摘要：現(xiàn)代分散控制系統(tǒng)與早期的DCS系統(tǒng)相比，zui大的區(qū)別之一就是采用了面向對象的技術。如MAXl000+PLUS對MAXl000、MAXl的兼容和升級。面向對象技術的應用將促進生產(chǎn)過程的測控和管理一體化的發(fā)展。本文介紹了現(xiàn)代分散控制系統(tǒng)DCS的人機界面接口MAXVUE及應用方法。
　　
　　1、引言
　　
　　現(xiàn)代分散控制系統(tǒng)與早期的DCS系統(tǒng)相比，zui大的區(qū)別之一就是采用了面向對象的技術。如MAXl000+PLUS對MAXl000、MAXl的兼容和升級。MAXl000+PLUS采用WindowsNT操作平臺和MAXNET局域網(wǎng)，以MAXTOOLS為組態(tài)工具，采用MAXVUE及ISaGRAF等面向對象的人機交互界面。面向對象技術的應用將促進生產(chǎn)過程的測控和管理一體化的發(fā)展。
　　
　　MAXTOOIS可以在線用于MAXl000+PLUS系統(tǒng)的組態(tài)修改，也可以離線在PC機上運行實現(xiàn)對控制過程的仿真。它可以對遠程處理單元RPU中的分散處理單元DPU、VO模件及L／O信號進行標識和配置，實現(xiàn)對RPU中的設備卡件的電源進行通道分配，進行模件分配布局，采用MAXVUE對測控點和事件分組進行組態(tài)，生成和維護IEC—1131—3（1SaGRAF）程序，生成組態(tài)報告及對組態(tài)信息的磁盤文件進行存取等功能。MAXTOOLS的主要特點有：
　　
　　（1）安裝更方便。可以只安裝部份組態(tài)信息，小到只組態(tài)1個點。
　　
　　（2）記錄更快捷，對用戶更友好，如與Windows的記事本一致，極易從記錄數(shù)據(jù)包中獲取信息實現(xiàn)顯示打印等。
　　
　　（3）顯示更迅速。MAXVUE運行速度更快，比原顯示調用時間縮短50％。
　　
　　（4）邊界可控制。可在屏幕上動畫顯示點狀態(tài)，在動態(tài)控件邊界顯示報警狀態(tài)。
　　
　　（5）警報信號器。基于．WAV文件格式，可根據(jù)復雜的報警條件組合形成各種報警聲音信號，如發(fā)出通告“請增加給水流量廠
　　
　　（6）1ECll31邏輯量程控保護聯(lián)鎖網(wǎng)絡。允許在全網(wǎng)絡范圍內調試邏輯程序。
　　
　　（7）MAXNKF網(wǎng)絡狀態(tài)顯示。包括網(wǎng)絡高速路上各種數(shù)據(jù)交換的統(tǒng)訓—描述。
　　
　　（8）一體化組合（Services）。可允許趨勢報警及其它各有關信息組合生成子組態(tài)。
　　
　　（9）自動登錄。要求工程師、系統(tǒng)管理員根據(jù)口令登錄。
　　
　　MAXl000十PLUS系統(tǒng)可由MAXNET網(wǎng)絡中的交換式集成器將多個工作站分成若干個域（Domain），各域之間的信息共享且每個域可獨立完成一定任務。該系統(tǒng)可提供6個報警安全等級（o—5），報警事件可產(chǎn)生于DPU或MAX工作站。事件的組態(tài)內容包括按點名的地址組態(tài)選擇、按分組的地址組態(tài)選擇、DPU使用資源統(tǒng)計組態(tài)及VO信號源組態(tài)選擇等。按點名的地址組態(tài)可從MAXTOOLS中列出的DPU的名單中選擇進行組態(tài)，或從點型名單中選擇。得出各點名、點型和DPU配置的詳細數(shù)據(jù)。MAXTOOLS詳細使用及對過程算法及數(shù)據(jù)的組態(tài)請見文[1）o利用MAXTOOLS組態(tài)不需對物理硬件進行跟蹤記憶，信息均由相應對象選擇框彈出。數(shù)據(jù)點可按邏輯方式命名，即用區(qū)域、裝置、設備，通用名（A／F／E／G）屬于基于規(guī)則的系統(tǒng)，其功能有：在各RPU之間適當分配負載；將I／O負載分配給適當?shù)腎／O模件；為平衡分配建立端子板總線地址；為組態(tài)控制策略分配適當?shù)目刂茐K、數(shù)據(jù)塊和可編程塊等。由此實現(xiàn)對過程和屏幕顯示進行邏輯選擇式組態(tài)，而不必使用標識名稱或硬件地址。MAXTOOLS組態(tài)的信息由MAXVUE實現(xiàn)人杌交互接口與處理。下面對MAXVUE的特性及應用進行分析介紹。
　　
　　2、MAXVUE人機界面特性
　　
　　MAXl000+PLUS系統(tǒng)采用WindowsNT操作系統(tǒng)，人機接口界面為MAXVUE。它類似當今流行的工業(yè)控制組態(tài)軟件如Intouch、Fix、組態(tài)王等，取代了原MAXl000系統(tǒng)的組態(tài)軟件DATAVUE，為開發(fā)和維護及使用過程圖形監(jiān)控畫面帶來了方便。MAXVUE入機界面接口具有下述特點：
　　
　　（1）可生成高解析度的圖像，可制作分辯率為1280x1024像素的過程圖形；
　　
　　（2）可開發(fā)實時人機交互過程接口，在發(fā)生事件時自動提示運行人員進行操作或輸人數(shù)據(jù)，當所選擇的顯示點報警時可切至預組態(tài)定義的畫面；
　　
　　（3）可使用bitmap圖像格式作為靜態(tài)圖像背景，也可由程序或手動將圖像動態(tài)插入顯示；并可使用多媒體如語音文件等；
　　
　　（4）顯示窗的啟停及印換僅用按鈕或熱鍵進行；
　　
　　（5）與其它Windows應用程序之間的數(shù)據(jù)信息交換可用DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）和OLE（對象嵌入與鏈接）。
　　
　　MAXVUE的編輯器使用Windows習慣的下拉式菜單、剪印復制等工具，可以在顯示窗中自由放置文本、圖形及數(shù)據(jù)變量等，并可對屏幕上的對象進行移動、拷貝、旋轉、尺寸交換等Windows對象的屬性功能操作，可從“Icon"和"Group'庫中選擇對象如水泵、風機及條形圖等直接進行設計開發(fā)，組態(tài)時僅需給各對象賦予相應標識名稱即可。趨勢圖也可嵌入到顯示對象中，用彈出式窗口顯示而不影響正常圖形顯示。
　　
　　MAXVUE的運行可以獨立于MAx~qJE編輯器。MAXVUE的運行程序文件可存在工程師站和運行操作站上，但MAXVUE編輯器—般只存放于工程師站上。雖然MAXl000+PLUS系統(tǒng)的工作站都可以作為工程師站和運行操作站，但一般仍一臺或數(shù)臺工作站為工程師站。啟動計算機或以新用戶名登錄后，可進入工作站的桌面系統(tǒng)，此時可選擇運行MAXVUE應用程序或進入MAXVUE編輯器編輯應用程序。為了應用程序的安全和運行方便，MAXVUE對應用程序和系統(tǒng)文件的目錄結構、應用程序對象屬性等均有一些約定要求。
　　
　　3、MAXⅥUE的文件結構
　　
　　MAXVUE應用程序運行時所需的系統(tǒng)文件均存放于＼MCS子目錄下，而用戶的應用程序存放于＼CUSTOM子目錄下。分別存放有利于軟件尹級，用戶建立應用程序時可從＼MCS子目錄中拷貝各種所需的對象。
　　
　　“MCS”目錄又包括數(shù)個子目錄。“MAXVUE"目錄中存放MAXVUE的可執(zhí)行文件。“Controls”目錄中存放著MCS的標準ActiveX控件，“Displays”，目錄中包含著MCS的各種標準顯示對象，如在子目錄“Mn”中的各個對象“AlarmSuromary、Errors”等）及“Common”多媒體子目錄中的圖像文件（“Avi"、“Bmp'’或“Wmf'’等格式）。圖1為MCS目錄結構圖。　　
　　“Custom”目錄結構也示于圖1中，該目錄是為用戶應用程序開發(fā)運行而設置的，其中的"Operating"子目錄用于運行操作，其余的子目錄可由開發(fā)人員自定義。工作站屏幕顯示畫面都應存儲于"Displays"子目錄下。每一個顯示文件都得有相應格式的多媒體文件與之對應。如名為"Displ”的子目錄中存放了"Visplayl．mn”文件，則該目錄中還應有相應的如bitmap文件（或，OCX文件）與之對應。“Working”子目錄用于對顯示畫面對象的創(chuàng)建或修改，該目錄由用戶維護。MAXVIJE預定的搜尋文件的路徑順序如下：
　　
　　（1）在＼Custom＼displays＼operating＼filename下尋找；
　　
　　（2）在Mcs＼displays＼nm＼~dename下尋找；
　　
　　（3）尋找具有．mn格式的文件，提供給ActiveX控件用；
　　
　　（4）在＼Custom＼displays＼operating＼一中按文件類型搜索；
　　
　　（5）在＼Mcs＼displays＼cmn中按文件類型搜索。
　　
　　注意有“Working"子目錄下的顯示對象不能由ActiveX控件調用，因為該目錄不在搜尋路徑中。當使用MAXVUE的屏幕對象或Activex控件時，用戶會得到提示將文件存于上述目錄結構約定路徑中。MAXVUE在存盤時只存文件名和擴展名，不存路徑，使用時注意。
　　
　　MAXVUE編輯器可提供常規(guī)Windows的各種操作，如標題、菜單、工具、文件和狀態(tài)條等。此外，該編輯環(huán)境還有動畫工具條，視窗工具條等，提供ActiveX控件，方便對生產(chǎn)過程運行操作的組態(tài)。如"TestMode"功能將為所生成的畫面對象提供仿真數(shù)據(jù)，供檢查所生成畫面的動畫效果；報警、列表等控件將按AFEG（區(qū)域裝置設備點名）方式提供實時數(shù)據(jù)的顯示；趨勢控件將生成符合OCX標準的時間序列曲線圖；單點控件將顯示該點的屬性參數(shù)，如同列表控件的顯示一樣。
　　
　　4、MAXⅧE的標準顯示
　　
　　MAXVUE提供了大量的標準對象顯示，用于滿足電站過程監(jiān)控的需要。MAXVE使用彈出式窗口顯示對象，各種對象的定義數(shù)據(jù)文件（MDB型）分兩份拷貝存放于MCS和Custom目錄下，標準顯示對象均位于“C：＼MCS＼Displays＼MN"子目錄下。各顯示對象存儲的文件名同顯示屏上顯示的對象名一致，如標準的Logo對象將被存放在Mes＼Displays＼MN＼Iogo目錄下，名為Logo．MN，而標準垂直工具條存在Mes＼Disp~＼MN＼Toolvertieal目錄，名為Toolvertieal．MN。在MCS目錄下的對象均可拷貝到Custom＼Displays＼Operating子目錄，修改后也可用同名字存盤。
　　
　　對象的數(shù)據(jù)點顯示可提供對輸出值的檢查／修改、對報警值的檢查／確認、對操作方式9如手／自動）的檢查/切換等功能；而點的詳細顯示還可提供對該對象組態(tài)信息的檢查／修改功能，如對組態(tài)信息中的GAIN（增益）等參數(shù)的檢查修改等。
　　
　　常用的MAXVUE的顯示對象示例如表1所示。顯示對象的類型分為“主顯示Main”、“彈出顯示Popup"、和"工具條顯示Toolbar”三大類。這些顯示對象都位于目錄“C：＼MCS＼displays＼MN"子目錄下的相應子目錄中（即表中“所在目錄位置”）。一般說來，數(shù)據(jù)點顯示時可以對顯示的值進行檢查/修改、對報警值進行查看／確認，對點的手／自動方式進行改變等。數(shù)據(jù)點的詳細顯示<顯示名稱后帶Detail）則更進一步，可以修改組態(tài)參數(shù)（如K、L及I的值）。　　
　　5、ActiveX與0CX控件的使用
　　
　　MAXVUE中大量采用了ActiveX技術。ActiveX的推出是微軟公司進入Intemet市場后，為了與Sun公司Java競爭而發(fā)布的對象的鏈接與嵌入（OLE）的新版本（或升級版本）。一般說來，ActiveX能夠*代替OLE，它與OLE的zui大區(qū)別是可以在網(wǎng)絡環(huán)境下支持OLE特性，即OLE能夠使安裝在本地機器上的應用軟件共享控件，而ActiveX能夠使應用軟件通過網(wǎng)絡共享控件。網(wǎng)絡開發(fā)人員可以在自己開發(fā)的網(wǎng)頁中插入ActiveX控制。OLE控件和ActiveX控件都以二進制文件形式保存，都具有OCX擴展名。目前的現(xiàn)代工業(yè)控軟件互操作標準OPC（OLEforProcessContr01）基于OLE／COM和DCOM技術，包括了自動化應用中使用的一整套的接口、屬性和方法的標準，為工控領域的數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)提供了技術保證[2]
　　
　　ActiveX是一種開放式平臺，它基于標準的HTML工具、開放式腳本、控件結構和基本操作系統(tǒng)為用戶的應用程序開發(fā)和應用提供服務。ActiveX建筑在COM（通用對象模型）的對象規(guī)范基礎上。為了使用COM對象，需要知道該對象所支持的界面說明標識符。COM對象的描述標識符用GUms來區(qū)別。（在ISaGRAF編程中使用FIID來作為對象描述標識符）。
　　
　　當將一個控件編譯成一個OCX時，將會自動創(chuàng)建一個稱為GUll）（globallyuniqueidentifier）的很大的（128位）數(shù)。GUIDs存Windows9X和Windowsblt下的HKEY—CLASSES—ROOT登記處。如果用RegEdit查看記錄，可以看到安裝于機器上的組件的GUIDs。因為128位的數(shù)非常大，因此，要設計一種用于創(chuàng)建128位GUID的方法來提供*的值，以使得兩個對象不能擁有相同的GUID。所查看到的記錄中的數(shù)實際上是與GUID等價的32位十六進制數(shù)。
　　
　　MAXl000+PLUS系統(tǒng)中的用戶圖形設計采用了六量的OCX控件，如按鈕、列表、時序狀態(tài)、單點顯示、趨勢顯示等控件，都是標準的ActiveX控件。系統(tǒng)的人機接口設計風格和規(guī)范一致，各控件提供的用戶接口標準化，功能完整。各控件的統(tǒng)一功能特征如下：
　　
　　（1）MAXVUE中的控件都符合標準的OLEActiveX設計規(guī)范，可提供在線幫助；支持雙語系（除英語外還支持另一種語言）；支持C++和VisualBasic的“容器一對象”編程環(huán)境；模式在運行和設計階段都不再需要OCX的版權許可。
　　
　　（2）所有的控件都符合標準的“容器一對象”模式要求，各個ocx控件在各類容器中都具有相同功能特性。如鼠標可實現(xiàn)標準OLE的單擊或雙擊事件；所有的控件都具有可供選擇的屬性頁面，方便用戶應用；控件都可以存在于運行狀態(tài)或設計狀態(tài)，都具有搖鏡頭（Zooming）縮放功能；
　　
　　（3）由OLE系統(tǒng)機制來處理非正常狀態(tài)或出錯信息；控件升級或變換參數(shù)只需軟件支撐平臺申明—次即可實現(xiàn)；支撐平臺還對控件的改變進行有效性檢查；
　　
　　（4）各控件都支持文本的多行輸入，如標題說明符Caption可以有多行說明文字，只需規(guī)定每行zui大字符數(shù)就得以實現(xiàn)；
　　
　　（5）提供標準鍵盤輸入人機接口，可在控件中輸入文本字符等；各種數(shù)據(jù)輸入表格都是標準的，并位于屏幕的同一位置；在各控件屬性頁面中的文本都以左對齊方式出現(xiàn)；
　　
　　（6）各控件都有使用示例；控件的缺省屬性設置已標準化，在固定的位置顯示。如控件的名稱、背景顏色、前景顏色、運行周期（sBP）即zui大和zui小規(guī)定時間等，都由開發(fā)容器提供。
　　
　　例如，MAXVUE中提供的按鈕控件，它提供基本的按鈕開關特征。它也按上述標準化規(guī)范設計；可以向軟件支撐后臺送數(shù)據(jù)；可以根據(jù)布示表達式改變按鈕形狀；從SBP中讀取參數(shù)等。控件的標準彈出式菜單界面中如De-SelectAll、Cut、Copy、Paste都為Windows標準功能，按鈕屬性（Properties）以菜單方式提供該按鈕放置的位置、尺寸大小、顯示方式等。控件屬性ControlProperties對各控件對象按其特性不同而具有不同的項目屬性。按鈕控件有4頁屬性；列表控件有7頁屬性．時間／狀態(tài)控件有5頁屬性；單點顯示控件有4頁屬性，趨勢控件有3頁屬性等。各屬性頁面都采用彈出式填表方式，或彈出菜單方式。詳細的屬性設置此處以略。
　　
　　6、結束語
　　
　　本文結合某電廠采用MAXl000+PLUS分散控制系統(tǒng)的實例，介紹了有關該系統(tǒng)中的MAXTOOLS組態(tài)工具、MAXVUE人機界面接口、以及面向對象編程的性能特點及ACTIVEX等在在電廠生產(chǎn)過程中的應用。面向對象技術為過程工業(yè)的測控應用帶來了新的生機和活力。面向對象技術的應用將進一步促進生產(chǎn)過程的測控和管理—體化的發(fā)展。