北京科技大学软件课程设计报告-自动化专业

1、北京科技大学课程设计（软件设计）报告班级：姓名：学号：同组同学：指导教师：曾慧日期： 2014年11 月13 日北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告目录1设计内容 .11.1实验目的 .11.2实验内容 .12应用程序总体分析与设计 .12.1项目建立 .22.1.1建立一个 Visual Basic工程 .22.2 OPC建立 .22.2.1设置 OPC包装 DLL.22.2.2建立一个 OPC对象 .23应用程序各功能模块分析与设计 .43.1界面设计 .43.2服务器的断开与链接 .53.2.1连接 OPC服务器和建立 OPC组 .53.2.2添加 OPC标签 .53.2.3

2、断开服务器 .63.3数据读取与显示 .73.3.1棒状图显示 .73.3.2文本框显示 .73.4数据保存 .83.5实时曲线绘制 .84程序测试 .104.1测试过程 .104.2测试结果 .105程序文档 .125.1使用说明 .125.2程序清单 .126总结 .17i北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告6.1 问题与解决176.2 感想与致谢177 参考文献18ii北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告1 设计内容1.1 实验目的通过实际操作进一步了解 OPC的各种概念，掌握 OPC客户端的编写方法。并对微软的 DCOM 有一定的了解，要求通过合适的 DCOM

3、配置，使客户端能够读取网络上服务器中的数据。1.2 实验内容1）利用 VB 语言编写出一个简单的OPC客户端程序，要求这个客户端能够读取服务器中的数据，并显示出来。2）配置 DCOM，使客户端能够能过DCOM读取另一台服务器上的数据。2 应用程序总体分析与设计应用程序与 OPC服务器进行连接并读取服务器端的数据，同时把读取到的数据通过棒柱和文本框显示，并可以保存数据便于查找，同时应用了Picture 控件对实时数据变化趋势分析。1北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告2.1 项目建立2.1.1 建立一个 Visual Basic工程1）启动 Visual Basic,新建一个 Vis

4、ual Basic工程。选择 Standard EXE作为新建工程的类型。图 2.1 Visual Basic 工程的建立2.2 OPC 建立2.2.1 设置 OPC包装 DLL对 OPC包装 DLL进行注册：从 Visual Basic菜单里选择 Project-References。在 Available References表示中，选择OPC Automation 2.0。图 2.2 引用的设置2.2.2 建立一个 OPC 对象在 Visual Basic里，是以对象的单位对 OPC服务器进行访问。 OPC自动化接口是由以下四种对象所定义。2北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报

5、告OPC服务器OPC组（ OPC组集合）OPC标签（ OPC标签集合）OPC浏览器1） 变量声明图 2.3 OPC对象变量的声明其中，部分变量声明意义见表所示。表 2.1 OPC对象变量的声明变量名说明objServerOPCServer对象，用于连接 OPC服务器。objGroupsOPCGroups对象，用于添加 OPC组的 OPC组集合objTestGrpOPCGroup对象，演示用的OPC组。objItemsOPCItems对象，用于添加OPC标签的 OPC标签集合。lServerHandles()长整型的数组，用于保存OPC标签的服务器句柄。3北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计

6、） 报告3 应用程序各功能模块分析与设计3.1 界面设计图 3.1 界面效果图窗体中所使用的控件种类如表 3.1 所示。表 3.1 FmMain 的控件控件名称窗体 (Form)FmMain命令按钮 (CommandButton)BtnConnect命令按钮 (CommandButton)BtnAddItem命令按钮 (CommandButton)BtnQuit命令按钮 (CommandButton)BtnSave命令按钮 (CommandButton)BtnStop命令按钮 (CommandButton)Btndraw定时器 (Timer)tmUpdate定时器 (Timer)dataUpd

7、ate对话框 (CommonDialog)CommonDialog1图像 (PictureBox)picBar(作为数组使用，从左开始12)标签 (Label)lbBar(作为数组使用。从左开如12)文本框 (TextBox)dataInfo图像 (Picture)Picture14北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告3.2 服务器的断开与链接3.2.1 连接 OPC服务器和建立OPC组这里用“ NEW”关键词生成 OPC服务器的对象，然后调用OPC服务器对象的“ Connect”方法，和 OPC服务器连接。 Connect 子程序如下：' 连接 OPC服务器和建立 OPC

8、组Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String)If objServer Is Nothing Then' 建立一个 OPC服务器对象Set objServer = New OPCServerEnd IfIf objServer.ServerState = OPCDisconnected Then' 连接 OPC服务器objServer.Connect strProgID, strNodeEnd IfIf objGroups Is Nothing Then' 建立一个 OPC组集合Set objG

9、roups = objServer.OPCGroupsEnd IfIf objTestGrp Is Nothing Then' 添加一个 OPC组Set objTestGrp = objGroups.Add("TestGrp")End IfEnd Sub3.2.2 添加 OPC标签对 OPC服务器进行访问前，必须先在OPC组里添加要访问的OPC标签。AddItem 子程序如下：添加 OPC标签Sub AddItem()Dim strItemIDs(8) As StringDim lClientHandles(2) As LongDim lErrors() As Lo

10、ngDim I As IntegerIf objTestGrp Is Nothing ThenExit SubEnd IfIf Not objItems Is Nothing ThenIf objItems.Count > 0 ThenExit SubEnd IfEnd If' 设置组活动状态 objTestGrp.IsActive = True' 取消组非同期通知5北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告objTestGrp.IsSubscribed = False' 建立 OPC项集合Set objItems = objTestGrp.OPCItems

11、' 生成标签的项标识符For I = 1 To 2strItemIDs(I) = "TAG"lClientHandles(I) = INext' 添加 OPC项Call objItems.AddItems(8, strItemIDs, _lClientHandles, lServerHandles, lErrors)End Sub3.2.3 断开服务器连接着 OPC服务器的 OPC应用程序，在退出前必须断开和OPC服务器的连接。因为 OPC服务器并不知道OPC应用程序的退出，如果不先断开连接，那么OPC服务器使用的计算机资源就不被释放。如果这样的问题反复发生

12、， 久而久之，连续运转的自动控制系统可能会使计算机资源渐渐枯竭从而发生严重问题。Disconnect 子程序如下：' 断开 OPC服务器Sub Disconnect() Dim lErrors() As LongIf Not objItems Is Nothing ThenIf objItems.Count > 0 Then' 清除 OPC项objItems.Remove 2, lServerHandles, lErrorsEnd IfSet objItems = NothingEnd IfIf Not objTestGrp Is Nothing Then' 清除

13、 OPC组 objGroups.Remove "TestGrp" Set objTestGrp = NothingEnd IfIf Not objGroups Is Nothing ThenSet objGroups = NothingEnd IfIf Not objServer Is Nothing ThenIf objServer.ServerState <> OPCDisconnected Then' 断开 OPC服务器 . objServer.DisconnectEnd IfSet objServer = NothingEnd IfEnd Sub

14、6北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告3.3 数据读取与显示客户端使用 2 个定时器 TmUpdate 和 dataUpdate，定时为 1S。在 TmUpdate 事件中调用同步读取数据函数 SyncRead，每隔 1S 读取服务器端的数据，同时对棒柱的显示进行刷新。在定时器 dataUpdate 事件中读取系统时间并不断刷新 TextBox 的内容，显示当前的时间和数据。3.3.1 棒状图显示为了是显示更加人性化， 对不同范围的数值显示采用了不同的颜色。 当数值过低或者过高时分别显示深蓝色和红色以示警告。 中间值显示绿色和橙黄色。 程序代码如下所示：SyncRead OPCCa

15、che, vtItemValues, lErrors' 棒图的表示For I = 1 To 2' 数据的格式化strBuf = Format(vtItemValues(I), "#.000")' 表示数据字符串 lbBar(I).Caption = strBuf dataTemp(I) = strBuf' 计算棒的宽和高nWidth = picBar(I).ScaleWidthnHeight = picBar(I).ScaleHeightsglScale = vtItemValues(I) / 100nDrawHeight = CInt(nH

16、eight * sglScale)' 清除现棒图 picBar(I).Cls' 绘制棒图If vtItemValues(I) < tHoldValue1 ThenpicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0, 0, 255), BF ElseIf vtItemValues(I) < tHoldValue2 ThenpicBar(I).Line (0, nHeight - tHoldValue1 / 100 * nHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0,

17、225, 0), BFpicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, (1 - tHoldValue1 / 100) * nHeight), RGB(225, 225, 0), BF ElsepicBar(I).Line (0, nHeight - tHoldValue1 / 100 * nHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0, 225, 0), BF picBar(I).Line (0, nHeight - tHoldValue2 / 100 * nHeight)-(nWidth, (1 - tHoldValu

18、e1 / 100) * nHeight),RGB(225, 225, 0), BFpicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, (1 - tHoldValue2 / 100) * nHeight), RGB(255, 0, 0), BF End IfEnd IfIf I = 1 Theny(num1) = vtItemValues(I)num1 = num1 + 1Elsez(num2) = vtItemValues(I)num2 = num2 + 1End IfNextEnd Sub3.3.2 文本框显示程序代码如下：7北京科技大学自动

19、化学院课程设计（软件设计） 报告Private Sub dataUpdate_Timer()If SaveFlag Then'保存数据结束后清除原来的数据dataInfo.Text = Year(Now() & Month(Now() & Day(Now() & "" & Hour(Now() & ":" &Minute(Now() & ":" & Second(Now() & "" & " 反应罐温度： "

20、 & dataTemp(1) & "" & " 反应罐液位： " & dataTemp(2) & Chr(13) & Chr(10)SaveFlag = FalseElsedataInfo.Text = dataInfo.Text & Year(Now() & Month(Now() & Day(Now() & "" & Hour(Now()& ":" & Minute(Now() & ":&q

21、uot; & Second(Now() & "" & " 反应罐温度： " & dataTemp(1) & "" & " 反应罐液位： " & dataTemp(2) & Chr(13) & Chr(10)End IfEnd Sub3.4 数据保存此处定义 bool 型的 SaveFlag为保存标志，在保存时停止对新的数据的接收。主要用到 CommonDialog控件。该控件可用于创建“文件打开”、 “文件保存”、“文件打印”、“颜色设置”、“

22、字体设置”、“帮助” 6 种对话框。程序代码如下所示：Private Sub BtnSave_Click()TmUpdate.Enabled = FalsedataUpdate.Enabled = FalseCommonDialog1.DialogTitle = " 另存为 "CommonDialog1.DefaultExt = "txt"CommonDialog1.ShowSaveIf Len(CommonDialog1.FileName) > 0 ThenOpen CommonDialog1.FileName For Output As #1P

23、rint #1, dataInfo.TextClose #1SaveFlag = TrueEnd IfEnd Sub3.5 实时曲线绘制Picture 是功能强大坐标图绘制软件，本次设计中采用 VB 中 Picture 控件进行实时曲线绘制。 在设计时添加 2 个系列曲线， 代表两个通道， 即温度和液位与时间的关系。并在图中绘出两条警戒线，能更直观地比对数据的变化。图 3.2Picture 设置8北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告部分程序代码如下所示：Picture1.ClsIf Check1.Value = 0 ThenIf col < 201 ThenFor u = 1

24、 To 2For j = col To colX = jY = vtItemValues(u)px(j, u) = Xpy(j, u) = YNext jNext ucol = col + 1pl = pl + 1ElseFor s = 1 To 2For t = 1 To 199px(t, s) = tpy(t, s) = py(t + 1, s)Next tpy(200, s) = vtItemValues(s)Next sEnd IfElsecol = colEnd IfIf pl >= 2 ThenFor w = 1 To 2Picture1.PSet (px(1, w), py

25、(1, w)For j = 2 To colPicture1.Line -(px(j - 1, w), py(j - 1, w), QBColor(w * 2)Next jNext wEnd If'画两条警戒线Picture1.DrawWidth = 2Picture1.Line (0, 150)-(200, 150), vbRedPicture1.Line (0, 600)-(200, 600), vbBlue' 指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色If lbBar(1).Caption > 150 Or lbBar(2).Caption > 600 ThenLab

26、el7.Caption = "出现异常！ "ElseLabel7.Caption = "正在观测！ "End IfIf lbBar(1).Caption > 150 ThenText2.Text = "温度过高！ "picBar(1).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(255, 0, 0), BFEnd IfIf lbBar(1).Caption < 150 ThenText2.Text = "温度平稳！ "picBar(1)

27、.Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(0, 255, 0), BFEnd IfIf lbBar(2).Caption > 600 ThenText1.Text = "液面过高！ "picBar(2).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(255, 0, 0), BF9北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告4 程序测试4.1 测试过程运行程序后，先单击“连接”按钮，保证客户端连接上组态王数据库。然后单击“加载”按

28、钮，观察数据时候正常显示，棒柱的数据和颜色是否正常，文本框内的时间和数据是否正常以及看是否能实时显示曲线。 单击“保存数据”按钮，弹出对话框，选择路径，填写文件名后保存数据。最后单击“退出”按钮，看成否正常退出程序。运行程序，注意将bin 文件夹放到工程下。4.2 测试结果从测试结果上看，整个程序没有 bug，各个功能正常。从绘图的结果可以看出从服务器传来的数据是按正弦规律变化的。图 4.1 程序测试图一10北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告图 4.2 程序测试图二图 4.3 保存数据11北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告5 程序文档5.1 使用说明（1）运行程序，

29、连接成功后，启动，此时棒状图以及文本框内就会显示反应罐温度和反应罐液位的值。（2）当数据积累到一定程度之后，点击“绘图”按钮，应罐温度和反应罐液位数值变化曲线就会显示出来，每点击一次， 就会刷新一次。 从而实现了数据的实时显示。程序中数据刷新为1s，因此在点击“绘图”按钮时频率最好不要超过 1s。（3）保存数据。点击“保存”按钮，会弹出对话框，输入响应的文件名保存便可。保存数据后，所有历史数据会被清空。5.2 程序清单Option Base 1Option ExplicitDim WithEvents objServer As OPCServerDim objGroups As OPCGrou

30、psDim objTestGrp As OPCGroupDim objItems As OPCItemsDim lServerHandles()As LongDim px(200, 2) As Single, py(200, 2) As SingleDim col As IntegerDim pl As IntegerDim dataTemp(2) As StringDim DrawFlag As BooleanDim SaveFlag As BooleanSub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String)If objSer

31、ver Is Nothing Then' 建立一个 OPC服务器对象Set objServer = New OPCServerEnd IfIf objServer.ServerState = OPCDisconnected Then' 连接 OPC服务器 objServer.Connect strProgID, strNodeEnd IfIf objGroups Is Nothing Then' 建立一个 OPC组集合Set objGroups = objServer.OPCGroupsEnd IfIf objTestGrp Is Nothing Then' 添

32、加一个 OPC组Set objTestGrp = objGroups.Add("TestGrp")End IfEnd Sub12北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告Sub AddItem()Dim strItemIDs(2) As StringDim lClientHandles(2) As LongDim lErrors() As LongDim I As IntegerIf objTestGrp Is Nothing ThenExit SubEnd IfIf Not objItems Is Nothing ThenIf objItems.Count >

33、 0 ThenExit SubEnd IfEnd If' 设置组活动状态 objTestGrp.IsActive = True' 取消组非同期通知 objTestGrp.IsSubscribed = False' 建立 OPC项集合Set objItems = objTestGrp.OPCItems' 生成标签的项标识符strItemIDs(1) = " 反应罐温度 .Value"strItemIDs(2) = " 反应罐液位 .Value"lClientHandles(1) = 1lClientHandles(2) =

34、2' 添加 OPC项Call objItems.AddItems(2, strItemIDs, _lClientHandles, lServerHandles, lErrors)End SubSub Disconnect()Dim lErrors() As LongIf Not objItems Is Nothing ThenIf objItems.Count > 0 Then' 清除 OPC项objItems.Remove 2, lServerHandles, lErrorsEnd IfSet objItems = NothingEnd IfIf Not objTest

35、Grp Is Nothing Then' 清除 OPC组 objGroups.Remove "TestGrp" Set objTestGrp = NothingEnd IfIf Not objGroups Is Nothing ThenSet objGroups = NothingEnd IfIf Not objServer Is Nothing ThenIf objServer.ServerState <> OPCDisconnected Then' 断开 OPC服务器 . objServer.DisconnectEnd IfSet objSe

36、rver = NothingEnd If13北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告End SubPrivate Sub btnConnect_Click()' 调用 Connect 子程序Call Connect("kingview.view.1")Label7.Caption = "与服务器连接成功！"End SubPrivate Sub btnAddItem_Click()' 调用 AddItem 子程序 Call AddItemIf Not objTestGrp Is Nothing ThenIf objTestGrp.O

37、PCItems.Count > 0 Then' 启动定时器tmUpdate.Enabled = TruedataUpdate.Enabled = TrueElseEnd IfEnd IfEnd SubPrivate Sub btnQuit_Click()' 卸载窗体Unload fmMainEnd SubPrivate Sub Form_Unload(Cancel As Integer)' 调用 Disconnect 子程序 Call DisconnectEnd SubPrivate Sub tmUpdate_Timer()Dim vtItemValues() A

38、s VariantDim lErrors() As LongDim strBuf As StringDim nWidth As IntegerDim nHeight As IntegerDim nDrawHeight As IntegerDim sglScale As SingleDim I As Integer, u As Integer, j As Integer, s As Integer, t As Integer, w As Integer Dim X As Single, Y As Single' 同期读取SyncRead OPCCache, vtItemValues, l

39、Errors' 棒图的表示For I = 1 To 2' 数据的格式化strBuf = Format(vtItemValues(I), "#.000")' 表示数据字符串 lbBar(I).Caption = strBuf dataTemp(I) = strBuf' 计算棒的宽和高nWidth = picBar(I).ScaleWidthnHeight = picBar(I).ScaleHeight14北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告sglScale = vtItemValues(I) / 700nDrawHeight = C

40、Int(nHeight * sglScale)' 清除现棒图 picBar(I).Cls' 绘制棒图picBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(255, 0, 0), BFNext' 曲线绘制Picture1.ClsIf Check1.Value = 0 ThenIf col < 201 ThenFor u = 1 To 2For j = col To colX = jY = vtItemValues(u)px(j, u) = Xpy(j, u) = YNext jNext u

41、col = col + 1pl = pl + 1ElseFor s = 1 To 2For t = 1 To 199px(t, s) = tpy(t, s) = py(t + 1, s)Next tpy(200, s) = vtItemValues(s)Next sEnd IfElsecol = colEnd IfIf pl >= 2 ThenFor w = 1 To 2Picture1.PSet (px(1, w), py(1, w)For j = 2 To colPicture1.Line -(px(j - 1, w), py(j - 1, w), QBColor(w * 2)Nex

42、t jNext wEnd If'画两条警戒线Picture1.DrawWidth = 2Picture1.Line (0, 150)-(200, 150), vbRedPicture1.Line (0, 600)-(200, 600), vbBlue' 指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色If lbBar(1).Caption > 150 Or lbBar(2).Caption > 600 ThenLabel7.Caption = "出现异常！ "ElseLabel7.Caption = "正在观测！ "End IfIf lbB

43、ar(1).Caption > 150 ThenText2.Text = "温度过高！ "picBar(1).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(255, 0, 0), BFEnd IfIf lbBar(1).Caption < 150 ThenText2.Text = "温度平稳！ "15北京科技大学自动化学院课程设计（软件设计） 报告picBar(1).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _RGB(0, 255, 0), BFEnd IfIf lbBar(2).Caption > 600 ThenText1.Text = "液面过高！ "picBar(2).Line (0, nHei