铝电解计算机控制系统毕业论文.doc

525Q设计网铝电解计算机控制系统毕业论文第一节 铝电解计算机控制系统的简介一般的工业生产过程都是连续进行的，而相对办公室而言，铝电解的车间环境现场的条件相对恶劣得多，因此，工业过程控制计算机系统必定是具备实时控制功能的高可靠性系统，并且，作为控制系统的核心部件工业控制机，理所当然地应能适应特殊应用场合的环境要求。铝电解计算机上位机管理系统主要是完成对历史数据的管理、实时数据的采集、故障的处理、数据图表显示；实现实时查询、历史查询、故障查询、数据报表的打印以及对各槽的数据记录进行总体浏览，从而体现出管理软件真正的价值所在。本次毕业设计采用结构化软件设计的方法，控制软件大体上可分为三个层次，主控模块、功能模块和子程序模故障处理模块常规控制病槽故障热槽故障阳极效应模块故障越限模块粘连故障数据滤波开关量数据采集退出模块控制模块打印模块屏幕显示模块数据处理模块系列电流异常模拟量数据采集阳极转接函数控制主控模块出铝函数控制 图4-1控制软件功能框图块，（如上图4-1所示）为铝电解计算机控制系统控制软件功能框图。由于铝电解过程控制比较复杂，再加上计算机控制系统所检测和控制的点很多，对控制的要求比较高。所以在设计控制软件时采用结构化程序设计方法。其原则是：自上而下，逐步细化，模块化，结构化编程。软件设计从上层即主模块开始向下逐步细化，每层都由若干个模块组成，程序采用结构化编程。第一层是主模块层，是控制程序的主体部分，它根据铝电解过程不同的工作状态调用相应字模块，是软件的核心部分。第二层是子模块层，是程序的主体部分，主要完成各部分细化模块的调用或直接实现子模块功能。其中主要包括故障处理模块，数据处理模块，屏幕显示模块，控制模块和打印模块。第三层是细化子模块，在最低层，主要完成程序的具体功能。在模块的划分中，将同性质的功能模块归类，每个功能构成一个模块使模块的“耦合程度”尽量小，“内聚程度”尽量大。这样，在修改某一个模块是不涉及到其他模块，增强了模块的相对独立性。铝电解控制软件采用Visual Basic 6.0程序设计语言开发设计，整个软件设计采用结构化，模块化设计方法，如图4-2所示为主程序流程图。 打印子模块退出模块数据出铝子模块屏幕显示子模块故障处理子模块启动MDI主窗体登录窗体调用初始化模块 控制子模块 图4-2主程序流程图由上图可知，主程序主要由5大功能模块组成，屏幕显示模块主要是实时显示电解槽工作电压，系列电流，故障信息以及系统的工作状态：数据处理模块包括模拟量数据采集，数字量数据采集和数字滤波。由于铝电解现场受电场，磁场，热场交互干扰，所以采集到的现场数据要经过数字滤波处理；故障处理模块包括：阳极效应处理模块，继电器触点粘连处理模块，热槽故障处理模块，病槽故障处理模块和系列电流异常处理模块，各模块都相互独立，控制模块包括：常规控制模块，出铝函数控制模块，阳极转接模块控制。由于出铝和阳极转接后的状态发生很大变化，所以，不能采用常规的控制方法，而采用特需函数控制，这样才能使铝电解过程达到较理想的控制效果。打印模块主要完成打印报表功能。包括实时数据打印和历史数据打印，以及对系列电流、系列电压、槽电压等曲线的打印，工作状态实时打印；对历史数据根据查询的结果进行打印。第二节 管理软件开发语言4.2.1 Visual Basic 6.0 简介Visual Basic 是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级设计语言，面向对象是一种全新的程序设计方法，它从根本上改变了传统的程序设计模式。其基本思想是：通过建立与具体实际应用相对应的对象，并通过这些对象的组合来创建具体的应用程序。这种设计方法给程序设计带来了许多良好的特性，如模块性、封装性、继承性、可靠性、可扩充性等总的来看，Visual Basic 有以下主要特点： 可视化编程Visual Basic 提供了可视化设计工具，把Windows界面设计的复杂性“封装起来”。开发人员不必为界面设计而编写大量程序代码，只需要按设计要求的屏幕布局，用系统提供的工具，在屏幕上画出各种“部件”，即图形对象，并设置这些图形对象的属性。 面向对象的程序设计Visual Basic 是应用面向对象的程序设计方法（OOP），把程序和数据封装起来作为一个对象，并为每个对象赋予应有的属性，使对象成为实在的东西。 结构化程序设计语言Visual Basic 是解释型语言，在输入代码的同时，解释系统将高级语言分解翻译成计算机可以识别的机器指令，并判断每个语句的语法错误。 事件驱动编程机制Visual Basic 通过事件来执行对象的操作。一个对象可能会产生多个事件，每个事件都可以通过一段程序来响应，当事件产生时将执行一段指令，来实现指定的操作。 访问数据库Visual Basic 系统具有很强的数据库管理功能。利用数据控件和数据库管理窗口，可以直接建立或处理Microsoft Access格式的数据库，并提供强大的数据存储和检索功能。同时，Visual Basic 还能直接编辑和访问其他外部数据库。除了这些特性外，Visual Basic 还提供了其它一些功能，包括：动态数据交换（DDE）、对象的链接与嵌入（OLE）、动态链接库（DLL）、Internet 组件下载、ActiveX控件的建立等等。在系统默认下，Visual Basic 6.0 的集成开发环境为传统的Windows MDI(多文档界面)方式；此外，也可以用SDI(单文档界面)方式启动Visual Basic。本次毕业设计我采用多文档界面操作方式，这样便于操作数据记录，也习惯于我们平常的操作习惯。4.2.2 API函数在Visual Basic 6.0中应用API是“应用程序编程接口”的简称，这是一系列很复杂的函数。编程人员可以用不同的编程语言调用API函数，编写出在Windows操作系统中运行的应用程序。API函数有成百上千个，这些函数有的可以单独在程序中使用，有的需要几个API函数配合使用。我在本次设计中，采用了几个API函数，包括：GetSystemMenu、RemoveMenu(使关闭按钮失效)；FindWindow、SetWindowPos(显示和隐藏任务栏)；SndPlaySound(播放音乐)；ShellAbout(显示版本信息)。使用API函数可以在很大程度上扩展Visual Basic的功能。如果遇到使用Visual Basic本身提供的语句、函数和控件不便甚至无法实现的操作时，可以考虑使用API函数。在使用上很方便，程序中只要事先对API进行了声明，就可以同使用Visual Basic自身的函数一样，在程序中使用这些函数。第三节 管理软件界面设计软件功能是通过模块实现的，因此，在确定软件模块组成时，软件的功能划分成为了首先需要考虑的因素，如表4-1所示。“模块”是结构化设计方法的产物，并在面向对象设计方法中依靠“类、对象”得到了更进一步的加强。按照结构化设计思想，一个具有优良特性的模块应该具有独立性，也就是说要达到低耦合、高内聚的要求。但是，模块的独立性是相对的，它们之间总是存在一定的关系，其中最基本的关系是上级模块对下级模块的功能调用关系，这时上级模块起控制作用，而下级模块则用来完成具体任务。在Visual Basic中，模块还具有一定的多层次特征。图4-3所反映的只是文件级外层模块，以及它们之间的调用关系；而文件内则是由过程、函数组成的内层模块。在创建软件之前，过程、函数组成、调用关系，以及其内部算法等等问题，都应事先确定下来。它们都是软件设计时必须完成的任务。表4-1 软件模块组成及说明模块名类别说明工程管理窗Module1标准模块启动系统、设置环境FrmStart窗体模块软件前幕FrmLogin窗体模块铝电解管理软件登录窗体FrmMainMDI窗体模块主窗体FrmCLL窗体模块出铝量数据显示FrmCXXCL窗体模块槽信息处理数据显示FrmCZT窗体模块槽状态数据显示FrmGZJL窗体模块故障记录数据显示FrmSJB窗体模块数据表数据显示FrmSelect窗体模块出铝量、数据表、故障记录三表数据查询FrmMSChart窗体模块图表显示数据FrmTreeSkim窗体模块各槽数据浏览DELDJSuHua设计器数据环境DRCLXX数据报表出铝量数据报表DRCXXCL数据报表槽信息处理数据报表DRCZT数据报表槽状态数据报表DRGZJL数据报表故障记录数据报表DRSJB数据报表数据表数据报表故障记录槽信息处理数据查询窗体主窗体出铝量数据表槽状态登录窗体模块启动窗体数据浏览窗体图表窗体 图4-3 铝电解管理软件中模块之间的调用关系4.3.1 登录窗体（frmLogin）进入管理软件主界面时，必须先验证用户信息，当用户名和密码都正确时才允许进入主界面，如下表4-2为登录窗体的控件列表,其设计窗体如下图4-4所示。控件名称属性名属性值作用FrameNameCaptionFrame1Frame1作为容器CommandButton NameCaptioncmdExit退 出命令按钮CommandButtonNameCaptioncmdOk确定命令按钮TextBox NamePasswordChartxtPassword*输入密码ComboBox NamecboUser选择用户LabelNameCaptionLabel1用户Label NameCaptionLabel2密码 表4-2 登录窗体所有控件 图4-3 登录窗体设计图4.3.2 主窗体模块（frmMain）主窗体设计视图如图4-4 所示，在本实列中，主窗体是控制中心，它通过建立在该窗体上的菜单而实现对各功能窗体的调用控制，其中一些常用功能调用还可以通过工具栏上的图标按钮完成。系统标题栏系统工具栏系统菜单栏公共对话框控件图象集，向工具栏提供图象 系统状态栏 图4-4 主窗体设计视图主窗体是MID窗体，因此在其内可以打开多个子窗体。另外，公共对话框控件（CommonDialog）放置于主窗体上，这是由于该控件将要被诸多操作应用；在本实列中，“打开文件”对话框、“文件的备份”对话框 、“文件导入”对话框都需要提供它获得，下表4-3 列出了主创体中菜单的设置情况。表4-3 菜单控件属性设置标题名称快捷键铝电解槽信息(&F)Menu_LDJCXX-槽信息处理Menu_CXXCLCtrl+A-出铝量Menu_CLLCtrl+S-数据表Menu_SJBCtrl+Z-Menu_Underline1-槽状态Menu_CZTCtrl+X-故障记录Menu_GZJLCtrl+C-Menu_Underline2-退出MenuExitDel查询(&S)MenuSelect-数据备份.Menu_SJBF-数据导入.Menu_SJDR-槽数据浏览.Menu_CSJLL-Menu_Underline4-查询数据Menu_CSSJ-出铝量查询Menu_SelectCLLCtrl+B-槽数据查询Menu_SelectCSJCtrl+N-故障记录查询Menu_SelectGZJLCtrl+V-Menu_Underline3-重排窗口Menu_CTBJ-层叠方式MenuVbCascade-水平方式MenuVbTileHorizontal-垂直方式MenuVbTileVertical-最小化窗体重排MenuVbArrangeIcons帮助(&H)MenuHelp-关于.MenuAboutCtrl+M-内容MenuContentF1另外，两个工具栏的设置情况如下两表4-4和4-5所示。索引标题关键字样式文本对齐1槽处理槽信息处理0tbrDefault1tbrTextAlignRight2出铝量出铝量3数据表数据表4槽状态槽状态5故障表故障记录6退出退出5tbrDropDown 表4-4 工具栏属性设置（1）索引标题关键字样式文本对齐1出铝查询出铝量查询0tbrDefault1-tbrTextAlignRight2数据查询槽数据查询3故障查询故障记录查询44tbrSeparator5层叠方式层叠方式0tbrDefault6垂直方式垂直方式5tbrDropDown 表4-5工具栏属性设置（2）4.3.3 数据显示窗（共包括五个子窗体）如下图4-5所示，列出了在主窗体中显示的窗体。 图4-5 子窗体在主窗体中显示 以下将详细介绍这五个子窗体： 槽信息处理窗体（frmCXXCL）这个窗体主要的功能是记载各槽数据的逻辑值如是否打印、是否换槽等等。这个以后的历史数据查询的时候有依据可查，下图4-6所示 槽信息处理运行界面图。 图4-6 槽信息处理运行界面图下表4-6 为控件属性设置值控件名称属性名属性值作用.Adodc NameCaption Adodc1Adodc1获取记录集，实现数据绑定SSTab NameTabsPerRow SSTab12浏览，切换FrameNameCaptionFrame1Frame1容器DataGridNameDataGrid1数据绑定，获取记录集CommandButton NameCaptionCmdExit退出命令按钮CommandButton NameCaptionCmdUpdate刷新CommandButton NameCaptionCmdDelete删除CommandButton NameCaptionCmdAddNew增加CommandButton NameCaptionCmdMoveLast末记录CommandButton NameCaptionCmdMoveNext下一条CommandButtonNameCaptionCmdMovePrevious上一条CommandButtonNameCaptionCmdMoveFirst首记录CheckBox NameCaption DataFieldCheck3修改设定值修改设定值Timer NameEnabled Interval Timer1False100时间触发器TextBox NameDataField DataSource txt_CBH槽编号Adodc1数据绑定TextBox NameDataFieldDataSource txt_CZRQ操作日期Adodc1CheckBox NameCaption DataFieldDataSourceCheck1是否打印是否打印Adodc1CheckBox NameDataFieldDataSourceCheck2是否换槽Adodc1 表4-6 槽信息处理窗体控件属性设置值 出铝量窗体（frmCLL）此窗体主要用来记录各槽的出铝情况，包括出铝量、开始时间、完成时间、出铝用时。此表记录的数据量大，维护起来比较费时费力，合理的安排表的结构以及数据记录的采集，是系统正常运行的保证。下表4-7和图4-7分别列出了窗体控件的属性值和界面运行图。控件名称属性名属性值作用DataGrid NameCaption DataGrid1铝电解各槽出铝量显示记录Adodc NameAdodc1CommonDialog NameCommonDialog1TextBox NameDataFieldDataSourceText1槽编号Adodc1表4-7出铝量窗体控件属性值 图4-7 出铝量窗体界面运行图 数据表窗体（frmSJB）此窗体主要用来记录各槽的电流、电压数据，包括：槽电压、系列电压、系列电流。各槽正常工作时，电流电压应该保持稳定，随着时间的推移，铝条与槽底的距离不断的变化着，而电压与距离有关，所以应随时跟踪数据的变化以调整变化的电压，使之动态的达到稳定。下表4-8和图4-8 表示窗体控件的属性设置值和窗体运行效果。控件类型控件名控件值作用Adodc NameAdodc1获取记录集，绑定数据.DataGrid NameDataGrid1Frame NameFrame1FrameNameFrame2CommandButton NameCommand1.Command8命令按钮TextBox NameDataSource Text1.Text4Adodc1绑定数据CommonDialog NameCommonDialog1公共对话框.LabeNameLabel.Label7 表4-8 数据表窗体控件列表图4-8 数据表窗体运行图 槽状态窗体（frmCZT）此窗体主要用来记录各槽的状态值，包括：是否出铝、是否加料、是否粘连、是否转接。此窗体主要记录着各槽数据的逻辑值，易于维护，操作简单，工作量不大等优点。下表4-9 和 图4-9 是窗体控件列表和窗体运行效果。控件类型控件名属性值作用.DataGrid NameAdodcSourceDataGrid1Adodc1显示数据记录Adodc NameAdodc1数据绑定，获取记录集.CommonDialog NameCommonDialog1公共对话框 表4-9 槽状态窗体控件列表 图4-9 槽状态窗体运行图 故障记录窗体（frmGZJL）此窗体主要用来记录槽的故障发生情况，包括：各槽故障的类型、故障原因、发生时间、处理情况。铝电解槽的故障类型主要分这么几类：病槽、热槽、冷槽、停槽、阳极效应。此表维护起来工作量也很大，必须实时观察各槽的工作情况，出了毛病的槽要及时进行修理以免影响系统的正常工作。下表4-10和图4-10分别是窗体控件列表和运行图。 表4-10 故障记录窗体控件列表控件类型控件属性控件值作用Adodc NameAdodc1获取记录集，实现数据绑定Frame NameFrame1Frame4容器CommandButtonNameCommand1.Command8命令按钮CommonDialog NameCommonDialog1公共对话框TextBox. NameText1.Text5数据显示，数据绑定LabelNameLabel1Label6 图4-10故障记录运行图 4.3.4 窗体查询界面一个完整的应用软件，除了有数据的显示，增加，删除等操作外，如果没有数据的查询，那么多少有点不完善，下面我将讲述出铝量查询窗体、数据表查询窗体、故障记录查询窗体的操作。 出铝量查询下图4-11所示为出铝量查询界面图功能简单阐述一下,本窗体可查询各槽的出铝量，也可以按出铝量查询，例如查询一号槽的出铝情况，在槽编号文本框中输入数字“1”然后单击“确定”按钮，查询条件将会出现在“查询条件显示”框里出现，以核对查询条件是否正确，当确认无误后，单击“查询”按钮，稍等片刻，查询结果将显示在“查询”结果里；当要以“出铝量”为查询条件的话，可以这样操作，选择“出铝量”的查询条件，包含“、=、=”五种情况， 查询条件显示查询条件查询结果 图4-11出铝量查询界面图任选其一，然后输入要查询吨位的范围，如，我想查询出铝量小于并且等于3吨的槽号，可以在查询组合框中选择“=”条件，然后输入数字三，单击“确定”按钮，确认条件无误后，单击“查询”按钮，查询结果将显示在下面的表格里；如果想进行组合查询，也可以按上述步骤，不过进行组合查询时要注意一个问题，就是输入槽编号后，不要忘了选后面的组合条件。另外，此窗体还可以进行三向特需操作，想把查询结果保存下来，一是以报表形式保存，二是以图表形式显示，三是以Excel文件格式保存。 槽数据查询运行界面如下图4-12所示查询条件查询结果查询条件显示 图4-12 槽数据查询界面槽数据表查询主要以电压查询为主，当查询结果显示的电压不符合正常电压时，可以及时修正，具有查询和修改双向功能。查询步骤如下：先查询想要查询的槽的电压情况，输入槽号，然后单击“确定”按钮，“查询条件显示”文本框将显示查询条件以核对之用，单击“查询”按钮稍等片刻，查询结果将显示在下面的表格里；查询电压时，将列出符合条件的槽号，显示在表格里，此窗体也提供三种存储查询数据的方式，如：报表、图表、Excel三种形式。在“槽电压”文本框中输入查询条件，也包括五种条件，如选择“ 0 Then cboUser.ListIndex = 0 myrs.Close mydb.Close cboUser.SetFocusEnd SubPrivate Sub cboUser_Click() Static li_i As Integer txtPassword.SetFocus If li_i 0 Then X = sndPlaySound(App.Path & 水底世界菜单命令.wav, &H1) End If li_i = li_i + 1End SubPrivate Sub cboUser_DropDown() X = sndPlaySound(App.Path & 水底世界菜单弹出.wav, &H1)End SubPrivate Sub cmdOk_Click() 确认操作员和密码 Dim MESSAGE As String If cboUser.Text Then Set mydb = Workspaces(0).OpenDatabase(App.Path & GraduateDesign.mdb) Set myrs = mydb.OpenRecordset(RegisterPerson, dbOpenDynaset) myrs.FindFirst 操作员 = + Chr(34) + cboUser.Text + Chr(34) + 查找操作员 If myrs.NoMatch Then 没查到记录 MsgBox (无此操作员！) Else If txtPassword.Text = myrs.Fields(密码) Then 确认密码 myrs.Close mydb.Close Unload Me Set frmLogin = Nothing frmMain.Show X = sndPlaySound(App.Path & 水底世界放到最大.wav, &H1) Else If TIM = 3 Then MESSAGE = MsgBox(密码输入错误,请向系统管理员查询!, vbOKOnly, ) End End If X = sndPlaySound(App.Path & Reminder.wav, &H1) MsgBox (密码错误,请重新输入密码!) TIM = TIM + 1 密码输入错误次数 txtPassword.SetFocus txtPassword.SelStart = 0 txtPassword.SelLength = Len(txtPassword.Text) End If End If End IfEnd SubPrivate Sub cboUser_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer) 回车换行 If KeyCode = vbKeyDown Then txtPassword.SetFocus End IfEnd SubPrivate Sub txtPassword_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer) If KeyCode = vbKeyDown Then cmdOk.SetFocus End If If KeyCode = vbKeyUp Then cboUser.SetFocus End IfEnd SubPrivate Sub cmdExit_Click() Dim msg As Integer msg = MsgBox(确实要退出铝电解毕业设计程序吗？, vbYesNo Or vbDefaultButton2, 苏华程序设计) If msg = 6 Then X = sndPlaySound(App.Path & 电脑探密启动.wav, &H1) End End IfEnd Sub第三节 主窗体模块代码主窗体（frmMain）运行图5-2所示。在本实列中，主窗体时控制中心，它通过建立在该窗体上的菜单而实现对各功能窗体的调用控制，其中一些常用功能调用还可以通过工具栏上的图标按钮完成。主窗体运行 界 面主窗体工具栏 图5-2 主窗体运行图frmMain模块源程序如下：Private Sub Menu_CLL_Click() frmCLL.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_CDY_Click() Form2.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_CSJLL_Click() frmTreeSkim.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_CXXCL_Click() frmCXXCL.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_CZT_Click() frmCZT.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_GZJL_Click() frmGZJL.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_SelectCLL_Click() frmSelect.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_SelectCSJ_Click() frmSelect.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_SelectGZJL_Click() frmSelect.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_SJB_Click() frmSJB.ShowEnd SubPrivate Sub Menu_SJBF_Click() Dim fs1 As New FileSystemObject Const vbOFNOverwritePrompt = &H2& Const vbOFNPathMustExist = &H800& Me.dlgCommonDialog.FileName = Me.dlgCommonDialog.DialogTitle = 数据备份（苏华设计） Me.dlgCommonDialog.DefaultExt = *.mdb Me.dlgCommonDialog.Filter = 数据库(*.MDB)|*.mdb|所有文件(*.*)|*.* Me.dlgCommonDialog.Flags = vbOFNOverwritePrompt Or vbOFNPathMustExist On Error GoTo Handll Me.dlgCommonDialog.ShowSave If Me.dlgCommonDialog.FileName Then fs1.CopyFile App.Path & ALElecCompSystAdmi.mdb, Me.dlgCommonDialog.FileName, True MsgBox 数据库信息备份成功。, vbOKOnly, 苏华程序设计 Else MsgBox 没有备份任何数据, vbOKOnly, 苏华程序设计 End If Exit SubHandll: MsgBox Err.Description, vbOKOnly, 苏华程序设计End SubPrivate Sub Menu_SJDR_