监控组态软件的功能和使用

▪ 创建对象的程序称为客户应用程序，它可以接受、 显示和存储对象。客户应用程序能够接受、指向、 显示和存储由OLE服务器程序创建的对象（这些 对象本身可包含各种数据），提供工具给用户激 活和操作对象，提供方法将链接和嵌入的对象放 入或移出文档，并能在需要时激活服务器应用程 序。
▪ 某些应用程序既可以是服务器应用程序，也可 以是客户应用程序，如Word、Excel等。
▪ （2）OPC技术产生的背景
▪ 在传统的控制系统中，I/O智能设备之间及I/O智能 设备与控制系统之间的数据通信是通过驱动软件来 实现的。加重了开发商的负担，同时有以下弊端：
▪ 1）为特定硬件开发启动程序，采用不同的数ห้องสมุดไป่ตู้交 换协议，无法优化操作；
▪ 2）I/O设备任何变化都会造成驱动程序不兼容； ▪ 3）两个应用程序不能同时访问同一设备； ▪ 4）不能即插即用。
▪ 计算机监控系统的组态软件技术： ▪ 图形界面技术
▪ 面向对象编程技术（Object 服务器 Oriented Program，OOP）
▪ 组件技术（Component Object Model， COM）
▪ 1．组态及组态软件的概念
▪ “组态”的概念最早来自英文configuration， 含义是使用软件工具对计算机硬件及软件的 各种资源进行配置，使其达到设计要求，满 足用户需要。也就是通过对软件采用非编程 的操作方式，进行参数填写、图形连接和文 件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种 指定的功能。
▪ 实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、 开放数据接口、对I/O设备的广泛支持。
▪ 4．组态软件的特点
▪ 组态软件的突出特点是实时多任务。 ▪ （1）提供开发环境和运行环境； ▪ （2）采用客户/服务器模式； ▪ （3）软件采用组件方式构成； ▪ （4）采用DDE、OLE、COM/DCOM、Active X技术； ▪ （5）提供ODBC、OPC、API接口； ▪ （6）支持分布式应用； ▪ （7）支持多种系统结构，如单用户、多用户（网
▪ （4）OPC的特点 ▪ 1）采用客户/服务器模式 ▪ 2）减轻硬件开发商的工作 ▪ 3）减轻应用程序开发人员的工作 ▪ 4）开放性增强 ▪ 5）将软硬件开发工作分离
5.3 监控组态软件原理
▪ 监控组态软件概述
▪ 现代计算机监控系统的功能越来越强，除了 完成基本的数据采集和控制功能外，还要完 成故障诊断、数据分析、报表的形成和打印， 与管理层交换数据，为操作人员提供灵活方 便的人机界面。另外，随着生产规模的变化， 计算机接口的部件和控制部件也随着系统规 模的变化进行增减。
▪ （ 3）OLE应用程序的分类
▪ 在大多数OLE文档中，应用程序分为客户应 用程序（Client application）和服务器应用程 序（Sever application）。
▪ 能创建、编辑对象，运行对象中含有详细数 据结构的应用程序称为服务器应用程序（或对象 服务器）。当用户激活对象时，服务器应用程序 开始启动，然后用户可以编辑和播放在服务器应 用窗口内的对象。
▪ 4．COM/DCOM
▪ （1）面向对象未解决的困难
▪ 软件开发周期长、维护困难、开放性差、 难以重用。
▪ （2）组件技术
▪ 组件是独立于特定的程序设计语言和应用 系统，具有可重用性、能自包含的软件部分。 将一个庞大的软件分成多个模块，每个模块 保持一定的功能独立性，在协同工作的同时， 通过互相之间的接口交换信息来完成任务， 将这样的软件模块称为组件。
▪ （3）OPC的意义
▪ OPC的意义就如即插即用技术对于计算机工业的意
义一样重要。采用OPC技术的主要好处为：更多的选 择性，对过程数据的方便存取，监控设备的即插即用， 开发工具的高效率应用，彻底解决了不同厂家设备之 间的互操作问题。 ▪ 现在，OPC已经不单纯是应用程序与I/O（硬件） 设备的接口，它实际上还可以作为Windows应用程序 之间交换数据的通用规范。
在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成 工作所依赖的开发环境。
▪ （3）图形界面运行程序
▪ 在系统运行环境下，图形目标应用系统被图 形界面运行程序装入计算机内存并投入实时 运行。
▪ （4）实时数据库系统组态程序
▪ 建立实时数据库的组态工具，可以定义实时 数据库的结构、数据来源、数据连接、数据 类型及相关的各种参数。
▪ Component Object Model / Distributed Component Object Model——Microsoft
▪ （4）COM组件技术的原理及特性
▪ COM不仅仅提供了组件之间接口的标准，还 引入了面向对象的思想。
▪ COM组件、COM对象、COM接口之间的关 系：
象的数据格式。
▪ （2）OLE
▪ OLE是将不同应用软件、不同操作系统中 的对象组合成一个功能强大的新应用；可以使 得个应用程序能够紧密正确地使用另一个应用 程序的服务。
▪ OLE是一种高级的进程间通信机制。它把 用户从应用程序为中心的应用环境解脱出来， 代之以文档为中心的计算环境。在前一种环境 中，完成任务的工具是单个的应用程序，而以 文档为中心的计算环境，用户能综合使用多种 程序来完成任务。
第五章
监控组态软件的功能和使用
▪ 5.1 计算机监控系统的组成 ▪ 5.2 现代软件技术 ▪ 5.3 监控组态软件原理 ▪ 5.4 WinCC的功能介绍
5.1 计算机监控系统的组成
1.
计 算 机
2.
3.
4.
5.2 现代软件技术
▪ 1．面向对象技术（OO）
▪ 是一种以对象为基础，以事件或消息来驱动 对象执行处理的程序设计技术。具有抽象性、 封装性、继承性及多态性。
▪ 从现实世界中客观存在的事物（即对象）出 发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能 运用人类的自然思维方式。
▪ 具有程序结构清晰 ▪ 自动生成程序框架，实现简单，可有效地
减少程序的维护工作量，代码重用率高 ▪ 软件开发效率高等优点
▪ 2．动态数据交换技术（DDE）
▪ （1）Windows数据交换方式
不同应用领域的需求； ▪ （7）最终生成的应用系统运行稳定可靠； ▪ （8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
▪ 6．组态软件的系统构成
▪ 必备的典型组件包括：
▪ （1）应用程序管理器 ▪ 提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立
新应用等功能的专用管理工具。 ▪ （2）图形界面开发程序 ▪ 是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，
▪ 3．HMI/SCADA软件
▪ 组态软件的更确切称呼应该是 人 机 界 面 HMI （Human Machine Interface）/ 监控与数据 采 集 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件。
▪ 实现HMI或MMI（Man Machine Interface） 和控制功能；
▪ COM规范有以下几个特性： ▪ （1） 客户/服务其模型 ▪ （2） 语言无关性 ▪ （3） 进程透明性 ▪ （4） 应用程序级可重用性
▪ 5．用于过程控制的OLE（OPC）规范
▪ （1）什么是OPC？ ▪ 用于过程控制的对象链接与嵌入技术（OPC，
OLE for Process Control），是基于Microsoft的 COM/DCOM和Active X的技术。包含了工业自动 化应用中使用的一整套的接口、属性和方法的标准， 是把OLE应用在过程控制中的技术。 ▪ OPC提供了应用程序与I/O接口设备之间数据通 信的共同接口，与过程中的控制软件或装置无关。
▪ （3）DDE应用程序分类
▪ DDE应用程序可以分为客户应用程序和服 务器应用程序。
▪ 发起对话请求数据交换的应用程序称为客 户应用程序，响应请求的应用程序称为服务 器应用程序。
▪ （4）DDE的三种对话方式
▪ DDE有三种对话方式：热链路（Hot link）、冷链路（Cool link）和温链路 （Warm link）。
▪ 提高系统的实时性，增强处理能力。
▪ （5）实时数据库系统运行程序
▪ 在系统运行环境下，目标实时数据库及 其应用系统被实时数据库系统运行程序 装入计算机内存并执行预定的各种数据 计算、数据处理任务。历史数据的查询、 检索、报警的管理都是在实时数据库系 统运行程序中完成的。
▪ OLE（Object Linking and Embedded）是 在DDE技术基础上发展起来的新技术。OLE的 任务不再是交换数据，而是交换完整的对象。
▪ （1）在Word中插入Excel表格（对象）。 ▪ 对象显示在Word视图中； ▪ 数据存储在Word文档中； ▪ 编辑时，双击对象，调出对象操作程序； ▪ Word能够对对象进行存储和管理，不知道对
▪ （4）存储和寻址方式
OLE对象的存储和寻址方式：链接和嵌入。 ▪ 嵌入是将对象的数据信息完整地放置在客户机应用程
序的过程。链接时在客户机应用程序中存储对象的一些 描述信息和过程。这些描述包括对象文件及其路径名称， 编辑这个对象的服务器应用程序的名称等。 ▪ 对于嵌入，原始对象的改变无法影响那些已嵌入的对 象，而链接方式中的对象可以不依赖于超文本而自身发 生变化，并且链接对象的应用可以胡斯文档相对较小一 些，因为链接对象只有一个而同时被多个文档所共用。
▪ 剪贴板、动态连接库DDL、动态数据交换 DDE（Dynamic Data Exchange）以及对象 链接与嵌入等。
▪ （2）DDE技术
▪ 动态数据交换技术（DDE）是在Windows 系统中支持的进程间的通信机制。它是以共 享全局（Global）内存来实现数据交换的。 DDE可以用来实现许多应用程序功能（包括： 连接实时数据、建立综合文档、执行应用程 序之间的数据查询）。
▪ （ 3）两个组件技术标准