張艷兵

（膠州市職業(yè)教育中心學(xué)校，山東青島，266300）

0 引言

工控機(jī)界面是工業(yè)控制系統(tǒng)的終端人機(jī)交互主要方式[1,2]，工控界面中通常包含了工程師對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制的各種組件，包括按鈕組件、對(duì)話框組件、輸入法組件、動(dòng)畫(huà)模擬組件、下拉框組件等，高級(jí)的界面系統(tǒng)還包括鼠標(biāo)控件及外界鍵盤(pán)功能[3,4]。工控機(jī)界面系統(tǒng)是工程師與控制系統(tǒng)對(duì)話的橋梁，一個(gè)友好的人機(jī)交互系統(tǒng)可顯著提高操作人員工作效率，并保證工件加工質(zhì)量。KingVIEW 是一種可方便地集成用于多種類(lèi)型PLC 控制器的上位機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍及領(lǐng)域也在不斷地開(kāi)拓和發(fā)展。張運(yùn)楚[5]等利用KingView 組態(tài)軟件與Matlab 計(jì)算仿真功能結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了變電所液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)能量?jī)?chǔ)存的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(Dynamic Data Exchange)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了與Matlab 的通信，使得用戶(hù)可方便地操作和監(jiān)控控制效果。孟亞男[6]等設(shè)計(jì)了一種基于KingView 的采氣井監(jiān)控系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)目標(biāo)工況中的溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)作為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)KingVIEW 軟件進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)，并與PC 機(jī)進(jìn)行了通信。陳龍燕[7]針對(duì)污水處理廠曝氣系統(tǒng)技術(shù)改造問(wèn)題，基于KingView 和ZigBee 通信技術(shù)設(shè)計(jì)制作了一套污水處理曝氣過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了與西門(mén)子PLC 和變頻器的連接，實(shí)現(xiàn)了污水處理曝氣過(guò)程無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。分析可知，基于KingVIEW 界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行工控機(jī)界面設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍及領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，同時(shí)，KingVIEW 與其他軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫連接技術(shù)也亟待發(fā)展，這對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)與便于工業(yè)控制具有積極的推動(dòng)作用。

1 KingVIEW 工控機(jī)界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)

KingVIEW 工控機(jī)界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由工程管理器、工程瀏覽器、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)組成，了解和熟悉KingVIEW 的三大設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)高效率地設(shè)計(jì)工控機(jī)界面具有很大的幫助。KingVIEW 支持ocx 控件發(fā)布的web 功能，可實(shí)現(xiàn)快速班報(bào)、日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)表可視化操作界面的建立。使用腳本與圖形動(dòng)畫(huà)功能節(jié)省了大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并可支持常見(jiàn)的PLC 設(shè)備、智能儀表、智能模塊等。

■1.1 工程管理器

工程管理器主要用于對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的工程項(xiàng)目進(jìn)行管理，包括工程名稱(chēng)、工程路徑、工程項(xiàng)目分辨率、軟件版本及軟件描述等。在工程管理器中可新建工程項(xiàng)目，通過(guò)新建的工程項(xiàng)目連接到工程瀏覽器和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在工程管理器中，可通過(guò)工程備份與恢復(fù)功能對(duì)正在開(kāi)發(fā)或已開(kāi)發(fā)完成的項(xiàng)目進(jìn)行備份和恢復(fù)。通過(guò)數(shù)據(jù)詞典方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出操作。通過(guò)DB 導(dǎo)入方式，可導(dǎo)入Excel 文件中的數(shù)據(jù)，通過(guò)“開(kāi)發(fā)”和“運(yùn)行”按鈕可進(jìn)入開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行界面系統(tǒng)進(jìn)行仿真。

■1.2 工程瀏覽器

工程瀏覽器是進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)、管理與瀏覽的主要環(huán)境。在工程瀏覽器中，用戶(hù)可對(duì)文件進(jìn)行管理，包括管理畫(huà)面、命令語(yǔ)言、配方及非線性表等。其中的數(shù)據(jù)庫(kù)管理包括結(jié)構(gòu)變量、數(shù)據(jù)詞典、報(bào)警組等；通過(guò)設(shè)備功能，可設(shè)置通信端口COM，DDE 通信、板卡通信、OPC 服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)通信功能。通過(guò)系統(tǒng)配置功能，可進(jìn)行開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的設(shè)置，運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)置、報(bào)警設(shè)置等，并通過(guò)歷史數(shù)據(jù)記錄功能查看歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置、用戶(hù)配置及打印配置等功能，便于用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)通信與后期處理等。工程瀏覽器中以可進(jìn)行SQL訪問(wèn)，及Web 畫(huà)面發(fā)布等功能。

■1.3 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

開(kāi)發(fā)系統(tǒng)主要用于對(duì)界面的開(kāi)發(fā)，是界面設(shè)計(jì)的直接環(huán)境，同過(guò)新建畫(huà)面的方式建立新的畫(huà)面，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)工具箱可對(duì)控件進(jìn)行操作，包括文本建立、控件對(duì)其、全屏顯示、文件打開(kāi)與保持等。通過(guò)打開(kāi)圖庫(kù)方式，打開(kāi)KingVIEW 中集成的工控領(lǐng)域中常用的界面控件，如圖 1 所示。圖庫(kù)系統(tǒng)中包含了常用的儀器儀表、傳感器、歷史曲線顯示器、反應(yīng)器、按鈕、開(kāi)關(guān)等。通過(guò)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的“工具”菜單欄，可進(jìn)行直線、矩形、圓形、多邊形、折線、文本、圖形填充屬性、線屬性的設(shè)計(jì)等。

圖1 KingVIEW 工控圖庫(kù)（部分）

2 基于KingVIEW 工控機(jī)界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用

■2.1 KingVIEW 在音樂(lè)噴泉中的應(yīng)用

音樂(lè)噴泉是指噴泉的水形根據(jù)播放音樂(lè)的旋律有規(guī)律的進(jìn)行變化，使人在精神上有愉悅的感受。音樂(lè)噴泉涉及到的專(zhuān)業(yè)非常的廣泛，包括音樂(lè)分析、給排水、電氣、通訊、和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制等。以往的水景控制方案多是利用PLC編程進(jìn)行控制，由于無(wú)上位機(jī)的配合，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)音樂(lè)與水景動(dòng)作的實(shí)時(shí)緊密配合，PLC 的編程方式也加大了使用者的日后維護(hù)難度。因此可利用KingVIEW+PLC 控制的方式對(duì)音樂(lè)噴泉系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和組態(tài)。系統(tǒng)主要參數(shù)如下；

組態(tài)王KingVIEW 界面設(shè)計(jì)：具有人機(jī)界面，操作性強(qiáng)，最小運(yùn)行周期55ms，運(yùn)行周期與界面的復(fù)雜程度成正比，該工程中運(yùn)行周期為500ms。

軟邏輯PLC 設(shè)計(jì)：無(wú)界面，后臺(tái)運(yùn)行，邏輯性強(qiáng)，執(zhí)行速度快，最小運(yùn)行周期10ms，運(yùn)行周期受程序量影響很小，該工程中運(yùn)行周期在10—20ms 之間。

采用INTERBUS 總線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)界面與PLC 的全部銅線，較現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的放線方式，該通信凡事大大減少了控制電纜的使用，同時(shí)較485 總線，在速度和可靠性上也有了較大提高。

■2.2 KingVIEW DDE 與Excel 連接

從VB 或Excel 中獲取數(shù)據(jù)可大大降低系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)存的占用，這對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)算性能的提高具有重要意義。KingVIEW 可通過(guò)DDE 方式與其它應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這也擴(kuò)充了KingVIEW 的功能。在組態(tài)王工程瀏覽器中，設(shè)備項(xiàng)，DDE 中新建DDE 設(shè)備，輸入DDE 的連接設(shè)備名為Excel 文件名，設(shè)置DDE 的服務(wù)程序名為“Excel”，設(shè)置數(shù)據(jù)交換方式為“標(biāo)準(zhǔn)的Windows 項(xiàng)目交換”，顯示所配置DDE 設(shè)備信息，確認(rèn)無(wú)誤后單擊完成，即完成Excel DDE 設(shè)備的配置。在Excel 中的某個(gè)單元格輸入DDE連接語(yǔ)句“=VIEW|TAGNAME!設(shè)備地址”，其中設(shè)備地址為在組態(tài)王中定義的IO 變量的寄存器地址，其格式為“連接設(shè)備名.寄存器名”，如“=VIEW|TAGNAME!PLC.INCREA100”。

■2.3 KingVIEW 在產(chǎn)品包裝上的應(yīng)用

KingVIEW 通過(guò)與外部數(shù)據(jù)文件鏈接的方式大大釋放了運(yùn)行內(nèi)存的壓力，因此在許多大型控制應(yīng)用場(chǎng)合中，常采用該種數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模式。

KingVIEW 在產(chǎn)品包裝線上的應(yīng)用主要包括包食品保證、制藥保證、衛(wèi)生用品保證等。此類(lèi)工程的實(shí)施目的主要是使用KingVIEW 軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的自動(dòng)監(jiān)控和對(duì)產(chǎn)品信息的記錄、查詢(xún)等操作，為后續(xù)生產(chǎn)決策提供合理、詳實(shí)的依據(jù)。目前，產(chǎn)品包裝線系統(tǒng)的硬件組成是PC 機(jī)加PLC的方式來(lái)完成，該種模式對(duì)小批量、少樣式的包裝產(chǎn)品具有較高的工作效率，但要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、多樣性的包裝制造功能則顯得吃力許多。KingVIEW 是進(jìn)行界面設(shè)計(jì)的一種通用軟件，因此可應(yīng)用于對(duì)包裝產(chǎn)品制造進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，其中控制其界面系統(tǒng)的某個(gè)界面的設(shè)計(jì)如圖 2 所示。系統(tǒng)具有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制功能，可對(duì)產(chǎn)品信息的校驗(yàn)和處理，系統(tǒng)運(yùn)行可靠、功能齊全、投資低、升級(jí)方便，可為用戶(hù)提供較完善的系統(tǒng)運(yùn)行信息和產(chǎn)品信息，極大地改善了操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖2 包裝產(chǎn)品制造系統(tǒng)KingVIEW 界面設(shè)計(jì)

■2.4 KingVIEW 在熱電廠中的應(yīng)用

某熱電廠生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)需采集鍋爐、汽機(jī)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的溫度、壓力、流量等參數(shù)；控制層配置8 個(gè)IO 采集站分別運(yùn)行KingVIEW 通用監(jiān)控軟件，監(jiān)控系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)并通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算及與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，運(yùn)行King VIEW Web 服務(wù)器軟件，可將控制層的實(shí)時(shí)顯示畫(huà)面發(fā)布到廣域網(wǎng)上。該系統(tǒng)具有生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)流程畫(huà)面、數(shù)值處理、報(bào)警、實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)顯示，并要求發(fā)布到公域網(wǎng)中，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)ODBC 方式與SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、功能齊全、投資低、升級(jí)方便、控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn)，為用戶(hù)提供了較完善的系統(tǒng)運(yùn)行信息和系統(tǒng)分析信息，提高了企業(yè)信息資源的利用率。

3 結(jié)束語(yǔ)

KingVIEW 工控機(jī)界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一種通用的，可應(yīng)用于多種PLC 控制器的界面設(shè)計(jì)環(huán)境，該環(huán)節(jié)主要由工程管理器、工程瀏覽器、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)組成。本文介紹了KingVIEW的三大組成部分的主要功能及作用，并通過(guò)實(shí)例介紹了基于KingVIEW 界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工業(yè)控制應(yīng)用，可為工程師開(kāi)發(fā)基于KingVIEW 軟件，并可與常用PLC 進(jìn)行通信連接的界面開(kāi)發(fā)提供參考。