北京科技大学软件课程设计报告自动化专业

年4月19日北京科技大学软件课程设计报告自动化专业文档仅供参考，不当之处，请联系改正。北京科技大学课程设计（软件设计）报告班级：姓名：学号：同组同学：指导教师：曾慧日期：年11月13日目录308861设计内容 132841.1实验目的 1265881.2实验内容 1111962应用程序总体分析与设计 182.1项目建立 8256142.1.1建立一个VisualBasic工程 215172.2OPC建立 288772.2.1设置OPC包装DLL 2322942.2.2建立一个OPC对象 2119693应用程序各功能模块分析与设计 428923.1界面设计 4174833.2服务器的断开与链接 582853.2.1连接OPC服务器和建立OPC组 5241043.2.2添加OPC标签 5146463.2.3断开服务器 629243.3数据读取与显示 7185893.3.1棒状图显示 771043.3.2文本框显示 7203933.4数据保存 89343.5实时曲线绘制 8126574程序测试 10245674.1测试过程 10115584.2测试结果 10312405程序文档 12312345.1使用说明 12313335.2程序清单 1270946总结 1797356.1问题与解决 17315456.2感想与致谢 1788007参考文献 181设计内容1.1实验目的经过实际操作进一步了解OPC的各种概念，掌握OPC客户端的编写方法。并对微软的DCOM有一定的了解，要求经过合适的DCOM配置，使客户端能够读取网络上服务器中的数据。1.2实验内容1）利用VB语言编写出一个简单的OPC客户端程序，要求这个客户端能够读取服务器中的数据，并显示出来。2）配置DCOM，使客户端能够能过DCOM读取另一台服务器上的数据。2应用程序总体分析与设计应用程序与OPC服务器进行连接并读取服务器端的数据，同时把读取到的数据经过棒柱和文本框显示，并能够保存数据便于查找，同时应用了Picture控件对实时数据变化趋势分析。2.1项目建立2.1.1建立一个VisualBasic工程1）启动VisualBasic,新建一个VisualBasic工程。选择[StandardEXE]作为新建工程的类型。图2.1VisualBasic工程的建立2.2OPC建立2.2.1设置OPC包装DLL对OPC包装DLL进行注册：从VisualBasic菜单里选择[Project]-[References]。在[AvailableReferences]表示中，选择[OPCAutomation2.0]。图2.2引用的设置2.2.2建立一个OPC对象在VisualBasic里，是以对象的单位对OPC服务器进行访问。OPC自动化接口是由以下四种对象所定义。OPC服务器OPC组（OPC组集合）OPC标签（OPC标签集合）OPC浏览器变量声明图2.3OPC对象变量的声明其中，部分变量声明意义见表所示。表2.1OPC对象变量的声明变量名说明objServerOPCServer对象，用于连接OPC服务器。objGroupsOPCGroups对象，用于添加OPC组的OPC组集合objTestGrpOPCGroup对象，演示用的OPC组。objItemsOPCItems对象，用于添加OPC标签的OPC标签集合。lServerHandles()长整型的数组，用于保存OPC标签的服务器句柄。3应用程序各功能模块分析与设计3.1界面设计图3.1界面效果图窗体中所使用的控件种类如表3.1所示。表3.1FmMain的控件控件名称窗体(Form)FmMain命令按钮(CommandButton)BtnConnect命令按钮(CommandButton)BtnAddItem命令按钮(CommandButton)BtnQuit命令按钮(CommandButton)BtnSave命令按钮(CommandButton)BtnStop命令按钮(CommandButton)Btndraw定时器(Timer)tmUpdate定时器(Timer)dataUpdate对话框(CommonDialog)CommonDialog1图像(PictureBox)picBar(作为数组使用，从左开始1～2)标签(Label)lbBar(作为数组使用。从左开如1～2)文本框(TextBox)dataInfo图像(Picture)Picture13.2服务器的断开与链接3.2.1连接OPC服务器和建立OPC组这里用“NEW”关键词生成OPC服务器的对象，然后调用OPC服务器对象的“Connect”方法，和OPC服务器连接。Connect子程序如下：'连接OPC服务器和建立OPC组SubConnect(strProgIDAsString,OptionalstrNodeAsString)IfobjServerIsNothingThen'建立一个OPC服务器对象SetobjServer=NewOPCServerEndIfIfobjServer.ServerState=OPCDisconnectedThen'连接OPC服务器objServer.ConnectstrProgID,strNodeEndIfIfobjGroupsIsNothingThen'建立一个OPC组集合SetobjGroups=objServer.OPCGroupsEndIfIfobjTestGrpIsNothingThen'添加一个OPC组SetobjTestGrp=objGroups.Add("TestGrp")EndIfEndSub3.2.2添加OPC标签对OPC服务器进行访问前，必须先在OPC组里添加要访问的OPC标签。AddItem子程序如下：‘添加OPC标签SubAddItem()DimstrItemIDs(8)AsStringDimlClientHandles(2)AsLongDimlErrors()AsLongDimIAsIntegerIfobjTestGrpIsNothingThenExitSubEndIfIfNotobjItemsIsNothingThenIfobjItems.Count>0ThenExitSubEndIfEndIf'设置组活动状态objTestGrp.IsActive=True'取消组非同期通知objTestGrp.IsSubscribed=False'建立OPC项集合SetobjItems=objTestGrp.OPCItems'生成标签的项标识符ForI=1To2strItemIDs(I)="TAG"lClientHandles(I)=INext'添加OPC项CallobjItems.AddItems(8,strItemIDs,_lClientHandles,lServerHandles,lErrors)EndSub3.2.3断开服务器连接着OPC服务器的OPC应用程序，在退出前必须断开和OPC服务器的连接。因为OPC服务器并不知道OPC应用程序的退出，如果不先断开连接，那么OPC服务器使用的计算机资源就不被释放。如果这样的问题重复发生，久而久之，连续运转的自动控制系统可能会使计算机资源渐渐枯竭从而发生严重问题。Disconnect子程序如下：'断开OPC服务器SubDisconnect()DimlErrors()AsLongIfNotobjItemsIsNothingThenIfobjItems.Count>0Then'清除OPC项objItems.Remove2,lServerHandles,lErrorsEndIfSetobjItems=NothingEndIfIfNotobjTestGrpIsNothingThen'清除OPC组objGroups.Remove"TestGrp"SetobjTestGrp=NothingEndIfIfNotobjGroupsIsNothingThenSetobjGroups=NothingEndIfIfNotobjServerIsNothingThenIfobjServer.ServerState<>OPCDisconnectedThen'断开OPC服务器.objServer.DisconnectEndIfSetobjServer=NothingEndIfEndSub3.3数据读取与显示客户端使用2个定时器TmUpdate和dataUpdate，定时为1S。在TmUpdate事件中调用同步读取数据函数SyncRead，每隔1S读取服务器端的数据，同时对棒柱的显示进行刷新。在定时器dataUpdate事件中读取系统时间并不断刷新TextBox的内容，显示当前的时间和数据。3.3.1棒状图显示为了是显示更加人性化，对不同范围的数值显示采用了不同的颜色。当数值过低或者过高时分别显示深蓝色和红色以示警告。中间值显示绿色和橙黄色。程序代码如下所示：SyncReadOPCCache,vtItemValues,lErrors'棒图的表示ForI=1To2'数据的格式化strBuf=Format(vtItemValues(I),"###.000")'表示数据字符串lbBar(I).Caption=strBufdataTemp(I)=strBuf'计算棒的宽和高nWidth=picBar(I).ScaleWidthnHeight=picBar(I).ScaleHeightsglScale=vtItemValues(I)/100nDrawHeight=CInt(nHeight*sglScale)'清除现棒图picBar(I).Cls'绘制棒图IfvtItemValues(I)<tHoldValue1ThenpicBar(I).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),RGB(0,0,255),BFElseIfvtItemValues(I)<tHoldValue2ThenpicBar(I).Line(0,nHeight-tHoldValue1/100*nHeight)-(nWidth,nHeight),RGB(0,225,0),BFpicBar(I).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,(1-tHoldValue1/100)*nHeight),RGB(225,225,0),BFElsepicBar(I).Line(0,nHeight-tHoldValue1/100*nHeight)-(nWidth,nHeight),RGB(0,225,0),BFpicBar(I).Line(0,nHeight-tHoldValue2/100*nHeight)-(nWidth,(1-tHoldValue1/100)*nHeight),RGB(225,225,0),BFpicBar(I).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,(1-tHoldValue2/100)*nHeight),RGB(255,0,0),BFEndIfEndIfIfI=1Theny(num1)=vtItemValues(I)num1=num1+1Elsez(num2)=vtItemValues(I)num2=num2+1EndIfNextEndSub3.3.2文本框显示程序代码如下：PrivateSubdataUpdate_Timer()IfSaveFlagThen'保存数据结束后清除原来的数据dataInfo.Text=Year(Now())&Month(Now())&Day(Now())&""&Hour(Now())&":"&Minute(Now())&":"&Second(Now())&""&"反应罐温度："&dataTemp(1)&""&"反应罐液位："&dataTemp(2)&Chr(13)&Chr(10)SaveFlag=FalseElsedataInfo.Text=dataInfo.Text&Year(Now())&Month(Now())&Day(Now())&""&Hour(Now())&":"&Minute(Now())&":"&Second(Now())&""&"反应罐温度："&dataTemp(1)&""&"反应罐液位："&dataTemp(2)&Chr(13)&Chr(10)EndIfEndSub3.4数据保存此处定义bool型的SaveFlag为保存标志，在保存时停止对新的数据的接收。主要用到CommonDialog控件。该控件可用于创立“文件打开”、“文件保存”、“文件打印”、“颜色设置”、“字体设置”、“帮助”6种对话框。程序代码如下所示：PrivateSubBtnSave_Click()TmUpdate.Enabled=FalsedataUpdate.Enabled=FalseCommonDialog1.DialogTitle="另存为"CommonDialog1.DefaultExt="txt"CommonDialog1.ShowSaveIfLen(CommonDialog1.FileName)>0ThenOpenCommonDialog1.FileNameForOutputAs#1Print#1,dataInfo.TextClose#1SaveFlag=TrueEndIfEndSub3.5实时曲线绘制Picture是功能强大坐标图绘制软件，本次设计中采用VB中Picture控件进行实时曲线绘制。在设计时添加2个系列曲线，代表两个通道，即温度和液位与时间的关系。并在图中绘出两条警戒线，能更直观地比对数据的变化。图3.2Picture设置部分程序代码如下所示：Picture1.ClsIfCheck1.Value=0ThenIfcol<201ThenForu=1To2Forj=colTocolX=jY=vtItemValues(u)px(j,u)=Xpy(j,u)=YNextjNextucol=col+1pl=pl+1ElseFors=1To2Fort=1To199px(t,s)=tpy(t,s)=py(t+1,s)Nexttpy(200,s)=vtItemValues(s)NextsEndIfElsecol=colEndIfIfpl>=2ThenForw=1To2Picture1.PSet(px(1,w),py(1,w))Forj=2TocolPicture1.Line-(px(j-1,w),py(j-1,w)),QBColor(w*2)NextjNextwEndIf'画两条警戒线Picture1.DrawWidth=2Picture1.Line(0,150)-(200,150),vbRedPicture1.Line(0,600)-(200,600),vbBlue'指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色IflbBar(1).Caption>150OrlbBar(2).Caption>600ThenLabel7.Caption="出现异常！"ElseLabel7.Caption="正在观测！"EndIfIflbBar(1).Caption>150ThenText2.Text="温度过高！"picBar(1).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(255,0,0),BFEndIfIflbBar(1).Caption<150ThenText2.Text="温度平稳！"picBar(1).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(0,255,0),BFEndIfIflbBar(2).Caption>600ThenText1.Text="液面过高！"picBar(2).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(255,0,0),BF4程序测试4.1测试过程运行程序后，先单击“连接”按钮，保证客户端连接上组态王数据库。然后单击“加载”按钮，观察数据时候正常显示，棒柱的数据和颜色是否正常，文本框内的时间和数据是否正常以及看是否能实时显示曲线。单击“保存数据”按钮，弹出对话框，选择路径，填写文件名后保存数据。最后单击“退出”按钮，看成否正常退出程序。运行程序，注意将bin文件夹放到工程下。4.2测试结果从测试结果上看，整个程序没有bug，各个功能正常。从绘图的结果能够看出从服务器传来的数据是按正弦规律变化的。图4.1程序测试图一图4.2程序测试图二图4.3保存数据5程序文档5.1使用说明（1）运行程序，连接成功后，启动，此时棒状图以及文本框内就会显示反应罐温度和反应罐液位的值。（2）当数据积累到一定程度之后，点击“绘图”按钮，应罐温度和反应罐液位数值变化曲线就会显示出来，每点击一次，就会刷新一次。从而实现了数据的实时显示。程序中数据刷新为1s，因此在点击“绘图”按钮时频率最好不要超过1s。（3）保存数据。点击“保存”按钮，会弹出对话框，输入响应的文件名保存便可。保存数据后，所有历史数据会被清空。5.2程序清单OptionBase1OptionExplicitDimWithEventsobjServerAsOPCServerDimobjGroupsAsOPCGroupsDimobjTestGrpAsOPCGroupDimobjItemsAsOPCItemsDimlServerHandles()AsLongDimpx(200,2)AsSingle,py(200,2)AsSingleDimcolAsIntegerDimplAsIntegerDimdataTemp(2)AsStringDimDrawFlagAsBooleanDimSaveFlagAsBooleanSubConnect(strProgIDAsString,OptionalstrNodeAsString)IfobjServerIsNothingThen'建立一个OPC服务器对象SetobjServer=NewOPCServerEndIfIfobjServer.ServerState=OPCDisconnectedThen'连接OPC服务器objServer.ConnectstrProgID,strNodeEndIfIfobjGroupsIsNothingThen'建立一个OPC组集合SetobjGroups=objServer.OPCGroupsEndIfIfobjTestGrpIsNothingThen'添加一个OPC组SetobjTestGrp=objGroups.Add("TestGrp")EndIfEndSubSubAddItem()DimstrItemIDs(2)AsStringDimlClientHandles(2)AsLongDimlErrors()AsLongDimIAsIntegerIfobjTestGrpIsNothingThenExitSubEndIfIfNotobjItemsIsNothingThenIfobjItems.Count>0ThenExitSubEndIfEndIf'设置组活动状态objTestGrp.IsActive=True'取消组非同期通知objTestGrp.IsSubscribed=False'建立OPC项集合SetobjItems=objTestGrp.OPCItems'生成标签的项标识符strItemIDs(1)="反应罐温度.Value"strItemIDs(2)="反应罐液位.Value"lClientHandles(1)=1lClientHandles(2)=2'添加OPC项CallobjItems.AddItems(2,strItemIDs,_lClientHandles,lServerHandles,lErrors)EndSubSubDisconnect()DimlErrors()AsLongIfNotobjItemsIsNothingThenIfobjItems.Count>0Then'清除OPC项objItems.Remove2,lServerHandles,lErrorsEndIfSetobjItems=NothingEndIfIfNotobjTestGrpIsNothingThen'清除OPC组objGroups.Remove"TestGrp"SetobjTestGrp=NothingEndIfIfNotobjGroupsIsNothingThenSetobjGroups=NothingEndIfIfNotobjServerIsNothingThenIfobjServer.ServerState<>OPCDisconnectedThen'断开OPC服务器.objServer.DisconnectEndIfSetobjServer=NothingEndIfEndSubPrivateSubbtnConnect_Click()'调用Connect子程序CallConnect("kingview.view.1")Label7.Caption="与服务器连接成功！"EndSubPrivateSubbtnAddItem_Click()'调用AddItem子程序CallAddItemIfNotobjTestGrpIsNothingThenIfobjTestGrp.OPCItems.Count>0Then'启动定时器tmUpdate.Enabled=TruedataUpdate.Enabled=TrueElseEndIfEndIfEndSubPrivateSubbtnQuit_Click()'卸载窗体UnloadfmMainEndSubPrivateSubForm_Unload(CancelAsInteger)'调用Disconnect子程序CallDisconnectEndSubPrivateSubtmUpdate_Timer()DimvtItemValues()AsVariantDimlErrors()AsLongDimstrBufAsStringDimnWidthAsIntegerDimnHeightAsIntegerDimnDrawHeightAsIntegerDimsglScaleAsSingleDimIAsInteger,uAsInteger,jAsInteger,sAsInteger,tAsInteger,wAsIntegerDimXAsSingle,YAsSingle'同期读取SyncReadOPCCache,vtItemValues,lErrors'棒图的表示ForI=1To2'数据的格式化strBuf=Format(vtItemValues(I),"###.000")'表示数据字符串lbBar(I).Caption=strBufdataTemp(I)=strBuf'计算棒的宽和高nWidth=picBar(I).ScaleWidthnHeight=picBar(I).ScaleHeightsglScale=vtItemValues(I)/700nDrawHeight=CInt(nHeight*sglScale)'清除现棒图picBar(I).Cls'绘制棒图picBar(I).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(255,0,0),BFNext'曲线绘制Picture1.ClsIfCheck1.Value=0ThenIfcol<201ThenForu=1To2Forj=colTocolX=jY=vtItemValues(u)px(j,u)=Xpy(j,u)=YNextjNextucol=col+1pl=pl+1ElseFors=1To2Fort=1To199px(t,s)=tpy(t,s)=py(t+1,s)Nexttpy(200,s)=vtItemValues(s)NextsEndIfElsecol=colEndIfIfpl>=2ThenForw=1To2Picture1.PSet(px(1,w),py(1,w))Forj=2TocolPicture1.Line-(px(j-1,w),py(j-1,w)),QBColor(w*2)NextjNextwEndIf'画两条警戒线Picture1.DrawWidth=2Picture1.Line(0,150)-(200,150),vbRedPicture1.Line(0,600)-(200,600),vbBlue'指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色IflbBar(1).Caption>150OrlbBar(2).Caption>600ThenLabel7.Caption="出现异常！"ElseLabel7.Caption="正在观测！"EndIfIflbBar(1).Caption>150ThenText2.Text="温度过高！"picBar(1).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(255,0,0),BFEndIfIflbBar(1).Caption<150ThenText2.Text="温度平稳！"picBar(1).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(0,255,0),BFEndIfIflbBar(2).Caption>600ThenText1.Text="液面过高！"picBar(2).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(255,0,0),BFEndIfIflbBar(2).Caption<600ThenText1.Text="液面平稳！"picBar(2).Line(0,nHeight-nDrawHeight)-(nWidth,nHeight),_RGB(0,255,0),BFEndIfEndSubSubSyncRead(nSourceAsInteger,ByRefvtItemValues()AsVariant,_ByReflErrors()AsLong)DimlServerHandlesTemp(2)AsLongDimjAsIntegerIfobjTestGrpIsNothingThenExitSubEndIfIfobjTestGrp.OPCItems.Count>0Then'同期读取objTestGrp.SyncReadnSource,2,lServerHandles,_vtItemValues,lErrorsEndIfEndSubPrivateSubForm_Load()tmUpdate.Enabled=FalsetmUpdate.Interval=100dataUpdate.Enabled=FalsedataUpdate.Interval=1000'初始化时间变量col=1pl=0'调用时间函数，显示时间Calldate1'初始化坐标范围Picture1.Scale(0,750)-(200,