關鍵字：工控組態(tài)系統(tǒng) 動態(tài)數(shù)據(jù) 交換技術

1 引言

在一個自動監(jiān)控(Supervisory Control And Data Acquisition SCADA)系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理中心、遠程監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)轉發(fā)中心。處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設備如掛接在現(xiàn)場總線上的工控計算機、PLC、智能儀表、智能設備等共同構成快速響應控制中心。控制方案和算法一般在設備上組態(tài)并執(zhí)行，也可在工控計算機上組態(tài)，然后在下裝到設備中執(zhí)行，根據(jù)設備的具體要求而定[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)軟件投入運行后，操作人員可以在其支持下完成以下各項任務:

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

(2) 自動打印各種實時/歷史生產(chǎn)報表;

(3) 及時得到各種過程報警和系統(tǒng)報警;

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

(5) 與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實時數(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)絡能實現(xiàn)現(xiàn)場設備間、現(xiàn)場設備與控制室間的信號通信[2]。開放通信是信息傳輸與共享的基礎之一，而當現(xiàn)場信號傳至監(jiān)控計算機之后，如何實現(xiàn)計算機內(nèi)部各程序之間的信息溝通與傳遞，即如何讓現(xiàn)場信號與各應用程序連接起來，讓現(xiàn)場信息出現(xiàn)在計算機的各應用平臺上，依然存在一個連接標準與規(guī)范的問題。在多用戶、多任務的計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換比較方便，操作系統(tǒng)對這種操作是支持的。自從Windows及微機版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、協(xié)議或標準，實現(xiàn)程序間的數(shù)據(jù)交換才比較容易。在工業(yè)PC機的自動化系統(tǒng)中被廣泛采用的今天，讓現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和人機界面軟件能夠有效充分地用PC機豐富強大的軟件資源，是一項值得深入研究的課題。文章對有關技術問題結合工程實踐作些討論。

2 動態(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)交換技術有了長足進步，在當前實際運用的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)軟件中，對于DDE和OPC兩種數(shù)據(jù)交換技術的具體運用—特別是在微機執(zhí)行多任務條件下如何進一步提高組態(tài)軟件與其他程序之間的數(shù)據(jù)交換實時性方面，仍然存在某些不足，值得進一步探討和研究。其中，動態(tài)數(shù)據(jù)實時交換(DDE)技術在控制網(wǎng)絡的集成中得到了實際應用。其原因:

(1) 這種方法實時性較好，可以采用標準的Windows技術;

(2) 作為連接控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的通信處理機在硬件上比較容易實現(xiàn)。

當控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡有一共享工作站或通信處理機時，就可以通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術實現(xiàn)控制網(wǎng)絡中實時數(shù)據(jù)與信息網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的動態(tài)交換，從而實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成。

DDE是進程間通信的方法。為了進行會話，DDE應用程序用3個基本的標志符(或字符串)，即三層識別系統(tǒng)來區(qū)別其他DDE應用程序，他們分別是應用程序名(Application)、主題名(Topic)和項目名(Item)。每個DDE會話由應用程序名和主題名唯一定義，在DDE會話建立前由客戶程序和服務器共同決定應用程序名和主題名，而由客戶程序填寫服務器的3個標志名。應用程序名位于層次機構的頂層，用于指出特定的DDE服務器應用程序名。主題名更深刻地定義了服務器應用程序會話的主題內(nèi)容，服務器應用程序可支持一個或多個主題名[2]。

3 面向過程控制的動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)交換程序設計

為方便討論問題、現(xiàn)舉例說明。根據(jù)某生產(chǎn)自動化改造工程要求,需要對系統(tǒng)進行組態(tài)監(jiān)控操作平臺設計，采用組態(tài)軟件IFIX2.2和Windows應用軟件VB6.0，開發(fā)并實現(xiàn)基于DDE機制的進程間數(shù)據(jù)交換，滿足工業(yè)控制網(wǎng)SCADA工控計算機內(nèi)部信息交換需要，為各應用程序通過共享內(nèi)存交換信息，實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成，并為進一步進行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]�？刂凭W(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的主要集成技術如圖2所示。

圖2 控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的主要集成技術

3.1 DDE信息交換的網(wǎng)絡集成方法

通過共享存儲器的DDE技術為實現(xiàn)控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成提供了技術支持，有很強的實時性。工程設計以工控計算機IPC作為通信處理機，該IPC機同時也是2個網(wǎng)絡的工作站，跨接控制網(wǎng)絡