基于VC的监控组态软件开发及其实践运用探讨

武　瑛

（嘉兴学院 南湖学院，浙江 嘉兴 314001）

基于VC的监控组态软件开发及其实践运用探讨

武瑛

（嘉兴学院 南湖学院，浙江 嘉兴 314001）

随着信息时代不断发展，组态软件开始朝着农业、环保及电信等领域发展。其中建立在VC基础上的监控组态软件开发及实践成为业内研究的热点。文章主要对基于VC监控组态软件开发进行研究，并结合矿石熔炉案例探讨系统的实践运用，希望为相关领域研究提供参考。

组态软件；软件开发；实践运用

1　基于VC监控组态软件开发分析

通常来说，组态软件开发工具较多，如visual C++，visual basic等，其中VC开发产品，程序代码量相对较少，且运行效率高，运行速度更快。因此VC能够成为当前监控组态软件开发首选软件之一。

1.1 通信模块设计

传统监控组态软件多采用驱动程序，对于较为特别的硬件，需要单独编写程序，且针对多个应用程序来说，无法同时对同一设备进行数据存取，在运行过程中存在访问冲突、不支持硬件更新等缺陷。因此对于通信模块的开发，我们可以积极引入过程控制标准（OLE for Process Control，OPC），其建立在Windows程序基础之上，能够将对象连接与嵌入（Object Linking and Embedding，OLE），COM机制作为核心通信标准，采用客户/服务器等模式，将开发访问接口的任务置于硬件生产厂家中，以此来协调硬件与软件之间的矛盾，最大限度上提高系统的开发性，方便用户操作。

OPC客户端开发能够提供一种读取OPC服务器数据的方法，当客户端成功读取数据时，便可以获取到系统中涉及的现场数据。客户端程序能够对客户端中的OPC接口部分进行设计，实现对数据的处理及显示，但是要想访问OPC服务器，需要通过接口实现对现场设备的数据存取。

1.2 智能推理模块设计

案例推理是一种人工智能领域中一种重要的问题求解方法。在实践应用中，案例推理系统能够根据预先设定好的检索方法，通过对案例库中检索已有的案例，寻求出与新问题解决相似的案例，如果不满意候选案例解决方法，将新方法存储于案例库当中，作为下次参考使用［1］。案例推理模块实现是读取已有的案例实现，将已有数据库文件作为基础，采用基于权值案例相似度推理方法，检索出匹配的案例，最终实现检索功能。

1.3 实时数据库模块设计

实时数据库作为组态软件重要组成部分，在动态环境中，用以此来监督和控制现场设备运行状态。且数据库能够连接图形界面、历史数据库及报表等多个模块。当前，组态软件管理涉及的数据量越来越大，对数据库提出了更高要求，因此实时数据库系统结构管理才是软件设计的关键点，进而影响整个组态软件的性能。

对于实时数据库管理系统由语言编译处理程序、运行控制及服务程序3个部分。在具体设计中，我们需要优先考虑数据实时性，其中全部正确却过时的数据是不能够满足使用需求的。如采用通信程序采集实时数据，将其直接存入到系统内存数组当中，不仅能够确保数据独立性、完整性，且能够提升系统反应速度，从而构建实时数据库系统。

2　基于VC的监控组态软件开发及其实践运用

为了提高研究实用性，本文选择某矿石熔炉温控系统作为研究案例，通过西门子S700系列PLC实现对炉内温度等方面的监控。

2.1 矿石熔炉温控系统概况

熔炉温控系统是玄武岩连续纤维生产环境的主要监督和控制对象，主要对熔炉内部温度、烟道温度及助燃风温度等进行控制［2］。详细来说：

第一，数据监控。原有操作流程建立在人工模式基础之上，而新监控系统能够实现无人值班，且对温度参数进行实时采集，并与浏览、告警现实等功能直接连接。

第二，异常警告。系统能够对监控温度产生的问题进行语音提醒，提醒中心机房监控人员要给予熔炉更多关注。

第三，监控点选择及内容的设置。该矿石生产中涉及的玄武岩纤维生产，要求对熔炉、烟道等温度进行监控，因此设置的监控点如表1所示。

表1 监控点及内容

2.2 熔炉温度监控软件实现

2.2.1 构建工程

在监控工作开展前，我们可以通过物理端口，将现场设备与上位机连接到一起，采用485总线将现场收集到的数据上传至上位机当中。对此，我们可以设置为串口通信，提高通信及时和有效性［3］。随后在组态软件当中添加温度监控系统，将用户名、工程名等内容详细列入其中，设置具体的数值，为监控功能的发挥提供更多依据。

2.2.2 界面设计

基于对用户需求的考虑，我们对于系统界面的设计更加强调人性化，在登录界面中，用户仅需要将用户名、密码输入其中，经过验证后便可进入到操作界面，直接观察温度并控制温度，不仅如此，在工程师界面还能够查看历史数据报表等。

2.2.3 I/O设备组态

本系统建立在西门子S700系列PLC基础之上。因此在运行中，用户要想获取到现场设备数据信息，需要将OPC客户端与PLC连接到一起。选择KEPServer作为连接的主要媒介，满足双方面需求。

2.2.4 制作图形界面

综合组态软件图形界面来说，我们可以利用现有的图元或者增加新图元方式，绘制出熔炉的炉体、漏板等示意图，以此来显示温度、电压等数据信息［4］。

2.3 监控软件架构与功能

本文设计的熔炉温度监控系统，主要采用了服务器—客户机架构型式，在模块基础之上，采用独立的关系型数据库，汇总监控数据信息。监控软件中具有既独立、又相互关联的功能模块，如数据通信中心、数据处理及实时监控等。

2.3.1 通信功能

通信功能能够满足系统实时通讯，通过OPCServer安全、可靠接收不同设备的各类数据信息，为后续工作有序开展提供准确、真实的数据信息［5］。

2.3.2 数据处理

数据处理作为监控软件的核心，能够对所有数据进行处理、分析及存储，如原始数据的工程换算等。受到现场数据控制的影响，该软件并未对温度进行直接控制，而是提醒操作人员，根据实际生产需求，结合监控数据信息，调整并控制温度。

2.3.3 监控点管理

监控点属性是软件管理的重中之重。对于监控点的开发，设计人员要给予更多关注，协调好与I/O通道与参数之间的关系，添加到监控中心上，为监控工作顺利开展提供支持。

2.3.4 实时监控

实时监控能够对熔炉各个监控点的数据进行及时的收集、分析和处理，告警监控人员进行相关操作，而这些数据都能够呈现在管理人员电脑显示屏上。如果想要进一步了解熔炉内部情况，可以单击各个独立的项目［6］。在此基础上，我们不仅能够随时观察熔炉内部温度、还能够掌握漏板电压、电流情况，当电流过载时会自动发出警告。如当工人在拉丝中，如果凭感觉温度过高或者过低，可以点击监控画面进行观察，并对温度作出具体的调整，确保生产符合要求。

2.3.5 语音警告

语音警告能够根据数据处理程序，产生警告信息，并提醒工人根据异常情况判断故障所在位置。为了确保工作更具针对性，在系统中，对警告等级进行了一般、重要及紧急的设置，使得工人能够明确故障的严重程度。

3　结语

根据上文所述，组态软件作为监控系统的核心，在提高监控有效性等方面占据举足轻重的位置。本文研发了一套建立在VC基础上可用于测试的监控组态软件，在结构、功能设计上，增加了通信、智能推理等模块，在很大程度上丰富了组态软件监控系统功能。随着未来组态系统在实践中的应用，还会涉及更多先进的技术。因此组态软件设计作为一项复杂性、综合性工程，我们还需要进一步研究，不断提高技术水平，促使组态软件监控系统在实践中充分发挥积极作用。

［1］齐丽君，梁彬.工业变电站监控软件及其管理组态模块设计［J］.工业控制计算机，2013（3）：67-69，72.

［2］张成礼，庞洛明，曾鹏.基于组态软件的人机监控系统开发过程［J］.智能建筑与城市信息，2013（3）：113-116.

［3］孙淳.基于OPC技术的组态软件与SQL Server数据库的通信研究［J］.实验技术与管理，2012（5）：143-146.

［4］王彦文，赵永梅，张嘉璇.基于组态软件的配电网监控系统的研究［J］.煤矿机电，2014（6）：67-69，72.

［5］邹诗苑，费敏锐，茅龚丹.集成组态软件与虚拟界面的远程火电监控实验平台研究［J］.自动化仪表，2011（4）：40-42，46.

［6］李永双.变电站运行监控网络中组态软件的应用与设计实现［J］.数字技术与应用，2016（2）：176.

Discussion on development and practical application of monitoring confguration software based on VC

Wu Ying
（South Lake College， Jiaxing University， Jiaxing 314001， China）

With the continuous development of the information age， the configuration software starts the development toward agriculture， environmental protection， telecommunications and other feld. The development and practical application of monitoring confguration software based on VC have become the research focus in the feld. This paper mainly studied on the development of confguration software based on VC， and with the ore smelting furnace case to explore the practical application of the system， hoping to provide a reference for research in related felds .

confguration software； software development； practical application

武瑛（1983— ），女，浙江湖州，硕士，讲师；研究方向：数据挖掘，软件应用。