【正文】 ing system is widely used in the field of industrial automation, colourful monitoring programmes are also emerging. The latest trend is to integration with existing wireless munication work technology PLC control system, munication via SMS, GPRS remote control module remote control technology, national, even ultralonghaul the reliable transfer of data worldwide, thus remote data analysis and processing, remote control purposes. This article focuses on the multiaxis NC tool grinding machine design of electrical monitoring and control system, mainly into the next unit State monitoring, PCside data connections, bit machine data acquisition, remote PC side munications, as well as PCside processing this section to introduce the database. The electric monitoring system using the SMS functionality GSM module live monitoring feature with kingview and VB database platform, serial munication function and development of remote monitoring system for realtime remote monitoring equipment at the scene. KEYWORDS Remote monitoring and control systems, PLC , kingview, VB, database, DDE（ Dynamic Data Exchange） 1 1 緒論 選題背景及研究意義 自 20 世紀(jì) 90 年代以來，數(shù)字化技術(shù)取得突飛猛進的發(fā)展，并 且日益滲透到各個領(lǐng)域 。 目前最新應(yīng)用趨勢是將 PLC 控制系統(tǒng)與現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成，通過短信 、 GPRS 遙控模塊通信 遠程控制技術(shù) ，實現(xiàn)全國，甚至全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)超遠程可靠傳輸，進而達到數(shù)據(jù)遠程分析處理，遠程控制的目的 。 2 多軸數(shù)控工具磨床控制系統(tǒng)綜述 及移動數(shù)據(jù)通信模塊介紹 多軸數(shù)控工具磨床其整個控制系統(tǒng)如下圖 11 所示： 圖 11 多軸數(shù)控工具磨床控制 系統(tǒng)圖 該磨床的 控制 核心是 一套本校電子系數(shù)控實驗室開發(fā)的基于 ARM9 的嵌入式數(shù)控系統(tǒng) ，它將接到的數(shù)控程序指令進行譯碼（翻譯成 C 語言的 STRCUT 結(jié)構(gòu)）、刀補處理、速度預(yù)處理、插補處理和位控處理，然后有序的發(fā)出沿各坐標(biāo)軸運動和速度指令，直至程序結(jié)束。 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的核心是可 編程邏輯控制器 PLC，配合一些常用的低壓電器，在整個磨床的工作系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義：“ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。因此， GSM 模塊具有發(fā)送 SMS 短信，語音通話， GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)然?GSM網(wǎng)絡(luò)進行通信的所有基本功能。有些 GSM 模塊具有 “ 開放內(nèi)置平臺 ” 功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺中。 設(shè)計任務(wù)和要求 本設(shè)計的課題名稱是多軸數(shù)控工具磨床電氣 監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計， 其主要內(nèi)容是：了解多軸數(shù)控工具磨床的電氣控制原理，完成該磨床電氣 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試 。 7 2 方案選擇與論證 系統(tǒng)方案選擇與比較 方案 (1)： 因選用的移動數(shù)據(jù)通信模塊為 RS232 通信，故可與 PLC 直接相連（如若 PLC 為 RS485 或 RS422 只需中間加一個轉(zhuǎn) RS232 模塊即可），直接在PLC 端編寫程序?qū)νㄐ艛?shù)據(jù)進行解讀并執(zhí)行相應(yīng)功能 。 優(yōu)缺點：該方案 減少 了 PLC 端程序的編寫量，使 PLC 不必花費大量的精力去處理通信數(shù)據(jù) ，移動數(shù)據(jù)通信模塊雖可通過 PC 機串口與組態(tài)王實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，但受限與組態(tài)王薄弱的串口數(shù)據(jù)處理能力， 因此 在 與 GSM 通信過程中的數(shù)據(jù)仍然是無法方便的進行處理 。 選定方案論證 由 VB 和組態(tài)王混合編程完成的監(jiān)控系統(tǒng)，以組態(tài)王完成現(xiàn)場監(jiān)控界面的開 發(fā)，可對現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，同時在 VB 界面完成數(shù)據(jù)通信及 8 復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，而 VB 與組態(tài)王之間可通過 DDE 或以文件的形式實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)交換，其中 DDE 的方式調(diào)用簡便，但是適合數(shù)據(jù)量不大的場合，而文件的形式可用于數(shù)據(jù)量較大的場合 ，但是組態(tài)王必須設(shè)置實時讀取作為中間量的文本文件設(shè)置不如 DDE 方便。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用 軟件 。 組態(tài)王 介紹 做為這次設(shè)計使用的組態(tài)軟件 —— 組態(tài)王 ， 其 是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動化 技術(shù)的發(fā)展趨勢，面向低端自動化市場及應(yīng)用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。 組態(tài)王在保留了原報表所有功能的基礎(chǔ)上新增了報表向?qū)Чδ?，能夠以組態(tài)王的歷史庫或 KingHistorian 為數(shù)據(jù)源，快速建立所需的班報表、日報表、周報表、月報表、季報表和年報表。具有單個服務(wù)器支持高達 100 萬點、 256 個并發(fā)客戶同時存儲和檢索數(shù)據(jù)、每秒檢索單個變量超過 20,000 條記錄的強大功能。 11 圖 32 PLC IO接線圖 12 監(jiān)控系統(tǒng)變量建立 在組態(tài)王運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，同時工程人員在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的 橋梁；在 數(shù)據(jù)庫中存放的是變量的當(dāng)前值，變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量。 組態(tài)王變量表如下圖 33所示： 圖 33 組態(tài)王變量表 變量包含 PLC 的輸入口 X、輸出口 Y、輔助繼電器 M、內(nèi)部存儲器 D 13 DDE（ 動態(tài)數(shù)據(jù)交換 ）的建立 DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換） “組態(tài)王”支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換 （ DDE： Dynamic Data Exchange），能夠和其他支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用程序方便地交換數(shù)據(jù)。 =服務(wù)器程序名 |主題名=項目名其中， control 是文本框、標(biāo)簽或圖片框的名字。 而做為數(shù)據(jù)接收端的設(shè)置如下圖： 圖 36 VB發(fā)送數(shù)據(jù)端窗口屬性設(shè)置 該處的設(shè)置是和組態(tài)王處的設(shè)置息息相關(guān)的，兩者必須相吻合才能完成對接，即 LinkTopic： Form1 這個屬性將在組態(tài)王中被調(diào)用，同時所涉及到的 text 控件的名稱也將在組態(tài)王中被調(diào)用 ?！白兞繉傩浴睂υ捒蛉鐖D 38所示。amp。amp。 \\本站點 \Y1==1 amp。 \\本站點\Y3==0) {\\本站點 \多段速表示 =2。amp。} if(\\本站點 \Y0==0 amp。 \\本站點 \Y2==1 amp。amp。amp。 \\本站點 \Y1==1 amp。 \\本站點\Y3==0) {\\本站點 \多段速表示 =6。amp。} if(\\本站點 \Y0==0 amp。 \\本站點 \Y2==0 amp。 彈起時代碼： \\本站點 \驅(qū)動 =0。 圖 51 PLC IO 表（組態(tài)部分） 圖 52 PLC 程序節(jié)選 21 本章小結(jié) 本章 主要闡述了 監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)部分 的設(shè)計 。它源自于 BASIC 編程語言 。該版本包括專業(yè)版的全部功能，同時具有自動化管理器、部件管理器、數(shù)據(jù)庫管理工具等。 Visual Basic 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)于 Windows 環(huán)境下的許多應(yīng)用程序相似，同樣具有標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、快捷菜單，除此之外，它還有工具箱、工程瀏覽器窗口、屬性窗口、窗體布局窗口、立即窗口、窗體設(shè)計器窗口、代碼編輯窗口等，如圖 41所示。 工程代碼的基本結(jié)構(gòu)又分順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、子過程和函數(shù)過程。詳細設(shè)計階段的一般步驟如下： (1) 分析問題：對實際問題進行詳細分析； 圖 41 集成開發(fā)環(huán)境 24 (2) 提出算法：找到解決問題的算法； (3) 確定算法：對算法進行分析，嚴(yán)重其正確性，給出最佳算法； (4) 編寫程序：選擇一種程序設(shè)計語言，描述“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“算法”； (5) 運行調(diào)試：保證程序的正確性。本次設(shè)計所用到的 MSComm 控件就是按這種方法添加的，具體操作步驟如下： (1) 在 Visual Basic 系統(tǒng)菜單下，依次選擇【工程】→【部件】菜單選項，打開“部件”窗口，如圖 43所示； (2) 在“部件”窗口，選擇要添加的 ActiveX 控件， MSComm 控件就勾選Microsoft Comm Contol 項， 單擊“確定”按鈕，被選中的 ActiveX 控件就會裝載到工具箱中供后續(xù)程序設(shè)計使用。 模塊有 AT 命令集接口 ,支持文本和 PDU 模式的短消息 ,第三組的二類傳真 ,以及 , 的非透明模式 。 在不需要額外硬件電路 的前提下 ,可支持 FR,HR 和 EFR 語音信道編碼 。 每個 AT命令行中只能包含一條 AT指令；對于 由終端設(shè)備 主動向 PC端報告的 URC 指示或者 response 響應(yīng)，也要求一行最多有一個，不允許上報的一行中有多條指示或者響應(yīng) 。如果應(yīng)用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。 , amp。 , amp。數(shù)據(jù)采集進 access 表 (串口數(shù)據(jù) ) = buf If Then If InStr(buf, ) 0 Then buf = Trim(Right$(buf, 3)) (號碼 ) = (代碼 ) = buf 31 (時間 ) = Format(Now) If buf = 000 Then = 000 End If End If End If = True End If End Sub 對 GSM 模塊發(fā)指令則只需要用 到 MSComm 控件的 output 屬性即可，將其在mand 控件中 調(diào)用 ，代碼如下： Private Sub CommandMSCSend_Click() If = True Then = Trim() + vbCr + vbLf Else MsgBox (請先打開串口 ) End If End Sub VB 實現(xiàn)對 GSM 模塊短信的收發(fā) GSM 模塊短信收發(fā)規(guī)則： AT+CMGF 命令解釋：設(shè)置短信格式 命令格式： AT+CMGF=mode（ 0PDU 格式 1text 格式） 命令返回： OK ERROR 設(shè)置短信格式 AT+CMGS 命令解釋：發(fā)送短信 命令格式： AT+CMGS=da[,toda]CR Text is enteredctrlz/ESC 命令返回： +CMGS:mr[,scts] +CMS ERROR:err OK ERROR 32 測試結(jié)果： a. AT+CMGS=13510090403CR ctrlz +CMS ERROR:500 命令錯誤； b. AT+CMGS=13510090403CR IT IS TEST NOWctrlz +CMGS: 235 OK AT+CMGR 命令解釋：讀短信 命令格式： AT+CMGR=indes 命令返回： +CMGS:stat,[alpha],length]CRLFpdu +CMS