毕业论文-基于组态王的低压监控系统上位机软件设计

湖南大学毕业设计(论文)第页HUNANUNIVERSITY毕业设计(论文)设计论文题目：基于组态王的低压监控系统上位机软件设计学生姓名：学生学号：专业班级：电自8班学院名称：电气与信息工程学院指导老师：学院院长：王耀南摘要在电力与石油化工行业，低压配电监控系统的应用比较广泛，在企业实际应用中，通过使用低压配电监控系统,使现场设备问题的反应速度大大提高,减轻工人的劳动强度。文章中，在介绍组态王软件的基础上,详细讲述了低压配电监控系统的软硬件组成、驱动开发、通信等问题。本文首先分析了工控计算机现场总线及监控软件基本的性能特点,而后进行了设计与开发低压配电监控系统的工作。紧接着分别介绍了监控系统的三大组成部分：<1>基于组态王6.55的低压监控上位机系统；<2>对生产设备进行数据采集与控制的综合保护器；<3>通信总线RS485。最后在模拟生产设备得到数据的基础上，利用开发出来的的监控系统对运行状态进行了简单的仿真。本文研究的基于组态王的低压监控上位机系统，通过RS485总线与综合保护器连接,实现了自动化监控功能。相比于人工监控,能更快更准确的了解现场生产设备的运行情况,不仅减少了工人劳动量,而且能够通过对历史采集数据进一步的对比和分析，提出合理的改进措施，及时改善了生产设备的运行状况，从而延长了设备的使用寿命，提高了设备的生产效率，为公司带来更大的效益。关键词:组态王，低压监控上位机系统，Modbus，软件设计

The

softwaredesignof

the

lowpressure

monitoringsystem

hostcomputerbasedonKingviewAbstractInthepowerandpetrochemicalindustry,theapplicationoflowvoltagepowerdistributionmonitoringsystemiswidelyused,inthepracticalapplicationintheenterprise,throughtheuseoflow-voltagepowerdistributionmonitoringsystem,thereactionspeedofthefieldequipmentproblemsgreatlyimprove,reducethelaborintensityoftheworkers.Inthispaper,basedonKingviewsoftwarearebrieflyintroducedinthispaper,adetailedaccountofthelowvoltagepowerdistributionmonitoringsystemhardwareandsoftwarecomposition,driverdevelopmentandcommunicationproblems.Inthispaper,thebasicperformancecharacteristicsofthefieldbusandthemonitoringsoftwareareanalyzed,andtheworkofthedesignanddevelopmentofthelowvoltagedistributionmonitoringsystemiscarriedout..Followedbyrespectivelyintroducesthethreepartsofmonitoringsystem:<1>basedonKingview6.55voltagemonitoringhostcomputersystem;<2>occlusalofproductionequipmentfordataacquisitionandcontrolcomprehensiveprotector;<3>communicationRS485bus.Finally,thesimulationoftheproductionequipmenttogetthedata,theuseofthemonitoringsystemtorunthestateofthesimplesimulation.Inthispaper,basedonKingviewlow-voltagemonitoringhostcomputersystem,throughtheRS485busandcomprehensiveprotectiondeviceconnection,torealizethefunctionofautomaticmonitoring.Comparedtothemanualmonitoring,fasterandmoreaccurateunderstandingofthefieldproductionequipmentoperation,notonlyreducedtheamountoflabor,butalsobyhistoricaldataacquisitionfurthercomparisonandanalysis,putforwardreasonableimprovementmeasures,timelyimprovetherunningstatusoftheproductionequipment,soastoprolongtheservicelifeoftheequipment,improvetheproductionefficiencyoftheequipmentandforthecompanytobringgreaterbenefits.KeyWords:Kingview,

low

PCmonitoring

systemModbus,Softwaredesign目录基于组态王的低压监控系统上位机软件设计 I摘要 IAbstract II1绪论 11.1组态王软件的应用优势 11.2我国的自动化控制发展趋势 21.3监控系统在自动化控制中的应用 21.4低压监控系统的介绍 41.5实时数据库介绍 51.5.1实时数据库和关系数据库 51.5.2基于组态王的数据处理和数据库管理技术 51.6课题研究的目的及内容 61.6.1研究的目的 61.6.2研究的内容 62组态软件介绍 72.1组态软件的起源与发展 72.1.1关于组态的概念 72.1.2组态软件是什么 82.2组态王的系统构成 82.3组态王的性能特点 102.4组态软件的结构划分 122.4.1根据工作阶段划分 122.4.2按照软件体系的成员构成划分 122.5组态王的功能 132.6介绍课题所用的通讯协议Modbus协议 142.6.1什么是Modbus 142.6.2Modbus的特点 142.6.3Modbus的网络传输 142.6.4ModBus传输方式 153．工业低压配电监控上位机系统设计 153.1整体系统关系设计 153.2系统上位机软件界面设计 153.3驱动设计 173.4组态王程序设计 173.5组态王编程 183.6通用低压配电监控模块的设计 194.低压监控系统的设计 26结论 30致谢 31参考文献 321绪论随着经济的快速发展,中国已成为全球最具吸引力的地区,因此，中国对工业的信息化有着迫切的需求,促使众多企业在必须加快研制投放新产品到市场的速度，改善质量降低生产成本，不仅要提供完善售后服务体系,在加快工业信息化的建设，运用控制理论，计算机和其他信息技术的控制自动化技术对工业生产过程实现检测、控制、优化调度、管理和决策方面,对企业生产效率有明显的提升作用[1]。随着信息技术急速向工业自动化领域全面渗透,在企业的生产管理和经营过程中,通过信息基础设施实行远程监控，能快速实现信息的采集、传输、处理再进行控制。大力发展工业自动化，是加快传统产业改造提升，提高企业整体生产水平，提高国家整体经济国实力，调整工业结构，迅速激活大中型企业的有效途径和手段。1.1组态王软件的应用优势随着工业控制和计算机技术日趋成熟，工业监控软件也发展起来了,它和工业控制系统集成实现了对工业过程监视与控制。如今,在监控软件的开发过程中,主要采用两种方式[2]。（1）用户使用基础常见软件，如VC、VB自己进行开发;（2）借用市场上开发的组态软件，比如本文用到的组态王进行开发。在两种开发过程中,第一种方式能够针对实际需求进行编程，达到所要求的程序功能，但自己编程要求用户能够熟悉写程序，读程序，也需要耗费大量时间;第二种方式相对前者，软件自带程序，不需用户懂编程，操作简单，时间花费少。组态王是目前国产工业监控软件中的领先者,在软件质量、稳定性、销售量和服务质量方面都领先于其它产品。我们的低压监控上位机系统主要的应用范围是在石化行业,即对于一个车间所有设备的运行状况进行监控。1.2我国的自动化控制发展趋势自动化控制千差万别，但都包含3个层次:基础、过程和管理自动化,其系统软件、硬件和应用软件的价钱之高让众多企业望而却步。近年来,工业PC在我国得到了迅速的发展，从全球来看,现有的PIC已经不能完全满足要求,可能逐渐退出该领域，ComPacPtCI一basde工控机将会取而代之。多样化、小型化、开放性是未来DCS发展的主要方向。目前小型集散控制系统DCS(DisrtibutedConrtolSystem)所控制的市场,已逐步与PLC，工业PC,FCS共享。今后小型DCS可能与这三种系统融合，各DCS厂商也将陆续推出基于工业PC的小型DCS系统，开放性的DCS系统将同时向上下双向延伸,使来自生产过程产生的现场数据在整个企业内部流动。1.3监控系统在自动化控制中的应用计算机监控系统，以监测控制计算机为主机，附带检测装置、执行机构和被监测控制的对象，共同构成了整体。如图1．1所示，在系统中，计算机直接参与生产过程的检查(Check)、监督(Supervise)和控制(Control)，具有下述三方面的功能特点：(1)采集和处理功能采集与处理功能是对生产过程的数据进行检测、采样和必要的预处理，并以一定的形式呈现出来(如打印表格或CRT屏幕显示)、为操作者提供详细的数据，便于他们监视生产过程，然后分析、改进生产情况。(2)监督功能监督功能是将检测的实时参数和人工输入的数据等信息进行分析、整理，二次加工，然后逐渐制成实时和历史数据库并加以存储。根据实际生产过程的需求及生产进度的情况，能自动进行工况分析处理、故障诊断、警报预测，并利用图、文、声多种形式及时告知操作者，以便进行操作指导、事故处理。(3)控制功能控制功能是在检测的基础上进行必要的信息加工，根据事先输入的控制要求形成输出，直接作用于生产过程。完整的计算机监测控制系统是将上述三种功能综合化，集成化。它利用计算机速度快、容量大与智能化的优势，能将一个复杂的生产过程管理成一个完整、高效的自动化整体。当然，在实际应用当中，根据实际对象的需求情况，系统也可以设计成只具有上述一项或两项功能；或是以一项为主，其它的功能作为辅助。这样可以针对实际要求，降低生产成本，减少复杂性，增强管理性，使得操作更加简单便利。图1．1计算机监控系统结构图1.4低压监控系统的介绍长期以来，要想知道生产设备的运行数据情况，都是派人到现场直接抄数据，守候在工厂记录，这样不仅费时费工，还不能第一时间反映真实情况，也不能及时解决出现的问题。为此，推广低压配电监控系统是十分有益的。低压配电监控系统包含三大部分：1.数据采集控制部分，2.通信部分，3.监控软件部分。具体结构如下图所示：图1.2低压配电监控系统结构图数据采集控制部分能实时采集设备运行的各项参数，保证设备的正常运行。系统采集数据的频率很高，大多数采集设备是以秒为单位进行数据采集，甚至有的系统做到了以毫秒为单位。这样就能保证参数采集的快速性，真实性。通信部分主要是通过现场总线．实现数据传输。当今我国比较流行的现场总线有RS232，RS485等，这些总线都具有采集速度快、传输误码率低、成本低廉等特点，当现场总线与工业PC相连以后，就能对大量设备实现远程监控的功能。监控软件功能则是实现对大量设备的网络化管理。只需一台PC机，采用监控软件就能同时监控大量设备的运行情况，减轻了工人的劳动强度，不仅如此，更重要的是实现了数据的保存以及能够远程控制现场设备。1.5实时数据库介绍1.5.1实时数据库和关系数据库关系数据库使用得比较广，为大部分人所知晓，但实际上还有一些其他类型的数据库在生产生活中被广泛使用，如实时数据库。它们用在要求非常苛刻、数据量庞大的生产工控中。实时数据库对于流程线工厂来说就如同飞机上的“黑匣子”，可在线存储每个工艺多年生产的数据，还为最终用户提供了高效、快捷、准确的工厂信息。数据的实时存取在生产制造行业中很重要。例如电厂，假设一个重要的阀门的状态很久都不传过来，可能就会造成紧急制闸，损失是难以想象的；还有，这种行业的计算机程度化比较高，如果计算机运算速度反应比较慢，就没办法指导机器的下一步行动。实时数据库特点就是一个字“快”，例如PI实时数据库，速度每秒可以有百万的数据流量；实时数据库还可以保存8年的数据，因此当然要配置正确。实时数据库与关系数据库对比，顾名思义，实时数据库重在数据的实时性，关系数据库则重在数据的关系。国外实时数据库的价格是非常昂贵的，要以百万人民币为单位，但是它们不全是以套也不全是以点(可容纳的数据点)为基本单位来出售，出售单位不同，所以无法具体数字化比较其价格。国内也有一些厂商在进行实时数据库的研发和销售。三维力控的pSPace中科院软件所的Agilor是代表产品。国内产品与国外产品相对比，其优势在于低廉的价格。1.5.2基于组态王的数据处理和数据库管理技术基于组态王开发的监控系统软件是新型的工业自动控制系统，具有易于扩展、经济、适应性强、开放性好、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层和管理层3个层次。监控层对下连接控制层,对上连接管理层,它不仅实现了对现场的实时监测、控制,也完成了上传下达的重要作用。而且,利用Windows的图形编辑功能,它能充分方便地构成监控画面,并以动画方式显示出控制设备的状态。画面具有报警窗口、实时趋势曲线等,可根据需要生成各种报表。1.6课题研究的目的及内容1.6.1研究的目的(1)实现对监控设备各项参数的监控。(2)自动实现信息的实时显示与保存。（3)通过计算机，用户能向现场设备发送控制命令，实现远程控制的强大功能。(4)用户能随时查询记录的大量设备信息(动态参数、报警信息、变为信息等)，以便达到设备最佳运行方式。1.6.2研究的内容计算机监控系统可以分为3部分：1.监控中心的服务器(PC机)，2.数据采集模块，3.数据通信模块。本文研究的主要任务就是设计开发一个低压监控上位机系统，该系统是运行于工业PC机上的一个软件操作系统(即监控中心的服务器)。该软件系统采用最新版监控组态软件组态王6．55进行开发。实现计算机监控系统的集成，首先，必须根据用户需求进行总体设计。总体设计合理性，涉及到系统是否可以成功地实现预期要求功能，因此，在规划计算机监控项目时，必须以系统工程的思想进行全盘考虑。在总体设计的基础上，一步一步去逐项实施改造项目。监控软件根据操作，自动对历史数据与当前数据进行查询分析，生成对比图表，以利于用户更好的改进现场运行情况。2组态软件介绍世界上第一个商品化的组态软件,是于20世纪80年代末美国Wonderware公司推出的监控组态软件Intouch[i9],此后,用于工业控制的组态软件在全球得到蓬勃、快速的发展。到目前为止,为人们熟知的软件达到几十种之多。据近年的统计,组态软件市场的大部分份额被包括美国Intouch、FIX、德国西门子WINCC在内的几家软件占据,然而,由北京亚控公司研发的Kingview软件,具有良好用户口碑、极富竞争力的价格、快速完善的售后服务体系,在众多组态软件中脱颖而出,且凭借卓越的品质占据中国市场的很大比重。2.1组态软件的起源与发展组态（configuration）即运用组态软件中的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程，意义上与硬件的组装相似。工业组态软件是一种控制系统计算机专用应用软件，具有数据采集与过程控制、网络通讯、监控级软件平台和开发环境等功能，操作方便，简单易于掌握，组态灵活、数据库功能完善。自动化人员使用组态软件中的各种功能模块、图形库标准图形完成工艺流程图和控制策略的组态，同时组态软件集成了现场各种自动化元件的驱动及借口，可以与上位机和网络结合，进行工程项目系统集成。2.1.1关于组态的概念“组态”是随着集散式控制系统（DistributedControlSystem简称DCS）的出现开始被广大的工程技术人员所熟悉的，组态英文是“Configuration”。组态(Configure)是指使用者通过组装组态软件中的功能块来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。组态就是使用者对工业组态软件的应用于开发。一般而言，工艺流程参数和设备运转信息都能通过组态软件实现。组态软件以操作系统为平台，通过网络组件获取工艺生产过程中的信息，同时将这些信息进行显示，并且进行后续数据处理生成历史趋势及报警记录，根据用户的要求发出控制指令，完成整个监控系统的控制。在自动化控制初期，为完成控制系统的某一项控制任务，要使用BASIC,C等高级语言来编写复杂的程序，编写程序费时费力、调试校正时间太长，一旦生成，不易修改。组态软件是一种开发相对成熟的控制应用软件，使用者只需要简单的拼搭相应的功能快就可以很快完成某项控制任务，大大缩短了编程调试的时间，大量节约了工程调试工期。2.1.2组态软件是什么组态软件，它来自英文SCADA,即SupervisoryControlandDataAcquisition（监视控制与数据采集）。它是专门用在工业生产制造领域的一种监视控制于数据采集的应用软件。组态软件以计算机操作系统操作平台，采集现场信号数据，通过功能块拼搭完成控制策略的组态，同时根据用户需要进行数据处理及输出控制。组态软件广泛的应用于冶金、石油化工、电子、电力、楼宇自动化等领域。英文简称为HMI/MMI/SCADA,对应全称为HumanandMachineInterface/ManandMachineInterface。组态软件的发展势头良好，已经发展为企业的现场控制、过程控制、管理控制为一体的综合大型化应用软件。组态软件以操作系统为平台，随着Windows操作系统的迅速发展，组态软件的发展也日新月异，基于windows操作平台的组态软件于80年代初出现，很快进入我国，十年左右的时间，普及率很低。随着工业规模的扩大，自动化工程师采用原来的编写程序来实现控制任务越来越难，对某一项目来说是浪费体力更浪费时间，且得不偿失的，在1995年以后，组态软件在国内逐渐得到了推广应用。2.2组态王的系统构成组态王软件包由工程管理器,工程浏览和画面运行系统三部分构成。而其中的工程管理器的主要作用是管理工程,如搜索工程、新建工程、删除工程、定义工程的属性、备份、恢复、变量的导入导出等,除此之外,工程管理器界面工具条里面的按钮能实现画面切换,比如点击"开发"按钮,画面切换到组态王的开发界面，如下图2.1所示。图2.1工程管理界面图2.2工程浏览界面该软件实时的运行环境为画面运行系统(Touchvew),只有在画面运行系统中，画面开发系统开发的静态的现场监控画面才能运行,即Touchvew是把数据的变化用动态画面表示出来,而且Touchvew还能做到数据库和I/O服务程序之间的数据交换,I/O服务程序即是数据采集组件。同时完成监视功能,生成趋势曲线、报警及历史记录等。2.3组态王的性能特点作为国内领先的通用组态软件,组态王最突出的特点是实时多任务,当工程监控软件运行起来的时候,很多个任务要在同一台计算机上同时运行,比如数据采集组件采集设备信息及输出数据、存储实时数据以及历史数据、处理数据和实现相应的算法、及时报警等[23]。首先,"组态王"软件具有如下优点:1.可扩充功能组件用户可以根据需要进行二次开发,并加载到"组态王"软件中,以便在工控监控应用软件中使用到这些模块,即可扩展性。比如,当组态王不能驱动下位机硬件设备时,用户可以根据"组态王"软件驱动规范,使用"组态王"提供的驱动开发工具包设计编写设备驱动。用户也可以开发组态王的图素,并内嵌到"组态王"软件的图库里面以备后用等。2.方便性用户使用时,不需要或者只需编写少量的软件程序源代码,只需"拖拉"工具箱里需要的功能模块,把精力重点集中在监控界面的逻辑组合上,极大地缩短了开发周期,提高了工程效率。3.通用性目前组态王的应用仅仅局限于工业控制领域,其在电力、航空、金融、电信、交通等行业均有使用实例,国内已经有5万多个成功的应用案例,经历过像航天之类环境的严格考验,总之,不受行业的限制;并且,组态王推出的版本不仅仅有中文版还有英文版,方便英语国家自动化工程设计人员的使用,所以说组态王的使用也不受国界的限制。4.封装性"组态王"软件所提供的功能都包装起来以便用户使用,对用户的计算机编程语言水平要求不高,甚至不需要C++之类的编程语言,因此易学易用。5.高可靠性当排除"组态王"软件自身原因的外部设备正常工作的情况下,比如供电系统、计算机、组态软件的目标应用系统所占的系统资源、数据采集控制设备等均能工作正常时,"组态王"软件系统能够稳定可靠的运行,直到关闭系统。6.安全性对于不同的操作者,可以赋予不同的操作权限,使系统更安全。本课题开发的监控界面增加了管理员登陆界面,使系统在具有管理员登陆权限的人员才能修改系统的部分参数。7.开放性开放性还指可以与多种通信协议互联,支持多硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。8.对计算机硬件要求较低CPU:P41G以上或相当型号;内存:最少128MB,推荐256MB;鼠标:任何PC兼容鼠标;通讯:RS-232C并行口或USB口,用于接入组态王的加密锁;操作系统:Win2000(sp4)/WinXP(sp2)简体中文版。当然,每个事物都具有与生俱来的缺点,"组态王"软件有以下几个不足之处：<1>图库"组态王"软件的6.55版本里,图库里的模块种类只有21类,每类图素的数量有的只有几个甚至一个,如历史曲线有一个图素、传送器模块有6个图素等。图素的颜色差,比如反应器,罐体的颜色以灰色居多,这些远不能满足复杂的工业现场控制的需求。<2>脚本语言组态王"软件采用类C/Basic语言,这种语言的功能目前还不够完善,组态王的命令语言包括应用程序命令语言、数据改变命令语言、事件命令语言、热键命令语言、自定义函数命令语言,命令语言提供的函数包括SQL函数、控件函数、数学函数、系统函数、字符串函数以及其它函数等。它要求用户编写程序,需要有一定程度的计算机编程语言基础。<3>源码开放程度"组态王"软件的源码开放性程度低。2.4组态软件的结构划分2.4.1根据工作阶段划分根据系统环境来划分，组态软件由两大部分构成：1.开发所需环境：是自动化操作人员为完成其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须使用的工作环境。2.运行所需环境：系统运行操作的平台，应用程序只有放到这里才能运行，实现其现有的功能。2.4.2按照软件体系的成员构成划分组态软件由多个功能强大的程序组件组成，具有程序管理、界面应用开发、数据库管理、各种硬件驱动等功能，它们彼此独立又相互关联。其中必备的典型组件包括：（1）应用程序管理器：应用程序管理器用于应用程序的查找、新建、、删除、备份。（2）图形界面开发程序：是自动化人员利用图形编辑工具，根据控制要求进行流程画面组态所基于的开发环境。（3）图形界面运行程序：图形界面运行程序是图形目标应用系统在系统运行环境下装入计算机内存投入运行所基于的程序。（4）实时数据库系统程序：包括运行程序和组态程序，实时数据库系统程序可以定义数据的各种关联参数，执行各种数据计算机数据处理，实时数据库是组态软件的核心组件。（5）I/O驱动程序：用于和I/O设备进行通讯，交互数据，是组态软件中最为重要的组成部分，DDE和OPCClient是两个通用的标准I/O驱动程序，用来和支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。2.5组态王的功能"组态王"软件是专门用于数据采集和过程控制的软件,它们是在自动控制系统监控层的幵发环境下,运用灵活的组态方式(非编程方式),使企业能够快速构建通用层次的、工控功能的应用软件。组态王能支持市场上绝大多数工控设备和常用的通信协议,并且自带OPC接口和网络功能等。组态王软件有以下几个方面的功能：(1)支持OPC标准既可以作为OPC服务器,也可以作为OPC客户端。经过DCOM配置后,装载着组态王的计算机可以作为OPC服务器,其中DCOM的配置可以手动或者一键安装DCOM配置软件。(2) 强大的可视化操作界面(3)支持标准的ActiveX控件(4) 丰富的功能模块"组态王"软件具有丰富的功能模块,利用各种模块生成用户需要的画面,达到实时监控的目的。(5) 强大的数据库.组态王软件配有强大的数据库,可以存储各种数据,如模拟量、离散量、字符型、整型等,实现与外部硬件设备的数据交流。(6) 可编程的命令语言组态软件提供可编程的C语言,用户可以根据自己的需要编写一些C语言程序,以增强图形监控界面。2.6介绍课题所用的通讯协议Modbus协议2.6.1什么是ModbusModbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都使用Modbus协议作为他们之间的最常见的通讯标准。2.6.2Modbus的特点（1）标准、完全开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要缴纳任何使用费。目前，Modbus的支持厂家超过400家，支持产品超过600种。（2）Modbus可以支持多种电气接口，如RS-485，另外还可以在众多介质上传送，如光纤、无线、双绞线等。（3）Modbus的帧格式紧凑简单，通俗易懂。用户使用起来容易，厂商开发也比较简单。2.6.3Modbus的网络传输标准的Modbus口是使用RS-232-C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主—从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，则是从设备返回一消息作为应答;如果是以广播方式查找的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码。下面具体介绍网络传输查询是如何实现的：查数据段包括了从设备要执行功能的所有附加信息。比如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并能够返回对应的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。2.6.4ModBus传输方式系统可以选择2中方式进行传输，一种模式是美国信息交换码（ASCII），另一种模式是远程终端设备（RTU）。选择时应视所用ModBus主机而定，每个ModBus系统只能使用一种模式，不允许2种模式混用。 3．工业低压配电监控上位机系统设计3.1整体系统关系设计当要发送控制信息时,组态王程序将控制信息发送给驱动程序,驱动程序将控制信息转化成RS485总线格式,通过RS485总线下传到回路综合保护器中，接收信息则顺序相反，如图3.1。3.2系统上位机软件界面设计为了达到直观、形象、动态地显示设备的各项参数情况，可以在图形上实时观察设备运行状态，当发生异常时候还可监测到实时报警信息。在上位机软件主界面上可实现的功能如下:(1)定位。在图形上标注不同的区域,通过上位机软件对采集到数据的处理,将各个区域的数据信息显示在图上对应的位置,并可查看数据是来源于哪个区域。图3.1层次关系图(2)实时显示。把撷取的资料立即显示在屏幕上,通过此可以实时查看各个设备运行情况,包括设备的所有工作状态参数、重点工作时间,超时报警、工作异常报警等。(3)历史现实。可以利用历史窗口查看某些设备的运行记录,把数据库中的资料作可视化的呈现，如图3.2。(4)报警功能。当设备出现故障，屏幕出现报警信息，可及时关闭阻止车间出现故障的设备继续工作，导致更严重的后果。(5)模拟动画。可对图片进行放大、缩小、漫游等功能。可以查看监控设备的状态信息,可实现指示灯、区域信息分类显示等功能，极大方便用户查看设备任何时候的工作画面。图3.2系统历史数据报表3.3驱动设计驱动程序设计包括以下几个模块:(1)RS485模块:完成对RS485卡的操作,包括初始化、读写等操作。该模块通过调用RS485卡驱动提供的API函数来进行的。(2)接收信息模块:当通过RS485总线上传数据时,自启动接收模块,将数据放入RS485数据帧接收缓冲区当中进行保存。(3)发送信息模块:通过RS485总线发送数据给综合保护器。(4)处置功能模块:它负责按照已编入好的数据协议对RS485数据帧进行解析,然后将解析后的数据自动存入接收缓冲区中。3.4组态王程序设计用组态王编辑程序必须有以下具体步骤:1定义相关变量,将上位机的I/O变量与设备地址相连;2设计程序显示画面;3动画连接,即定义相关连接操作,例如点入操作按钮、数据显示按钮等。3.5组态王编程组态王可以阅读综合保护监控设备的运行状态，采集的数据和其他信息量的模拟，根据实时数据，在屏幕上动态显示各种存储和运输过程中，包括所有的运行情况，对设备的控制。当发现故障的报警系统信息显示报警屏幕发出的综合器，相应的动作指示，节约内存故障的时候，范围，对原始数据也是原因，按客户需求保留历史数据，定时，实时打印数据库。组态王软件在生产过程或清楚地记录，发生的事件显示，完成参数设置，操作控制屏功能的动态监测。显示当前状态和订单记录，记录的数据可以被所有或选定的摘要显示，可以编辑，输出。用户程序可以结合信息处理，测量和报告打印处理。运行时，它的实时性很强，如图3.3所示。（1）运行状态实时显示参数在首页或其他辅助显示页面实时显示每一个运行循环动力，循环测试（如电流，电压，等），开关状态。图3.3模块功能图（2）用户信息实时显示当下位机报警和变化信息，自动弹出报警提示框，显示报警信息（包括回路名称，报警类型，报警电流值，报警设定值和报警时间）；当下位机无报警和事件（如自启动事件，上传设置参数），自动弹出消息框，告诉用户什么事件。通过使用特殊事件产生的通过信息提示用户，要注意。（3）数据存储能根据用户要求将动态参数和定时测量的参数存储在关系数据库中。备份的时间和数据。报警和位移在关系数据库中存储的信息。（4）数据查询与分析实时数据库的实现和历史报警，位移，着陆，操作数据库，记录，从一开始，如数据查询、设备运行状态分析的实时曲线，趋势曲线，条形图的方法。（5）根据控制信息系统可以在一个单一的模式或广播的基础硬件发送相应的控制信息的传输参数的设置实现，开始的表，传输时间，以检验周期转移的证据，等）的监测，能保证网络的安全和正常运行。3.6通用低压配电监控模块的设计通用低压配电监测模块是基于系统的核心模块。完成了监控系统分析，低压配电接收数据储存，，外包装会发送给在现场总线协议转换形成的data）的传递函数。低压配电监测模块总体可以分为3个部分：驱动部分，数据分析部分，为辅交货。3个部分的功能如下：（1）驱动部分该驱动部分的主要功能是完成按照数据分析现场总线协议和包装。在接收通过现场总线上传数据接收综合保护器数据，并根据指定的现场总线协议分析的数据格式。经过分析，数据通过接口函数调用程序的一部分。数据传输时，根据指定的现场总线协议的数据包格式，封装成数据帧格式相应的现场总线，通过综合保护装置通过现场总线网络。数据分析部分交货并通过调用驱动部分汤姆接口功能和驱动的互动上豹数据显示部分（得到解析数据和传输控制参数）。（2）数据分析部分解析数据传输部分通过接口函数来获取所有的数据分析驱动部分，并将收到的数据分门别类的配送和存储。根据不同类别的数据显示在界面上。（3）辅助部件的主要功能是提供的数据显示，数据显示辅助手段的辅助部分，该部分的查询等功能。在以下两个方面的内容包括：提供用户登录，用户管理，以及其他相关系统操作：提供数据显示，查询，备份等功能的控制。通用低压配电基于发展商一个基于模块系统设计实例的理念模块监控。实例系统连接的硬件设备和现场总线通信方式（硬件是一天三东州科技低压保护装置和现场总线RS485总线）和基于一致的方式与连接的硬件设备和现场总线通信监控系统。下面是基于通用低压配电系统和基于组态王软件系统的差异设计监控模块介绍。(1）不同的接口功能虽然通过组态王驱动和基于通用低压配电传动部分监控系统模块提供了基于COM架构，然而，已配置的接口驱动的部分已经被定义后，开发人员只需要在组态王编程实现代码指定的接口函数可以。而基于模块的通用低压配电监控系统需要一个用户定义的函数接口。由于这种场合很多工业控制组态软件，所以考虑的情况。与组态王作为开发平台的用户时要考虑。COM接口的功能驱动11提供上位。CAN协议分析组态王（司机）根据不同功能的接口函数可分为8类。寄存器定义，变量的定义，变量定义设备，包装，加工，设备连接，打开设备，关闭设备。其中，寄存器定义，定义设备，变量定义，变量包装在使用组态王用户开发一个电话。数据包处理上传数据的解析和下载系统基于组态王软件包。设备连接，打开设备，设备关闭操作设备。在组态王中，如果接收上传数据或设备数据的设备，开发人员必须定义设备I/O变量。每个I/O变量必须对应于一个特定的寄存器，如报警式I/O变量相应的报警寄存器。在组态王中定义I/O变量，调用驱动程序提供convertuserconfigtovar接口和用户变量配置字符串（当我们定义信息传输到驱动器，一个可变的输入驱动将完成配置字符串变量为变量的配置结构。开车时检查用户定义的设备，注册，正确的变量。特定对象基于通用低压配电监测模块系统，有没有网上的开发功能，界面，功能降低很多，传动部分，只有五。低压配电监测模块通用的系统是作显示，保存，基于数据查询。所以司机用接收上传数据和初步的数据分析和解决方案包和发送。驱动接口函数包括4个功能分别。打开设备，接收数据，发送数据，关闭装置。有一个设备初始化函数是用来延长使用，是没有用的。3.2个图驱动模块监控模块通用低压分布。（2）收到通知数据该系统从驱动组态王中获取数据是基于时间的信息。用户可以设置组态王的扫描周期。每当扫描周期，组态王软件执行驱动的分组处理功能，数据结构访问组态王。数据包处理功能是由完整的接收缓冲区的数据，进行进一步的处理，添加数据，将处理存储在组态王的数据可以对身体结构的识别。通过基于以上原因，组态王驱动有以下缺点：<1>大量的系统资源的消耗采用定时扫描方式的基于事件的方法采集数据获取系统资源的巨大消耗数据。<2>分组处理功能太复杂数据包处理功能接口功能。功能的主要的功能是为二次分析接收完整数据，那么函数比较复杂大大提高开发商的，对困难的以后修改的接口功用。，数据分析只要有稍微的改变需要修改封包处理，功能界面。因为接口功能的不稳定性。<3>数据采集的精度不高采用定时扫描方式采集数据时间精度一般低于基于事件的数据采集的时间精度。单元支持消息机制，COM的。COM构件在连接点的连接点事件可以，COM客户端调用实现COMCOMCOM程序通知客户调用程序和通知。这是基于事件的通信COM和COM客户程序之间。然而，连接点事件触发器只有在主COM线程，或者不能越过COM的通知。的COM事件驱动的通用低压配电基于触发两个数据处理线程模块监控部分。解决客户端接收辅助线程的COM事件的解决方案有两种：一是由元帅机制处理。是你的一个用户界面定义，在一个线程调用接口定义消息的函数（函数内部消息称连接点事件触发功能）。另一种方法是通过PostMessage，事件传递的定时器和其他异步消息。线程消息辅助主线，的主线程接收消息连接点事件触发。机构因为发展商没有元帅明白故使用异步消息，转让事件。如果您想客户程序可以接收呼叫COM被COM发送消息的。客户端项目要建立信息接收COM。接收的信息实际上是来自idispateh自动化接口类。收到信息是通过COM调用函数类的处理。驱动总成系统低压总配电监控模块基于事件驱动的。在驱动器的驱动模块，采集到的数据首先解析完成存储集成的接收缓冲区，它产生一个事件。激活事件处理线程两次数据。两个数据处理线程接收到事件后，完整的两分析接收数据缓冲区。经过分析，生成一个事件，告诉调用应用程序驱动。事发后收到的申请，调用驱动程序接收数据的接口函数，数据接收。数据接收过程中一直采用事件驱动。该事件架构的优势：为了提高数据采集的精度：事件触发产生事件立即触发下一个处理程序，并定期扫描数据只能根据扫描开始时间确定采集时间和精度高；减少系统资源的消耗，使用事件生成事件的刺激下一个处理程序。和时间很少或没有数据扫描模式，扫描时间所有寄存器并因此消耗大量系统资源；添加两个数据处理线程，导致接收接口函数变化的数据基于通用低压配电系统主要基于Modbus协议分析组态王软件系统的二次数据处理线程驱动模块监测（驱动）在打包机数据分析功能的数据包处理模块。二次数据处理线程的主要功能是当上传数据，根据处理缓冲区中的数据提供了一个索引的列表将完成数据接收缓冲区的数据分析后，经过分析，存储在一个数据缓冲区的数据，并产生接收数据的事件通知数据传输部分。数据传输时，数据传输从接口函数删除发送数据，数据包。包装完成后，数据将被存储在发送缓冲区。同时产生的事件中，发送线程需要通过激活总线从RS485所发送数据发送缓冲区的综合保护。添加数据两次加工的优点：1.简化接收接口功能的数据，导致接收数据接口功能相对简单的功能是输出数据，功能简单。基于组态王软件系统的第二数据处理线程可以协议分析（驱动）在绝大多数功能包的处理接口函数部分。2.更清晰的程序结构。资料缓冲集成接收器把对照缓冲到二次未处理数据的索引信息。加工完成时，缓冲区保存完整接收缓冲地区数据螺纹加工解析数据信息。3.通过未经处理的数据保存索引信息，你可以知道整个接收缓冲区和多少数据不能被解析并存储在一个数据缓冲区。完整的数据处理，主要作用是促进缓冲处理数据接收接口功能。客户端调用接收数据功能界面的功能时，将保存在数据的处理完毕上传数据的缓冲，客户端，空数据处理完成缓冲，以便准确地消除缓冲区的所有的数据，两个存储的数据列表使用缓冲器。其次是提取单元列表，数据缓冲的遍历的实现。两个缓冲区使用CList模板类的实现。分组数据的缓冲存储结构的定义，其结构如下：typedefstruct_packet{WORDwDeviceAddr；／／设备地址BYTEnDeviceName；／／设备名称(电机，馈出⋯⋯)BYTEnRegType；／／数据类型(动态，循检，报警⋯⋯)BYTEnStartNo；／／起始偏移量BYTEnEndNo；／／结束偏移量BYTEnPacketType；／／包类型(只读(上传)，只写(下传)，读写)DeviceValuedeviceValue[ARRAYCOUNT．21；／／保存数据}PACKET，+PPACKET；CList<PACKET，PACKET&>g／／数据未处理缓冲区CList<PACKET,PACKET&>gdeNedBuflj／／数据处理完成缓冲区开始和结束偏移量偏移主要是用来记录动态检测，参数的个数。例如，一个电路每上传3个动态参数（如IA，IB，IC）。0的起始偏移，偏移2的结局。如果不是，动态检测上传参数，如报警参数，0的起始偏移，偏移0的结局。通过偏移和起始偏移之间的区别，最后，你知道devicevalue数组来存储一些数据。这样做的好处是，一旦某个类型的数据上传的回路。devicevalue是一个联合体，用于存储不同类型的数据。存储数据的组合，可以节省存储空间。（3）大量数据的快速处理方式不同组态软件拥有的的实时数据库功能强大，能够大量快速上传数据（例如每秒节省上万的数据）。由于其细节不深，所以保存大量数据是通过另一路低压电力总配电监控模块实现的。存储在存储器中的数据，然后根据一定的条件下，内存中的数据保存在硬盘。是通用低压配电监测产模块数据分析部分的功能。分析的主要功能是通过数据传输部分的COM接口功能的驱动部分接收后司机已经被解析的数据上传，根据所接收的数据的不同类型，不同的数据进行数据分析处理（例如，报警数据拆分字符串）。当数据进行处理，处理后的数据存储在数据库或显示实时数据显示部分。如图3.7是数据分析模块的交付部分。图3．7数据解析派送部