基于 B/S 模式的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　在實(shí)時(shí)與歷史曲線顯示部分，趨勢(shì)曲線能夠形象清楚地描繪出現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)在一段時(shí)間內(nèi)的分布趨勢(shì)，通過(guò)趨勢(shì)圖，操作員可以根據(jù)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)看出各個(gè)量的變化情況，且能查看任何歷史時(shí)刻的數(shù)據(jù)，供現(xiàn)場(chǎng)操作人員作出適當(dāng)?shù)奶幚怼?/font>

　　1.1.3數(shù)據(jù)記錄監(jiān)控模塊DSC的應(yīng)用

　?。?）測(cè)控系統(tǒng)在上述功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，遇到了三個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題：

　?、俦O(jiān)控界面中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示的速度慢，最慢達(dá)到5秒的延遲，很顯然這不符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制實(shí)時(shí)性的要求。

　?、谟捎贚abVIEW軟件本身不像FIX工控軟件一樣，帶有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)系統(tǒng)比較小時(shí)，即在控制點(diǎn)數(shù)少的情況下，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能可以利用全局變量的概念，將監(jiān)視或控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)都看作是全局變量，暫且稱(chēng)它們?yōu)?ldquo;全局變量庫(kù)”.然后把LabVIEW實(shí)現(xiàn)的各個(gè)功能看作是一個(gè)子程序，每一個(gè)子程序都是從全局變量庫(kù)中取數(shù)據(jù)或向里寫(xiě)數(shù)據(jù)。也就是將這個(gè)“全局變量庫(kù)”看作是一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)都與庫(kù)中的參數(shù)一一對(duì)應(yīng)。這種方法在控制點(diǎn)數(shù)少的情況下還是可行的，但是，當(dāng)系統(tǒng)是大中型的情況即現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)數(shù)很多的時(shí)候，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，使用全局變量的方法，不僅編程量大，而且數(shù)據(jù)查找起來(lái)沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)查找起來(lái)方便快捷，另外，全局變量一直是編程人員所盡量避免使用的方法。

　?、塾捎谠趯?shí)際的過(guò)程控制監(jiān)視中，要求各個(gè)界面之間來(lái)回的切換，實(shí)現(xiàn)界面的友好操作性。FIX監(jiān)控軟件通過(guò)編程有調(diào)用各個(gè)界面的函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)界面之間的切換。然而，在用LabvEIW實(shí)現(xiàn)界面之間切換的過(guò)程中，將上述的“全局變量庫(kù)”作在“數(shù)據(jù)總攬”的界面里，其它各個(gè)子程序（界面），例如，“實(shí)時(shí)和歷史曲線”、“歷史數(shù)據(jù)”、各個(gè)流程圖等，都是和它進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所以“數(shù)據(jù)總攬”子程序起著實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，它在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中不能被關(guān)閉，本課題是利用VI Sevrer技術(shù)使得“數(shù)據(jù)總攬”子程序在系統(tǒng)己開(kāi)運(yùn)行時(shí)就以最小化的形式開(kāi)始運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。但是，考慮到“歷史數(shù)據(jù)”和“歷史曲線”兩個(gè)子程序由于需要存取歷史數(shù)據(jù)的原因，而在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中不能被關(guān)閉，所以也將它們始終處于最小化的狀態(tài)運(yùn)行。按照上述的做法，發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)界面之間切換起來(lái)速度較慢，這不能充分滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。

　?。?）基于DSC模塊的問(wèn)題解決方法

　　第一個(gè)問(wèn)題，數(shù)據(jù)讀和寫(xiě)的速度有明顯的差別。利用Datasocket技術(shù)編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)，寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度卻很快。所以可能是編程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)緩沖或者程序中等待事件的發(fā)生執(zhí)行效率低的原因，決定數(shù)據(jù)顯示部分通過(guò)在前面板直接用Datasocket連接OPC服務(wù)器。結(jié)果數(shù)據(jù)顯示速度明顯達(dá)到幾百毫秒，滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)要求。而且這種方法開(kāi)發(fā)時(shí)間短，效率高。

　　用LabVEIW能夠初步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、顯示和存儲(chǔ)等功能的前提下，考慮到NI公司推出的LabVIEW一附加模塊--數(shù)據(jù)記錄監(jiān)控模塊DSC（Datalogging and Superviosry Control Module），此模塊是專(zhuān)為過(guò)程控制而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，是專(zhuān)用于輕松設(shè)計(jì)和維護(hù)分布式監(jiān)控系統(tǒng)的理想軟件工具。利用這個(gè)模塊可以很方便地完成與設(shè)備的連接，包括LabVEIW實(shí)時(shí)目標(biāo)模塊和OPC設(shè)備。從系統(tǒng)概覽到節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，該模塊提供了內(nèi)置式的開(kāi)發(fā)工具，來(lái)成功記錄數(shù)據(jù)、警報(bào)和事件；顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；同時(shí)還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用SQL/ODBC標(biāo)準(zhǔn)查詢(xún)從中提取數(shù)據(jù)。該模塊的應(yīng)用增強(qiáng)了搜索和提取數(shù)據(jù)的靈活性，提高了數(shù)據(jù)記錄的可靠性和保護(hù)能力 .

　　相比其它附加模塊，DSC模塊有以下六個(gè)特點(diǎn)：內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)工具；用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和與第三方設(shè)備結(jié)合；應(yīng)用的安全性設(shè)置；針對(duì)分布式監(jiān)控的開(kāi)發(fā)工具；用于分布式數(shù)據(jù)記錄的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)；實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線。

　?。?）“LabVEIW+DSC”相結(jié)合運(yùn)用“LabVEIW+DSC”相結(jié)合，軟件體系結(jié)構(gòu)圖如圖1.5所示。

　　為提高系統(tǒng)的開(kāi)放性，選用了“LabVIEW+OPC”的設(shè)計(jì)方法。就是用LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)--DataSocket技術(shù)，通過(guò)OPC服務(wù)器接口來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)共享。這里采用的OPC服務(wù)器是Matrikon公司研發(fā)的，它作為一中間橋梁，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控軟件LabVIEW和現(xiàn)場(chǎng)智能組件之間的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)OPC配置項(xiàng)建立與底層設(shè)備的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。如下圖1.6所示：

　　圖1.6是OPC服務(wù)器的配置，其中項(xiàng)名Name是用戶(hù)自己定義的對(duì)應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，Item Path必須符合OPC服務(wù)器與MODBUS協(xié)議的語(yǔ)法要求，即“[port].Device. 0~4:”,同時(shí)設(shè)置該項(xiàng)是讀數(shù)據(jù)還是寫(xiě)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的類(lèi)型、更新時(shí)間等等 .

　　LabVIEW訪問(wèn)OPC的方法有很多種，本文采用的是通過(guò)DSC模塊中Tag Configuration Editor引擎，建立LabVIEW和OPC服務(wù)器的連接。DSC模塊使用Tag連接OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)，通過(guò)Tag Configuration Editor,可以將DSC的Tag與OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)起來(lái)，生成。scf文件，相當(dāng)于LabVIEW的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖1.7所示