摘 要：本文主要介紹了基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制組態(tài)軟件開發(fā)地下建筑監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。首先文章概述了一種LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，接著介紹了組態(tài)軟件“組態(tài)王”，最后詳細(xì)說明了Lonworks控制系統(tǒng)和組態(tài)軟件在地下建筑控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：LonWorks; 組態(tài)軟件; 監(jiān)控系統(tǒng) 1 概述 　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地下建筑工程逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎嬎銠C(jī)集中控制。LonWorks分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)它真正并徹底的貫徹了“分散控制，集中管理”的控制思想，非常適合地下建筑工程的需要。本文將介紹LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和工控組態(tài)軟件在地下建筑控制工程的應(yīng)用。 2 LonWorks網(wǎng)絡(luò)及LonWorks控制器 　　LON（Local Operation Networks）總線是美國ECHELON公司在1991年推出的局部操作網(wǎng)絡(luò)，為集散式監(jiān)控系統(tǒng)提供了很強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)手段。它可以廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電力以及樓宇自動化等領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的全面網(wǎng)絡(luò)化測控。是使用得最廣泛的現(xiàn)場總線，被認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。 　　893-LM系列LonWorks網(wǎng)絡(luò)智能控制器是由解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院國防工程自動化研究所研制的，充分利用了LonWorks現(xiàn)有的各種成熟的、先進(jìn)的技術(shù)以及方便的開發(fā)手段，具有支持多種通信介質(zhì)、通信距離長、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。同時，由于893-LM系列產(chǎn)品采用獨(dú)特的命令消息傳遞方式，實(shí)現(xiàn)了測控前端的即插即用，不需配置，更不要專門的配置工具，不但可節(jié)約投資，還降低了應(yīng)用難度，簡化了系統(tǒng)維護(hù)量。另外，在893-LM網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，還特別設(shè)計了針對地下建筑工程的防水、防潮、防鹽霧的措施，并通過了相關(guān)的專業(yè)檢測和認(rèn)證，使之能夠在惡劣的環(huán)境下長期可靠的工作。 3 “組態(tài)王”組態(tài)軟件 　　隨著計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展及對工業(yè)自動化的要求越來越高，以及大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，在工業(yè)項(xiàng)目的設(shè)計過程中如何提供一個可靠、直觀、實(shí)時、高效的人機(jī)接口日益引起人們的重視。本工程中應(yīng)用的是國內(nèi)一種比較優(yōu)秀的組態(tài)軟件“組態(tài)王6.01”。組態(tài)王以Windows98/NT/2000中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺，充分利用了Windows圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點(diǎn)。它由工程瀏覽器（TouchExplorer）和畫面運(yùn)行系統(tǒng)（TouchView）以及驅(qū)動程序組成;它提供了豐富的動畫連接，如“閃爍”、“旋轉(zhuǎn)”、“填充”、“移動”等，使畫面生動直觀;具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫;提供了一種類C語言的命令語言，語言簡潔、直觀、易學(xué)易用;最新的組態(tài)王6.01還新增了發(fā)布畫面供遠(yuǎn)程機(jī)器瀏覽，遠(yuǎn)程站點(diǎn)可通過訪問Web服務(wù)器上的HTML文件來訪問組態(tài)王的畫面和數(shù)據(jù)?？蛻舳嗽诓恍枰惭b組態(tài)王的情況下利用IE瀏覽器訪問組態(tài)王工程的數(shù)據(jù)和畫面，非常的方便?？傊褂媒M態(tài)王，管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲得實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)。 4 LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和工控組態(tài)軟件在地下建筑工程的應(yīng)用 　　4.1 系統(tǒng)概況 　　本工程主要有車庫、通風(fēng)空調(diào)室、辦公室及供配電系統(tǒng)等。需要測量一些設(shè)備運(yùn)行情況及溫度、濕度、水庫水位等實(shí)時數(shù)據(jù)，并能觀察人員出入情況對緊急情況發(fā)出報警信號等。 [align=center] 圖1 基于LonWorks 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)[/align] 　　其控制系統(tǒng)是基于LonWorks的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。它的具體配置如下：采用臺灣的研華工控機(jī)作為控制系統(tǒng)的上位機(jī)，其內(nèi)裝亞控公司的組態(tài)王6.01軟件，各個站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集是通過國防工程自動化研究所的893-LM系列產(chǎn)品完成的，如LM1101，LM1102，LM1204等模塊來作為系統(tǒng)的下位機(jī)。其中LM1101，LM1102分別是4路和8路模擬量輸入模塊，用來監(jiān)控室內(nèi)溫度、濕度和水庫水位等。LM1204是16路開關(guān)量輸入，16路開關(guān)量輸出模塊，用來對各種高、低壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送與通訊也是通過國防工程自動化研究所的893網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)的，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的最終控制。本工程中總共用到了300多個測點(diǎn)，有大量的開關(guān)量，針對地下建筑工程比較惡劣或緊急狀態(tài)下能對系統(tǒng)作出快速、準(zhǔn)確、有效的操作。 　　4.2 893-LM設(shè)備驅(qū)動 　　KingView6.01提供了893-LM系列控制器的設(shè)備驅(qū)動程序，直接從設(shè)備列表中選擇其即可。其中驅(qū)動程序中共定義了六種寄存器：AI-模擬量輸入;AO-模擬量輸出;DI-開關(guān)量輸入;DO-開關(guān)量輸出;TC-計數(shù);OI-開關(guān)量輸出通道狀態(tài)回讀等寄存器。并且在組態(tài)王中配置模擬量時，只支持INT，LONG，F(xiàn)LOAT三種類型，開關(guān)量只支持BIT，計數(shù)支持LONG。 　　4.3 人機(jī)界面設(shè)計 　　在組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)多種畫面監(jiān)控方式： 　?、?按工程布局監(jiān)控。設(shè)計了工程主畫面，通過點(diǎn)擊主畫面的各個按紐可進(jìn)入系統(tǒng)的各個重要部分畫面，如車庫畫面、辦公室畫面、控制室畫面，空調(diào)系統(tǒng)畫面等。 　　⑵ 工藝流程圖。設(shè)計了電氣主接線圖、水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等畫面。 　　⑶ 棒狀圖。設(shè)計了辦公室溫、濕度變化示意圖、水庫水位變化示意圖等，用棒狀圖再加以數(shù)據(jù)說明的形式來表示，既形象又直觀。 　?、?歷史和實(shí)時曲線圖。針對本工程對辦公室溫、濕度要求的嚴(yán)格性，重要性，在有棒狀圖表示的基礎(chǔ)上在利用歷史和實(shí)時曲線圖加以說明，能夠更加清楚的了解和掌握溫濕度的變化。 　　此外，還實(shí)現(xiàn)了其他監(jiān)控功能：按主畫面的登錄按紐時，系統(tǒng)提示你輸入密碼，只有輸入正確密碼后才能登錄并對系統(tǒng)的各個開關(guān)按紐進(jìn)行操作，否則是無法操作的，從而保證了系統(tǒng)的安全性;另外，還有報警記錄和對報表的查詢、編輯和打印等功能;此外，還設(shè)計了狀態(tài)欄，可顯示工程運(yùn)行了多長時間以及當(dāng)前時間還有當(dāng)前操作員名稱和報警顯示等等。 　　4.4 設(shè)計畫面中的一些技巧和體會 　　在設(shè)計畫面解決問題的過程中總結(jié)了一些技巧和體會： 　?、?如何實(shí)現(xiàn)開機(jī)就直接進(jìn)入監(jiān)控運(yùn)行畫面。 　　拷貝touchview.exe到開始菜單—程序—啟動文件夾中。 　?、?如何禁止運(yùn)行系統(tǒng)退出 　　進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置，在工程瀏覽器中的運(yùn)行\(zhòng)特殊中選中禁止退出運(yùn)行環(huán)境。 　　⑶ 如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)管中風(fēng)的流動。 　　這里有兩種方法都能形象的顯示出流動的效果。第一種辦法是先用繪圖工具畫一個箭頭，再拷貝4組，表示風(fēng)流動的方向。為了要使風(fēng)真正動起來，在數(shù)據(jù)詞典中定義了一個整形變量A，在畫面命令語言中啟動時設(shè)定“A=1;”，運(yùn)行時設(shè)定每100毫秒編寫以下程序：“A=A+1;if（A>5）｛A=1;｝”。最后實(shí)現(xiàn)動畫連接，在這里巧妙的應(yīng)用到了隱含功能。在第一條箭頭動畫連接的隱含條件表達(dá)式賦予“A=1”，并確定表達(dá)式為真時顯示，在第二條箭頭的隱含條件表達(dá)式中賦予“A=2”，其他條件不變。以此類推。這樣當(dāng)A=1時，第一條箭頭顯示，A=5時，第五條箭頭顯示，當(dāng)A>5時，A=1，程序又重復(fù)運(yùn)行，于是風(fēng)就真正的動起來了。第二種辦法只須畫一個箭頭。然后在數(shù)據(jù)詞典中定義一整形變量B，在畫面命令語言中啟動時設(shè)定“B=0;”，運(yùn)行時設(shè)定每55毫秒編寫以下程序：“B=B+10;if（B>100）｛B=0;｝”。最后也實(shí)現(xiàn)動畫連接，箭頭的水平移動表達(dá)式中填寫B(tài)，并填寫好方框中移動距離，對應(yīng)值取100。這樣也能達(dá)到風(fēng)動的效果。此外葉片的轉(zhuǎn)動也可參照上述方法分別用隱含和旋轉(zhuǎn)功能加以實(shí)現(xiàn)。 　　⑷ 如何將AutoCAD中的圖片拷貝到組態(tài)王畫面中來。 　　先將AutoCAD的要拷貝的畫面選定用File菜單中的Export功能轉(zhuǎn)化出來，再用ACDsee軟件打開轉(zhuǎn)化為.jpeg格式?；氐浇M態(tài)王中用編輯菜單中拷貝點(diǎn)位圖功能拷貝過來即可。 　　⑸ 如何在畫面中增加變化多樣的字體。 　　可利用Word中的藝術(shù)字功能，選擇自己喜歡的字體后保存為.bmp格式，然后在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“從文件中加載點(diǎn)位圖”加載開始保存好的圖畫，并將其透明化即可。 　　⑹ 圖庫精靈的另一種用法。 　　組態(tài)王提供了許多圖庫精靈，但有時它們定義的動畫連接還不能完全符合工程的要求。選擇一個圖庫精靈，在圖庫欄選擇“轉(zhuǎn)化為普通圖素”，再“合成組合圖素”，然后在根據(jù)所需要求進(jìn)行動畫連接。 　?、?如何復(fù)制運(yùn)行畫面。 　　在運(yùn)行時按下鍵盤上的屏幕拷貝鍵（print screen），在畫圖軟件中使用粘貼即可。 　?、?如何實(shí)現(xiàn)歷史報表的實(shí)時打印。 　　可以利用命令語言實(shí)現(xiàn)。例如每天早八點(diǎn)打印一次，利用事件命令語言，在“事件描述”中寫入事件 “$小時==8”在事件“發(fā)生時”執(zhí)行函數(shù)reportprint2（）即可。 　?、?開發(fā)工程如何不讓別人看到。 　　在工程瀏覽器的工具菜單中選擇工程加密可以避免別人打開工程，但一定要記住密碼，因?yàn)橐坏┟艽a丟失，沒有后臺可以解密。 　　⑽ 如何給按紐添加注釋。 　　選中按鈕按鼠標(biāo)右鍵選擇字符串切換，在按鈕屬性的提示文本中添加注釋即可。 　　⑾ WebServer發(fā)布的頁面如何進(jìn)行切換。 　　組態(tài)王6.01提供了Web頁面發(fā)布功能，允許在其他未裝組態(tài)王的計算機(jī)上通過IE瀏覽發(fā)布的頁面，但遺憾的是發(fā)布的頁面上的按鈕無法操作，所以為了要實(shí)現(xiàn)發(fā)布的頁面的切換只有利用FrontPage對發(fā)布的頁面進(jìn)行編輯，建立新的超級連接。 　　總之，通過巧妙運(yùn)用組態(tài)王中的各種功能能使制作的畫面生動、逼真，達(dá)到預(yù)想的效果。 5 總結(jié) 　　基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)和工控組態(tài)軟件組建的地下建筑工程監(jiān)控系統(tǒng)具有開發(fā)成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集速度快等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用中運(yùn)行效果良好。該系統(tǒng)在地下建筑工程自動化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn) 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