基于现场总线技术的积木式分布控制系统中组态软件的设计与开发
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摘要
现场总线技术是用于过程控制和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的
通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。现场总线的节点是具有综合功能的智
能仪表，它将取代传统的单功能的现场仪表。因此“基于现场总线过程控制系统”的
开发就是更好地利用现场总线的优点进行新型的过程控制系统的开发与利用。其中，
组态软件极大程度地决定了过程控制系统的性能、可靠性以及开发成本。因此，开发
具有特色的过程控制系统组态软件对于推动国内过程控制技术的发展具有十分重要的
意义。
本文首先对国内外组态软件的现状以及发展概况进行了总结，分析了各个软件的
优点及缺点。同时对当今流行的现场总线技术进行概括，并对不同标准的总线进行对
比。在借鉴国外优秀组态软件的成功经验的基础上，结合本课题工业现场的需求，设
计了本组态软件，搭建了软件框架，完成了功能设计。该软件包括两个大部分：数据
库编辑器软件、图形组态软件。其中图形组态软件又分为几个小部分：图形编辑器的
程序设计、动态控件的设计、标准工具的程序设计、实时数据接口的程序设计。最后
对面向Internet的程序开发做了一些试探性的工作。
针对上述结构，在Windows环境下，采用了Delphi以及Visual C++语言面向对
象的程序设计方法，分别对程序进行了具体设计，完成了核心模块，实现了客户端/服
务器结构的数据库编辑、图形编辑、动态显示、系统报警、数据链接等功能。本文详
细叙述了各个部分的设计方法，包括基本设计思想、程序框图、数据结构定义、算法
以及程序流程。
Fieldbus is a new kind of communication protocol used for the field device and field
instruments in the process automation and manufacture automation. The fieldbus node is
the intelligence instrument, which replace the single function field instruments. The
communication network is integrated with control system. The key of function fieldbus if to
replace DCS (Distributed Control System) by the new generation of FCS (Fieldbus Control
system). The Process Control System base on Fieldbus is developing very fast and widely
used. The configuration software determines the function, reliability and development
costing of process control system in great extent, so it is important to develop our own
characteristic configuration software to accelerate the progress of domestic technology.
In the first part of the paper, I summarized the situation and future of configuration
software by comparing the advantages and disadvantages of many software all over the
world. At the same time, I summarized the current fieldbus technology and compares the
different standard fieldbus. Based on the experiences of foreign excellent software and
considering the need of this task in plant floor, I designed graphic configuration software,
built the frame of software, and completed the function. The software package consists of the
following two large parts: Database Editor~ Graphics zutai software. Graphics zutai software
include four small parts: Graphic Editor, Program Design of Dynamic Control, Program
Design of Standard Tools, Program Design of Real-time data interface. I also extended my
work to connect with the Internet Programming.
According to this construction model, I developed each part with Windows and
Delphi Visual C++, completed the kernel module, and realized the functions. The paper
describe the technical details of programming for each part, which include design ideas, data
construction, algorithm and flow.
通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。现场总线的节点是具有综合功能的智
能仪表，它将取代传统的单功能的现场仪表。因此“基于现场总线过程控制系统”的
开发就是更好地利用现场总线的优点进行新型的过程控制系统的开发与利用。其中，
组态软件极大程度地决定了过程控制系统的性能、可靠性以及开发成本。因此，开发
具有特色的过程控制系统组态软件对于推动国内过程控制技术的发展具有十分重要的
意义。
本文首先对国内外组态软件的现状以及发展概况进行了总结，分析了各个软件的
优点及缺点。同时对当今流行的现场总线技术进行概括，并对不同标准的总线进行对
比。在借鉴国外优秀组态软件的成功经验的基础上，结合本课题工业现场的需求，设
计了本组态软件，搭建了软件框架，完成了功能设计。该软件包括两个大部分：数据
库编辑器软件、图形组态软件。其中图形组态软件又分为几个小部分：图形编辑器的
程序设计、动态控件的设计、标准工具的程序设计、实时数据接口的程序设计。最后
对面向Internet的程序开发做了一些试探性的工作。
针对上述结构，在Windows环境下，采用了Delphi以及Visual C++语言面向对
象的程序设计方法，分别对程序进行了具体设计，完成了核心模块，实现了客户端/服
务器结构的数据库编辑、图形编辑、动态显示、系统报警、数据链接等功能。本文详
细叙述了各个部分的设计方法，包括基本设计思想、程序框图、数据结构定义、算法
以及程序流程。
Fieldbus is a new kind of communication protocol used for the field device and field
instruments in the process automation and manufacture automation. The fieldbus node is
the intelligence instrument, which replace the single function field instruments. The
communication network is integrated with control system. The key of function fieldbus if to
replace DCS (Distributed Control System) by the new generation of FCS (Fieldbus Control
system). The Process Control System base on Fieldbus is developing very fast and widely
used. The configuration software determines the function, reliability and development
costing of process control system in great extent, so it is important to develop our own
characteristic configuration software to accelerate the progress of domestic technology.
In the first part of the paper, I summarized the situation and future of configuration
software by comparing the advantages and disadvantages of many software all over the
world. At the same time, I summarized the current fieldbus technology and compares the
different standard fieldbus. Based on the experiences of foreign excellent software and
considering the need of this task in plant floor, I designed graphic configuration software,
built the frame of software, and completed the function. The software package consists of the
following two large parts: Database Editor~ Graphics zutai software. Graphics zutai software
include four small parts: Graphic Editor, Program Design of Dynamic Control, Program
Design of Standard Tools, Program Design of Real-time data interface. I also extended my
work to connect with the Internet Programming.
According to this construction model, I developed each part with Windows and
Delphi Visual C++, completed the kernel module, and realized the functions. The paper
describe the technical details of programming for each part, which include design ideas, data
construction, algorithm and flow.
引文
(1)《集散系统基础及应用》张新薇 冶金工业出版社
(2)现场总线技术标准及发展 伊红卫 1996．5 《微计算机信息》
(3)一个现场总线应用模型的构造与实现 张大波 王光兴 1996．5 《微计算机信息》
(4)九五期间现场总线及其开放自动化系统规划要点和发展方针 陈铁君 1997．13．3 《微计算机信息》
(5)现场总线发展动向 星光 1998．5《电子与自动化》
(6)现场总线与工业企业网 张颖 蒋宏业 邵惠鹤 1998．14．4《微计算机信息》
(7)现场总线技术的现状和发展趋势 全焕明 1998．5 《国外电子测量技术》
(8)以LonWorks技术为核心的现场控制系统 陈懿 1998．5 《工业控制计算机》
(9)现场总线技术论谈 綦希林 1998．14．5《微计算机信息》
(10)现场总线基金会及现场总线网络标准 张广川 1996．4《微计算机信息》
(11)LonWorks技术在橡胶工业中的应用 何全新 1996．4《微计算机信息》
(12)基于LonWorks的现场总线控制系统EIC2000-LON的设计 1998．1《微计算机信息》
(13)采用LONWORKS网络的啤酒发酵控制系统 陆阳 王兵 1997．6《微计算机信息》
(14)LONWORKS技术在工业锅炉自控系统中的应用 韩宁 1997．5《微计算机信息》
(15)现场总线技术 罗安 1996．1 《测控技术》
(16)现场总线的现状及其应用 夏德海 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(17)用现场总线功能块构筑系统控制策略 斯可克 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(18)现场总线控制系统(FCS)高以成 1997．11 《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(19)现场总线与 DCS 刘心岩 1997．11 《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(20)现场总线简介 李锋 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(21)ONSPEC控制软件产品简介 美国西雷公司 1996
(22)ICONICS Inc..GENESIS Control Sreies Basic Training Mannual.1997
(23)ICONICS Inc..WinWorX On-line Help.1997
(24)组态王 KingView使用手册 清华紫光公司 1998
(25)Genis用户手册 台湾研华公司 1997
(2)现场总线技术标准及发展 伊红卫 1996．5 《微计算机信息》
(3)一个现场总线应用模型的构造与实现 张大波 王光兴 1996．5 《微计算机信息》
(4)九五期间现场总线及其开放自动化系统规划要点和发展方针 陈铁君 1997．13．3 《微计算机信息》
(5)现场总线发展动向 星光 1998．5《电子与自动化》
(6)现场总线与工业企业网 张颖 蒋宏业 邵惠鹤 1998．14．4《微计算机信息》
(7)现场总线技术的现状和发展趋势 全焕明 1998．5 《国外电子测量技术》
(8)以LonWorks技术为核心的现场控制系统 陈懿 1998．5 《工业控制计算机》
(9)现场总线技术论谈 綦希林 1998．14．5《微计算机信息》
(10)现场总线基金会及现场总线网络标准 张广川 1996．4《微计算机信息》
(11)LonWorks技术在橡胶工业中的应用 何全新 1996．4《微计算机信息》
(12)基于LonWorks的现场总线控制系统EIC2000-LON的设计 1998．1《微计算机信息》
(13)采用LONWORKS网络的啤酒发酵控制系统 陆阳 王兵 1997．6《微计算机信息》
(14)LONWORKS技术在工业锅炉自控系统中的应用 韩宁 1997．5《微计算机信息》
(15)现场总线技术 罗安 1996．1 《测控技术》
(16)现场总线的现状及其应用 夏德海 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(17)用现场总线功能块构筑系统控制策略 斯可克 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(18)现场总线控制系统(FCS)高以成 1997．11 《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(19)现场总线与 DCS 刘心岩 1997．11 《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(20)现场总线简介 李锋 1997．11《DCS应用技术和现场总线学术研讨会论文集》
(21)ONSPEC控制软件产品简介 美国西雷公司 1996
(22)ICONICS Inc..GENESIS Control Sreies Basic Training Mannual.1997
(23)ICONICS Inc..WinWorX On-line Help.1997
(24)组态王 KingView使用手册 清华紫光公司 1998
(25)Genis用户手册 台湾研华公司 1997