北京科技大学软件课程设计报告-自动化专业

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： 2014 年 11 月 13 日目 录1设计内容11.1实验目的11.2实验内容12应用程序总体分析与设计12.1项目建立22.1.1建立一个Visual Basic工程22.2 OPC建立22.2.1设置OPC包装DLL22.2.2建立一个OPC对象23应用程序各功能模块分析与设计43.1界面设计43.2服务器的断开与链接53.2.1连接OPC服务器和建立OPC组53.2.2添加OPC标签53.2.3断开服务器63.3数据读取与显示73.3.1棒状图显示73.3.2文本框显示73.4数据保存83.5实时曲线绘制84程序测试104.1测试过程104.2测试结果105程序文档125.1使用说明125.2程序清单126总结176.1问题与解决176.2感想与致谢177参考文献181设计内容1.1实验目的通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，要求通过合适的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通过棒柱和文本框显示，并可以保存数据便于查找，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Visual Basic工程1）启动Visual Basic,新建一个Visual Basic工程。选择Standard EXE作为新建工程的类型。图2.1 Visual Basic 工程的建立2.2 OPC建立2.2.1设置OPC包装DLL对OPC包装DLL进行注册：从Visual Basic菜单里选择Project-References。在Available References表示中，选择 OPC Automation 2.0。图2.2 引用的设置2.2.2建立一个OPC对象在Visual Basic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1） 变量声明图2.3 OPC对象变量的声明其中，部分变量声明意义见表所示。表2.1 OPC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3.1 FmMain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12)标签(Label)lbBar(作为数组使用。从左开如12)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Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String) If objServer Is Nothing Then 建立一个OPC服务器对象 Set objServer = New OPCServer End If If objServer.ServerState = OPCDisconnected Then 连接OPC服务器 objServer.Connect strProgID, strNode End If If objGroups Is Nothing Then 建立一个OPC组集合 Set objGroups = objServer.OPCGroups End If If objTestGrp Is Nothing Then 添加一个OPC组 Set objTestGrp = objGroups.Add(TestGrp) End IfEnd Sub3.2.2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Sub AddItem() Dim strItemIDs(8) As String Dim lClientHandles(2) As Long Dim lErrors() As Long Dim I As Integer If objTestGrp Is Nothing Then Exit Sub End If If Not objItems Is Nothing Then If objItems.Count 0 Then Exit Sub End If End If 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 Set objItems = objTestGrp.OPCItems 生成标签的项标识符 For I = 1 To 2 strItemIDs(I) = TAG lClientHandles(I) = I Next 添加OPC项 Call objItems.AddItems(8, strItemIDs, _ lClientHandles, lServerHandles, lErrors)End Sub3.2.3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。如果这样的问题反复发生，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Sub Disconnect()Dim lErrors() As Long If Not objItems Is Nothing Then If objItems.Count 0 Then 清除OPC项 objItems.Remove 2, lServerHandles, lErrors End If Set objItems = Nothing End If If Not objTestGrp Is Nothing Then 清除OPC组 objGroups.Remove TestGrp Set objTestGrp = Nothing End If If Not objGroups Is Nothing Then Set objGroups = Nothing End If If Not objServer Is Nothing Then If objServer.ServerState OPCDisconnected Then 断开OPC服务器. objServer.Disconnect End If Set objServer = Nothing End IfEnd Sub3.3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：SyncRead OPCCache, vtItemValues, lErrors 棒图的表示For I = 1 To 2 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 If vtItemValues(I) tHoldValue1 Then picBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0, 0, 255), BF Else If vtItemValues(I) 0 Then Open CommonDialog1.FileName For Output As #1 Print #1, dataInfo.Text Close #1 SaveFlag = True End IfEnd Sub3.5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.ClsIf Check1.Value = 0 Then If col = 2 Then For w = 1 To 2 Picture1.PSet (px(1, w), py(1, w) For j = 2 To colPicture1.Line -(px(j - 1, w), py(j - 1, w), QBColor(w * 2)Next jNext w End If 画两条警戒线 Picture1.DrawWidth = 2 Picture1.Line (0, 150)-(200, 150), vbRed Picture1.Line (0, 600)-(200, 600), vbBlue 指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色If lbBar(1).Caption 150 Or lbBar(2).Caption 600 Then Label7.Caption = 出现异常！ Else Label7.Caption = 正在观测！ End If If lbBar(1).Caption 150 Then Text2.Text = 温度过高！ picBar(1).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _ RGB(255, 0, 0), BF End If If lbBar(1).Caption 600 ThenText1.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。从绘图的结果可以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Option Base 1Option ExplicitDim WithEvents objServer As OPCServerDim objGroups As OPCGroupsDim objTestGrp As OPCGroupDim objItems As OPCItemsDim lServerHandles() As LongDim px(200, 2) As Single, py(200, 2) As SingleDim col As IntegerDim pl As IntegerDim dataTemp(2) As StringDim DrawFlag As BooleanDim SaveFlag As Boolean Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String) If objServer Is Nothing Then 建立一个OPC服务器对象 Set objServer = New OPCServer End If If objServer.ServerState = OPCDisconnected Then 连接OPC服务器 objServer.Connect strProgID, strNode End If If objGroups Is Nothing Then 建立一个OPC组集合 Set objGroups = objServer.OPCGroups End If If objTestGrp Is Nothing Then 添加一个OPC组 Set objTestGrp = objGroups.Add(TestGrp) End If End SubSub AddItem() Dim strItemIDs(2) As String Dim lClientHandles(2) As Long Dim lErrors() As Long Dim I As Integer If objTestGrp Is Nothing Then Exit Sub End If If Not objItems Is Nothing Then If objItems.Count 0 Then Exit Sub End If End If 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 Set objItems = 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) = 1 lClientHandles(2) = 2 添加OPC项 Call objItems.AddItems(2, strItemIDs, _ lClientHandles, lServerHandles, lErrors)End SubSub Disconnect()Dim lErrors() As Long If Not objItems Is Nothing Then If objItems.Count 0 Then 清除OPC项 objItems.Remove 2, lServerHandles, lErrors End If Set objItems = Nothing End If If Not objTestGrp Is Nothing Then 清除OPC组 objGroups.Remove TestGrp Set objTestGrp = Nothing End If If Not objGroups Is Nothing Then Set objGroups = Nothing End If If Not objServer Is Nothing Then If objServer.ServerState OPCDisconnected Then 断开OPC服务器. objServer.Disconnect End If Set objServer = Nothing End If End SubPrivate Sub btnConnect_Click() 调用Connect子程序 Call Connect(kingview.view.1)Label7.Caption = 与服务器连接成功！End SubPrivate Sub btnAddItem_Click() 调用AddItem子程序 Call AddItem If Not objTestGrp Is Nothing Then If objTestGrp.OPCItems.Count 0 Then 启动定时器 tmUpdate.Enabled = True dataUpdate.Enabled = True Else End If End If End SubPrivate Sub btnQuit_Click() 卸载窗体 Unload fmMainEnd SubPrivate Sub Form_Unload(Cancel As Integer) 调用Disconnect子程序 Call DisconnectEnd SubPrivate Sub tmUpdate_Timer() Dim vtItemValues() As Variant Dim lErrors() As Long Dim strBuf As String Dim nWidth As Integer Dim nHeight As Integer Dim nDrawHeight As Integer Dim sglScale As Single Dim I As Integer, u As Integer, j As Integer, s As Integer, t As Integer, w As Integer Dim X As Single, Y As Single 同期读取 SyncRead OPCCache, vtItemValues, lErrors 棒图的表示 For I = 1 To 2 数据的格式化 strBuf = Format(vtItemValues(I), #.000) 表示数据字符串 lbBar(I).Caption = strBuf dataTemp(I) = strBuf 计算棒的宽和高 nWidth = picBar(I).ScaleWidth nHeight = picBar(I).ScaleHeight sglScale = vtItemValues(I) / 700 nDrawHeight = 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), BF Next曲线绘制Picture1.ClsIf Check1.Value = 0 Then If col = 2 Then For w = 1 To 2 Picture1.PSet (px(1, w), py(1, w) For j = 2 To colPicture1.Line -(px(j - 1, w), py(j - 1, w), QBColor(w * 2)Next jNext w End If 画两条警戒线 Picture1.DrawWidth = 2 Picture1.Line (0, 150)-(200, 150), vbRed Picture1.Line (0, 600)-(200, 600), vbBlue 指示警戒值，警戒值以上改变显示颜色If lbBar(1).Caption 150 Or lbBar(2).Caption 600 Then Label7.Caption = 出现异常！ Else Label7.Caption = 正在观测！ End If If lbBar(1).Caption 150 Then Text2.Text = 温度过高！ picBar(1).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _ RGB(255, 0, 0), BF End If If lbBar(1).Caption 600 ThenText1.Text = 液面过高！picBar(2).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), _ RGB(255, 0, 0), BFEnd IfIf lbBar(2).Caption 0 Then 同期读取 objTestGrp.SyncRead nSource, 2, lServerHandles, _ vtItemValues, lErrorsEnd IfEnd SubPrivate Sub Form_Load() tmUpdate.Enabled = False tmUpdate.Interval = 100 dataUpdate.Enabled = False dataUpdate.Interval = 1000 初始化时间变量 col = 1 pl = 0 调用时间函数，显示时间 Call date1初始化坐标范围 Picture1.Scale (0, 750)-(200, 0) End Sub调用系统时间子函数Sub date1() Label3.Caption = Trim(Str(Year(Date) + 年 + Trim(Str(Month(Date) + 月 + Trim(Str(Day(Date) + 日 Label4.Caption = 现在时间: + Trim(Str(Hour(Time) + 时 + Trim(Str(Minute(Time) + 分 + Trim(Str(Second(Time) + 秒 End Sub保存数据事件处理Private Sub BtnSave_Click() tmUpdate.Enabled = False dataUpdate.Enabled = False CommonDialog1.DialogTitle = 另存为 CommonDialog1.DefaultExt = txt CommonDialog1.ShowSave If Len(CommonDialog1.FileName) 0 Then Open CommonDialog1.FileName For Output As #1 Print #1, dataInfo.Text Close #1 SaveFlag = True End IfEnd SubPrivate Sub dataUpdate_Timer() If SaveFlag Then 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 = False Else dataInfo.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) End If End Sub6总结6.1问题与解决（1）Picture控件显示实时曲线时注意编程过程下标不要越界，不仅如此，对棒图组建立依然需要注意；（2）变量的定义申明，文本框的设置属性有时候报错，经过查找及时得到解决。（3）某些编译时出现错误，如：发现二义性的名称，格式不匹配等，可以在线调试。6.2感想与致谢本次软件课程设计让我们进一步通过实际操作熟悉对OPC的各种概念，并且掌握OPC客户端的编写方法，由于设计前老师已经提供了课设范例，经过对所提供的范例进行分析和研究，查找大量的文献，我们对课程设计的步骤和重点都有了更好的了解，在老师所给的源程序的基础上进行改进，这使我们对OPC客户端的编程有了一定的了解。在实验过程中我们的确遇到过一些困难，但是我们努力去图书馆努力查找资料，并且在老师和同学的帮助都顺利解决了难题，在此表示感谢！7参考文献1 OPC实验指导书2 工业以太网通讯简介3 利用VB编程实现实时数据曲线绘制 关维娟 2005.104 利用VB6.0绘制实时数据曲线 刘艳 2010年第7期5 VB基础教程及编程实例详解