工控組態(tài)軟件的研發(fā)及其在數(shù)控機床可視化加工中的應用.pdf

1、在佳能控制系統(tǒng)（上海）有限公司承接的很多工控方面的應用項目中常需要使用工控組態(tài)軟件。作為這些項目主要參與者，作者對國內(nèi)外的組態(tài)軟件進行了調(diào)查與研究。 目前，主流組態(tài)軟件有Wonderware公司的InTouch、Intellution公司的Fix、CiT公司的Citech、西門子公司的WinCC等。這些組態(tài)軟件都基于32位的Windows平臺，支持OPC（OLE for Process Control）和腳本語言。但是它們都價格

2、昂貴，根據(jù)支持的IO點數(shù)不同，每個授權(quán)在五萬至十五萬人民幣之間。另外，由于這些組態(tài)軟件均是通用的，功能龐大，雖然都支持按客戶需求定制，但最終運行版的效率依然較低，這無疑又提高了電腦硬件投資。 因此，需要開發(fā)一種輕量級、高效能、低價格而又能滿足應用的組態(tài)軟件，作者參與了這個自主開發(fā)的C-through組態(tài)軟件的整個過程。 首先，本文由工控組態(tài)軟件的需求進行了用例分析，提出了一個自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的、看似簡單但可以使用，

3、而擴展性強大的容器—控件—驅(qū)動的三層架構(gòu)，應用于C-through組態(tài)軟件的開發(fā)。 然后，以面向?qū)ο蟮姆椒▽Υ巳龑蛹軜?gòu)作了進一步的闡述。闡明了容器、控件和驅(qū)動三者之間的關(guān)系。 同時，依據(jù)輕量級、高效能、低價格和通用性的要求和特點，具體闡述了實現(xiàn)這一架構(gòu)所采用的技術(shù)——基于ATL活動模板庫的COM組件技術(shù)。 輕量級，要求二進制代碼的字節(jié)數(shù)，主程序小于150KB，每個控件小于30KB。如果使用ATL活動模板庫以外的開

4、發(fā)方法，需要開發(fā)人員花費很多的時間按照微軟的規(guī)范實現(xiàn)如IOleInplaceFrame, IOleInPlaceUIWindow, IOleClientSite, IOleInPlaceSite, IOleControlSite, Idispatch, IProperytNotifySink等接口。這不僅花費時間，而且會因為開發(fā)人員的水平從而不能達到輕量級的要求。 高效能，要求I/O訪問時間低于20ms，在10萬數(shù)據(jù)點時系統(tǒng)仍然

5、能夠穩(wěn)定運行。實驗證明，在組態(tài)軟件的各個環(huán)節(jié)中，與硬件設備的數(shù)據(jù)傳遞成為運行效率的瓶頸。為此，采用COM的進程內(nèi)服務器和通知讀取數(shù)據(jù)的方式來實現(xiàn)驅(qū)動程序大大提高了運行效能。 低價格，要求價格在萬元以內(nèi)，利于在中國等低收入國家和地區(qū)的推廣。 通用性，要求能夠隨時添加新的組態(tài)控件及I/O驅(qū)動，而不用修改主程序。由于控件采用基于COM技術(shù)的ActiveX控件，由ActiveX控件的特點決定了本組態(tài)軟件的高通用性。 最后

6、，本文闡述了如何將此組態(tài)軟件應用于一個數(shù)控可視化編程的項目中。以現(xiàn)有的控件設計了此項目的用戶主界面及設置數(shù)控可視化編程所需的工件、加工坐標、加工工具及其補償?shù)刃畔⒌呐渲媒缑?。定制了生成加工程序和模擬加工軌跡的ActiveX控件。目前，此數(shù)控可視化編程項目已通過測試，提交用戶，得到了用戶的認可。 本文的意義在于，不僅提出實現(xiàn)工控組態(tài)軟件可以使用的三層架構(gòu)，以及完成所需要的技術(shù)，而且設計并完成了一套自主開發(fā)的具有輕量級、高效能、低價