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白  雷，沈安文，鄭定富

1  前言
目前DCS在過程控制領(lǐng)域的應用日益廣泛，其基本結(jié)構(gòu)為工業(yè)控制計算機/現(xiàn)場控制儀表或控制單元模塊/現(xiàn)場控制對象和執(zhí)行機構(gòu)三層。工業(yè)控制計算機實現(xiàn)生產(chǎn)過程信息、模擬畫面顯示、控制回路組態(tài)、生產(chǎn)過程優(yōu)化處理、運行趨勢報表顯示等功能；現(xiàn)場控制儀表及控制單元模塊完成過程數(shù)據(jù)I/O、直接數(shù)字的過程控制、設(shè)備監(jiān)視和系統(tǒng)測試診斷等功能；執(zhí)行機構(gòu)和控制對象則接收控制信號實施最后的操作。目前，國內(nèi)外多家組態(tài)軟件公司提供了功能強大、應用方便的組態(tài)軟件，用于DCS各層之間的協(xié)調(diào)連接和數(shù)據(jù)共享，在工控機上采用組態(tài)軟件編程成為DCS的一種趨勢。全中文工控組態(tài)軟件MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決工程實際問題的方案，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應用。
筆者承擔了湖北大冶鐵礦球團廠全過程自動化的改造項目。大冶鐵礦豎爐球團采用自制煤氣供其他工段使用，為達到穩(wěn)定供氣目的，采用DCS對出口煤氣的流量、壓力等參數(shù)進行了控制。重慶宇通公司（以下簡稱宇通公司）生產(chǎn)的ST2000是現(xiàn)場采用的數(shù)據(jù)采集單元，MCGS沒有提供其設(shè)備驅(qū)動，在實際應用中用戶需要利用組態(tài)軟件提供的接口規(guī)范自行編制，本文研究了ST2000智能儀表在MCGS下的設(shè)備驅(qū)動開發(fā)問題。
2  系統(tǒng)分析
制氣工段中，我們共設(shè)置3臺ST2000儀表對現(xiàn)場30個數(shù)據(jù)進行采集，采集到的數(shù)據(jù)送到主機，即研華610工控機上，通過主機與其他輸入輸出設(shè)備溝通。ST2000與主機之間采用422/485接口連接，其硬件系統(tǒng)圖如圖1所示。

 
圖1  ST2000數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)圖

該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在整個煤氣發(fā)生爐控制系統(tǒng)里實際上是一個數(shù)據(jù)源，在現(xiàn)場運行的環(huán)境下，必然要求數(shù)據(jù)的及時與可靠。考慮到整個軟件系統(tǒng)的運行周期以及硬件設(shè)備的執(zhí)行周期，設(shè)置構(gòu)件的調(diào)用周期為1s。同時，因為有多臺儀表同時運行，考慮到該工程量大、一次性投資多等原因，為避免設(shè)備構(gòu)件的重復使用，擬訂用單設(shè)備構(gòu)件采集多設(shè)備。
宇通公司生產(chǎn)的ST2000智能儀表是一種集數(shù)據(jù)采集、控制、顯示、傳輸及輸出為一體的現(xiàn)場可操作儀表。可按程序自動完成模擬量和數(shù)字量的輸入輸出，同時與上位機按照203_Optomux協(xié)議進行通信，通訊端口為COMM232。在大冶鐵礦煤氣發(fā)生爐控制系統(tǒng)中，該儀表用來實現(xiàn)工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換。
3  設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)
ST2000提供了可供用戶使用的串行通信協(xié)議，它提供了多種讀寫指令，由于這里只進行數(shù)據(jù)采集，選取讀指令格式為：

其返回指令格式為：

整個通訊過程為：在一個數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)，上位機調(diào)用ST2000設(shè)備驅(qū)動，向ST2000儀表發(fā)送讀指令，同時準備接收返回的數(shù)據(jù)；ST2000收到上位機發(fā)送的指令，自動校驗并識別指令含義及其所帶信息，將指令要求的數(shù)據(jù)以返回格式發(fā)送給上位機；上位機收到應答指令，校驗并解析指令識別數(shù)據(jù)。
通訊設(shè)置為：
 

MCGS系統(tǒng)提供了一套可擴充的接口規(guī)范和配套的高級開發(fā)工具包來開發(fā)擴充構(gòu)件，以多種方式與其他應用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交互，以滿足各方用戶的需求。
MCGS用Active DLL構(gòu)件的方式來實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動程序，通過規(guī)范的OLE接口掛接到MCGS中，使其構(gòu)成一個整體，由于設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件和MCGS運行在同一個進程內(nèi)，故設(shè)備構(gòu)件運行速度快，可靠性高，不存在傳統(tǒng)DDE方式連接時的數(shù)據(jù)流通不暢和傳輸速度慢等問題。同時，OLE是一個可擴充的開放標準，可實現(xiàn)不同語言軟件之間的相互操作。
MCGS把實際外部設(shè)備分為獨立的設(shè)備、父設(shè)備和子設(shè)備三類，獨立設(shè)備是可獨立工作，完成特定數(shù)據(jù)輸入輸出功能的設(shè)備，如PC接口卡；父設(shè)備是本身不處理數(shù)據(jù)輸入輸出，但起到管理其它設(shè)備工作的設(shè)備，如串行口設(shè)備、IDCN-893的通訊卡；子設(shè)備是本身具有處理數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，但只有和對應的父設(shè)備一起才構(gòu)成完整工作系統(tǒng)的設(shè)備，如PLC設(shè)備、帶智能通訊功能的儀器儀表等。MCGS提供通用串口父設(shè)備構(gòu)件，可直接掛接子設(shè)備和設(shè)置通訊屬性。
利用MCGS組態(tài)軟件的多語言支持功能和所帶的豐富的接口函數(shù)，很容易地進行編程，考慮到VB的簡潔和工整，可利用它進行開發(fā)工作。同時，利用MCGS提供的在線測試功能，可靈活的進行程序的在線調(diào)試。
需要注意的是，在編制設(shè)備構(gòu)件程序的過程中，兩個接口函數(shù)即RunDevCommand()和CollectDevDat()的運用。這兩個接口函數(shù)分別對應“設(shè)備命令”和“采集數(shù)據(jù)”兩個設(shè)備構(gòu)件的基本功能。用戶在編制程序時遇到需要分批采集數(shù)據(jù)，如采集多個同類設(shè)備，就要考慮到時序配合的問題。RunDevCommand()接口用于用戶自己定制命令，完成特殊功能，一般用來讀寫單個數(shù)據(jù)，而CollectDevDat()接口則可進行數(shù)據(jù)的批量讀寫，且可以直接和MCGS的組態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的變量聯(lián)系起來，較前者更方便可靠。

 
圖2  MCGS設(shè)備構(gòu)件開發(fā)流程圖

MCGS內(nèi)部的ST2000通訊狀態(tài)可由其通訊測試圖來顯示。ST2000回路控制器作為一個數(shù)據(jù)源通過組態(tài)同工程其他環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)工作，協(xié)助實現(xiàn)控制策略、實時報表、界面演示等功能。
不同設(shè)備，它所支持的通訊協(xié)議不同，其驅(qū)動程序的編制也就不盡相同。但只要給出其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，在掌握開發(fā)工具的條件下開發(fā)驅(qū)動，對于一般編程人員，都不是一件難事，驅(qū)動程序大致的開發(fā)流程如圖2所示。
4  結(jié)語
圖3為實際運行時ST2000的數(shù)據(jù)顯示界面。經(jīng)長期運行檢驗，該驅(qū)動程序效果良好，保證了數(shù)據(jù)采集的及時可靠，為進一步實現(xiàn)控制算法提供了準確穩(wěn)定的數(shù)據(jù)來源。

圖3  ST2000數(shù)據(jù)顯示界面

隨著科技的日新月異，各種先進設(shè)備不斷涌現(xiàn)，給從事流程工業(yè)控制的工程人員帶來前所未有的挑戰(zhàn)。開發(fā)設(shè)備驅(qū)動不論是對于軟、硬件開發(fā)工程人員還是對于第三方的專業(yè)、業(yè)余開發(fā)者或用戶來說，都越來越成為必要的技能。本文所介紹的在MCGS環(huán)境下開發(fā)智能型多功能儀表，方便易懂，簡潔明了，已經(jīng)成功運用于大冶鐵礦球團廠自動化改造項目中，具有較高的參考價值。

參考文獻：
[1]  北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司[Z]. 全中文工控組態(tài)軟件MCGS參考手冊. 1998.
[2]  北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司[Z]. 全中文工控組態(tài)軟件MCGS用戶指南. 1998.
[3]  魯思慧. 全中文工控組態(tài)軟件MCGS[J]. 自動化博覽, 2002.3.
[4]  沈德耀. 開放式集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)[J]. 岳陽師范學院學報（自然科學版）, 2000,13(3).
[5]  Brian Siler,Jeff Spotts Visual Basic 6.0開發(fā)使用手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1999,4.