1 前言 隨著計算機技術的發展，計算機在工業控制領域的應用越來越泛，而且由于計算機的價格越來越低，訓算機控制也成為一種經濟實惠的控制方式。在PC技術向工業控制領域的滲透中，組態軟件占據著非常特殊而且重要的地位。組態軟件是使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。對于不同的系統只需根據各自的硬件結構分別進行軟件組態，使用戶能快速建立自己的人機接口界面。 2 組態軟件的功能與結構劃分 2.1 controX2000組態軟件的功能 controX2000提供了強大的功能:全面支持ActiveX技術，提供極其靈活的面向對東的動態圖形功能以及豐富的圖形庫，具有實時和歷史數據的記錄及超強的趨勢曲線圖設置功能，卓越的報警和報警的管理以及在線組態功能:擁有強大的數據庫連接能力，提供靈活的報告與報表生成功能。 controX2000組態軟件還為有其他特殊需求的用戶提供了Web Server軟邏輯等可以選購的組件，方便用戶更快、更有效的利用控制系統來提高生產效率。 2.2 controX2000組態軟件的結構 controX2000總體結構由Studio、iCore和View構成。Studio是一個工程開發設訓工其:iCore作為數據處邢的核心，用于根據Studio的設計與硬件設備通訊，采集數據，實現數據的加工處理和傳送:View從iCore獲得通訊數據，并依據由Studio的動畫設計顯示動畫畫面，同時實現人與控制設各的交互操作。 3 系統硬件組成 燒結爐陳控系統要求采集九臺燒結爐的工作電流、電壓與溫度等數據，用計算機對九臺燒結爐的工作狀態實行實時監控。系統結構圖如圖1所示。 每臺鑰絲燒結爐通過日本島電SR80系列智能溫度儀表陳控，儀表采用了專家PID算法，提供了RS485和RS232數字通訊端口可供選配。目前計算機至少有一個串行通訊端口RS232.但鑒于傳輸距離，傳輸速率及連網能力的要求，我們選用儀表的RS485通信接口,采用RS485總線構造以PC為上位機、島電智能儀表為下位機的小型集散系統。通過此系統實現溫度數據在智能儀表與計算機之間的雙向傳輸。我們通過RS232/RS485轉換器實現RS232信號令標準至RS485信號令標準的轉換。由于轉換硬件中采用了自動識別數據流向的技術，可以自動切換數據傳輸方向，因此無須通信握手信號，使得通信總線僅由一根屏蔽雙絞線組成。 一號爐 9號爐 圖1 系統總體結構圖 而通過傳感器采集到的電流、電壓模擬量及行程開關、電機開關數字量信號，通過信號處理后集中到插入式數據采集卡，采集卡安插在工控機擴展插槽內。采集卡采用研華PCL-812PG型I/O卡，它是一款ISA總線的半長卡，能夠為PC其兼容系統提供五種最需要的測量與控制功能。這些功能包括:A/D轉換,D/A轉換，數字量輸入，數字量輸出及計數器/定時器功能。 4 儀表的系統驅動程序 系統驅動程序是連接組態軟件與硬件的接口部分，通過調用硬件產商提供的驅動程序，對硬件進行操作。我們采用RS485總線進行工控PC與儀表的半雙工通信，儀表的系統驅動程序設計取PC為主節點，多個儀表為從節點。主機與從機通訊時，根據從機設定的地址，共同約定的數據格式，波特率等通訊規約.發送通訊報文，從機在接收地址符合，接收字符格式和校驗正確后才能進行正常的通訊。主機采用輪詢方式向各個儀表發送報文，保持只有一個從節點與主節點進行通信，避免總線沖突。儀表系統驅動程序的通信流程如圖2。 圖2 通信流程圖 5 用組態軟件進行系統設計 本系統在上位機以controX2000組態軟件為開發平臺。利用controX2000軟件設計鑰絲燒結爐溫度監控系統主要包括設備配置、設計圖形界面、構造數據庫、建立動態連接、運行調試等幾方面。 (一)設備配置配置 設備配置就是完成與controX2000通訊設備的配置。本系統是智能儀表和數據采集卡與PC機端的controX2000軟件通訊。先在硬件系統配置窗日中配置好計算機節點，然后在此計算機節點下進行智能儀表及采集卡的配置。配置方法是依提示框引導填入設備型號及相關參數即可。 (二)設計圖形界面 圖形界面用于模擬實際現場和工控設備以及用表格曲線等單元傳遞信息，本系統設計圖形界面的一大任務就是繪制燒結爐工作的模擬畫面，如圖3所示。此外還有曲線趨勢畫面和報警查詢等畫面的繪。 圖3 燒結爐模擬畫面 (三)構造數據庫 數據是用來描述工控對象的各種屬性，controX2000的定義各種變量構成數據庫。其中軟件與硬件設備打交道的輸入輸出點叫I/O變量:一種是軟件的全局變量，不與硬件打交道，叫內存變量;此外，controX2000還提供了一種圖頁變量，圖頁變量僅在當前圖頁有效，每個圖頁變量提供有限數量的模擬變量、數字變量與文字變量，極大的方便了可視動畫的編程。在controX2000的開發環境下的標簽配置窗口建立好I/0變量和內存變量，準確配置好每個變量的參數;圖頁變量則可在為每個圖頁建立動畫連接及編寫應用程序前創立。I/0變量與設備數據的交互由設備的系統驅動程序來實現。 (四)建立動畫連接 動畫連接是指對在畫面的圖形對象與數據庫的數據變量之間建立一種關系，當變量值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來:或者通過圖形對象改變數據變量的值，以實現圖 形界面與對象的雙向控制。如圖3所示的界面中我們要建立的動畫有電機的運轉、推舟與加熱物體的行進、火焰的跳動等。動畫連接的方法是在相關圖頁的屬性對象框中進行正確的變量標 簽的連接和事件腳本的編寫。如果關于變量的事件腳本在工程運行時需要一直執行的，可在單獨的圖頁里添入圖頁變量，在其掃描事件里編寫程序，確定恰當的掃描周期，然后對該圖頁加載，就可達到目。也可在工程窗口中建立事件，編寫程序周期執行或由條件觸發執行。在開發此燒結爐監測系統時，把數字濾波程序，推舟運行的動畫程序等集中在同一個頁面的不同圖頁變量的掃描事件里，然后加載該圖頁。 (五)運行與調試 前面的設計都是在controX2000的開發環境Studio里進行，在界面設計后，就要通過運行與調試來檢驗界面設計的正確性了。運行該系統后，主要檢查推舟進程是否與現場一致，報警信 息是否能及時準確的出現與記錄等。調試過程中，I/0數據的準確交互是建立在controX2000開發系統時的設備配置、變量標簽配置與硬件的一致性的基礎上的。 6 結束語 以計算機為上位機的數據采集控制是現代陳控的發展方向，而使用組態軟件來設計監控系統具有開發時間短、使用方便、可擴展性等優點。我們利用國產controX2000組態軟件實 現對燒結爐的數據采集與監控，此系統己經正式投入運行，獲得良好效果。