huán)境：運(yùn)行界面。從數(shù)據(jù)服務(wù)獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)由開發(fā)環(huán)境的動畫設(shè)計(jì)顯示動畫畫面，實(shí)現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。
在controX2000中一臺計(jì)算機(jī)可以同時(shí)承擔(dān)多項(xiàng)任務(wù)。如瀏覽站、事件處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表處理等任務(wù)。

2 成品入庫監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

    綏化卷煙廠入庫監(jiān)控系統(tǒng)，由現(xiàn)場一號、二號采集站和監(jiān)控管理機(jī)組成，采集站PLC完成系統(tǒng)自動控制和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)經(jīng)PLC預(yù)處理后，通過現(xiàn)場RS485通訊網(wǎng)送入監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化處理，形成Access數(shù)據(jù)庫，供管理系統(tǒng)使用，工業(yè)控制機(jī)采用單硬盤、雙啟動系統(tǒng)，即在一塊硬盤的兩個(gè)分區(qū)安裝雙啟動系統(tǒng)；本設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)選用穩(wěn)定性好用于網(wǎng)絡(luò)的WINDOWS2000，具體安裝是：C分區(qū)安裝Windows 2000、Office 2000、Controx 2000 開發(fā)版，Windows 2000作為系統(tǒng)操作平臺及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；Office 2000提供Access數(shù)據(jù)庫，用于編寫數(shù)據(jù)庫及報(bào)表，為系統(tǒng)調(diào)試提供數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)管理；Controx 2000 開發(fā)版主要用于監(jiān)控程序編寫、修改、調(diào)試，此分區(qū)設(shè)有用戶名及密碼，只有編程、調(diào)試人員可以進(jìn)入。D分區(qū)安裝Windows 2000、Office 2000、Controx 2000 運(yùn)行版， Controx 2000 運(yùn)行版用于監(jiān)控程序的運(yùn)行，此分區(qū)系統(tǒng)完全自動啟動運(yùn)行，入庫監(jiān)控系統(tǒng)具體如示意圖1-1。

                             圖（1-1）入庫監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

3 Controx 2000與采集站的連接

    在卷煙入庫系統(tǒng)中現(xiàn)場的硬件設(shè)備采集來的數(shù)據(jù)，需要通過組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動程序傳送到組態(tài)軟件中。在上位監(jiān)控軟件中則需要配置這些硬件的驅(qū)動程序。controX2000 也同樣要配置這些硬件的驅(qū)動程序。對于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程，上位機(jī)也具有多臺，每臺上位機(jī)的作用不一定相同。如何配置各個(gè)上位機(jī)也是組態(tài)軟件需要做的工作。在 controX2000 中，上位機(jī)被稱作為節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集硬件被稱作設(shè)備。節(jié)點(diǎn)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換是通過 controX2000 提供的通訊驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)的。工程人員不必關(guān)心具體的通訊協(xié)議，只需要在新建硬件窗口中選擇設(shè)備的類型。然后按照設(shè)備配置向?qū)У奶崾疽徊讲酵瓿杉纯伞＿@樣使驅(qū)動程序的配置更加方便。

    節(jié)點(diǎn)是在一個(gè)工程中用于顯示畫面、記錄數(shù)據(jù)、產(chǎn)生報(bào)警等功能的計(jì)算機(jī)。本系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)擔(dān)任，監(jiān)控系統(tǒng)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)信息交換,是通過組態(tài)軟件提供的通訊驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)的，每一種通訊驅(qū)動程序支持相應(yīng)的外部硬件設(shè)備。controX2000 的通訊驅(qū)動程序支持目前流行的大多數(shù)控制器和控制系統(tǒng)。controX2000 有多種通訊方式與外部設(shè)備通訊。包括標(biāo)準(zhǔn)串口通訊（即 RS-232 或 RS-485/422 方式）、專用的通訊卡、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊、DDE 通訊方式、OPC 標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口、仿真通訊。本系統(tǒng)外部設(shè)備為PLC采集站，通過RS-485 方式實(shí)現(xiàn)。

4 controX2000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的編程

4．1 監(jiān)視畫面的開發(fā)

    用戶通過在controX2000上制作的人機(jī)界面（HMI）畫面來監(jiān)視和控制工程現(xiàn)場的實(shí)際情況。controX2000的人機(jī)界面的框架是由圖頁和布置來實(shí)現(xiàn)的。圖頁可以是虛擬現(xiàn)實(shí)場景，如一個(gè)監(jiān)控的車間，也可以是一幅報(bào)表圖，或者是一個(gè)具體的設(shè)備。它是controX2000提供給用戶進(jìn)行組態(tài)和運(yùn)行的基本框架。各種單元、符號、插件的組態(tài)和運(yùn)行都必須建立在圖頁上。布置 則是將整個(gè)工程提供給用戶的人機(jī)界面。它可以是一幅圖頁也可以包含幾幅圖頁。它提供給用戶的不僅是幾幅反應(yīng)現(xiàn)場情況的圖頁，還包含便于用戶操作的其他功能。

    controX2000為圖頁和布置提供了強(qiáng)大的編輯功能:一個(gè)復(fù)雜的畫面是由許許多多的基本圖元組成的。同時(shí)，象單元、符號也是由基本圖元或基本圖元和插件、符號組成的。所以說，基本圖元是構(gòu)成畫面的最基本元素。畫面是直接面對用戶的HMI（人機(jī)界面）。基本圖元的繪制效果就直接反映給用戶。每個(gè)圖元都必須具有名稱和提示信息屬性。名稱是圖元用以區(qū)別起他圖元的代號。提示信息便于用戶了解圖元的詳細(xì)情況。 

    controX2000為用戶提供了豐富的動畫設(shè)計(jì)手段，使得畫面看起來栩栩如生。'動畫鏈接'就是建立圖頁中圖形對象與數(shù)據(jù)變量的對應(yīng)關(guān)系。通過制作動畫鏈接使圖形對象改變外觀來反映數(shù)據(jù)變量值的變化。打開對象窗口的動畫子窗口（雙擊要連接的圖素，選擇“動畫” 頁），可以看到系統(tǒng)提供的動畫屬性，設(shè)計(jì)動畫現(xiàn)象直觀。
卷煙入庫數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件畫面，包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控主布置和五個(gè)圖頁：圖頁是實(shí)時(shí)形成監(jiān)控、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表格、實(shí)時(shí)產(chǎn)量報(bào)表和數(shù)據(jù)處理。

4.2 controX2000對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理軟件

    數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件由controX2000作為支撐軟件，具體由controX2000的腳本語言實(shí)現(xiàn)，腳本語言是一個(gè)面向?qū)ο蟮慕M態(tài)開發(fā)語言。它是為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)功能之外的效果，響應(yīng)現(xiàn)場操作人員的控制操作，或者需要在組態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)用戶自己的控制邏輯功能所采用的。腳本語言提供一種統(tǒng)一的方法來對所有的對象進(jìn)行訪問、控制和在對象之間建立關(guān)聯(lián)。

    controX2000系統(tǒng)對它進(jìn)行了特別的實(shí)現(xiàn)，以使它更容易被理解、書寫和使用。腳本語言具有簡捷、高效的特點(diǎn)，易于被軟件開發(fā)人員掌握。在controX2000的組態(tài)環(huán)境中，在對象編輯窗口中列出的當(dāng)前對象的事件。它有多種觸發(fā)條件。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí)，事件執(zhí)行預(yù)先定義的一段腳本程序。controX2000的組態(tài)環(huán)境中，可以定義全局和圖頁兩個(gè)層次的快捷鍵功能，在應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，如果指定的按鍵被按下，系統(tǒng)會執(zhí)行預(yù)先定義的一段腳本程序。在監(jiān)控軟件的應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集層次，您可以定義在特定條件下或間隔時(shí)間發(fā)生的事件，如果事件在滿足條件時(shí)被激活，系統(tǒng)會執(zhí)行預(yù)先定義的一段腳本程序。在controX2000中提供了多種觸發(fā)條件的事件處理機(jī)制。

4.3 監(jiān)控軟件的編程

    controX2000系統(tǒng)的腳本使用Object Pascal語言語法定義。它是在標(biāo)準(zhǔn)的Turbo Pascal基礎(chǔ)上增加了面向?qū)ο蟮恼Z言擴(kuò)展和用于各種用途的函數(shù)、過程調(diào)用擴(kuò)展。采用強(qiáng)類型語法檢查，能有效地在編譯階段發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤。具有結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z法規(guī)則和良好的書寫風(fēng)格，它的語法與自然語言很相似。本系統(tǒng)主要有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)處理程序、自動保存數(shù)據(jù)程序、自動清零程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)表、日報(bào)表、定時(shí)關(guān)機(jī)等程序，下面是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集部分程序：

begin
date.Value:=datetostr(now);
time.Value:=timetostr(now);
n26.Value:=60;
if D2596.Value=n26.Value then
   begin
   n1.Value:=D2590.Value;
   n2.Value:=D2591.Value;
   n3.Value:=D2592.Value;
   n8.Value:=D2593.Value;
   end;
    if n1.value=n2.value then 總產(chǎn)量.value:=n1.value
    else if n1.value=n3.value then 總產(chǎn)量.value:=n1.value
    else if n2.value=n3.value then 總產(chǎn)量.value:=n2.value
    else 總產(chǎn)量.value:=n1.value ;
    if n5.value=n6.value then 大慶.value:=n6.value
else if n5.value=n7.value then 大慶.value:=n5.value
else if n6.value=n7.value then 大慶.value:=n7.value
else 大慶.value:=n7.value ;
    if  總產(chǎn)量.value<大慶.value then 綏化.value:=0
     else 綏化.value:=總產(chǎn)量.value-大慶.value ;
    if n40.value=1 then ExitWindows(1);
    end

5、controX2000與數(shù)據(jù)庫的連接

    controX2000支持標(biāo)準(zhǔn)的ODBC，一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)需要一個(gè)ODBC（Open Datebase Connectivity---開放數(shù)據(jù)庫互連）驅(qū)動程序，以動態(tài)連接庫（DLL）的形式獲取歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息。用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的ODBC接口將數(shù)據(jù)登錄到Oracle、Microsoft SQL Sever、Microsoft -Access、Sybase、FoxPro等數(shù)據(jù)庫中。這些數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)可以方便進(jìn)行控制系統(tǒng)歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，ODBC驅(qū)動程序使用方法。

    5.1外建一個(gè)數(shù)據(jù)庫，這里我們選用Access數(shù)據(jù)庫dby，在庫中建立一個(gè)表：小時(shí)報(bào)表，為表建立字段，為表的索引字段，并且該值應(yīng)該是不斷增加的，TagName用來保存標(biāo)簽名稱，TagValue用來保存標(biāo)簽的值，TagDate則用來保存標(biāo)簽產(chǎn)生的時(shí)間。

    5.2用Windows控制面板中自帶的ODBC Data Sources (32bit)管理工具新建一個(gè)Microsoft Access Driver(*.mdb)驅(qū)動的數(shù)據(jù)源，假設(shè)為"Ms Access Database"。然后配置該數(shù)據(jù)源，指向剛才建立的Access數(shù)據(jù)庫。

    5.3在監(jiān)控程序中建立ODBC的驅(qū)動設(shè)備’sjk’，其中數(shù)據(jù)源指向?yàn)?Ms Access Database"，表名指向"小時(shí)報(bào)表"，索引字段為ID，數(shù)據(jù)字段為TagValue，過濾字段為TagName，日期字段為TagDate，至此，一個(gè)ODBC設(shè)備就建立完成了。

    5.4 建立連接數(shù)據(jù)庫事件程序
controX2000標(biāo)準(zhǔn)的ODBC,需要建立事件腳本程序，以便定時(shí)向Access數(shù)據(jù)庫傳送數(shù)據(jù)，程序中的腳本語句為：     ExecODBCConnByIndex('sjk','0,1,2,3,4,5,6');

6結(jié)束語

    隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，人們對工業(yè)自動化的監(jiān)控系統(tǒng)要求也越來越高。現(xiàn)今控制系統(tǒng)的控制器已經(jīng)能夠滿足人們在各種生產(chǎn)場合下的控制需要。用戶的注意力也轉(zhuǎn)移到了如何更有效的管理生產(chǎn)現(xiàn)場控制系統(tǒng)，尤其是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)控系統(tǒng)，controX2000監(jiān)控軟件正是在這一時(shí)期出現(xiàn)的一種先進(jìn)的工業(yè)控制用軟件包，它融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。目前，一個(gè)先進(jìn)的監(jiān)控軟件不僅要對眾多的現(xiàn)場控制器和其他現(xiàn)場智能部件進(jìn)行控制和監(jiān)視，操作時(shí)具有高性能和高可靠性，以及隨時(shí)對各種突發(fā)事件做出反應(yīng)，不丟失任何數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。而且要協(xié)助使用者連接工廠現(xiàn)有的平臺和應(yīng)用，使它們協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，以優(yōu)化工廠一級的管理。一個(gè)功能強(qiáng)大的工業(yè)監(jiān)控軟件必須在用戶需要的時(shí)候?qū)⒐S最底層的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制中心，并使各種信息在全廠范圍內(nèi)傳遞，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。