2023年11月30日发(作者:)
《自动化技术与应用》2011年第30卷第5期
计算机应用
Computer Applications
论述InTouch软件在水务系统中的应用
陈金法
(深圳市水务技术服务有限公司,广东 深圳 518001)
摘 要:本文介绍了InTouch软件具有的功能特性,以及如何在实际的工程项目中灵活地使用InTouch软件。特别是InTouch软件在
深圳市东江水源工程管理处供水工程自动化监控系统中的应用,实现了对现场设备进行“现地”或“远程”监控和管理,降低
了开发和使用成本,提高了经济效益。
关键词:标记名;I/O 通讯;数据库服务器;自动化监控系统;LCU(现地控制单元);PLC(可编程逻辑控制器)
中图分类号:TP311.54 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2011)05-0038-06
Application of InTouch Software in Water System
CHEN Jin-fa
( Shenzhen Water Technology Service Co., Ltd., Shenzhen 518001 China )
Abstract: This article describes the function of InTouch software and how to use it flexibly. Especially it applies in automatic
monitoring system of East River Water Supply Project in Shenzhen. It realizes“local”and“remote”monitoring and
management, decrease development and operation cost, improve economic efficiency.
Key words: tag name; input / output communication; database server; automatic monitoring system; LCU(Local Control Unit); PLC
(Programmable Logic Controllers)
1 引言
在供水系统、防洪系统、污水处理及食品加工、半
导体、石油、汽车、化工和交通等领域中,广泛应用
InTouch软件。特别在深圳市东江水源工程管理处和深
圳市防洪设施管理处的几个泵站和调度中心中,大量使
用InTouch软件,用于对设备进行监控和管理。InTouch
是Wonderware FactorySuite的一个组成部分。使用
Wonderware公司的InTouch,对于在Microsoft Win-
dows 2000与Windows NT操作系统上创建人机界面
(Human-Machine Interface,简称HMI)应用程序而言,
这是一套简单快捷的应用程序。InTouch8.0是用于工
业自动化、工程控制和管理监视的一个强大的图形人
机界面(HMI)软件。它提供一种易用的开发环境和广泛
的功能,能够快速地建立、测试和部署强大的连接和传
递实时信息的自动化应用。通过使用InTouch,你可以
创建性能强劲、功能齐全的应用程序,充分利用
Microsoft Windows的各项主要功能,包括ActiveX控
件、OLE、图形及联网等。通过添加自定义的ActiveX
控件、向导、一般对象以及创建InTouch QuickScript
扩展等,还可以充分扩展InTouch的功能。InTouch具
有:易用性、应用的灵活性、通讯的可扩展性和体系结
构的灵活性等特点。
2 InTouch的概述与组成
2.1 InTouch三个主要程序
InTouch包括三个主要程序:它们分别是“InTouch
应用程序管理器”、“WindowMaker”和“
WindowViewer”。
(1) “InTouch应用程序管理器”是用于组织和
管理您所创建的应用程序。它也可以用于将
WindowViewer配置成一个NT服1.1.2务程序,
为基于客户机和基于服1.1.3务器的结构体系配置
网络应用程序开发(NAD),以及配置动态分辨率转换
(DRC)和(或)分布式报警。DBDump数据库实用程序
收稿日期:2011-02-22
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和DBLoad数据库实用程序也是从“应用程序管理项目的当前值。为了创建运行时数据库, InTouch需要
器”启动的。了解所有要创建的变量的有关信息。您必须给每个变
(2) “WindowMaker” 是一种开发环境,在这个开量指定标记名和类型。对某些类型的变量,InTouch 还
发环境中可以使用面向对象的图形来创建富于动画感需要一些额外的信息。例如,对于I/O型标记名,
的触控式显示窗口。这些显示窗口可以连接到工业I/OInTouch需要更多的信息,以便能获取数据并转换它供
系统和其它Microsoft Windows应用程序。内部使用。“标记名字典”就是用来输入这些如需有关
[1]
(3) “ WindowViewer”则是一种运行时环境,用详细信息的机制。另外,重点介绍:DBDump数据库实
于显示在WindowMaker中创建的图形窗口。用程序,是用于将InTouch应用程序DBDump “标记名
WindowViewer可以执行InTouch QuickScript、执行字典”作为文本文件导出,以便供其它软件包(如
历史数据的记录与报告、处理报警记录与报告,并且可Microsoft Excel)访问,以进行查看,修改、编辑和储存
以充当DDE和SuiteLink通讯协议的客户机和服务器。等。DBLoad数据库实用程序,是可供将采用适应格式
[1]
的“标记名字典”文件,以便在另外一个程序(如
Microsoft Excel)中创建的,或是从另外一个InTouch应
用程序中导出的DBDump文件,加载到现有的InTouch
应用程序中,也是从“应用程序管理器”启动的。
InTouch在它的“标记名字典”中能够支持多达
61405个标记名。系统支持的标记名数目由软件许可证
(即:License许可文件)确定。
(2) 标记名类型:在InTouch数据库中定义标记名
时,您必须根据其用法为每个标记名指定一种类型。它
有以下几种类型:
一是“内存型标记名”,它存在于InTouch应用程序
内部。您可以使用它们来创建系统常数和仿真。您还可
以使用它们来创建供其它Windows程序访问的计算变
量。它又分“内部离散型标记名”、“内存整型”、“内
存实型”和“浮点(小数)内存型”标记名。
二是“I/O型标记名”,所有从另一个Windows程
序读取值或将值写入另一个Windows程序的标记名均
为I/O型标记名。这包括所有来自可编程控制器、过程
计算机的输入和输出,以及来自网络节点的数据。I/O
标记名可以通过 Microsoft“动态数据交换”(Dynamic
Data Exchange,简称DDE)或WonderwareSuiteLink通
讯协议进行访问。另外,可读/写I/O型标记名的值发
生改变时,它会被立即写入远程应用程序。在远程应用
程序中,每当链接到标记名的项目发生改变时,该标记
名也会从远程应用程序上更新。缺省条件下,所有的I/
O标记名均被设置为可“读/ 写”。I/O型标记名共有
四种:“I/O离散型”、“I/O整型”、“I/O实型”和“浮
点(小数)型”标记名。
三是 “组变量型”;它适用的标记名指定有“报警
组”,用以生成动态报警显示、磁盘记录和打印记录。您
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2.2 InTouch附加软件
(1) 配方管理器:通过InTouch对配方进行管理。
(2) SPC-Pro:通过数据统计进行质量分析。
(3) SQL-Access:数据库中数据表的访问、修改、创
建和删除。
(4) 16笔趋势:实时的趋势分析工具。
(5) 工厂符号:800多幅图片,涵盖21种工具。
2.3 运行InTouch系统的硬件与软件要求:
(1) 任何IBM 兼容PC机,配备Pentium II或更高
的处理器(最低:单节点系统上为400MHz,建议:1.2GHz
或更高主频)。
(2) 至少2GB空闲硬盘空间。
(3) 至少256MB随机访问内存(RAM),建议配备512
MB的内存(备注:建议每5K标记名使用5MB的RAM)。
(4) SVGA显示适配器(建议配备2 MB的RAM)。
(备注:建议使用800x600或更高分辨率来查看
WindowMaker,以确保所有对话框均清晰可见)。
(5) 定位设备。如:鼠标、触摸屏及轨迹球。
(6) Microsoft Windows 2000 专业版、服务器版
或更高级服务器版(带SP3)或Microsoft Windows XP
(带SP1)的操作系统。
(7) 对于使用Windows 2000操作系统,要实现
InTouch的分布式功能,则必须安装与运行Wonderware
NetDDE。
(8) Wonderware FactorySuite InTouch 8.0版(或
更高版本)不支持Microsoft Windows 3.X或Microsoft
Windows for Workgroups 或Windows 9x操作系统。
2.4 标记名字典的简介
(1) 标记名的功能:“标记名字典”(运行时数据库)是
InTouch的核心。在运行时,数据库包含数据库中所有
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可以使用组变量型标记名来创建报警窗口或报警记录,
以显示与特定的组变量关联的所有报警。您会可以通
过将不同的“报警组”赋给组变量标记名,来控制所显
示或记录的报警。组变量型标记名也可以用来创建按
钮,通过单击这些按钮,操作员可以在相同的报警窗口
中有选择地显示工厂中不同区域的报警。与“报警组”
关联的所有点域均可应用于组变量型标记名。
四是“历史趋势”:创建历史趋势时,InTouc需要用
到历史趋势型标记名。与历史趋势关联的所有点域均
可应用于历史趋势标记名。
五是“标记 ID”:这是与历史趋势对象一起使用的
特殊标记名类型。您可以使用标记ID
型标记名来检索在历史趋势上绘制的标记名的有
关信息。在大多数情况下,您会使用标记ID型标记名来
显示赋给指定笔的标记名的名称,或用以改变赋给该笔
的标记名。
六是“间接离散、间接模拟、间接消息”:间接型标
记名可供创建一个窗口,并将该窗口中的标记名重新指
定给多个源标记名。例如,假设有五个完全相同的泵,
您想要让操作员监视它们的报警条件。此时,您不必创
建五个不同的窗口(每个泵一个),而只需在窗口中使用
间接型标记名,然后用 QuickScript 将间接型标记名指
向已进入报警状态的那个泵所对应的源标记名,此时即
可调用与各个泵关联的源标记名。您也可以使用“触动
按钮” QuickScript,让操作员手动选择要显示的泵。此
种方法可减少开发时间和应用程序大小。
2.6 在InTouch中创建QuickScript
编写InTouch脚本是InTouch应用程序最强大的功
能之一。InTouchQuickScript功能可供您在满足指定条
件的情况下执行特定的命令和逻辑运算。例如,键被按
下、窗口被打开,值发生改变等。
[1]
QuickFunction是您创建的且可以从其它脚本和动
画链接表达式中调用的脚本。可重复使用的代码存储
在一个脚本中并将它放到某个位置,从而支持在一个编
辑会话中更新所有脚本的实例。
通过使用脚本,您可以创建各种自定义和自动化的
系统函数。
所有的InTouch QuickScript都是事件驱动的。
事件可以是数据改变、条件、鼠标单击、定时器,等
等。处理顺序取决于具体的应用程序。您可以创建的
脚本类型:
2.7 报警/ 事件
InTouch提供了一个通知系统,可以向操作员通知
生产过程与系统状况的有关信息。本系统支持过程报
警与系统事件的显示、记录及打印。报警表示生产过程
中发生的警报,而事件则表示正常的系统状态消息。
InTouch支持“分布式报警系统”,可供显示本地
InTouch应用程序及其它网络InTouch应用程序的报警
系统产生的报警与事件。这些报警可以在本地InTouch
节点或从网络上的远程节点处确认。
[1]
2.5 InTouch的安全性
InTouch既给您提供了选择传统型基于InTouch的
安全性选项,也给您提供了选择基于操作系统或ArchestrA
的安全性选项。 所有的InTouch安全方法都可以在应
用程序级配置,这表示,您可以在同一台计算机上配置
两个使用不同安全设置的应用程序。所有这三种安全
方法均与应用程序的“网络应用程序开发”(NAD)分布
兼容。 同以前版本的InTouch一样,基于InTouch的安
全性可以结合NAD使用。不管是否使用NAD,基于
ArchestrA的安全性均采用集中化管理。
[1]
如果身份验证模式基于操作系统,则用户名将会是
Windows的“域名/用户名”对。如果采用基于ArchestrA
的模式,则与安全性有关的活动将会在“集成开发环
境”(Intergrated Development Enviroment,简称IDE)外
部配置。
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2.8 实时趋势和历史趋势:
InTouch提供了两种趋势显示对象:“实时趋势”和
“历史趋势”。您可以对两种趋势对象进行配置,以显示
特定时间内多个标记名的图形表示。“实时”趋势可供
您最多用四支笔(数据值)画图,而“历史”趋势则可供
您最多用八支笔画图。这两种趋势都是使用
WindowMaker中的特殊工具来创建的。InTouch还让
您可以完全控制趋势的配置。例如,您可以指定时间
[1]
间隔、值范围、网格分辨率、时间标签位置、笔数,以
及颜色属性。
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FactorySuite Productivity Pack包括一个可供您
用16支笔画图的“笔配置网格”。
InTouch还支持分布式历史系统,可供您从任何
InTouch历史记录文件中检索历史数据,甚至跨网络进
行检索。
除绘制趋势图的功能之外,InTouch还包括一个
HistData实用程序,它设计用于处理InTouch历史记录
文件。HistData 实用程序可以将加密的历史记录文件
(.lgh)转换成逗号分隔变量(.csv)文件,以用于在
Microsoft Excel之类的电子表格或文本编辑环境中。
各控制层。
参见调度中心系统(图1)和永湖泵站(图2)。
[1][2]
3.1.1 单元控制层
单元控制层由泵组LCU(现地控制单元)和公用
LCU组成,彼此之间采用Modbus Plus网络连接。
2.9 I/O通讯:
InTouch使用 Microsoft “动态数据交换”(Dynamic
Data Exchange,简称DDE)、FastDDE、NetDDE 以及
Wonderware SuiteLink协议(使用基于TPC/IP的协议)
与其它的Windows程序、Wonderware I/O服务器以
及同现实世界进行通讯的第三方“I/O 服务器”程序
进行通讯。
[1][2]
图2 永湖泵站图
LCU的组成:由PLC(可编程逻辑控制器)、监控终
端、触摸屏体、仪表和电源等组成。
它主要功能是对水泵、电机及其附属设备的监视
和控制,同时提供与上层监控网络的接口。LCU是整
个监控系统的基础,是整个监控系统不可缺少的组成
部分。所有的数据采集及控制指令都是通过LCU来
实现的。
DDE中有着一种潜在的协议,发送者应用程序和接
受者应用程序在交换数据时都必须遵守这种协议。数
据的提供者就是DDE服务器,而数据的接受者就是DDE
的客户机。
3 InTouch软件在深圳市东江水源工
程管理处供水工程自动化监控系统中
的应用
3.1 系统的结构与组成
该供水工程自动化监控系统,由调度中心系统、东
江泵站、西枝江泵站、永湖泵站和獭湖泵站组成。
系统采用:分层分布、开放式的结构。系统分三个
3.1.2 泵站级控制层
泵站级控制层由上位计算机及其附属设备(如:
UPS电源、打印机、网卡等)组成。软件主要包括:操
作系统软件(Windows NT/2000)、监控软件(InTouch7.
1或8.0)、应用软件(数据库、画面、报表等)、I/O
Server软件。
它主要功能是提供人机界面,其核心是监控软件。
它与单元控制层的LCU相连是通过Modbus Plus网络
的,与上一级控制层(调度中心控制层)相连是通过以太
网络的。
[1][3]
3.1.3 调度中心控制层
调度中心控制层由操作员工作站、数据库服务器、
Web服务器、报警服务器和数据查询工作站等组成。系
统具有与泵站、管理系统和三防系统网络接口。它的主
层次:单元控制层、泵站级控制层和调度中心控制层(这
三个层次的优先权由最低到最高)。各控制层之间采用
网络连接。每一层次均有其作用和功能,下面分别介绍
Techniques of Automation & Applications | 41
图1 调度中心系统图
要功能是实现对泵站的统一管理,以实现对供水的优化
调度,实现对泵站的远方监视和远方控制。
《自动化技术与应用》2011年第30卷第5期
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操作员工作站:是采用双显示器的,也是运行InTouch
软件的,执行正常的监视和操作。
数据库服务器:Industrial SQL Server 8.0是一个
面向工业应用的、实时的、关系型的数据库。作为较、统计和处理,更新实时数据库和历史数据库。模拟
Wonderware软件家族FactorySuite中的一员,Industrial量和开关量的采集与处理,都是计算机到PLC中的寄存
SQL Server提供了生产信息的一个公共访问点,一个开器取或存数据的。InTouch通过数据采集接口从PLC获
发上层应用程序的数据平台、以及一个连接商业系统的得实时数据,并将数据赋予“标记名变量”(运行时数据
通用接口。实时性是其它数据库所不具备的特性。泵站库)。InTouch支持它的应用程序既能够以DDE(动态数
所有的数据都自动地存储在数据库中。数据库的查询是据交换)服务器的方式运行,也能够以DDE客户端的方
标准的、开放的。Industrial SQL Server 8.0具有如下式运行。当在DDE服务器模式下运行时,其客户端应用
性能特征:Client/Server(客户/服务器)结构;强大的历史程序可以获得“标记名变量”的数据。如果InTouch在
功能(可以存几年);完善的查询引擎(有配查询软件);易于DDE客户方式下工作,则工程中的“标记名变量”可以
配置;开放灵活的数据库(用Excel等开发);克服了普通关从一个DDE服务器中获取数据。
系型数据库的局限,是普通关系型数据库的300倍;高级任何一个DDE,要弄清楚:访问名(Access Name)、
的数据捕捉采集;减少了存储空间,它约占普通关系型数节点名(Node Name)、应用程序名(App Name)、主题
据库的2%;时间域SQL和动态配置数据库等特性。安装名(Topic Name )和项目名(Item Name)。访问名:是可
Industrial SQL Server 8.0软件:首先安装MS SQL以任意些的(例如是dongjiang,dongjiang_b,yonghu,
Server2000及它的SP2;然后安装Industrial SQL Server8.yonghu_b,tahu,tahu_b,IO Status);节点名:如果是本计
0软件;再安装授权,即:License许可文件。算机的,可以不写(例如是东江上位机bZ1,Bz2,永湖上
[3][4]
Web服务器:是为管理人员提供一种快捷、灵活、位机bZ3,Bz4);应用程序名:指通过什么方式访问主题
方便的信息查询手段。实时信息是通过Internet浏览器名的(例如是Modbus,Modbus Plus,Excel或“本计算机”
来查询的。Web服务器安装的是SuiteVoyager软件。的View等),对调度中心而言,是View(不变的),它是通
[3]
报警服务器:是用来发出语音和电话报警信息的,过“本计算机”的View程序访问它的主题名;主题名:
可以查询历史报警信息。报警服务器运行的是InTouch具体某一台PLC或多功能表(例如是永湖PLC1至PLC6
和SCADAlarm两种软件。或多功能表),对调度中心而言,是TagName(不变的),它
数据查询工作站:是为完成数据查询、打印报表、是View下的一个数据库中的一共;项目名:是指某一台
打印文件和生成报表等工作而设置的,它是查询数据库PLC或多功能表中,具体的某一个点量。
服务器中的数据的。它是用MS Office XP软件来生(2) 东江、永湖和獭湖这三个泵站一期,共有2279
成报表的。ActiveFactory软件是Industrial SQL Server个标记名字典。调度中心上位机的License许可文件为
8.0数据库软件的查询工具。你将具有一个优良的工12KB,其它泵站的License许可文件为10KB。
厂信息系统,同时,该软件还能够与Microsoft Office无
缝集成。
[3][4]
程逻辑控制器)自动周期性完成的,泵站级计算机,通过
Modbus Plus网络从现地控制单元获得各阀门、泵组、
公共设备等生产过程的运行参数和状态,进行必要的比
[1][2]
4 结束语
目前,InTouch软件在深圳市东江水源工程管理处
和深圳市防洪设施管理处的几个泵站和调度中心的一、(1) 每个系统或泵站(调度中心系统、东江泵站、西
二期中广泛使用,各系统工作正常,运行很成功。系统枝江泵站、永湖泵站和獭湖泵站)都是语言、图像和数
提供了丰富形象的图形,准确稳定的数据。系统构成灵据,三合一的统一。调度中心系统、东江泵站、永湖泵
活、扩展性强,能满足和适应不断改变的工艺以及生产站和獭湖泵站,用的InTouch,第一期都是InTouch 7.1
多品种的需要。为深圳市的引水和防洪起了很大作用,版,而第二期和西枝江泵站一样,都是InTouch 8.0版。
带来了良好的经济效益。防洪系统中的很多泵站的上位计算机,也是用InTouch
3.2 系统的总结与应用
8.0版的监控软件。
数据的采集是由LCU(现地控制单元)的PLC(可编
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参考文献:
[1] 曾小洋.西门子PLC与InTouch综合应用[M].北京:人
计算机应用
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《自动化技术与应用》2011年第30卷第5期
民邮电出版社,2010,8.
[2] 马正午,周德兴.过程可视化组态软件InTouch应用技
术[M].北京:机械工业出版社,2006,6.
[3] 钟小平,张金石.网络服务器配置与应用(第3版)[M].北
京:人民邮电出版社,2007,3.
[4] 闪四清.SQL Server 2005 基础教程[M].北京:清华大
学出版社, 2007,4.
作者简介:陈金法(1965),男,大学本科,电气工程师, 从事
系统设备维护工作。
(上接第37页)
控制权矩阵R及校正参数向量
h
i
。在系统调试运行时,
需对这些参数进行调整,所以在RSView32中编制出系
统控制参数组态画面,供工程师调试时使用。
3 结束语
使用RSView32开发的计算机监控系统,可以实时
显示现场运行情况,监视和记录现场数据,灵活地实现
各种控制功能。RSView32组态软件为我们提供了实现
远程监控现场自动化设备的能力,运用网络组态软件与
可编程工业控制器(PLC)通讯并进行远程控制,具有实时
性好、速度快、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点,
具有理想的远程通讯、监视、控制效果。基于RSView32
的远程人机界面控制技术,具有较高的使用价值,值得
在工业自动控制中推广应用。
参考文献:
[1] 苏俊,林红权,马增良.工业监控组态软件与VBA的集
成设计[J].化工自动化与仪表,2002,29(4):38-41.
[2] 罗克韦尔自动化.NetLinx罗克韦尔自动化开放式网络
架构[Z].2000,63 ̄65
[3] 高宏岩.用RSView32实现过程监控[J].石油化工自动
化,2006,(4):68~69.
图3 DMC控制算法在线计算流程图
根据工业生产状况运行特点,选择一个合适的采样
周期T,然后每隔时间T就调用预测控制算法一次,控
制算法计算出一个控制量,通过上位机和下位控制器
PLC之间的通信来完成一次控制作用。RSView32中有
一个调用Visual Basic编辑器的过程的内部函数
VbaExec,其调用形式为VBAExec<程序名>[参数1],
[参数2],即VbaExec DMC,这样就执行了DMC过程算
法程序。
[3]
作者简介:纪彬(1972-),男,高级工程师,研究室主任,主要
从事机电研究工作。
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