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組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分有多種標準,這里以使用軟件的工作階段和軟件體系的成員構(gòu)成兩種標準討論其體系結(jié)構(gòu)。
一、組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分
1.以使用軟件的工作階段劃分
也可以說是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分,從總體上講,組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的:
系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境:是自動化工程設計工程師為實施其控制方案,在組態(tài)軟件的支持下進行應用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件,生成zui終的圖形目標應用系統(tǒng),供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。
系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成,如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。
系統(tǒng)運行環(huán)境:在系統(tǒng)運行環(huán)境下,目標應用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成,如圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。
組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術,即在不退出系統(tǒng)運行環(huán)境的情況下可以直接進入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài),使修改后的組態(tài)直接生效。
自動化工程設計工程師zui先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試,zui終將目標應用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行,完成一個工程項目。
2. 按照成員構(gòu)成劃分
組態(tài)軟件因為其功能強大,而每個功能相對來說又具有一定的獨立性,因此其組成形式是一個集成軟件平臺,由若干程序組件構(gòu)成。
其中*的典型組件包括:
應用程序管理器
應用程序管理器是提供應用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應用等功能的管理工具。在自動化工程設計工程師應用組態(tài)軟件進行工程設計時,經(jīng)常會遇到下面一些煩惱:經(jīng)常要進行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份;經(jīng)常需要引用以往成功應用項目中的部分組態(tài)成果(如畫面);經(jīng)常需要迅速了解計算機中保存了哪些應用項目。雖然這些要求可以用手工方式實現(xiàn),但效率低下,極易出錯。有了應用程序管理器的支持,這些操作將變得非常簡單。
圖形界面開發(fā)程序
是自動化工程設計工程師為實施其控制方案,在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件,生成zui終的圖形目標應用系統(tǒng),供圖形運行環(huán)境運行時使用。
圖形界面運行程序
在系統(tǒng)運行環(huán)境下,圖形目標應用系統(tǒng)被圖形界面運行程序裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。
實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序
有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能,因而不具備完整的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前比較*的組態(tài)軟件(如力控等)都有獨立的實時數(shù)據(jù)庫組件,以提高系統(tǒng)的實時性,增強處理能力。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實時數(shù)據(jù)庫的組態(tài)工具,可以定義實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關的各種參數(shù)。
實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序
在系統(tǒng)運行環(huán)境下,目標實時數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)被實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序裝入計算機內(nèi)存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序中完成的。
I/O驅(qū)動程序
是組態(tài)軟件中*的組成部分,用于和I/O設備通訊,互相交換數(shù)據(jù),DDE和OPC Client是兩個通用的標準I/O驅(qū)動程序,用來和支持DDE標準和OPC標準的I/O設備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動程序被整合在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中,而OPC Client則多數(shù)單獨存在。
擴展可選組件包括:
通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)組態(tài)程序
通用數(shù)據(jù)庫接口組件用來完成組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫與通用數(shù)據(jù)庫(如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQL Server等)的互聯(lián),實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換,通用數(shù)據(jù)庫既可以讀取實時數(shù)據(jù),也可以讀取歷史數(shù)據(jù);實時數(shù)據(jù)庫也可以從通用數(shù)據(jù)庫實時地讀入數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)組態(tài)環(huán)境用于要交換的通用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、字段名稱及屬性、時間區(qū)段、采樣周期、字段與實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的對應關系等。
通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)運行程序
已組態(tài)的通用數(shù)據(jù)庫連接被裝入計算機內(nèi)存,按照預先的采樣周期,對規(guī)定時間區(qū)段按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)建立起通用數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)連接。
策略(控制方案)編輯組態(tài)程序
策略編輯/生成組件
是以PC為中心實現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件,具有很強的邏輯、算術運算能力和豐富的控制算法。策略編輯/生成組件以IEC-1131-3標準為使用者提供標準的編程環(huán)境,共有4種編程方式:梯形圖、結(jié)構(gòu)化編程語言、指令助記符、模塊化功能塊。使用者一般都習慣于使用模塊化功能塊,根據(jù)控制方案進行組態(tài),結(jié)束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內(nèi)容并對組態(tài)內(nèi)容進行語法檢查、編譯。
編譯生成的目標策略代碼即可以與圖形界面同在一臺計算機上運行,也可以下裝(Download)到目標設備(如PC/104、Windows CE系統(tǒng)等PC-Based設備)上運行。
策略運行程序
組態(tài)的策略目標系統(tǒng)被裝入計算機內(nèi)存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務,同時完成與實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換。
實用通訊程序組件
實用通訊程序極大地增強了組態(tài)軟件的功能,可以實現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換,是組態(tài)軟件價值的主要表現(xiàn)之一。通訊實用程序具有以下功能:
1.可以實現(xiàn)操作站的雙機冗余熱備用;
2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程訪問和傳送;
3.通訊實用程序可以使用以太網(wǎng)、RS485、RS232、PSTN等多種通訊介質(zhì)或網(wǎng)絡實現(xiàn)其功能。實用通訊程序組件可以劃分為Server和Client兩種類型,Server是數(shù)據(jù)提供方,Client是數(shù)據(jù)訪問方,一但Server和Client建立起了連接,二者間就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。
二、 力控2.0的體系結(jié)構(gòu)
力控2.0是一個集成式的軟件包,其中所有組件都可以獨立分布式地運行,通過網(wǎng)絡服務程序與其它組件交換數(shù)據(jù)。力控2.0可以運行于Pentium 133以上的計算機(16M以上內(nèi)存、1G以上硬盤)系統(tǒng)中。
力控2.0包括以下幾個主要部分:
Draw,功能強大的人機界面組態(tài)工具。Draw是集成的開發(fā)環(huán)境,它使用面向?qū)ο蟮膱D形對象創(chuàng)建動畫式顯示窗口。這些窗口的數(shù)據(jù)、圖形顯示內(nèi)容可以來自過程I/O或Microsoft Windows第三方應用程序。
View,高可靠、快速的圖形界面運行系統(tǒng)。View用來運行由Draw創(chuàng)建的圖形窗口,支持的畫面數(shù)量不受限制,數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒。
DB,*的分布式實時數(shù)據(jù)庫。DB是整個應用系統(tǒng)的核心,構(gòu)建分布式應用系統(tǒng)的基礎。它負責整個力控應用系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警信息處理、數(shù)據(jù)服務請求處理。完成與過程的雙向數(shù)據(jù)通訊。DB與Draw構(gòu)成服務器/客戶計算模式。各個網(wǎng)絡節(jié)點上的DB通過網(wǎng)絡服務程序可以構(gòu)建成復雜的分布式網(wǎng)絡應用系統(tǒng),單機數(shù)據(jù)處理能力超過1萬點,歷史數(shù)據(jù)可以保存10年以上;網(wǎng)絡處理能力可超過10萬點。
NetClient和NetServer,高性能的網(wǎng)絡通信服務程序。NetServer和NetClient內(nèi)部采用TCP/IP通信協(xié)議,它保證用戶可以充分利用Intranet/Internet的網(wǎng)絡資源,保證數(shù)據(jù)刷新速度快于5毫秒,網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理能力超過10萬點。
I/O Server,即I/O驅(qū)動程序。I/O Server完成與各種檢測、控制設備的通訊,負責從過程I/O設備讀取實時數(shù)據(jù),同時將來自圖形界面和實時數(shù)據(jù)庫的控制命令寫入I/O設備。DB與I/O Server構(gòu)成服務器/客戶計算模式。I/O Server由很多單體程序構(gòu)成,每個單體程序能夠完成特定設備的通訊功能,目前力控2.0的I/O Server家族擁有眾多成員,支持大多數(shù)主流控制設備生產(chǎn)商提供的硬件。
另外,力控2.0中也包含其它可選程序組件:
策略編輯生成及運行程序StrategyBuilder,新一代基于PC-Based和嵌入式系統(tǒng)的自動化控制軟件,符合IEC1131-3標準,可提供比PLC更為強大、更為靈活的功能。
力控Web Server,運行在Web服務器上的應用軟件??蔀槭澜绺鞯氐倪h程用戶在臺式機或便攜機上用標準瀏覽器實時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)過程。
Client/Server,使用簡便的遠程拔號通信程序。在任何地方,只要能拔打,就可以使用本組件實現(xiàn)對遠程現(xiàn)場生產(chǎn)過程的的實時監(jiān)控,*需要的是Modem和線。
SCOMClient/SCOMServer,低成本的串行通信程序。兩臺計算機之間,使用RS232C/422/485接口,可實現(xiàn)一對一(1:1方式)的通訊;如果使用RS485總線,還可實現(xiàn)一對多臺計算機(1:N方式)的通訊。
可以從本上下載標準版力控軟件。
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