引言
組態(tài)軟件在工控dcada系統(tǒng)中處于重要位置，實(shí)現(xiàn)它與第三方軟件的通信是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。文章中討論的問題，是某自動(dòng)化生產(chǎn)線改造中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)應(yīng)用的總結(jié)，該生產(chǎn)線現(xiàn)運(yùn)行良好，說明該設(shè)計(jì)是可行和有效的。
1 簡(jiǎn)介
在一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控（supervisory control and data acquisitionscada）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(cè)設(shè)備如掛接在現(xiàn)場(chǎng)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?？刂品桨负退惴ㄒ话阍谠O(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(chǎng)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(shì)畫面;
（2） 自動(dòng)打印各種實(shí)時(shí)/歷史生產(chǎn)報(bào)表;
?。?） 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);
?。?） 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)。
現(xiàn)場(chǎng)總線作為開放的控制網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間、現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)信號(hào)與各應(yīng)用程序連接起來，讓現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)足進(jìn)步，在當(dāng)前實(shí)際運(yùn)用的現(xiàn)場(chǎng)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：
?。?） 這種方法實(shí)時(shí)性較好，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的windows技術(shù);
?。?） 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(kù)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。
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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］?？刂凭W(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的主要集成技術(shù)如圖2所示。
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)和信息網(wǎng)絡(luò)，在溝通2個(gè)網(wǎng)絡(luò)中起橋梁作用。通信處理機(jī)ipc用dde方法實(shí)現(xiàn)2個(gè)網(wǎng)絡(luò)間各站點(diǎn)的通信，是整個(gè)集成網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，它能實(shí)現(xiàn)以下功能：
?。?） 搜集控制網(wǎng)絡(luò)上各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，寫入信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)，以便信息網(wǎng)絡(luò)用戶瀏覽、查詢;
?。?） 將信息網(wǎng)絡(luò)用戶的控制信息及時(shí)下達(dá)至控制網(wǎng)絡(luò)的指定工作站點(diǎn)。
基于通信處理機(jī)dde信息交換的網(wǎng)絡(luò)集成方法如圖3所示。
3.2 組態(tài)軟件ifix與vb之間的dde實(shí)現(xiàn)
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)采用intellution公司開發(fā)的組態(tài)軟件ifix2.2作為scada監(jiān)控操作平臺(tái)。ifix是一種工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件，它采用圖形用戶界面，提供了監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能，為操作人員和開發(fā)人員提供了良好的監(jiān)控環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象自由組態(tài)及動(dòng)態(tài)屬性的在線配置、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、接口等基本功能和網(wǎng)絡(luò)管理功能。在各種操作系統(tǒng)上的版本共享相同的內(nèi)核，允許在同一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中運(yùn)行建立在不同操作系統(tǒng)上的ifix版本。ifix包含大量圖形工具，使用戶能夠快速地開發(fā)系統(tǒng)，而且它提供了強(qiáng)大的功能，包括實(shí)時(shí)過程的監(jiān)視和監(jiān)督控制、報(bào)警和報(bào)警管理、歷史趨勢(shì)，統(tǒng)計(jì)過程控制、基于用戶的安全系統(tǒng)、方便的系統(tǒng)擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)功能等。而vb6.0是微軟公司推出的一個(gè)流行且強(qiáng)大的快速開發(fā)工具，在開發(fā)scada系統(tǒng)時(shí)，利用dde技術(shù)把兩種工具有效的結(jié)合起來，更能發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢(shì)，可以獲取令人滿意的結(jié)果。
系統(tǒng)分為監(jiān)控子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)。以臺(tái)灣磐儀工控機(jī)ipc1作為scada監(jiān)控硬件平臺(tái)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過掛在cc-link總線上的遠(yuǎn)程i/o模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，即采集子系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控儀表相聯(lián)系。采集子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)各智能儀表采集的數(shù)據(jù)采集上來;監(jiān)控系統(tǒng)通過dde方式與采集子系統(tǒng)相聯(lián)系，將現(xiàn)場(chǎng)的各種運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)顯示出來;監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)需要給出控制命令，由采集子系統(tǒng)傳達(dá)給掛在cc-link總線上的cc-link主控plc，plc負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的控制。數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)通過dde方式與監(jiān)控子系統(tǒng)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息經(jīng)由控制網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)到信息網(wǎng)絡(luò)。某車間監(jiān)控層過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流向如圖4所示。
ifix軟件提供了強(qiáng)有力的dde客戶和服務(wù)器支持。dde客戶支持允許把來自其他應(yīng)用。程序的信息傳遞到ifix軟件中，用于數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面;服務(wù)器支持允許把ifix軟件的過程信息傳遞到其他應(yīng)用程序中去處理。
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?。?） dde客戶支持
ifix軟件dde客戶支持允許讀寫dde地址，利用ddei/o驅(qū)動(dòng)器和塊配置的dde地址，可以在過程數(shù)據(jù)庫(kù)中插入來自其他應(yīng)用程序、dde驅(qū)動(dòng)程序或另一個(gè)scada節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。
數(shù)據(jù)庫(kù)中的這些信息可以按照以下方式使用：在鏈中傳送數(shù)據(jù)、對(duì)dde數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警和用dde數(shù)據(jù)制作趨勢(shì)曲線。
dde客戶支持允許在 ifix畫面中直接使用dde，而不使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的點(diǎn)。即dde可以直接應(yīng)用于數(shù)據(jù)鏈接、動(dòng)態(tài)特性（前景顏色、邊界顏色、x和y坐標(biāo)、水平或垂直填充、可見性等）設(shè)置、x/y繪圖、棒狀圖和命令語言。ifix作為客戶dde的地址語法為：=application|topic|item例如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)do1的i/o地址=vbserver|form1|text1，其中vbserver為vb開發(fā)的應(yīng)用程序名，form1為主題名，text1為項(xiàng)目名。
?。?） dde服務(wù)器支持
ifix軟件作為服務(wù)器允許將它的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)傳送到其他dde客戶應(yīng)用程序中。使用ifix
dde服務(wù)器功能，需要首先啟動(dòng)dde服務(wù)器程序，即ifix軟件的安裝目錄 ifix32下的。ifix
作為服務(wù)器提供的dde編址語法如表1所示。
3.3 vb的dde鏈接屬性
vb作為windows環(huán)境下非常流行的快速開發(fā)工具，與windows操作系統(tǒng)同出于微軟一家，它理所當(dāng)然地支持windows下的dde技術(shù)。用vb可以方便快捷地開發(fā)出dde客戶或服務(wù)器的應(yīng)用程序。
（1） vb的dde屬性、dde事件和dde方法
vb中支持dde的對(duì)象有5類：窗體（form）、多文檔窗體（mdiform）、標(biāo)簽（label）、文本框（textbox）和圖片框（picturebox）。其中，窗體和多文檔窗體可作為dde服務(wù)器即數(shù)據(jù)的提供者，label、textbox和picturebox等可以作為dde服務(wù)器即數(shù)據(jù)的接收者。vb為支持dde給發(fā)送端對(duì)象提供了2種dde屬性和4種dde事件，給接收端對(duì)象提供了4種dde屬性、4種dde事件和4種dde方法（見表2）。
?。?） 利用vb開發(fā)dde客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序
在利用vb開發(fā)dde客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序中，欲建立dde鏈接，完全依賴對(duì)象的dde屬性設(shè)置。vb分別作為dde客戶和dde服務(wù)器時(shí)，dde屬性的不同設(shè)置（見表3）。
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（3） 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的過程
dde管理器作為服務(wù)端通過驅(qū)動(dòng)程序從plc的內(nèi)存中采集到數(shù)據(jù)，與組態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換后又通過驅(qū)動(dòng)程序?qū)懭雙lc的內(nèi)存區(qū)，這一過程的示意圖如圖5所示。
?。?） 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的建立過程
dde工程的建立主要包括plc細(xì)節(jié)的描述、網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置、數(shù)據(jù)點(diǎn)的選取，其中主要是進(jìn)行設(shè)備的配置和點(diǎn)的設(shè)置。接下來建立需要監(jiān)控的點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行編輯，包括：定義監(jiān)控點(diǎn)的名字、plc的類型、監(jiān)控點(diǎn)在plc內(nèi)存中的位置、數(shù)據(jù)的類型等?？筛鶕?jù)plc機(jī)架上輸入輸出單元的點(diǎn)數(shù)來定義輸入字和輸出字，同時(shí)定義手動(dòng)/自動(dòng)控制標(biāo)志位。
3.4 vb作為dde服務(wù)器、ifix 作為dde客戶的實(shí)際鏈接
有些參數(shù)需要通過vb開發(fā)的應(yīng)用程序vbserver把從遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絠fix實(shí)現(xiàn)顯示或制作趨勢(shì)圖，如油漆烘間的實(shí)測(cè)溫度、純水進(jìn)口壓力、循環(huán)水過濾器壓力、顏料的實(shí)測(cè)濃度、電泳循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速和膠爐實(shí)測(cè)溫度、一次抽風(fēng)系統(tǒng)增壓機(jī)的進(jìn)口和出口壓力、空氣預(yù)熱器蒸汽溫度等參數(shù)。
在vbserver中，把采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)賦給textbox（文本框），并把ifix中各點(diǎn)的dde地址的項(xiàng)目名設(shè)為對(duì)應(yīng)的textbox（文本框）。如油漆烘間的實(shí)測(cè)溫度，在ifix中點(diǎn)名為ai_oven_tem，其dde地址vbserver|formmain|txtoventem（其中vbserver是應(yīng)用程序名，formmain是作為主題的窗體名，txtoventem是作為項(xiàng)目的文本框名稱）。此時(shí)，ifix為客戶，vb應(yīng)用程序?yàn)榉?wù)器。
3.5 vb作為dde客戶與dde服務(wù)器ifix的實(shí)際鏈接
通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)信號(hào)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的流向是從ifix傳輸?shù)絭b開發(fā)的應(yīng)用程序vbsrvapp或其它的windows應(yīng)用程序，再由windows應(yīng)用程序或vbsrvapp以命令形式經(jīng)ifix下達(dá)給遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表或plc等遠(yuǎn)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如油漆烘間和膠爐各自的設(shè)定溫度、純水進(jìn)口的設(shè)定壓力、顏料的設(shè)定濃度等參數(shù)。
在vbserver中，把各個(gè)設(shè)定參數(shù)相應(yīng)的textbox（文本框）的linkitem屬性設(shè)置為對(duì)應(yīng)的ifix的點(diǎn)，然后把從ifix的點(diǎn)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)textbox（文本框）中的內(nèi)容下達(dá)給遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。此時(shí)，vb應(yīng)用程序?yàn)関bserver客戶，ifix為服務(wù)器。
4 結(jié)束語
組態(tài)軟件在工控dcada系統(tǒng)中處于重要位置，實(shí)現(xiàn)它與第三方軟件的通信是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。文章中討論的問題，是某自動(dòng)化生產(chǎn)線改造中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)應(yīng)用的總結(jié)，該生產(chǎn)線現(xiàn)運(yùn)行良好，說明該設(shè)計(jì)是可行和有效的。
（轉(zhuǎn)載）
