咸阳自来水公司监控软件的设计与实现
咸阳自来水公司监控软件的设计与实现
李鹏飞蒋洪
西安电子科技大学多媒体研究所（西安 710071）
摘要：本文介绍了一个自来水公司微机监控系统的设计与实现。在说明系统总体设计思想的基础上详细阐述了系统的具体功能实现。所开发的系统功能全面、界面友好、实用性强。
关键词：监控系统 无线通讯 组态 SQL Server VB
The Design and Implementation of a Monitored Control System for Xianyang Water Corporation
LI Pengfei JiangHong
Multimedia Technology Institute of XiDian University (XI’AN 710071) Abstract: The paper describes a Monitor-control system for Waterworks in XianYang. We introduce the idea of system designation,then present the detailed implementation of the system. The system was rich in function, friend in interface and also has a high practicality. Keywords:Computer control system;wireless-communication; Configuration;SQL Server; VB
1 引言
咸阳市自来水公司下属五个水厂，其原有的一套监控系统是在DOS环境下做的，界面粗糙，操作复杂，功能简单，已经远远不能满足今天的需要，需要开发一套新的监控系统来取代旧的监控系统。本人所做的工作就是监控系统上位机软件的实现。为了增强软件的灵活性、通用性，便于调度人员根据实际情况改变和扩展系统监测点，软件结构采用组态软件方式。系统完全满足了用户的需要：运行速度
快、界面友好、操作简单、功能完善。
2 系统总体结构与工作原理
在现代的测控领域中，各种先进的测控技术、测控设备和测控手段层出不穷。有线通讯技术作为一种成熟的技术在现代工业中有了非常广泛的应用。然而，有线通讯技术也有着明显的局限，他们过多的依赖控制室和远端现场之间的物理连线，不适合于环境恶劣、现场危险、噪音干扰大、维护工作人员不宜停留的工作场所；而将无线通讯应用于工业测控中，则很好的解决了这些问题，并且具有价格低廉，安装方便，维护费用低等优点。根据这种情况，我们提出了基于无线通信远程测控系统的设计方案，并依此方案实现了自来水公司远程测控系统。
图1 基本模型
按照咸阳自来水公司的要求，供水调度系统由前台调度机、后台服务器、若干网络工作站及若干下层终端组成。基本模型如图1所示。系统分为两层结构，上层以后台服务器（联想万全服务器）为核心，与前台调度机（工控机）和网络工作站组成供水调度局域网，实现网
络资源共享。向上可通过网关/网桥与更高层连接，如企业局域网和国际互联网。下层由西门子微型PLC:224系列来完成现场数据采集；前台调度机通过无线网完成与下层现场采集单元的数据通信。通信设备选用MOTOROLA：220MHZ数传电台，本系统拓扑结构采用星型一对多点模式。
系统在运行过程中，主控计算机发出控制命令，控制信号经计算机的串行通信口Com1到达数传电台，数传电台在2229.550MHz的频率范围内使用广播的方式向下层的水厂和测压站发出通信信号，同时能以相同的频率接收从水厂和测压站发回的数据，并将接收数据解调，然后按相反的传送方向到达主控计算机进行数据处理。
3软件设计
3.1操作系统和编程工具的选择
本项目开发中操作系统采用Microsoft Windows2000。在Windows环境下快速开发监控软件，Visual Basic6.0是首选的开发工具之一。Visual Basic具有良好的图形用户界面（GUI），并支持面向对象的程序设计，具有结构化的事件驱动编程模式，支持DDE和OLE 等特性，同时引入了可视化（Visual）编程技术，使用户能轻松高效地编出Windows应用程序。Visual Basic语言对数据库和网络功能支持比较好，提供了比较完备的控件资源，所以使用Visual Basic语言开发周期短，便于维护和调试。在此，我们就是利用了VB的MSCOMM控件来实现调度机与数传电台之间的通信。Visual Basic 与Windows API配合使用，已能够完成自来水系统中调度站和工程师
站应用程序的要求，所以选用Visual Basic 6.0作为系统的编程语言。
Microsoft SQL Server基于Windows NT操作系统之上，提供一个功能强大的Client/Server结构的数据库管理系统，在C/S结构的应用中，服务器端软件用于存储数据、处理数据请求、维护数据完整性，而客户端软件用于处理用户界面、生成数据请求、将返回结果显示给用户，这种结构使得该系统能够在服务器端和客户端之间平衡负载，在整体性能上与传统的基于文件共享方式数据库管理系统相比有大幅度的提高。它提供的自动锁功能使得并发用户可以安全而高效地访问数据，并且提供方便而灵活的备份和恢复方法，能够确保设计良好的应用中的数据在任何意外发生的情况下都可以最大限度地被恢复；它与Windows NT的结合紧密，易用性强，因此越来越多地被采用Microsoft SQL Server与Windows NT之间具有良好的协调性，利用Window s NT 的性能监视器，可以帮助用户管理和监控SQL Server 的性能。本系统的数据库选用Microsoft SQL Server2000数据库系统平台来进行开发。
3.2流程界面的设计
为了提高软件产品的复用度，节省同类软件的开发时间。通过对测控系统界面所需要显示的现场各种设备的抽象，采用软件中的构件技术进行软件系统的开发和管理。界面部分的构件主要分为两类，即动态图形构件和静态图形构件。根据项目的实际需要，静态图形构件主要包括：阀门、压力传感器、温度传感器、流量传感器和变频器；动态图形构件主要包括：流水管线、水泵、换热器、凝结水箱、补水
装置和凝汽器。区别主要是动态图形构件的显示画面可以随时间改变，静态图形构件不随时间改变。
3.3通信设计
VB的通信控件MSComm不但能够实现串行通信的全部功能，而且具有程序简单明了，开发速度快的特点。每个MSComm对应一个串行端口。由于采用一对多广播方式通信，因此只需要Com1即可。主调度机发送的通讯帧第一位即为从机地址，从机接收到通讯帧后根据该帧的第一位数据判断是否为与自己通讯。MSComm控件提供两种处理通信的方式：中断方式和查询方式。本系统中我们在采集数据时采用查询方式，获取报警信息采用中断方式，可以使通讯处理模块更加容易实现。在通信中数据均用二进制形式发送或取回，因此MSComm的InputMode属性要设置为comInputModeBinary。
3.3数据库技术
在Visual Basic 6.0 中文版中，有三种程序模型与Microsoft SQL Server的连接：
1) 数据访问对象(Data Access Object)
DAO是第一个面向对象的接口，它显露了Microsoft Jet数据库引擎（由Microsoft Access所使用），并允许 Visual Basic开发者通过ODBC直接连接到其他数据库, 例如SQL Server一样，直接连接到Access 表。DAO最适用于单系统应用程序或小范围本地分布使用。
2) 远程数据对象(Remote Data Object)
RDO具备DAO的基本功能，是主要针对ODBC的数据访问接口，
但是RDO只有通过ODBC才能访问关系数据库。访问Jet数据库和ISAM数据库的能力很弱。
3) ActiveX 数据对象(ActiveX Data Object)
ADO 是 DAO/RDO 的后继产物，是为 Microsoft最新和最强大的数据访问范例 OLE DB 而设计的，是现存数据访问模型中最好的。它的对象提供了快捷、简单、有效的访问数据源的手段。ADO改进和消除了DAO和RDO数据库访问能力的不足，已经成为VB开发系统新的数据访问标准。在本系统中，我们使用ADO对象来对数据库进行操作。
此外，由于系统中工作站较多而且还将继续增加，为了减轻调度机的负担，利用Microsoft SQL Server强大的复制功能，实现调度机和服务器的数据同步，所有的工作站都只向服务器请求数据。从而避免影响调度机的正常作业。
4系统功能简介
4.1站点组态
完成对各水厂和测压站的配置，包括各站点的名称、编号、端口配置、站点特征、报警值等参数。
4.2参数设置
完成对各参数的报警上下限，量程限，采集数据间隔，站点自动对时间隔等。
4.3瞬时数据
用户随时可以查询当前各个站点的瞬时数据值。当选定要查看
站点后，系统开始对该站点不间断采集，使该站点的瞬时数据始终保持最新直至用户停止查看。
4.4流程图组态
通过鼠标拖动操作，就可以完成流程图上各单元的添加、移动，修改和删除。
4.5趋势曲线组态
用户可以根据需要，组态各站点的相同或不同参数的曲线图，可以是一个参数，也可以是多个参数；时间段可以是小时，天、月或年。
4.6报表组态
用户可以根据需要设定标题、表头、报表尺寸、报表格式等，报表内容来自历史数据库。根据报表的类型可以是日报、月报、年报。
4.7打印功能
软件具有、丰富的打印功能，曲线打印可以任意调节大小，可以根据报表尺寸大小打印报表。
4.7报警功能
报警可以在第一时间内上传调度，调度机立即开窗显示报警信息，同时声光报警。报警信息存入数据库，供查询分析。
5结束语
VB有着灵活、简单的特点，能很容易的实现目前的一些工业控制系统。本文设计的自来水公司监控系统可以自动的监测水厂和测
压站的各个参数，可以对异常状况进行实时报警。这不仅提高了水
厂的现代化、自动化管理水平，而且可以避免和减少事故的发生。该系统已经运行一年多，实践证明该系统性能稳定，使用方便，运
行效果良好，可以推广应用。
参考文献
1 [美]Marci Frohock Garcia，Jamie Reding,Edward Whalen,Steve Adrien Deluca,著，孙岩译。Microsoft SQL Server 2000 系统管理员宝典。北京:清华大学出版社，2001
2 王道义，乔陶鹏，李颖鹏，宋德强，著，Visual Basic 6 使用详解。北京：机械工业出版社，1999
作者简介：李鹏飞：男，汉族，1976年4月出生，硕士研究生；研究方向：计算机测控，多媒体。蒋洪：男，教授；研究方向：计算机测控。电话：029-*******,130********；E-mail：lpfsea@https://www.wendangku.net/doc/998823294.html,。
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李鹏飞蒋洪