【正文】 按偏差進行運算，所得到數(shù)字量輸出信號經(jīng)過數(shù)模轉換器送到執(zhí)行機構，對被控對象進行控制，使被控變量穩(wěn)定在設定值上。硬件包括計算機、過程輸入輸出接口、人機接口、外部存儲器等。根據(jù)實際生產(chǎn)過程的需要及生產(chǎn)進程的情況，進行工況分析、故障診斷、險情預測，并以圖形、文字、聲音等多種形式及時作出報道，以進行操作知道、事故報警。當然，在實際使用中，可以根據(jù)實際對象的需求情況，系統(tǒng)只具有上述一項或兩項功能；或是以某一項功能為主，而以其他功能為輔。這首先是由于計算機監(jiān)控系統(tǒng)的運行環(huán)境一般都相對惡劣，能否適應這種環(huán)境是系統(tǒng)不可避免要米納林的考研；其次，計算機監(jiān)控系統(tǒng)往往負擔著重要的任務，它一旦出現(xiàn)故障，將造成整個被監(jiān)控過程的混亂，引起嚴重的后果，由此造成的經(jīng)濟損失往往遠遠非計算機監(jiān)控系統(tǒng)本省的造價所能比擬的。（3）使用上方便這包括三方面的含義：其一，是操作上方便。其三，是維護上方便。一個方面可以以更快的濕度滿足用戶的要求，更快的產(chǎn)生經(jīng)濟效益，這在市場競爭的環(huán)境下尤為還總要；另一方面，計算機硬軟件技術發(fā)展十分迅速，因此時間是一個重要的因素。對于項目的來源和要求基本了解后，進一步研究已明確建立該計算機監(jiān)控系統(tǒng)的目的，系統(tǒng)適應的對象，設計開發(fā)的周期等。這些內(nèi)容還是總體性的、原則行的。3）環(huán)境描述：主要描述下位機的工作環(huán)境。這些模塊往往提供各種語言的驅動程序和調(diào)試程序，使用起來十分方便。只有軟件實現(xiàn)達不到要求時采用硬件來實現(xiàn)。因此，我們強調(diào)硬件盡量采用標準不見或已經(jīng)用過的部件，而新設計的硬件必須經(jīng)過研制和模擬試驗。從而達到監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的目的。為了形象生動的向用戶展示下位機的工作過程、狀態(tài)等，通常要求監(jiān)控系統(tǒng)具有易操作性、界面友好等特點。實時數(shù)據(jù)顯示模塊：為了生動形象的向用戶展示下位機的工作情況、相應的變量變化情況、狀態(tài)信息等，通常監(jiān)控系統(tǒng)應該能夠將采集回來的數(shù)據(jù)進行曲線繪制，以曲線的形式顯示給用戶。當然，以上只是監(jiān)控系統(tǒng)所應該具有的一般模塊，具體的模塊劃分應該視具體情況而定。 基于組態(tài)軟件（MCGS）的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā) 組態(tài)軟件（MCGS）系統(tǒng)的組成MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，用戶可以利用它設計和開發(fā)自己的應用系統(tǒng)。主控窗口：是工程的主窗口，負責調(diào)度和管理這 些窗口的打開或關閉。實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分數(shù)據(jù)交換和處理的中心，它將 MCGS 工程的各個部分連成有機的整體。（2）搞清楚所使用的 I/O 設備的生產(chǎn)商、種類、型號、使用的通信接口類型，采用的通信協(xié)議，以便在定義 I/O 設備時做出準確選擇。（5）按照第一步統(tǒng)計出的表格，建立實時數(shù)據(jù)庫，正確組態(tài)各種變量參數(shù)。（9）視用戶需求，制作歷史趨勢，報警顯示，以及開發(fā)報表系統(tǒng)。 兩種開發(fā)模式的比較 高級語言開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)缺點高級語言開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點：（1）高級語言的種類很多，并且每種開發(fā)語言都有自己不同的優(yōu)點，都有自己最適合的不同領域。從而是數(shù)據(jù)存儲管理方面更加的自如。但是對于大多數(shù)開發(fā)人員來說，這個要求都很難達到。（2）真正的 32 位多任務應用系統(tǒng)該系統(tǒng)支持 windows 的多任務技術，有效地優(yōu)化了計算機資源，打印任務作為一個獨立工作而運行于后臺，實現(xiàn)多任務的并行處理 。提供 4 級安全保密機制。圖元圖符對象可實現(xiàn)自由構圖和定義動畫，包括顏色、位置、大小、可見度、閃爍、輸入輸出、按鈕動作等多種動畫效果。組態(tài)軟件開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的缺點：雖然組態(tài)軟件自身提供了許多主流硬件驅動，但是市面上的硬件數(shù)不勝數(shù)，使得組態(tài)軟件不可能提供所有的驅動程序。在這種情況下，組態(tài)軟件也顯得不是那么方便。在大部分情況下，通過組態(tài)軟件自身提供的主流硬件驅動以及它的腳本語言，都能開發(fā)出運行效果良好的監(jiān)控系統(tǒng)。為此，MCGS 提供了一套開放的可擴充接口規(guī)范和配套的高級開發(fā)工具包。MCGS 把物理設備分為獨立設備、父設備和子設備三類，不同類型設備的工作方式不同，其對應的設備驅動程序的處理方法也有所不同。 監(jiān)控系統(tǒng)集成開發(fā)的關鍵技術 基于 DDE 的監(jiān)控系統(tǒng)集成開發(fā)技術（1）DDE 概念DDE 是 Microsoft Windows 提供的一項數(shù)據(jù)共享技術，其實質(zhì)是一種 Windows 平臺上應用程序之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，通過這種基于消息的動態(tài)數(shù)據(jù)交換協(xié)議，應用程序之間可以進行各種類型的數(shù)據(jù)交換，這些數(shù)據(jù)可以是從一個應用程序傳輸?shù)搅硪粋€應用程序中的信息，也可以是傳遞給其他應用程序進行處理的命令或鍵盤指令。兩個 DDE 應用程序之間的數(shù)據(jù)交換通常有如下幾種實現(xiàn)方式：1）客戶程序與服務器程序建立會話；2）客戶程序向服務器程序提出請求；3）服務器程序向客戶程序提供數(shù)據(jù)和服務。其中編程實現(xiàn)主要包含以下幾方面的內(nèi)容：1）選定服務器程序對象。設置語法如下：=number，其中 number 可為常數(shù) 0、2 或 3。其語法為： = “數(shù)據(jù)項” 。例如，若已經(jīng)建立好 Text1 控件與 Excel 的 DDE 連接，并設置好 Text1 的 Text 屬性值后，使用 命令，即可將 Text1 中的數(shù)據(jù)發(fā)送到 Excel 中。那么， OLE 的功能究竟是什么?從用戶角度講，OLE 是一種能使它們共享不同應用程序信息資源的技術， 用戶能夠構造聲、文、圖、像、影于一體的復合文檔，可以很容易地集成應用程序。OLE 的引入，使軟件的開發(fā)方法從面向過程轉為面向對象，應用程序不再是功能上的孤島，而是操作系統(tǒng)及其運行的應用程序的集成部分。這個接口相當通用，足以提供一種訪問數(shù)據(jù)的統(tǒng)一手段，不論是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源，還是表格文件數(shù)據(jù)源都可以通過它來查看，而且可以在不同的數(shù)據(jù)源中進行數(shù)據(jù)轉換。在 VB 中提供 ATL模板，用于設計 OLE 數(shù)據(jù)應用程序和數(shù)據(jù)提供程序。對油罐的油水界面進行測量能指導操作人員合理地排放油罐中的污水，提高油罐的利用率。使用 MCGS，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內(nèi)輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能成熟，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。用戶在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動畫設計、設備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為.mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫，其與 MCGS 運行環(huán)境一起，構成了用戶應用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程” 。 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。 運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。設備驅動程序是由 VB、VC 程序設計語言編寫的DLL（動態(tài)連接庫）文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協(xié)議的處理程序，將設備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。所謂動畫屬性，實際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。同時，可利用MCGS 提供的網(wǎng)絡功能，在工作站上直接對服務器中的數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作。MCGS 提供了豐富的功能構件，供用戶選用，通過構件配置和屬性設置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略” ） ，使系統(tǒng)能夠按照設定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運行流程和設備的工作狀態(tài)。在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中生成的文件稱為工程文件，存放于 MCGS 目錄的 WORK 子目錄中。 選中對象：鼠標點擊窗口或對象，使其處于可操作狀態(tài)，稱此操作為選中對象，被選中的對象（包括窗口） ，也叫當前對象。如系統(tǒng)菜單中的“文件”菜單命令，是用來處理與工程文件有關的執(zhí)行命令。 策略： 是指對系統(tǒng)運行流程進行有效控制的措施和方法。 退出策略：退出運行環(huán)境時執(zhí)行的策略。事件策略： 當開關型變量發(fā)生跳變時（1 到 0，或 0 到 1） ，執(zhí)行的策略，只運行一次。事件對象： 用來記錄和標識某種事件的產(chǎn)生或狀態(tài)的改變。 動畫刷新周期： 動畫更新速度，即顏色變換、物體運動、液面升降的快慢等，以毫秒為單位。如：浙大中控 JL26 無紙記錄儀、研華 4017 模塊等。新版本比以前的版本更易于編寫分布式應用程序，如Web 應用程序和企業(yè)多層系統(tǒng)。API 變得不太方便。（3）功能強大，程序界面更標準。分 布 式 儲 油 罐 監(jiān) 測 系 統(tǒng)M C G S 模 塊 通 信 模 塊 數(shù) 據(jù) 處 理O L E 實 現(xiàn) 模塊數(shù) 據(jù) 采 集圖 54 分布式原油儲罐測量系統(tǒng)組成首先通信程序通過串口將數(shù)據(jù)采集指令發(fā)送至下位機；然后下位機根據(jù)接收到的指令返回數(shù)據(jù)，通信程序接收到數(shù)據(jù)之后對數(shù)據(jù)進行處理；最后通信程序將處理好的數(shù)據(jù)通過與組態(tài)軟件之間的 OLE 或 DDE 連接更新至組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫，組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫更新之后才能將下位機數(shù)據(jù)變化顯示給用戶。（2） 開發(fā)的通信程序模塊該模塊的主要任務是：不斷的向下位機發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，以采集一些用戶關心的變量的數(shù)據(jù)。程序總體工作流程設計:根據(jù)該模塊的功能，可以將通信程序分為兩個部分，一部分用于從下位機進行采集數(shù)據(jù)，另一部分用于根據(jù)用戶的操作，向下位機發(fā)送一些控制指令。在采集數(shù)據(jù)線程中，采集的數(shù)據(jù)時只采集一些不許用戶操作便會改變的參數(shù)，比如儲油罐的水位、原油液位等。只要模擬的通信程序采用的通信協(xié)議和真實的硬件的通信協(xié)議完全一樣，通信程序便能夠模擬實際硬件的效果。注意在串口初始化的時候，串口名稱不能與 中使用的串口名稱相同，而應該利用與通信程序中應用的串口相連的串口。在接收到指令后，首先根據(jù)指令自帶的校驗碼檢驗指令接收是否正確，如果不正確則直接丟棄指令；否則，分析指令，根據(jù)通信協(xié)議判斷此指令要求下位機產(chǎn)生的動作是什么，然后根據(jù)要求模擬數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送出去。如在與 MCGS 建立 OLE 連接時可以通過：Dim mcgs as Object = GetObject （“ Centre”）創(chuàng)建 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫對象。使信息和數(shù)據(jù)在上位機（主站）和 測量儀器之間有效地傳遞，允許訪問測量儀器的所有測量數(shù)據(jù)。信息傳輸方式為異步方式，起始位 1 位，數(shù)據(jù)位 8 位，停止位1 位，無校驗；數(shù)據(jù)傳輸缺省速率為 9600b/s。2）主站將初始化和控制所有在通信回路上傳遞的信息。組成這個包裹的字節(jié)構成標準異步串行數(shù)據(jù)，并按 8 位數(shù)據(jù)位，1 位停止位，無校驗位的方式傳遞。（7）命令舉例：地址為 1（測量儀默認地址為 1）a、讀矩陣點數(shù)據(jù)：↓下發(fā)命令：01 04 xxxx yyyy cccc （讀從數(shù)據(jù)起始地址為 xxxxH 開始的（yyyy）個矩陣點數(shù)據(jù)）01：為地址號，根據(jù)實際測量儀地址修改。cccc：為 CRC 校驗碼。yy：為返回數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。03：為功能代碼，不可變。讀第一個溫度點 T1 數(shù)據(jù)：01 03 0001 0001 D5CA讀第二個溫度點 T2 數(shù)據(jù)：01 03 0002 0001 25CA讀第三個溫度點 T3 數(shù)據(jù)：01 03 0003 0001 740A讀三個溫度點 TTT3 數(shù)據(jù)：01 03 0000 0003 05CB↑測量儀器返回：如：01 03 06 溫度 1H 溫度 1L，溫度 2H 溫度 2L，溫度 3H 溫度 3L， CRCL，CRCH。溫度 1H 溫度 1L，溫度 2H 溫度 2L，溫度 3H 溫度 3L：為返回的三點溫度數(shù)據(jù)。03：為功能代碼。01：為地址號。c、修改設定值命令：修改 OilminV 值↓下發(fā)命令：01 06 0000 XXXX CCCC01:為地址號。0001：修改的寄存器地址，代表 WaterV（固定不變）XXXX：具體要修改的 WaterV 值CCCC：為 CRC 校驗碼↑測量儀器返回（若正確接受并已修改成功）：01 06 0000 XXXX CCCC（同下發(fā)的命令）d、讀矩陣點數(shù)及點長：↓下發(fā)命令：01 14 xxxx yyyy cccc01：為地址號，根據(jù)實際測量儀地址修改。cccc：為 CRC 校驗碼。xxxx：為讀取數(shù)據(jù)的起始地址，取值為：0000、0001 或 0002。0000:修改的寄存器地址，代表 OilminV（固定不變）XXXX:具體要修改的 OilminV 值CCCC:為 CRC 校驗碼↑測量儀器返回（若正確接收并已修改成功）：01 06 0000 XXXX CCCC（同下發(fā)的命令）修改 WaterV 值:↓下發(fā)命令：01 06 0001 XXXX CCCC01：為地址號。04：為返回數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。界面值 H，界面值 L:界面值的 16 進制數(shù)液位 H，液位 L:油位值的 16 進制數(shù)CRCL，CRCH ：為 CRC 校驗碼。上傳溫度數(shù)據(jù)無小數(shù)位，數(shù)據(jù)高 8 位為 0 表示溫度為正溫如溫度上傳 16 進制 0032F，對應十進制 0050，表示 50℃；上傳溫度數(shù)據(jù)高 8 位為 1 表示溫度為負溫：如溫度上傳 16 進制 ff37F，對應十進制 0055，表示55 ℃；讀測量值（油水液位和界面值）:↓下發(fā)命令：01 03 0004 0002 85CA（整條指令固定不變）↑測量儀器返回：如：01 03 04 界面值 H，界面值 L，液位 H，液位L，CRCL ，CRCH 。03：為功能代碼。NNNN:代表讀幾個溫度，取值為：1 或者 3。CRCL，CRCH ：為 CRC 校驗碼。01：為地址號。xxxx：為讀取數(shù)據(jù)的起始地址（范圍：0～最大矩陣點數(shù)，由具體產(chǎn)品決定） 。5）所有回路上的傳送均分為兩種打包方式：a） 主/從傳送b）