微型計(jì)算機(jī)技術(shù)

第7章人機(jī)接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件

7.1人機(jī)接口（HMI/SCADA）技術(shù)7.2監(jiān)控組態(tài)軟件概述7.3基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面7.4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫7.5監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)7.6監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能7.7監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.9監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例本章主要介紹人機(jī)接口（HMI/SCADA）技術(shù)、監(jiān)控組態(tài)軟件概述、基于監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)、監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信、監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)、監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例。7.1人機(jī)接口（HMI/SCADA）技術(shù)7.1.1HMI/SCADA的含義7.1.2基于VB/VC++語言設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面7.1.1HMI/SCADA的含義

HMI（HumanMachineInterface）廣義的解釋就是“使用者與機(jī)器間溝通、傳達(dá)及接收信息的一個(gè)接口”。一般而言，HMI系統(tǒng)必須有幾項(xiàng)基本的能力：實(shí)時(shí)資料趨勢(shì)顯示歷史資料趨勢(shì)顯示自動(dòng)記錄資料警報(bào)的產(chǎn)生與記錄報(bào)表的產(chǎn)生與打印圖形接口控制凡是具有系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集功能的軟件，都可稱為SCADA(SupervisorControlAndDataAcqusition)軟件。

SCADA軟件和硬件設(shè)備的連接方式主要可歸納為三種：

(1)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。

(2)標(biāo)準(zhǔn)的資料交換接口。

(3)綁定驅(qū)動(dòng)(Nativedriver)。7.1.2基于VB/VC++語言設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面1.VisualBasic2.VC++7.2監(jiān)控組態(tài)軟件概述組態(tài)：組態(tài)最早來自英文Configuration，含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動(dòng)完成特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。監(jiān)控組態(tài)軟件監(jiān)控組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是面向SCADA的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時(shí)，HMI或MMI(ManMachineInterface)是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機(jī)圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。7.2.1監(jiān)控組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)及功能監(jiān)控組態(tài)軟件主要體系結(jié)構(gòu)包括：（1）圖形畫面組態(tài)生成；（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫；（3）動(dòng)畫連接；（4）歷史趨勢(shì)曲線和實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線；（5）報(bào)表系統(tǒng)、創(chuàng)建報(bào)表、報(bào)表組態(tài)；（6）報(bào)警和事件系統(tǒng)；（7）腳本程序、腳本程序語言句法、腳本程序語言函數(shù)；（8）I/O設(shè)備管理與驅(qū)動(dòng)程序；（9）數(shù)據(jù)共享技術(shù)；（10）自動(dòng)化組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)與冗余功能；（11）其它功能：控件，配方管理，系統(tǒng)安全管理。目前組態(tài)軟件的基本功能(1)強(qiáng)大的圖形組態(tài)功能(2)腳本語言(3)開放式結(jié)構(gòu)(4)提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序(5)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(6)豐富的功能模塊7.2.2幾種典型的自動(dòng)化組態(tài)軟件（1）InTouch美國(guó)Wonderware公司（2）Fix美國(guó)Interlution公司（3）WinCC德國(guó)Siemens西門子公司（4）Kingview（組態(tài)王）北京亞控科技發(fā)展有限公司（5）國(guó)內(nèi)其他國(guó)內(nèi)其它組態(tài)軟件產(chǎn)品如MCGS、ForceControl、SYNALL、Controx20007.3基于工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組態(tài)功能可分為兩個(gè)主要方面，即硬件組態(tài)和軟件組態(tài)。硬件組態(tài)常以總線式(PC總線或STD總線)工業(yè)控制機(jī)為主進(jìn)行選擇和配置。工業(yè)控制組態(tài)軟件是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、商品化的通用過程控制軟件。組態(tài)軟件主要包括：控制組態(tài)、圖形生成系統(tǒng)、顯示組態(tài)、I／O通道登記、單位名稱登記、趨勢(shì)曲線登記、報(bào)警系統(tǒng)登記、報(bào)表生成系統(tǒng)共8個(gè)方面的內(nèi)容。1.控制組態(tài)控制算法的組態(tài)生成在軟件上可以分為兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種方式是采用模塊宏的方式，即一個(gè)控制規(guī)律模塊(如PID運(yùn)算)對(duì)應(yīng)一個(gè)宏命令(子程序)，在組態(tài)生成時(shí)，每用到一個(gè)控制模塊，則組態(tài)生成控制算法，產(chǎn)生的執(zhí)行文件中就將該宏所對(duì)應(yīng)的算法換入執(zhí)行文件。另一種常用的方式是將各控制算法編成各個(gè)獨(dú)立的可以反復(fù)調(diào)用的功能模塊，對(duì)應(yīng)每一模塊有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義了該控制算法所需要的各個(gè)參數(shù)。因此，只要這些參數(shù)定義了，控制規(guī)律就定了。有了這些算法模塊，就可以生成絕大多數(shù)的控制功能。2.圖形生成系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面越來越多地采用圖形顯示技術(shù)。圖形畫面主要是用來監(jiān)視生產(chǎn)過程的狀況，并可通過對(duì)畫面上對(duì)象的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制。圖形畫面一般有兩種即靜態(tài)畫面(或背景畫面)和動(dòng)態(tài)畫面。靜態(tài)畫面一般用來反映監(jiān)視對(duì)象的環(huán)境和相互關(guān)系，它的顯示是不隨時(shí)間的變化的。動(dòng)態(tài)畫面一般用以反映被監(jiān)視對(duì)象和被控對(duì)象的狀態(tài)和數(shù)值等，它在顯示過程中是隨現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)控對(duì)象的變化而變化的。在生成圖形畫面時(shí)，不但要有靜態(tài)畫面，而且還要有“活”的部分即動(dòng)態(tài)畫面。3.顯示組態(tài)

(1)選擇模擬顯示表

(2)定義模擬顯示表

(3)顯示登記法

(4)I／O通道登記

(5)單位名稱登記

(6)趨勢(shì)曲線登記

(7)報(bào)警系統(tǒng)登記

(8)報(bào)表生成系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的畫面顯示一般分為三級(jí)即總貌畫面、組貌畫面、回路畫面。若想構(gòu)成這些畫面，就要進(jìn)行顯示組態(tài)操作。顯示組態(tài)操作包括選擇模擬顯示表、定義顯示表及顯示登記方法等操作。7.4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫7.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)介7.4.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)7.4.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域-數(shù)據(jù)倉庫先進(jìn)的監(jiān)控組態(tài)軟件都有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心，也有人稱其為數(shù)據(jù)詞典。

7.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)介1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展背景實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫就是其數(shù)據(jù)和事務(wù)都有顯式定時(shí)限制的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務(wù)的邏輯結(jié)果，而且依賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時(shí)間。

2.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的特征(1)數(shù)據(jù)與時(shí)間相關(guān)①時(shí)間本身就是數(shù)據(jù)，即從“時(shí)間域”中取值，如“數(shù)據(jù)采集時(shí)間”。②數(shù)據(jù)的值隨時(shí)間而變化。(2)實(shí)時(shí)事務(wù)有定時(shí)限制

3.監(jiān)控組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及其使用技術(shù)（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)②數(shù)據(jù)操作③數(shù)據(jù)的完整性約束（2）實(shí)時(shí)事務(wù)的模型與特性（3）實(shí)時(shí)事務(wù)的處理（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與緩沖區(qū)管理7.4.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理實(shí)時(shí)資源管理實(shí)時(shí)事務(wù)處理并發(fā)控制調(diào)度實(shí)時(shí)應(yīng)用程序CPU管理完整性約束數(shù)據(jù)操作緩沖區(qū)管理實(shí)時(shí)I/O調(diào)度數(shù)據(jù)庫圖7-1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)2.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與其他一般數(shù)據(jù)庫一樣，包含一組對(duì)象及其結(jié)構(gòu)。由于目前對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫還未能提出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，所以不同廠家開發(fā)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有很大差別?；镜臄?shù)據(jù)對(duì)象為“點(diǎn)”(tag)。一個(gè)點(diǎn)由若干參數(shù)組成，系統(tǒng)以點(diǎn)參數(shù)為單位存放各種信息。點(diǎn)參數(shù)相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的字段(field)，一個(gè)點(diǎn)參數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)客觀世界中的可被測(cè)量或控制的對(duì)象。點(diǎn)存放在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的點(diǎn)名稱字典中。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫根據(jù)點(diǎn)名稱字典決定數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，分配數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間。用戶在組態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫時(shí)總是以點(diǎn)名稱為主索引(主關(guān)鍵字)進(jìn)行編輯。點(diǎn)對(duì)象存在多個(gè)屬性，以參數(shù)的形式出現(xiàn)，所以又稱點(diǎn)的屬性為點(diǎn)參數(shù)。7.4.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的新領(lǐng)域-數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse，DW)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域里的一個(gè)嶄新方向，它是一種信息管理技術(shù)，其研究的主要宗旨是通過暢通、合理、全面的信息管理，來達(dá)到對(duì)管理決策的支持。數(shù)據(jù)倉庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)一種新的應(yīng)用，不是對(duì)數(shù)據(jù)庫的替代。數(shù)據(jù)倉庫和操作型數(shù)據(jù)庫在企業(yè)信息環(huán)境中承擔(dān)不同的任務(wù)(高層決策分析和日常操作性處理)，并發(fā)揮著不同的作用。數(shù)據(jù)倉庫與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存在著密切的聯(lián)系，數(shù)據(jù)倉庫需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供大量的歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：面向主題來組織、長(zhǎng)時(shí)間歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼規(guī)則、數(shù)據(jù)的只讀性和定時(shí)刷新、繼承性、穩(wěn)定性。

7.5監(jiān)控組態(tài)軟件的I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(I/OServer)是組態(tài)軟件與PLC、智能儀表、ISA/PCI總線板卡等設(shè)備交互通信的橋梁1.從I/O設(shè)備采集所需數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈路維護(hù)2.執(zhí)行來自操作員的I/O命令管理輸出隊(duì)列3.與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接4.與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序能夠連接的設(shè)備種類5.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的技術(shù)指標(biāo)6.使用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的注意事項(xiàng)

7.6監(jiān)控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)通信功能典型的分布式應(yīng)用的情況是：一臺(tái)PC機(jī)作為主服務(wù)器；其他幾臺(tái)工作站作為客戶機(jī)，同時(shí)訪問主服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)；此外還可以建立基于WebServer/Browser的瀏覽器風(fēng)格的分布式應(yīng)用。

1.獨(dú)立式結(jié)構(gòu)2.客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)3.對(duì)等結(jié)構(gòu)4.混合結(jié)構(gòu)7.7監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.7.1監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能概述組態(tài)軟件的控制功能表現(xiàn)在彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備控制能力的不足、擴(kuò)大PC-based設(shè)備在控制系統(tǒng)中所占比例等方面?？刂圃O(shè)備與PC間都提供了便利的通信手段，借助PC上組態(tài)軟件提供的策略控制器的豐富算法，就可以彌補(bǔ)這些設(shè)備在運(yùn)算、控制能力上的不足，充分發(fā)揮其作用。PC-based系統(tǒng)是監(jiān)控組態(tài)軟件發(fā)揮作用的重要舞臺(tái)。7.7監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.7.2監(jiān)控組態(tài)軟件控制功能模塊引入“策略(Strategy)”的概念來描述組態(tài)軟件的控制功能。策略相當(dāng)于計(jì)算機(jī)語言中的函數(shù)，是在編譯后可以解釋執(zhí)行的功能體?？刂撇呗杂梢恍┗竟δ軌K組成，一個(gè)功能塊代表一種操作、算法或變量。功能塊是策略的基本執(zhí)行元素

7.7監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.7.3監(jiān)控組態(tài)軟件的策略生成器1.編輯控制策略時(shí)的基本準(zhǔn)則2.使用策略編輯器生成控制策略的基本步驟(1)根據(jù)生產(chǎn)控制要求編寫控制邏輯圖。(2)根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求配置I/O設(shè)備。(3)根據(jù)邏輯圖創(chuàng)建策略及子策略，建立I/O通道與基本功能塊的連接。(4)對(duì)創(chuàng)建的控制策略進(jìn)行編譯和排錯(cuò)。(5)利用控制策略編輯器的各種調(diào)試工具對(duì)編輯的策略首先進(jìn)行分段離線調(diào)試，再進(jìn)行總調(diào)試，最后進(jìn)行在線調(diào)試。(6)如果控制策略在本地運(yùn)行，則將經(jīng)過調(diào)試的策略投入運(yùn)行；如果策略在目標(biāo)設(shè)備上運(yùn)行，則將策略下裝到目標(biāo)機(jī)中投入運(yùn)行。7.7監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能7.7.3監(jiān)控組態(tài)軟件的策略生成器3.策略生成器的基本功能塊基本功能塊可以被反復(fù)調(diào)用，每次調(diào)用被賦予一個(gè)名字。一個(gè)基本功能塊由下面5個(gè)部分組成：（1）功能塊名稱，描述功能塊的計(jì)算類別；（2）功能塊輸入，功能塊輸入是功能塊的輸入?yún)?shù)，即參加計(jì)算的操作數(shù)；（3）功能塊輸出，功能塊輸出是功能塊的計(jì)算輸出；（4）功能塊參數(shù)，功能塊參數(shù)指定功能塊中參與運(yùn)算的必要參數(shù)。（5）功能塊使能端，當(dāng)它的數(shù)值為True時(shí)，才允許功能塊對(duì)輸入變量進(jìn)行計(jì)算，否則功能塊不執(zhí)行計(jì)算。計(jì)算輸出保持上一次的值，可以用另一個(gè)功能塊的輸出連接到功能塊的使能端，達(dá)到控制是否允許其計(jì)算的目的。7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)概述1.DDE的含義DDE即動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換。兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的程序之間通過DDE方式交換數(shù)據(jù)時(shí)是Client/Server關(guān)系。DDE的方式有冷連接(CoolLink)、溫連接(WarmLink)、熱連接(HotLink)。7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)概述2.DDE通信的數(shù)據(jù)交換過程及原理DDEC1ient程序向DDEServer程序請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，它必須首先知道DDEServer程序的名稱(即DDEService名)、DDE主題名稱(Topic名)，數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item名)。當(dāng)一個(gè)DDEC1ient向一個(gè)DDEServer請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，DDEC1ient必須向系統(tǒng)報(bào)告DDEServer的Service名和Topic名。只有當(dāng)Service名、Topic名與DDEServer內(nèi)部設(shè)定的名稱一致時(shí)，系統(tǒng)才將DDEClient的請(qǐng)求傳達(dá)給DDEServer。當(dāng)Service名和Topic名相符時(shí)，DDEServer馬上判斷Item名是否合法。如果請(qǐng)求的Item名是DDEServer中的合法數(shù)據(jù)項(xiàng)，DDEServer即建立此項(xiàng)連接。建立了連接的數(shù)據(jù)發(fā)生數(shù)值改變后，DDEServer會(huì)隨時(shí)通知DDEC1ient。一個(gè)DDEServer可以有多個(gè)Topic名，Item名的數(shù)量也不受限制。

3.DDE方式的優(yōu)缺點(diǎn)7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.2OPC技術(shù)與應(yīng)用1.OPC產(chǎn)生的背景OPC是OLEforProcessControl的縮寫，即把OLE應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。OPC建立于OLE規(guī)范之上，它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制。OPC規(guī)范包括OPC服務(wù)器和OPC客戶兩個(gè)部分。其實(shí)質(zhì)是在硬件供應(yīng)商和軟件開發(fā)商之間建立一套完整的“規(guī)則”。只要遵循這套規(guī)則，數(shù)據(jù)交互對(duì)兩者來說都是透明的，硬件供應(yīng)商就無需考慮應(yīng)用程序的多種需求和傳輸協(xié)議，軟件開發(fā)商也就無需了解硬件的實(shí)質(zhì)和操作過程。2.OPC的特點(diǎn)(1)計(jì)算機(jī)硬件廠商只需要編寫一套驅(qū)動(dòng)程序就可以滿足不同用戶的需要。硬件供應(yīng)商只需提供一套符合OPCServer規(guī)范的程序組，無需考慮工程人員需求。(2)應(yīng)用程序開發(fā)者只需編寫一個(gè)接口便可以連接不同的設(shè)備。軟件開發(fā)商無需重寫大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。(3)工程人員在設(shè)備選型上有了更多的選擇。

7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.2OPC技術(shù)與應(yīng)用3.OPC的適用范圍現(xiàn)有的OPC規(guī)范涉及如下5個(gè)領(lǐng)域。(1)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

(2)報(bào)警和事件處理。

(3)歷史數(shù)據(jù)訪問。

(4)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問。

(5)OPC的功能還包括安全性、批處理、歷史報(bào)警事件數(shù)據(jù)訪問等。4.OPC服務(wù)器的組成OPC服務(wù)器由3類對(duì)象組成，相當(dāng)于3種層次上的接口：服務(wù)器(Server)、組(Group)和數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)。(1)服務(wù)器對(duì)象包含服務(wù)器的所有信息，同時(shí)也是組對(duì)象的容器。一個(gè)服務(wù)器對(duì)應(yīng)于一個(gè)OPCServer，即一種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。在一個(gè)Server中，可以有若干個(gè)組。(2)組對(duì)象包含本組的所有信息，同時(shí)包含并管理OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)。OPC規(guī)范定義了2種組對(duì)象：公共組(或稱全局組，Public)和局部組(或稱局域組、私有組，Local)。7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.2OPC技術(shù)與應(yīng)用4.OPC服務(wù)器的組成(3)數(shù)據(jù)項(xiàng)是讀寫數(shù)據(jù)的最小邏輯單位，一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)與一個(gè)具體的位號(hào)相連。數(shù)據(jù)項(xiàng)不能獨(dú)立于組存在，必須隸屬于某一個(gè)組。組與項(xiàng)的關(guān)系如圖7-6所示。應(yīng)用程序作為OPC接口中的Client方，硬件驅(qū)動(dòng)程序作為OPC接口中的Server方。每一個(gè)OPCC1ient應(yīng)用程序都可以連接若干個(gè)OPCServer，每一個(gè)硬件驅(qū)動(dòng)程序可以為若干個(gè)應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)如圖7-7所示。

圖7-6組與數(shù)據(jù)項(xiàng)的關(guān)系GroupItem1Item2Item3應(yīng)用程序XOPC接口應(yīng)用程序YOPC接口圖7-7OPC的訪問關(guān)系OPC服務(wù)器AOPC服務(wù)器BOPC服務(wù)器C7.8計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)7.8.2OPC技術(shù)與應(yīng)用5.讀寫OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)的一般步驟(1)通過服務(wù)器對(duì)象接口枚舉服務(wù)器端定義的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果客戶對(duì)服務(wù)器所定義的數(shù)據(jù)項(xiàng)非常熟悉，此步可以忽略。(2)將要讀寫的數(shù)據(jù)項(xiàng)加入客戶定義的組對(duì)象中。(3)通過組對(duì)象對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行讀寫等操作。6.OPC的報(bào)警(Alarm)和事件(Event)報(bào)警和事件處理機(jī)制增強(qiáng)了OPC客戶處理異常的能力。依據(jù)OPC規(guī)范，報(bào)警是一種異常狀態(tài)，是OPC服務(wù)器或服務(wù)器的一個(gè)對(duì)象可能出現(xiàn)的所有狀態(tài)中的一種特殊情況。例如，服務(wù)器上標(biāo)記為FC101的一個(gè)單元可能有如下狀態(tài)：高出警戒、嚴(yán)重高出警戒、正常、低于警戒、嚴(yán)重低于警戒。除了正常狀態(tài)外，其他狀態(tài)都視為報(bào)警狀態(tài)。事件則是一種可以檢測(cè)到的出現(xiàn)的情況，這種情況或來自O(shè)PC客戶，或來自O(shè)PC服務(wù)器，也可能來自O(shè)PC服務(wù)器所代表的設(shè)備，通常都有一定的物理意義。事件可能與服務(wù)器或服務(wù)器的一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)有關(guān)，也可能毫無關(guān)系。7.OPC的接口方式OPC規(guī)范提供了2套接口方案，即COM接口和自動(dòng)化接口。8.OPC的數(shù)據(jù)訪問方式（1）服務(wù)器緩沖區(qū)數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)（2）同步和異步7.9監(jiān)控組態(tài)軟件應(yīng)用舉例

在一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理中心、遠(yuǎn)程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，組態(tài)軟件與各種檢測(cè)、控制設(shè)備（如智能儀表、PLC等）共同構(gòu)成快速響應(yīng)/控制中心?？刂品桨负退惴ㄒ话阍诳刂圃O(shè)備上編程或組態(tài)執(zhí)行，也可以在計(jì)算機(jī)（PC）上組態(tài)執(zhí)行，應(yīng)根據(jù)方案和設(shè)備的具體要求而定?；诮M態(tài)王的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。7.9.1應(yīng)用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的步驟1.分析應(yīng)用系統(tǒng)的工藝過程，了解相關(guān)控制要求。2.分析控制系統(tǒng)設(shè)備組成，明確系統(tǒng)所采用I/O設(shè)備的生產(chǎn)商、種類、型號(hào)，確定設(shè)備支持的通信接口類型和采用的通信協(xié)議，以便在定義I/O設(shè)備時(shí)做出準(zhǔn)確選擇。3.根據(jù)工藝過程與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，初步構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面的結(jié)構(gòu)和畫面草圖。4.組態(tài)建立變量數(shù)據(jù)詞典，正確組態(tài)各種變量屬性，即在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中建立變量與設(shè)備I/O點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。5.根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面