1 引言
通常泵站（如輸水泵站、污水泵站）配置有動力、電氣、檢測等機電設備系統，控制邏輯復雜，管理要求嚴格，體系結構龐大。借助計算機監控技術實現對泵站監控，不僅對泵站的安全運行提供了強有力的保障，而且為泵站的集中管理與經濟調度打下了基礎。為了實現設備監測和控制，必須建立信息管理系統，對信息進行管理和使用。監控系統通常包括監測和控制兩部分，根據泵站控制系統規模和控制要求，泵站計算機控制系統可以采用PLC（可編程序控制器）、DCS（集散控制系統）和FCS（現場總線控制系統）等；在軟件開發方面有用各種編程語言通過編制大量的指令和代碼來實現和基于工控組態軟件平臺開發等多種方式。本文介紹一個基于InTouch開發平臺的泵站計算機監控系統，敘述了系統的架構，并對InTouch平臺下的系統各功能模塊的開發進行了研究，尤其對數據通訊功能中存在的問題和對策進行了重點表述。
2 InTouch簡介
2.1 InTouch概要
InTouch組態軟件是美國Wonderware公司FactorySuite套裝軟件的一個主要組成部分，它為以工廠和操作人員為中心的制造信息系統提供了可視化工具，為制造信息系統集成了操作人員所需的各種信息，在食品加工、半導體、石油和天然氣、汽車、化工、醫藥、紙漿和造紙、運輸及公共設施等行業都有著廣泛應用。
2.2 InTouch特性和優點
（1）開放、易用的開發環境。利用目前通信技術中的現有標準，為應用開發人員提供了一個開放和易用的開發環境，并支持ActiveX、OPC（OLE for Process Control）、開放數據庫互連（ODBC）及標準的動態數據交換（DDE），為用戶自行開發外掛程序提供接口。
（2）集成的I/O通信。Wonderware公司與100多家第三方開發公司（包括Allen-Bradley，Siemens，Modincon等）合作，提供各種32位I/O Server，目前主流的通信協議（例如以太網Modbus、串口Modbus）都有現成的I/O通信驅動。
（3）豐富的圖形用戶界面。InTouch允許應用開發人員使用易于理解和配置的工具快速開發定制圖形，并提供了一個常用圖符庫。應用開發人員可以輕易地創建生動的圖形界面，通過易用的配置向導實現實時信息的鏈接，并可調用內嵌的腳本編輯器擴展圖形功能。運行時畫面切換的響應速度也是一般組態軟件無法相比的。
（4）靈活的腳本支持。InTouch軟件的腳本分為畫面、應用程序、鍵、條件、數據改變及QuickFunction等多種，采用類Basic的語法，并提供豐富、易用的腳本函數，適用于多種場合，為應用開發人員制作功能強大、畫面豐富的系統提供了有力保障。
（5）分布式的歷史數據系統。允許用戶動態地為趨勢圖的每支筆指定不同的歷史文件數據源，允許操作員在同一個趨勢圖中查看本地InTouch的歷史數據和Industrial SQL Server的歷史數據。
（6）便捷的測點遠程引用。InTouch軟件通過簡易的向導配置，可實現不同節點上測點的遠程引用，為建立分層分布式系統提供基礎。
3 泵站系統結構分析
泵站計算機監控系統是集監視、測量、控制、保護、管理等于一體的計算機綜合自動化系統，主要對全站泵組、電氣系統、公用油、水、氣系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統進行有效監視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行，實現泵站“無人值班”（少人值守）的目標，并能夠通過計算機網絡實現將泵站運行數據和狀態實時上傳至上級主管部門。
本文介紹的系統采用分層結構，共兩層，分別是廠級監控層和現地單元（LCU）監控層，其中廠級監控層由兩臺廠級計算機組成，可實現對全廠信息的管理，包括對各LCU設備的運轉進行監控，對采集的模擬量、開關量進行存儲，對歷史數據進行查詢，對報表進行查詢和打印等。兩臺計算機采用一臺運行一臺備份的工作方式，當一臺發生故障停機時另一臺自動轉入運行。LCU層由多個LCU組成，各LCU中控制設備采用Quantum系列的PLC，實現對現場設備的控制，計算機采用Magelis終端，通過Modbus連接PLC，實現對現場數據的監視、控制參數的修改等。此外，為了對其他參數如電量、水位等進行監測，各LCU還配有多功能表。LCU的功能是獨立的，互不影響，自成系統。兩層之間用通訊速率為1Mbps的Modbus Plus（MB+）網絡連接，該網絡是一種主從網絡，允許一個主計算機和一個或多個從機通訊，以完成編程、數據傳送、程序上裝/下裝及其主機操作，通過它可以實現廠級計算機和各LCU的PLC和多功能表的快速的數據通訊。系統結構如圖1所示。
圖 1 泵站計算機監控系統結構圖
4 監控軟件實現
4.1 監控軟件功能模塊
監控軟件是運行在廠級計算機上的，主要包括如下功能模塊：數據采集及處理、統計及計算、設備運行狀態顯示和控制、設備安全運行監視及事件報警、參數越限報警與記錄、溫度趨勢分析判斷、泵組停/啟過程監視、故障報警顯示記錄、實時控制與調節、設備運行統計記錄及生產管理、語音報警、自診斷功能、歷史數據查詢與報表、對外網絡接口。采用InTouch軟件，可以方便地實現以上功能，只需建立一個標記名字典并作簡單設置，再利用bbbbbbMaker的圖形功能把被控對象形象的畫出來，就能在PC機上就可以把整個對象描繪出來。其中數據的采集是監控系統的重要部分之一，是不可或缺的，下面重點討論InTouch與外界設備的通訊方法和模式。
4.2 InTouchI/O服務器通訊
InTouch軟件與外界設備之間的通訊是通過一個通訊接口——I/O服務器（I/O Server）來實現的，I/O服務器可以理解為能和外界設備通訊的程序，InTouch只要能和I/O服務器通訊，就可以達到和外界設備通訊的目的，如圖2所示。這樣做的好處是避開了硬件協議等繁瑣的細節，讓使用InTouch進行二次開發的人員可以把精力放在控制和數據處理上，有效地提高工作效率。目前Wonderware公司已經與多家第3方著名開發公司合作，提供了各種I/O服務器，支持目前主流的通信協議。而二者的通訊是兩個應用程序之間的數據交換，InTouch使用DDE、FastDDE、NetDDE以及 Wonderware Suitebbbb協議完成。在本系統中，使用的是Modbus網絡，所以需要安裝Modicon設備驅動程序MBE（Modicon Modbus Ethernet），進行簡單的TOPICS配置后（打開Wonderware FactorySuite->IO Servers->Modicon Modbus Ethernet進行配置），然后在INTOUCH中，增加標記名，設置I/O數據類型，并設置訪問名、節點名、應用程序名、主題名和項目名，就可以實現和Modbus網絡上的設備通訊了。
圖 2 InTouch與I/O設備通訊框架示意圖
4.3 DDE協議通訊
對于沒有第三方公司提供I/O服務器的外設，可以用VB、VC等編程工具開發DDE程序，采用DDE協議，實現和InTouch的通訊。DDE（Dynamic Data Exchange），即動態數據交換，是Microsoft開發的一種通訊協議，可供bbbbbbs環境下的應用程序彼此發送/接收數據與指令[4]。它在同時運行的兩個應用程序之間實現一種客戶端與服務器關系。服務器應用程序提供數據，并接受對這些數據感興趣的任何其它應用程序的請求。發出請求的應用程序被稱作客戶端，接受請求的應用程序叫做服務器，有些應用程序（如InTouch與MicrosoftExcel）可以同時作為客戶端與服務器。
4.4 DDE協議通訊案例
下面舉例說明如何用VB開發DDE應用程序作為DDE服務器，該程序使用MSComm控件，實現通過串口和外部檢測設備的串行通訊。VB提供了動態數據交換的bbbb Topic（連接主題），bbbb Item（連接項），bbbb Timeout（連接等待時問）和bbbbmode（連接模式）四項屬性。在應用程序編制時，根據DDE原理，把應用程序的可執行文件名去掉EXE后綴，則成為DDE中的Topic。bbbbmode有Manual（手工），Notify（通知），和Automatic（自動）三種方式，同一時刻只能有一個DDE連接有效，這里采用Automatic（自動）方式，它建立“熱連接”鏈路，作為服務器一方總是在數據變化時主動發送數據給客戶端。VB中只有窗體（bbbb）、多文檔窗體（MDI bbbb）能夠成為DDE服務器，在程序的初始化部分應進行DDE設置，設置bbbb1的bbbbMode屬性為1，即自動連接，即當數據改變時，自動通知客戶端，bbbbTopic屬性設置在DDE對話中服務器窗體需響應的主題，這里為bbbbl。
在窗體上放置了mscomm控件，用于控制串行端口傳輸和接受數據，為應用程序提供串行通信功能，并用如下代碼設置通訊格式：
MSComm1.Commport=1‘設定串行通信端口號’
MSComm1.Settings =“9600,n,8,1”‘設定該通信口的波特率、奇偶校驗、數據位、停止位’
MSComm1.bbbbbLen = 0 ‘讀取接收緩沖區中全部的內容’
MSComm1.PortOpen‘打開端口’
當有數據到達時觸發MSComm1控件的OnComm事件，在此事件處理子程序中完成讀入數據的功能，并用文本框Text1顯示
Private Sub MSComm1_OnComm（）
Bufferbbbbbb=MSComm1.bbbbb‘讀入緩沖區內容’
If Bufferbbbbbb<>’’ then
Text1.Text= Bufferbbbbbb+Text1.Text
End If
End Sub
在InTouch中，DDE用應用程序名、主題名、項目名三個層次來標識客戶與服務器之間傳遞的數據單位，通常表示為：應用程序名|主題名!項目名。對于客戶，應按三個層次去連接相應的數據，在InTouch的標簽庫中提供了DDE設置框，使得DDE組態簡便、易行，在本例中的層次標識為：dde1|bbbb1!Text1.Text（ddel為VB應用程序名）。
5 結束語
本文通過介紹泵站計算機監控系統，重點討論了InTouch在監控軟件開發中的功能，并對其與外部設備的通訊方式展開了敘述。基于InTouch的系統開發，具有開發周期短、通用性強、擴充性好、可靠性高等特點，在控制系統開發中具有十分良好的應用發展前景。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
