【正文】 （或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 。它為國內(nèi)外大多數(shù)變頻器、板卡、儀器儀表等都編寫了相應(yīng)的驅(qū)動程序，使用戶可以方便快捷的使用。但是組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)功能比較薄弱，例如存儲數(shù)據(jù)的文件占用磁盤空間大、數(shù)據(jù)格式復(fù)雜而且不能達到通用的效果。在組態(tài)王軟件中完成實際的案例工程 —— 井供水監(jiān)測系統(tǒng)，由于組態(tài)王軟件支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)，可以將組態(tài)王軟件的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Visual Basic 中，進行數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測。最后組態(tài)王軟件調(diào)用 Visual Basic 的可執(zhí)行文件，完成了嵌入式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。 data exchange。目前，組態(tài)技術(shù)在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)展迅速。工業(yè)組態(tài)軟件主要是采用計算機語言進行工業(yè)工程的設(shè)計，例如：它將各種硬件設(shè)備（工業(yè) PC 機、控制板卡、 PLC、儀器儀表等）有機的組合在一起，從而形成一個能完成實時監(jiān)控的系統(tǒng)專業(yè)軟件。 工控組態(tài)軟件是利用其軟件提供的工具，通過簡單形象的組態(tài)工作，即可構(gòu)成所需功能的軟件。因此，工控組態(tài)軟件發(fā)展迅速，得到了開發(fā)人員和設(shè)計者的充分肯定 [1]。到 70 年代初期，微處理器的出現(xiàn)使計算機控制得到了快速的發(fā)展。在這種 情況下，一些從事控制儀表和原來一直從事工業(yè)控制的公司陸續(xù)推出了新型控制系統(tǒng)。 工業(yè)組態(tài)軟件的發(fā)展歷史 這一階段雖然 DCS 技術(shù)的發(fā)展很迅速，但是軟件本身還是專用和封閉的，除了在功能上不斷的加強外，軟件成本卻一直沒有下降，造成 DCS 在中小型項目開發(fā)上的成本過高，因此，這段時期的 DCS 普及推廣也不盡人意 。工業(yè)組態(tài)軟件作為個人計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，比 PC 機監(jiān)控的硬件系統(tǒng)具有更為廣闊的空間。絕大多數(shù)的 PLC 和 DCS 都使用 PC 作為操作站。 原因三：各類嵌入式系統(tǒng)和 系統(tǒng)總線的飛速發(fā)展，把工業(yè)組態(tài)軟件推到了自動化系統(tǒng)的主要位置，工業(yè)組態(tài)軟件在自動化控制領(lǐng)域的地位越來越重要。 應(yīng)用領(lǐng)域 工業(yè)組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用；同時，它得到了廣大用戶和 DCS 廠商的認(rèn)可，有以下幾點原因： 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 微型計算機操作系統(tǒng)日趨成熟，實時處理能力強大且價格低廉。 所以，新型的工業(yè)控制系統(tǒng)正以 標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它們具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、開發(fā)周期短等鮮明優(yōu)點。 其中，監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，而且常在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。 工業(yè)組態(tài)軟件的主要特點 組態(tài)軟件最突出的特點就是實時多任務(wù) [3]。 組態(tài)軟件大都由專業(yè)軟件公司開發(fā)，提高了系統(tǒng)的成功率和可靠性，減輕了工程開發(fā)人員的工作量。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 豐富的功能模塊 提供豐富的控制功能庫，滿 足用戶的測控要求和現(xiàn)場要求。 強大的數(shù)據(jù)庫 配有實時數(shù)據(jù)庫，可存儲備種數(shù)據(jù)，如模擬型、離散型、字符型等，實現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 周密的系統(tǒng)安全防范 對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運行。 課題的設(shè)計背景及意 義 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前世界上的組態(tài)軟件有近百種之多。國外的這些組態(tài)軟件在中國市場上占有重要地位。 國內(nèi)的組態(tài)軟件起步也比較早，目前實際工業(yè)過程中運行可靠的有北京昆侖通態(tài)自 動化軟件科技有限公司的 MCGS、北京三維力控科技有限公司的力控、北京亞控科技發(fā)展有限公司的組態(tài)王以及臺灣研華的 GENIEE 等。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件具有較強的價格競爭優(yōu)勢，但軟件工程組織薄弱，目前主要用于一些小型的非重要性的項目中。 組態(tài)王軟件數(shù)據(jù)功能分析 在工業(yè)組態(tài)軟件中，組態(tài)王軟件能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面。并可利用現(xiàn)代計算機豐富的軟件資源進行二次開發(fā)，便于生成各種報表以及數(shù)據(jù)的關(guān)系和分析 [5]。在工業(yè)控制中組態(tài)王軟件的運用越來越廣泛。 基本功能簡介 本文主要是對組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)庫部分進行設(shè)計，下面簡單的總結(jié)組態(tài)王 的 數(shù)據(jù)庫部分功能： 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 組態(tài)王 可以通過 SQL 訪問管理器將數(shù)據(jù)序列與組態(tài)王變量進行聯(lián)系，并將實時數(shù)據(jù)寫入到指定的數(shù)據(jù)庫文件。在組態(tài)王系統(tǒng)中，開發(fā)者設(shè)計一個或者多個數(shù)據(jù)表格模板，通過應(yīng)用表格模板就可以在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。這些函數(shù)可以通過用戶指定的記錄體實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除、編輯、查詢等功能。通過操作系統(tǒng)下的 ODBC 訪問接口，可以實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)源的訪問，如本文將要提到的 Access 數(shù)據(jù)庫，還有例如 SQL Server和 Oracle 等，以適應(yīng)不同的需求環(huán)境。組態(tài)王軟件的“工具箱”中有歷史趨勢曲線控件，它可以通過 ODBC 數(shù)據(jù)源將其它數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)顯示在組態(tài)王的歷史趨勢曲線畫面中。組態(tài)王根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)會產(chǎn)生報警事件，而組態(tài)王可以通過 ODBC 將報警事件記錄到開放數(shù)據(jù)庫中，信息分別儲存在 Alarm、 Operate、 Enter 和 Station 四個數(shù)據(jù)表中，使用者必需按組態(tài)王中的報警配置選項來定義表結(jié)構(gòu)， 這樣報警事件就自動的寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，方便了用戶的使用。例如存儲時間要求較長時，數(shù)據(jù)占用的磁盤空間就會很大；數(shù)據(jù)庫格式復(fù)雜且不通用；數(shù)據(jù)統(tǒng)計與查詢功能也較弱。 功能擴充 Visual Basic 作為 Basic 語言的一種擴充，它因可視化強、簡單易學(xué)，哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 受到廣大用戶的喜歡。本文通過 Visual Basic 設(shè)計組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫功能，有很多優(yōu)點：如人機界面友好、操作簡單、 并可以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)庫的在線管理等。 第 1 章為緒論。 第 2 章介紹了系統(tǒng)開發(fā)工具，并簡述了組態(tài)王軟件的組成和使用方法，針對本文做了需求分析及總體的設(shè)計思想。 第 4 章是本文的重點，主要介紹了本文采用的關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上完善了組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)庫部分功能。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 第二章 軟件簡介及設(shè)計概要 軟件工具簡介 Visual Basic 簡介 Visual Basic 編程是面向?qū)ο蟮木幊?，這意味著利用 Visual Basic 編程，只需跟對象打交道即可。例如，在窗體上顯示一個按鈕，只需創(chuàng)建一個按鈕對象，不必使用一長串的語句來繪制按鈕，這樣就大大縮短了程序開發(fā)的周期。利用系統(tǒng)提供的控件，用戶可以直接連接 Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫，并提供了強大的數(shù)據(jù)存儲和檢索功能。 動態(tài)數(shù)據(jù)交換 (DDE)技術(shù) 利用動態(tài)數(shù)據(jù)交換 (Dynamic Data Exchange)技術(shù)，可以把一種應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)動態(tài)地鏈接到另一種應(yīng)用程序中去，使兩種完全不同的應(yīng)用程序可以交換數(shù)據(jù)進行通信，在 Windows環(huán)境下為多個應(yīng)用程序之間以 Client/Server方式建立了一條動態(tài)數(shù)據(jù)交換通道。采用 Access 作為系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)存儲有以下幾方面原因 [7]： Access 的廣泛應(yīng)用性 Access 數(shù)據(jù)庫由 Microsoft 公司推出， Microsoft 公司的產(chǎn)品，比如：Windows 操作系統(tǒng)、 Office 辦公軟件集成等等，在全球范圍內(nèi)被廣泛的運用；在國內(nèi)大部分 PC 機中都是以 Windows 作為操作平臺，且都安裝著 Office 應(yīng)用軟件。 Access 的通用性 Access 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源驅(qū)動程序就在 Windows 操作系統(tǒng)中自帶，不用去尋找數(shù)據(jù)源驅(qū)動程序，就可在 Windows 操作系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用。其中，由北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)的“組態(tài)王”是優(yōu)秀國產(chǎn)組態(tài)軟件的代表 [8]。目前常用的 版本是組態(tài)王 版。其中，工程管理器用于新建工程以及工程管理等。工程瀏覽器和畫面運行系統(tǒng)是各自獨立的 Windows應(yīng)用程序，均可單獨使用；兩者又相互依存，在工程瀏覽器的畫面開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計開發(fā)的畫面應(yīng)用程序必須在畫面運行環(huán)境中才能運行。 工程瀏覽器是組態(tài)王軟件包的核 心部分，它具有管理開發(fā)系統(tǒng)的功能，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計的圖形畫面、命令語言、設(shè)備管理、變量管理、配方管理、數(shù)據(jù)庫訪問配置等工程資源進行集中管理，并在一個窗口中以樹形結(jié)構(gòu)排列，窗口界面與 Windows 操作系統(tǒng)中的資源管理器的非常相似。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 圖 組態(tài)王工程瀏覽器的結(jié)構(gòu)圖 工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)，在工程瀏覽器界面進入畫面開發(fā)系統(tǒng)的操作方法有以下三種： 方法一：在工程瀏覽器的右上方圖標(biāo)快捷菜單中單擊“ MAKE”圖標(biāo)。 方法三：在工程瀏覽器的空白區(qū)，點擊右鍵并選擇“切換到 Make”也可以進入到組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。 組態(tài)王 開發(fā)工程項目的一般過程 下面簡單的介紹一下組態(tài)王 進行實際項目開發(fā)過程時必要的幾個步驟 [9]： 步驟一：啟動組態(tài)王工程管理器，單擊“新建”按鈕，在隨后出現(xiàn)的“新建工程向?qū)А敝袉螕簟跋乱徊健卑粹o，輸入工程項目所在的目錄，再單擊“下一步”按鈕，輸入工程名稱和工程描述（可以省略），再單擊“完成”按鈕，此時在工程管理器中顯示出所建的工程項目名。 步驟三：進行設(shè)備配置。 步驟四：構(gòu)造數(shù)據(jù)庫。建立在數(shù)據(jù)庫中的各種變量負(fù)責(zé)與各種外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，以及完成相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲。 步驟五：啟動畫面開發(fā)系統(tǒng)。用戶可以在這個畫面上利用各種繪圖工具進行顯示畫面的設(shè)計開發(fā)。動畫連接建立了數(shù)據(jù)庫中變量與圖形畫面中的圖素之間的關(guān)系。在建立好的畫面上雙擊圖形對象，則會彈出“動畫連接”對話框，用戶可以對一個圖形對象同時定義若干個動畫連接，構(gòu)成比較復(fù)雜的顯示效果。啟動組態(tài)王運行系統(tǒng)，通過對畫面的觀察和操作驗證設(shè)計是否正確與完善，根據(jù)出現(xiàn)的問題可以重新進行上述的步驟，直到系統(tǒng)的功能正常。并且監(jiān)測實時數(shù)據(jù) —— 蓄水池水位、池水溫度、池中 壓力和池底壓力。 在水位數(shù)據(jù)監(jiān)測時，需要制作報警系統(tǒng)，在運行時，如果蓄水池水位出現(xiàn)不符合實際要求的情況，組態(tài)王就可以將蓄水池水位數(shù)據(jù)變量以報警的方式顯示給用戶。在畫面運行時，實時趨勢曲線對象由系統(tǒng)自動更新，因此， 使用者就可以看到實時數(shù)據(jù)的變化情況。 Visual Basic 數(shù)據(jù)庫設(shè)計分析 在本文中， Visual Basic 主要完成數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與管理。然后通過 Visual Basic 進行 Access 數(shù)據(jù)庫文件的管理，以多種圖形和數(shù)據(jù)表格的形式傳遞給使用者。 嵌入式數(shù)據(jù)庫設(shè)計思想 本文結(jié)合組態(tài)王軟件以及 VB 的數(shù)據(jù)庫開發(fā)功能，對實際案例工程進行設(shè)計，并且能夠?qū)崿F(xiàn)通用性，即通過簡單的配置，不同的用戶均可使用本軟件來完善不同工程的數(shù)據(jù)庫部分的功能，總的設(shè)計如圖 所示。這樣就可以完善組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)庫部分功能，同時與案例工程形成了一個完整的系統(tǒng)。對系統(tǒng)設(shè)計進行了需求分析， 簡述了嵌入式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計思想，這為后面的實際案例工程的建立以及數(shù)據(jù)庫功能的開發(fā)做了良好的鋪墊。 首先，圖 所示為本文所述的井供水監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計圖。蓄水池的出水管道連接到多個用戶，為用戶提供水源。其中蓄水池水位要設(shè)定兩個報警限，分別是上限和下限。 當(dāng)蓄水池水位上升到上限，則水泵關(guān)閉，蓄水池水位得到下降。 在手動控制時 通過人為的控制電動調(diào)節(jié)閥，可以使水泵在瞬間工作或者關(guān)閉，但是在出現(xiàn)蓄水池水位 報警時，它仍然按照自動方式進行控制。水泵采用單相泵，正常使用電壓為 220V，電源電壓不得低于 10%，以免燒毀電機。這里假定水池高 102cm，上限 100cm,下限 20cm。 電動調(diào)節(jié)閥 通過電動調(diào)節(jié)閥的開關(guān)狀態(tài)，可以將水泵供水改為自動或者手動方式，實現(xiàn)了可以人為的改變系統(tǒng)的工作方式。 當(dāng)然，系統(tǒng)還需要其它的設(shè)備進行配合使用，如：管道、套筒、壓力變送器等。 變量的定義 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，數(shù)據(jù)詞典（數(shù)據(jù)庫）是聯(lián)系計算機和現(xiàn)場、上位機和下位機的橋梁。變量定義在工程瀏覽器的數(shù)據(jù)詞典中運行，定義時要指定變量名和變量類型 [10]。 系統(tǒng)變量包括報警窗口變量、歷史趨勢曲線變量、系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量三種，其中報警窗口變量和歷史趨勢曲線變量分別是在畫面上繪制報警窗口和歷史哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 19 趨勢曲線時自動定義的，設(shè)置它們的屬性是在畫面上的報警窗口或歷史趨勢曲線完成，報警組變量是在“報警組定義”對話框中定義的。 為了滿足工控軟件的需求 ，還必須設(shè)置變量的屬性。 在井供水監(jiān)測系統(tǒng)工程中，需要采用變量來存放外部設(shè)備傳送進來的檢測信號，這些變量需要與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，首先建立工程，然后進行設(shè)備配置，再建立相應(yīng)的變量。單擊下一步“按鈕”，在出現(xiàn)的“新建工程向?qū)е贝翱谥休斎牍こ痰哪夸?，單擊“下一步?按鈕，在出現(xiàn)的“新建工程向?qū)е贝翱谥休斎牍こ堂Q為“井供水監(jiān)測