賈愛芳，梁逸群

（晉城職業(yè)技術學院 礦業(yè)工程系，山西 晉城 048026）

組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

賈愛芳，梁逸群

（晉城職業(yè)技術學院 礦業(yè)工程系，山西 晉城 048026）

文章詳細介紹了組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，包括采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，以及通過組態(tài)王6.53完成環(huán)境參數(shù)的實時顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理等，并給出了系統(tǒng)編程的實例，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)認證證明了該方法的高效性和系統(tǒng)的實時性。

組態(tài)王；傳感器；硬件設計；軟件設計

一、引言

煤炭對于任何一個國家而言都是非常重要的能源，煤炭在開采過程中有很多危險源，瓦斯是重要的危險源之一，如何把瓦斯所造成的災害控制到最小甚至沒有，一直是煤礦開采的重要研究課題，煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究為這一課題的研究開辟了新思路。［1］

組態(tài)軟件是最通用的監(jiān)控軟件之一，它可以將煤礦井下各種數(shù)據(jù)參數(shù)通過過程設計傳給各級管理者和業(yè)務部門，為煤礦的現(xiàn)代化生產和管理提供技術指導。本系統(tǒng)監(jiān)控軟件綜合使用Visual B6.0和組態(tài)王6.53軟件，利用VB編程來實現(xiàn)控制，用組態(tài)軟件來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示和動態(tài)模擬等功能。

二、硬件設計

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊采用的是MPS-010602USB，穩(wěn)壓器采用的是DC-DC模塊，傳感器是KGS-20礦用瓦斯傳感器，計算機，液晶顯示器等。硬件組成如圖2.1所示

本系統(tǒng)主要有監(jiān)控主服務器光纖環(huán)網、監(jiān)控分站、監(jiān)控主站、傳感器組成。光纖環(huán)網是系統(tǒng)通信的主要部分，環(huán)狀結構通信更容易，光纖交換機可以使光信號轉換為電信號，更好地實現(xiàn)遠程通信，地表監(jiān)控主服務器上安裝的是VB和組態(tài)王6.53開發(fā)的煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的配套軟件，主要完成對整個系統(tǒng)的檢測，對井下環(huán)境參數(shù)的采集，能實時顯示監(jiān)控分站、監(jiān)控主站所采集的各種井下數(shù)據(jù)，具有查詢歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)、歷史報表等功能。

圖1 系統(tǒng)結構圖

三、軟件設計

（一）組態(tài)王6.53的特點

由于計算機在工業(yè)領域的推廣應用，工業(yè)自動化水平逐步提高，人們希望自動化程度越高越好，為了滿足這種需要，組態(tài)軟件應運而生。組態(tài)軟件為任意組合軟件，它使軟件開發(fā)變得更加容易，并且使新開發(fā)出的軟件更加容易修改，已經開發(fā)的軟件重復使用率很高。本系統(tǒng)所使用的組態(tài)軟件為組態(tài)王6.53。通用組態(tài)軟件的主要特點如下。

1.封裝性

組態(tài)軟件的一切功能都用最方便用戶使用的方法封裝起來，用戶不用掌握太多編程語言，就能完成一項看起來很復雜的工程多要求的任務。

2.開放性

組態(tài)軟件大量使用“標準化技術”，在實際使用過程中，用戶能夠根據(jù)客戶的要求進行二次開發(fā)。它可以使用Visual C++，Visual Basic，或C等語言進行編制所需的設備構件，裝入自己的設備工具箱。

3.通用性

不同的用戶可以根據(jù)不同的工程要求，使用組態(tài)軟件提供的基本設備（單片機、智能儀表、板卡等）的I/O Driver，自帶的開放式的Access數(shù)據(jù)庫，能夠做出具有動畫效果的、界面友好的各種歷史數(shù)據(jù)曲線圖和實時數(shù)據(jù)曲線圖，以及接受顯示各種實時數(shù)據(jù)。

4.方便性

使用組態(tài)軟件的人員大多是自動化工程設計員，組態(tài)軟件可以在生成用戶需要的應用系統(tǒng)時，少用甚至不用系統(tǒng)源代碼，從而大大方便了開發(fā)人員的二次開發(fā)。

5.組態(tài)性

組態(tài)技術的特點就是從硬件到軟件開發(fā)都具有組態(tài)性，使用組態(tài)軟件的設計者的任務是分析控制對象，在組態(tài)軟件的平臺上按照系統(tǒng)的使用說明進行二次開發(fā)即可開發(fā)出針對不同控制對象的控制系統(tǒng)，不必學習深奧難懂的程序語言，系統(tǒng)的可靠性大大提高，開發(fā)時間大大縮短。

（二）組態(tài)軟件與VB之間數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)

1.建立新工程項目

雙擊組態(tài)王6.53，組態(tài)王工程管理界面出現(xiàn)，它的作用是為用戶集中管理本機上的所有組態(tài)王工程，單擊新建建立一個新的工程項目。

2.實現(xiàn)組態(tài)王6.53與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡之間的通訊

MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡因為與組態(tài)王之間沒有通信協(xié)議，所以不能直接實現(xiàn)通信，煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)利用VB首先通過windows的DLL與數(shù)據(jù)采集板卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，在通過DDE動態(tài)數(shù)據(jù)交換與組態(tài)王實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，這樣，組態(tài)王6.53就可以與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡之間實現(xiàn)通訊了。

DDE通信設備是指與組態(tài)王進行數(shù)據(jù)交換的windows獨立應用程序，因此DDE設備通常代表一個windows獨立應用程序，該獨立應用程序的擴展名通常為.exe文件。組態(tài)王6.53與DDE設備之間通過DDE協(xié)議交換數(shù)據(jù)。DDE通信通過3種標識名來約定［2］：應用程序名（Application）、話題名（Topic）、項目名稱（Item）。

這是被討論的數(shù)據(jù)對象，在“組態(tài)王”的數(shù)據(jù)詞典里，我們要定義I/O變量的同時，也定義項目名稱；Visual Basic中，項目是一個特定的文本框、標簽、或圖片框的名稱。

然后利用windows的DLL函數(shù)和VB就可以實現(xiàn)MPS-010602 USB數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)交換了。

板卡類邏輯設備實際上是組態(tài)王內嵌的板卡驅動程序的邏輯名稱，內嵌的板卡驅動程序不是一個獨立的windows應用程序，而是以DDL形式供組態(tài)王調用，這種內嵌的板卡驅動程序對應著實際插入計算機總線擴展槽中的I/O設備。

MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡與VB數(shù)據(jù)交換成功后，再利用組態(tài)王的DDE通信實現(xiàn)組態(tài)王與VB的動態(tài)數(shù)據(jù)交換。在DDE通訊界面中，新建DDE指定連接對象和服務程序名稱以及話題名要與VB工程中的名稱相同。這樣組態(tài)王就可以直接與MPS-010602 USB數(shù)據(jù)采集板卡實現(xiàn)通信了。

（三）組態(tài)王畫面的設計

打開開發(fā)系統(tǒng)畫面，可以建立工程人員需要的任意畫面，建立一個新的圖形畫面，要進行變量設計，本系統(tǒng)建立的畫面主要有“瓦斯監(jiān)控礦區(qū)圖”“實時曲線圖”“歷史曲線圖”等畫面圖建好之后要建立動畫連接，存儲畫面，然后配置主畫面運行就可以看到自己設計的畫面了。

四、遠程設計

在企業(yè)局域網中，組態(tài)王軟件之間可以通過網絡進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。遠程訪問有三種方式：網絡站點，遠程站點，網絡OPC。

選擇一臺性能好的計算機作為服務器，對它進行設置，設置節(jié)點類型為“聯(lián)網”，節(jié)點名為“本機的IP地址”，客戶配置為“登錄服務器”，本機既是I/O服務器也是校時服務器，還是報警服務器。設置完成后，再設置客戶機，客戶機上的參數(shù)要與服務器上設置的參數(shù)相一致，然后新建遠程站點，客戶機上節(jié)點設置要設置為“網上鄰居”，尋找服務器站點信息，選擇設計人員建立的工程。運行服務器，服務器中的數(shù)據(jù)就可以在客戶機上接收到了。［3］

五、結束語

文章詳細講述了組態(tài)王6.53在煤礦瓦斯遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，由于組態(tài)軟件的二次開發(fā)系統(tǒng)可以自動采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，以及完成各類參數(shù)的實時顯示、曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理等，并給出了系統(tǒng)編程的實例，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)認證證明了該方法的高效性和系統(tǒng)的實時性。

［1］韓兵.現(xiàn)場總線系統(tǒng)監(jiān)控與組態(tài)軟件［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［2］李江全，湯智輝，朱東芹.Visual Basic數(shù)據(jù)采集與串口通信測控應用實戰(zhàn)［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

［3］王建，宋永昌，仉學金，等.工控組態(tài)軟件入門與典型應用［M］.北京：中國電力出版社，2013.

The Application of“Kingview 6.53”in the Remote Monitoring System of Mine Gas

JIA Ai-fang，LIANG Yi-qun
（Jincheng Institute of Technology，Jincheng，Shanxi 048026，China）

This article introduces the application of“kingview 6.53”in the remote monitoring system in mine gas,which includes data acquisition，data transmission,final disposal of data，and how to complete realtime displaying of parameters，curve drawing，data storage and data management through kingview.And it also gives the examples of system programming，the system analysis and system certification in order to show that the method is of high efficiency and the system is of real-time performance.

kingview 6.53；sensor；hardware design；software design

TP311.5

A

1674-5078（2014）04-0066-03

10.3969/j.issn.1674-5078.2014.04.021

2014-03-26

賈愛芳（1974-），女，河南林州人，碩士。主要研究方向為安全管理工程。