计算机控制技术课件：7-2 人机接口技术与监控组态软件(二)

1、第28讲第7章 人机接口技术与监控组态软件（二）第7章 人机接口技术与监控组态软件（二） 7.5 监控组态软件的I/O设备驱动 7.6 监控组态软件的网络通信功能 7.7 监控组态软件的控制功能7.5 监控组态软件的I/O设备驱动设备驱动程序(I/O Server)是组态软件与PLC、智能仪表、ISA/PCI总线板卡等设备交互通信的桥梁，由于组态软件面向的是开放式测控设备，因此建立PC与设备间的通信链路不存在理论上的障碍。各种测控设备也越来越多地采用标准通信接口，使设备与PC间及设备间的互联通信越来越简便。所起到的作用，主要有以下几个方面：1.从I/O设备采集所需数据进行链路维护 I/O Se

2、rver要将来自设备的数据转换成实时数据库需要的数据类型(实数、整型数、字符或字符串型等)，同时要对越界数据作合理解释，以避免操作人员得到错误的数据。例如，有的设备以“0XFFFF”(十六进制)表示回路断开，有的设备以“-”(ASCII)表示数据超过上限等等。为提高数据的采集效率和数据安全，要将所有数据连接项划分成只读、只写、可读写3种类型，以防止误写、误读的发生。7.5 监控组态软件的I/O设备驱动2.执行来自操作员的I/O命令管理输出队列I/O Server对来自操作员的I/O命令要针对设备的特殊要求逐级作合法性检查，也是最严格的检查，如首先检查是否只读数据，再检查数值是否越界(如串级回路

3、的回路方式中0表示自动，1表示手动，2表示串级，其他数据则为非法的越界数据)等。7.5 监控组态软件的I/O设备驱动3.与实时数据库系统进行无缝连接I/O Server与实时数据库问应采用进程间通信、直接内存映射、OLE方式或其他更为有效的内部通信方式，较采用第三方的DDE设备驱动程序或OPC Server具有更高的通信效率，同时可以迅速报告设备的故障信息，产生系统报警。7.5 监控组态软件的I/O设备驱动4.与设备驱动程序能够连接的设备(1) DCS、PLC等控制设备；(2) 带数字通信接口的设备；(3) ISA/PCI总线工业控制机及系列板卡；(4) 带开放接口的基于PC的数据处理系统。7

4、.5 监控组态软件的I/O设备驱动5.设备驱动程序的技术指标(1)采样/刷新周期采样周期取决于I/O Server调度效率，但实时数据库的数据刷新速度则不只是由I/O Server决定的，还与设备的响应速度、挂接的设备数量等因素有关。(2)回写数据速度经常需要由操作员向设备下发控制指令，如修改回路状态、运算系数及对控制过程实施人为干预等。7.5 监控组态软件的I/O设备驱动6.使用设备驱动程序的注意事项(1)及时处理来自I/O Server的系统报警。(2)正确设置I/O Server的采样周期。这是因为对于有些设备，如果采样周期太快，会引起设备死机或工作不正常；如果采样周期设置太慢，又会影响

5、数据刷新速度。(3)I/O Server必须设置安全密码，以防止非法退出。(4)界面系统的回写数据频率不要大于采样周期的3倍。因为I/O Server都是写优先的，当实时数据库有回写数据的任务时，I/O Server会优先处理，而将采集任务作为次要任务拖后处理。当实时数据库频繁不断地将大量回写数据送给I/O Server时，I/O Server将无暇进行数据采集，只能疲于应付数据回写任务。7.5 监控组态软件的I/O设备驱动返回7.6 监控组态软件的网络通信功能组态软件允许建立独立式或分布式应用程序。独立式应用程序的系统一般只用一个操作站，配置简单，没有网络。分布式应用程序可以复杂得多，常常有

6、好几层网络。一种典型的分布式应用的情况是：一台PC机作为主服务器；其他几台工作站作为客户机，同时访问主服务器中数据库的数据；还可以建立基于Web Server/Browser的浏览器风格的分布式应用。7.6 监控组态软件的网络通信功能1.独立式结构I/O连接监控组态软件I/O设备监控组态软件的独立式结构7.6 监控组态软件的网络通信功能2.客户/服务器结构7.6 监控组态软件的网络通信功能3.对等结构7.6 监控组态软件的网络通信功能4.混合结构返回7.7 监控组态软件的控制功能7.7.1监控组态软件的控制功能概述在监控系统中，监控硬件设备是必不可少的，这些设备可以是PLC、DCS、智能仪表或

7、基于PC的工业计算机(以下简称PC-based设备)。监控组态软件的控制功能，固然也不会离开这些设备，过程信号的输入和输出必须经由这些硬件设备与现场设备相连。组态软件的控制功能表现在弥补传统设备控制能力的不足、扩大PC-based设备在控制系统中所占比例等方面。 7.7 监控组态软件的控制功能PLC、DCS、智能仪表的内部都具有现成的控制算法，通过组态就可以实现预定的控制方案和策略。但它们还有不足之处：首先，这些控制设备内部的控制策略修改起来很不方便，有些控制策略在系统运行期间甚至是不允许修改的。其次，这些控制设备的控制能力十分有限，它们只能完成一些简单的常规控制，例如DCS的逻辑操作速度不高

8、，而PLC的控制算法种类则偏少。这些缺陷严重制约着设备性能的发挥。这些控制设备与PC间都提供了便利的通信手段，借助PC上组态软件提供的策略控制器的丰富算法，就可以弥补这些设备在运算、控制能力上的不足，充分发挥其作用。7.7 监控组态软件的控制功能 PC-based系统是监控组态软件发挥作用的重要舞台:(1)PC-based控制系统的出现将改变计算机控制系统的格局；(2)在组态软件上可以直接组态PC-based控制系统的控制策略；(3)PC-based控制系统可以运行嵌入式操作系统；(4)PC-based控制系统编程工具采用图形化编程语言。7.7 监控组态软件的控制功能 7.7.2 监控组态软件控制功能模块组态软件将控制功能模块称为“软PLC或Soft PLC”，也有的称“软逻辑”，但这些叫法都不能准确地反映监控组态软件基于PC的控制功能模块的含义。“策略(Strategy)”的概念来描述组态软件的控制功能。策略相当于计算机语言中的函数，是