6ES7231-7PF22-0XA0产品型号

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变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系由“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。“通信控制管理’’是桥梁，联系内部各部分之间、与调度控制之间使其相互交换数据。“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制，并向运行人员变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面，使运行人员可远方控制断路器分、合操作，还提供运行和维护人员对自动化系统进行监控和干预的手段。“变电站主计算机系统”代替了很多过去由运行人员完成的简单、重复和繁琐的工作，如收集、处理、记录、统计变电站运行数据和变电站运行过程中所发生的保护动作、断路器分、合闸等重要事件，还可按运行人员的操作命令或预先设定执行各种复杂的工作。“通信控制管理’’连接系统各部分，负责数据和命令的传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。

与变电站传统电磁式二次系统相比，在体系结构上，变电站综合自动化系统增添了“变电站主计算机系统”和“通信控制管理”两部分；在二次系统具体装置和功能实现上，计算机化的二次设备代替和简化了非计算机设备，数字化的处理和逻辑运算代替了模拟运算和继电器逻辑；在信号传递上，数字化信号传递代替了电压、电流模拟信号传递。数字化使变电站自动化系统与传统变电站二次系统相比，数据采集、传递方便、处理灵活、运行维护、扩展容易。变电站综合自动化系统结构体系较为典型的是：

(1)在低压无人值班变电站里，取消变电站主计算机系统或者简化变电站主计算机系统。

(2)在实际的系统中，为常见的是将部分变电站自动化设备，如微机保护、RTU与变电站二次系统中电磁式设备(如模拟式指针仪表、信号系统)揉和在一起，组成一个系统运行。这样，即提高了变电站二次系统的自动化水平，改进了常规系统的性能，又需投入多的物力和财力。

变电站综合自动化的结构模式

变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布

(一)集中式结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。

集中式系统的主要特点有：

(1)能实时采集变电站各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。

(2)完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。

(3)结构紧凑、体积小，可大大减少站地面积。

(4)造价低，尤其是对35kV或规模较小的变电站为有利。

(5)实用性好。

集中式的主要缺点有：

(1)每台计算机的功能较集中，若一台计算机出故障，影响面大，因此，采用双机并联运行的结构才能提高性。

(2)软件复杂，工作量大，系统调试烦琐。

(3)组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都另行设计，工作量大。

(4)集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。

分布式结构

该系统结构的大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有级的网络系统较好地解决了的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。

分布分散(层)式结构

分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。

该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备制造厂家完成。分布分散式结构的主要优点有：

(1)间隔级控制单元的自动化、标准化使系统适用率较高。

(2)包含间隔级功能的单元直接定位在变电站的间隔上。

(3)逻辑连接到组态指示均可由软件控制。

(4)简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。

(5)简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆。

(6)分布分散式结构性高，组态灵活，检修方便。

1、引言

变频器业界的、学者、企业家、用户共聚一堂，历数我国变频器行业一年来的骄人成绩。虽然我国变频器市场仍旧是欧、美、日占据主流，但我国变频器的正在的，高水平的高压变频器已经能和国外的匹敌，并且占有的市场分额逐年增加。这是令变频器业界击鼓相庆可喜可贺的大事。但是我们也应当清醒的认识到，和欧美、日产品相比，我国变频器的产量、质量、品种和生产厂家的规模的差距还是不小，业界的同仁们应当利用我国正在大力提倡建设节约型社会、型国家的东风，缩小和欧美、日产品的差距。

随着变频器在各行各业的深入应用了令人瞩目成绩，也获得了显著节能效果、经济效益、环境效益和社会效益。在变频器这个模块范围内考虑的问题多，从变频节能系统整体层面上考虑的问题少，弄不清楚整个系统真实的特性是什么，也不怎么清楚变频器在整个系统的地位和作用，因而在一些项目中，变频器仅仅起到了掩饰水泵、风机容量选择过大的节能作用，而没有从理论上根本解决系统节能的实质问题，或者仅仅把变频器降格为一个挡风板的作用，花了很多投资上了变频器，而没有把变频器的作用发挥到。这不利于我国变频事业的健康发展。我觉得业界同仁们对于变频器的正确应用给以充分的重视，应用变频器产生的效益，是变频器发展的目的，也只有变频器应用正确、、顺利，才能对广大用户产生大的吸引力，变频器的市场才会有做大做强的商机。我国每年节能服务市场的规模约有1200亿，外国早就觊觎我国节能服务市场，他们已有大的举措，我们已经听到了这些巨人嗵嗵的脚步声，同仁们，形势紧张，机不可失，时不再来，让我们携起手来，为我国变频器事业蓬勃发展、为我国2020年达到的小康水平而努力奋斗！

2、变频器在系统中的作用

变频器在实际使用中是以一个子系统的角色容入大系统中进行协调运行的。如在图1的负反馈控制系统中，变频器和电机、风机或水泵一起作为控制系统的执行器，并和传感器、调节器及被控对象共同构成一个完整的控制系统整体。控制系统的性能取决于系统的结构，即控制系统的四个环节之间的相互联系、相互影响和相互制约也就是相互关联。各个环节局部都优组成的系统整体不一定优，反之系统整体优不一定要求每个环节局。大部分变频器应用都可归结为这种运行模式。这就是说如果控制系统的四个环节不匹配，即便是变频器的性能再好，也显示不出来。

从图1可以看出，变频器构成的控制系统，跟踪的是与系统变化过程特点密切相关的特征参数θa，以克服干扰f造成的影响，而不是相关性很弱的其他参数。笔者在工程上曾见过这样的案例:在一个空调箱中，变频器不是跟踪反映负荷变化的特性参数，而是跟踪和负荷变化不相关的过滤器两侧的阻力降，变频器形同虚设，根本起不到跟踪负荷变化节能的作用。变频器和电动机、水泵组成的执行器环节的实质是变能量流，跟踪什么参数变，这是我们设计变频变流量节能系统应该特别要注意的。

3、变频器在火力发电厂应用节能案例剖析

图2是变频器在火电厂的应用方案图。在这个方案中只是了高压变频器（HVIN）、变压器P.T）和高压电机（M）组成的控制回路中的多半个环节，而没有说明高压变频器在控制系统中的位置和作用，因此有可能把高压变频器的功能发挥不到，的节能效果，或者使变频器降格为仅仅起到一个挡风板的作用，而没有发挥变频器应有的作用。

实际在电厂的风机、水泵处在的位置不同，用变频节能改造的节能效果也是不同的。

图3是火力发电厂生产流程示意图。在火力发电厂中的风机、水泵配置的电动机基本上都是过250kW的高压电动机，因此变频变节能应用都需要高压变频器。但生产流程中处在不同位置的风机或水泵，和高压变频器组成的控制系统跟踪的目标是不同的，节能的效果也是不同的。

如图3中的循环水泵8。因冷却水受发电负荷、气候的影响，冷却水温会发生变化，从而影响冷凝器4的冷凝压力并波及汽轮机3的出力和效率，即影响发电机18的出力和效率，因此循环水泵8和高压变频器组成的控制系统应当跟踪的是冷凝器4的冷凝压力，以克服发电负荷、气候变化对发电效率的影响，保持发电机组在变工况的运行，同时由于控制系统能够根据发电出力和气候变化自动调节冷却水量，冷却泵8也以小的能耗，实现了发电系统的运行，自身也得到了大的节能效果。

又如，图3中的引风机17，分析它和变频器构成的控制系统跟踪的应是锅炉炉膛21的负压恒定，以保证在发电变负荷、大气压力随气候变化时变锅炉的燃烧，从而保持发电系统变工况时的运行。

再如，图3中的送风机15，分析它和变频器、蒸汽用量传感器、煤量传感器构成的复合控制系统跟踪的应是锅炉燃烧的风煤比，以保证在发电变负荷、大气压力随气候变化时锅炉的燃烧，从而保持发电系统的运行。

分析引风机17和送风机15的变频变控制系统都基本上是定压变流量系统，这是风机、水泵节能工程中常用的模式。虽然从理论上可以证明定压变流量节能模式是不节能的，但如果它服从整个发电系统运行的整体目标，以小的代价实现整个发电系统的运行，发电系统总体上仍是节能的，它为系统的整体节能目标做出了贡献，也就发挥了变频器的作用，了优良的节能效果。同时由于风机、水泵配置容量比实际的需求容量普遍偏大（至少大30%），变频器的使用也有这个缺点“遮丑”的节能效果。

4、变频器在油田注水采油应用节能案例剖析

在油田采油的后期，储油近于枯竭，为了提高油田的产能，普遍采用注水采油技术。

注水采油靠向含油层注入按比例加入阻垢剂、粘土稳定剂、缓蚀剂、化学驱油物质等化学原料处理过的混合水溶液，利用水淹含油层，在水的驱动下，石油和水一起被带出。图4为油田注水采油综合用能流程图。图4上的P2为高压注水泵，为了节能采用变频调速。

注水采油率:大庆（4.0m3水/吨）， 靖边地方油田（17.4m3水/吨），每口注水井大概控制含油面积0.3～1.2k m2、大约控制2口采油井，注水量30～50m3/d。由于含油层的地质构造千差万别，它的水渗透系数有很大的不同，同时随着采油的时间的变化，含油层的地质构造的水渗透系数也发生变化，因此从注水泵回路分析来看，相当于注水泵的负载阻力特性随含油层地质构造的不同和采油时间的变化而变化。对一个采油地区一段注水时间内，采单位重量的注水量基本恒定，所以这个系统跟踪的目标应当是水泵注水量恒定，才能保证注水采油的采油量。但随含油层的地质构造的水渗透系数的变化，对注水泵来说，工况点也要发生变化，为了保证注水泵在任何情况、任何频率下都在率地运行，从系统思考的观点，应当在注水泵的出口增加一个阀门，作为调整注水泵工况点的补偿环节。要知道水泵回路阻力并不是越小消耗的动力越小，而是要回路阻力和水泵的特性相匹配，使水泵处在率点工作，加上变频器控制系统跟踪注水流量恒定反馈控制，才能使变频节能的系统发挥到。

从图4也可以看出，给注水泵实现变频节能控制，只是注水采油节能系统中的一个环节，其他环保、节能的项目也应该一并考虑。如油水分离后的含油水，应当经过污水处理器处理后循环使用，否则含油污水乱排，很可能待油田寿终正寝后，留下的只是狼藉满地、一片污染的不毛之地。注水循环使用也可以减少地下清水的开采量，减轻地下含水层的采水量的负担。

又如，经过污水处理器处理过的中水，估计有30～40℃，每吨水含有23.3～34.9kWh可回收热量，供给加热热水或采暖供热，100m3/h的回水大概可以供给面积为2～3万m2住房、约200～300户家庭的采暖需求。如果把不经热回收的热水再注入地下，这部分热量就白白流失了。如果增加热泵热回收机组CH1，就可以达到热回收的目的。

从上面的分析可看出，变频器组成的控制系统，是以一个整体的面貌出现的，只有这个整体运行协调，并时刻服从大系统的总体目标，变频器的功能才能发挥到，才能明显的节能效果。“系统是物质世界存在的基本形式和根本属性。”系统是一个活生生的统一的整体，而不是冷冰冰的机器堆积物。系统具有生物属性—有序、和谐、自然、均衡，有生命过程。我们应当遵从世界是按系统的模式运动的客观规律，应用“系统思考”的理念处理变频变流量节能的问题。只有牢牢树立符合客观规律的“系统思考”的意识，才能清楚地定位变频器在系统中正确的角色和作用，使变频器融入系统中并和“左邻右舍”共同构成的系统整体，变频器的功能才能发挥到，变频变流量系统才能大的节能效果。我们遇到的变频变流量节能系统一般都是复杂的大系统，“系统思考”的理念是处理好当今复杂大系统工程惟一正确的、可行的正确理念。我想，随着时间的推移和用“系统思考”理念剖析变频器的实用案例的增多，“系统思考”理念是会很快被人们接受、熟悉，并在我国节能服务市场上大显威力的。

5、结束语

（1） 变频器的应用是融到系统当中的，变频器和电机、水泵共同组成控制系统的执行器这个环节。单从变频器模块考虑变频器的应用不利于变频业的健康发展。

（2） 变频器的节能效果，取决于变频器构成的整体系统的结构和性能，单在变频器这个模块范围内考虑问题，变频器不能发挥其功能。我们应当遵从客观规律，用“系统思考”的理念来推行变频器的应用。

1 引言
Profibus有深远的制造业应用基础和使用经验，它的应用领域包括加工制造、过程和自动化，如今已成为化的开放式现场总线标准，即EN50170欧洲标准和IEC61158标准的一部分,并且在2006年转化为中国GB现场总线标准。
Profibus由Profibus-FMS（Fieldbus Message Specification），Profibus-PA（Process Automation）和Profibus-DP（Distributive Peripheral）三部分组成。其中，Profibus-DP具有高速传输、价格低廉等特点，实现起来比较简单，主要用于分散设备间的数据高速传输。该总线物理层采用RS485传输方式，传输速率可由9.6kbps至12Mbps。一般用于自动化控制系统和现场设备级间的开关量的通信。因而可满足全数字交直流调速系统对于快速的时间相应要求。目前80%以上的Profibus应用是基于Profibus-DP。
基于Profibus-DP现场总线的控制系统与以前的集散型控制系统DCS相比,具有很多优越性，如：
（1）采用双绞线、光缆或无线电方式传送数字信号，从而大量削减现场仪表与控制室之间一对一连接的导线，节省安装费用，提高性和抗干扰能力，增强控制精度，信息传输速率可达1-12Mb/s，传输距离可达数公里。
（2）由于采用了统一的标准，不同厂家的产品在硬件、软件、通信规程、连接方式等方面互相兼容，使系统具有开放性，这对用户的操作、维修、扩展都是十分有利的。
（3）由于现场设备本身可完成自动控制的基本功能，导致现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了性。许制功能从控制室移至现场仪表，大量过程检测与控制的信息就地、就地处理、就地使用，在新的技术基础上实施就地控制，使过程控制基本分散到现场，而控制室内的仪表装置主要完成数据处理、监督控制、优化控制、协调控制和管理自动化功能。
（4）开放式系统，系统分层分级集成，设计灵活，网络可采用多种拓扑结构。
旋转编码器测量精度高、使用简单，在及控制转速、转角等方面得到了广泛的应用。位置旋转编码器可直接测量参数的，抗干扰能力强；在系统掉电及再上电后，位置旋转编码器仍可保持输出位置量不变。
根据以上特点，在设计水库闸门监控系统时，我们采用带有总线标准接口的位置旋转编码器测量闸门的实际直线位移，以西门子S7-300系列PLC为控制的监控系统。

2 系统控制结构设计
2.1 闸门监控电气设计
闸门由两台电机驱动卷扬机拖动。监控系统应具有现场/远方可切换控制模式；通过改变电机转子回路中的串接电阻可使闸门以三种速度升降。当闸门提升离开底坎200mm时，电机停，等到闸门前后的水位平衡后，电机再重新启动提升闸门至希望位置。在闸门升降过程中，监控系统要随时检测闸门的位置，并应有较高的检测和控制精度，同时，闸门监控系统要监视负载电流，在电机或闸门启闭机械过载时应有相应的报警输出，并在现场和远方两种方式下都能实现相应的监控。根据闸门的控制要求，系统主回路和部分控制回路电气设计如图1所示。

图1 闸门系统主回路、部分控制回路

2.2 闸门监控PLC设计
项目选用Siemens公司S7-300PLC系列CPU315-2DP，配置一个通信处理器CP342-5作为Profibus-DP系统的主站；旋转编码器选用德国ifm公司的位置型旋转编码器RM3005，不仅具有普通多转编码其性能，而且保持相同的大分辨率（8192脉冲/转，4096转），增添了Profibus-DP网络的特性，作为现场总线控制系统的从站可省去闸门监控系统常规设计中的多个输入/输出接口,如：闸门上升和下降检测，闸门的上下限检测,闸门到位检测等。选用触摸屏TP170A作为现场操作站，方便显示工艺参数、系统状态。其控制网络拓扑结构如图2所示。

图2 控制系统的总线拓朴结构

通信处理器CP342-5设置为“DP Master”主站工作模式，RM3005为从站，CP342-5通过Profibus-DP总线（1）与旋转编码器RM3005进行通讯。另外，远程控制站通过Profibus-DP总线 （2）与集成在CPU315-2DP上的DP接口建立通讯，远程监控闸门控制系统的运行。

3 PLC与旋转编码器之间通信的实现
3.1 三方产品接入设计
德国ifm公司的旋转编码器RM3005相对Siemens公司的PLC来说是属于三方产品，但是由于它支持Profibus-DP协议，携带设备数据库文件GSD，因此它们中间通信的实现就非常容易，只需要在Siemens公司STEP7的硬件状态环境中把旋转编码器RM3005携带的设备数据库文件GSD导入进STEP7后，进行一些简单的组态工作，就可以象使用Siemens公司自己的支持协议的旋转编码器那样使用旋转编码器RM3005，不需要为了实现Profibus-DP协议而进行任何的编程工作。
3.2 通信设计
PLC与旋转编码器RM3005之间的通信主要完成两方面的任务：一是RM3005数据初始化时，根据闸门全关时的实际位置设定旋转编码器的初值。二是系统正常运行过程中 ,需要将测量的闸门位置及时报告给PLC以进行处理。通过通信功能块“DP_SEND”来实现RM3005数据初始化，使用通信功能块“DP_RECV”来实现由PLC的CPU通过CP342-5实现闸门的位置实时处理，如图3所示。需要注意的是，RM3005初值的设定和闸门位置的读取是两个互锁的过程。

图3 PLC与RM3005之间的通讯

4 结束语
基于Profibus-DP总线技术的闸门控制系统性得到了大大的提高,维护也很方便。同时，由于现场总线是一个开放与标准的总线系统，用户在实现控制系统时可以按照自己的要求灵活组态，将不同供货商的产品集成在一起。该系统已在某水库中投入了使用，其优势得到了验证。

1 引言
通常泵站（如输水泵站、污水泵站）配置有动力、电气、检测等机电设备系统，控制逻辑复杂，管理要求严格，体系结构庞大。借助计算机监控技术实现对泵站监控，不仅对泵站的运行提供了强有力的，而且为泵站的集中管理与经济调度打下了基础。为了实现设备监测和控制，建立信息管理系统，对信息进行管理和使用。监控系统通常包括监测和控制两部分，根据泵站控制系统规模和控制要求，泵站计算机控制系统可以采用PLC（可编程序控制器）、DCS（集散控制系统）和FCS（现场总线控制系统）等；在软件开发方面有用各种编程语言通过编制大量的指令和代码来实现和基于工控组态软件平台开发等多种方式。本文介绍一个基于InTouch开发平台的泵站计算机监控系统，叙述了系统的架构，并对InTouch平台下的系统各功能模块的开发进行了研究，尤其对数据通讯功能中存在的问题和对策进行了表述。

2 InTouch简介
2.1 InTouch概要
InTouch组态软件是美国Wonderware公司FactorySuite套装软件的一个主要组成部分，它为以工厂和操作人员为的制造信息系统提供了可视化工具，为制造信息系统集成了操作人员所需的各种信息，在食品加工、半导体、石油和气、汽车、化工、医药、纸浆和造纸、运输及公共设施等行业都有着广泛应用。
2.2 InTouch特性和优点
（1）开放、易用的开发环境。利用目前通信技术中的现有标准，为应用开发人员了一个开放和易用的开发环境，并支持ActiveX、OPC（OLE for Process Control）、开放数据库互连（ODBC）及标准的动态数据交换（DDE），为用户自行开发外挂程序提供接口。
（2）集成的I/O通信。Wonderware公司与100多家三方开发公司（包括Allen-Bradley，Siemens，Modincon等）合作，提供各种32位I/O Server，目前主流的通信协议（例如以太网Modbus、串口Modbus）都有现成的I/O通信驱动。
（3）丰富的图形用户界面。InTouch允许应用开发人员使用易于理解和配置的工具快速开发定制图形，并提供了一个常用图符库。应用开发人员可以轻易地创建生动的图形界面，通过易用的配置向导实现实时信息的链接，并可调用内嵌的脚本编辑器扩展图形功能。运行时画面切换的响应速度也是一般组态软件无法相比的。
（4）灵活的脚本支持。InTouch软件的脚本分为画面、应用程序、键、条件、数据改变及QuickFunction等多种，采用类Basic的语法，并提供丰富、易用的脚本函数，适用于多种场合，为应用开发人员制作功能强大、画面丰富的系统提供了有力。
（5）分布式的历史数据系统。允许用户动态地为趋势图的每支笔不同的历史文件数据源，允许操作员在同一个趋势图中查看本地InTouch的历史数据和Industrial SQL Server的历史数据。
（6）便捷的测点远程引用。InTouch软件通过简易的向导配置，可实现不同节点上测点的远程引用，为建立分层分布式系统提供基础。

3 泵站系统结构分析
泵站计算机监控系统是集监视、测量、控制、保护、管理等于一体的计算机综合自动化系统，主要对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制，保证泵站加、、经济地运行，实现泵站“无人值班”（少人值守）的目标，并能够通过计算机网络实现将泵站运行数据和状态实时上传至上级主管部门。
本文介绍的系统采用分层结构，共两层，分别是厂级监控层和现地单元（LCU）监控层，其中厂级监控层由两台厂级计算机组成，可实现对全厂信息的管理，包括对各LCU设备的运转进行监控，对采集的模拟量、开关量进行存储，对历史数据进行查询，对报表进行查询和打印等。两台计算机采用一台运行一台备份的工作方式，当一台发生故障停机时另一台自动转入运行。LCU层由多个LCU组成，各LCU中控制设备采用Quantum系列的PLC，实现对现场设备的控制，计算机采用Magelis终端，通过Modbus连接PLC，实现对现场数据的监视、控制参数的修改等。此外，为了对其他参数如电量、水位等进行监测，各LCU还配有多功能表。LCU的功能是立的，互不影响，自成系统。两层之间用通讯速率为1Mbps的Modbus Plus（MB+）网络连接，该网络是一种主从网络，允许一个主计算机和一个或多个从机通讯，以完成编程、数据传送、程序上装/下装及其主机操作，通过它可以实现厂级计算机和各LCU的PLC和多功能表的快速的数据通讯。系统结构如图1所示。

图 1 泵站计算机监控系统结构图

4 软件实现
4.1 软件功能模块
软件是运行在厂级计算机上的，主要包括如下功能模块：数据采集及处理、统计及计算、设备运行状态显示和控制、设备运行监视及事件报警、参数越限报警与记录、温度趋势分析判断、泵组停/启过程监视、故障报警显示记录、实时控制与调节、设备运行统计记录及生产管理、语音报警、自诊断功能、历史数据查询与报表、对络接口。采用InTouch软件，可以方便地实现以上功能，只需建立一个标记名字典并作简单设置，再利用bbbbbbMaker的图形功能把被控对象形象的画出来，就能在PC机上就可以把整个对象描绘出来。其中数据的采集是监控系统的重要部分之一，是的，下面讨论InTouch与外界设备的通讯方法和模式。
4.2 InTouchI/O服务器通讯
Iuch软件与外界设备之间的通讯是通过一个通讯接口——I/O服务器（I/O Server）来实现的，I/O服务器可以理解为能和外界设备通讯的程序，Iuch只要能和I/O服务器通讯，就可以达到和外界设备通讯的目的，如图2所示。这样做的好处是避开了硬件协议等繁琐的细节，让使用Iuch进行二次开发的人员可以把精力放在控制和数据处理上，有效地提高工作效率。目前Wonderware公司已经与多家3方开发公司合作，提供了各种I/O服务器，支持目前主流的通信协议。而二者的通讯是两个应用程序之间的数据交换，Iuch使用DDE、FastDDE、NetDDE以及 Wonderware Suibbbink协议完成。在本系统中，使用的是Modbus网络，所以需要安装Modicon设备驱动程序MBE（Modicon Modbus Ethernet），进行简单的TOPICS配置后（打开Wonderware FactorySuite->IO Servers->Modicon Modbus Ethernet进行配置），然后在IUCH中，增加标记名，设置I/O数据类型，并设置访问名、节点名、应用程序名、主题名和项目名，就可以实现和Modbus网络上的设备通讯了。

图 2 InTouch与I/O设备通讯框架示意图

4.3 DDE协议通讯
对于没有三方公司提供I/O服务器的外设，可以用VB、VC等编程工具开发DDE程序，采用DDE协议，实现和InTouch的通讯。DDE（Dynamic Data Exchange），即动态数据交换，是Microsoft开发的一种通讯协议，可供bbbbbbs环境下的应用程序彼此发送/接收数据与指令[4]。它在同时运行的两个应用程序之间实现一种客户端与服务器关系。服务器应用程序提供数据，并接受对这些数据感兴趣的任何其它应用程序的请求。发出请求的应用程序被称作客户端，接受请求的应用程序叫做服务器，有些应用程序（如InTouch与MicrosoftExcel）可以同时作为客户端与服务器。
4.4 DDE协议通讯案例
下面举例说明如何用VB开发DDE应用程序作为DDE服务器，该程序使用MSComm控件，实现通过串口和外部检测设备的串行通讯。VB提供了动态数据交换的bbbb Topic（连接主题），bbbb Item（连接项），bbbb Timeout（连接等待时问）和bbbbmode（连接模式）四项属性。在应用程序编制时，根据DDE原理，把应用程序的可执行文件名去掉EXE后缀，则成为DDE中的Topic。bbbbmode有Manual（手工），Notify（通知），和Automatic（自动）三种方式，同一时刻只能有一个DDE连接有效，这里采用Automatic（自动）方式，它建立“热连接”链路，作为服务器一方总是在数据变化时主动发送数据给客户端。VB中只有窗体（bbbb）、多文档窗体（MDI bbbb）能够成为DDE服务器，在程序的初始化部分应进行DDE设置，设置bbbb1的bbbbMode属性为1，即自动连接，即当数据改变时，自动通知客户端，bbbbTopic属性设置在DDE对话中服务器窗体需响应的主题，这里为bbbbl。
在窗体上放置了mscomm控件，用于控制串行端口传输和接受数据，为应用程序提供串行通信功能，并用如下代码设置通讯格式：
mport=1‘设定串行通信端口号’
MSComm1.Settings =“9600,n,8,1”‘设定该通信口的波特率、奇偶校验、数据位、停止位’
MSComm1.bbbbbLen = 0 ‘读取接收缓冲区中全部的内容’
MSComm1.PortOpen‘打开端口’
当有数据到达时触发MSComm1控件的OnComm事件，在此事件处理子程序中完成读入数据的功能，并用文本框Text1显示
Private Sub MSComm1_OnComm（）
Bufferbbbbbb=MSComm1.bbbbb‘读入缓冲区内容’
If Bufferbbbbbb<>’’ then
Text1.Text= Bufferbbbbbb+Text1.Text
End If
End Sub
在InTouch中，DDE用应用程序名、主题名、项目名三个层次来标识客户与服务器之间传递的数据单位，通常表示为：应用程序名|主题名!项目名。对于客户，应按三个层次去连接相应的数据，在InTouch的标签库中提供了DDE设置框，使得DDE组态简便、易行，在本例中的层次标识为：dde1|bbbb1!Text1.Text（ddel为VB应用程序名）。

5 结束语
本文通过介绍泵站计算机监控系统，讨论了InTouch在软件开发中的功能，并对其与外部设备的通讯方式展开了叙述。基于InTouch的系统开发，具有开发、通用性强、扩充性好、性高等特点，在控制系统开发中具有十分良好的应用发展前景。