自來水行業中的應用

上位機主機采用工業PC機，并配備有打印機和大屏幕監視器。上位機系統軟件的主要功能是通過通信網絡實現上位機與下位機間的數據傳輸，以及將下位機實時采集的數據進行各種處理，包括存入數據庫、進行流圖顯示、歷史趨勢圖和棒形圖還有數據表的顯示及各種要求的報表打印輸出。為完成以上功能，上位機系統軟件分成以下六大模塊。各模塊之間相對獨立，單獨開發，但相互之間嚴格按照規定的協議開發，使整個系統軟件模塊結構清晰。

(1)主模塊：主要用于完成對整個系統各子功能的控制及調度。

(2)流程圖顯示功能模塊：主要完成各個工作區域的流程圖和相應參數變化情況的顯示。為了直觀地反應全廠各生產裝置及工藝點的生產運行狀態，使管理人員對各種狀態及信息做到一目了然，特別設計了流程圖顯示及其相應功能模塊。對各罐區按照實際工藝要求顯示其流程圖及相應的參數變化情況。在每一流程圖的右上方列出了與之相對應的重要參數的當前數據，從而使得顯示更加直觀、信息掌握更加準確簡便。

(3)歷史趨勢及棒形圖顯示模塊：實現歷史生產狀況的趨勢再現和與之對應時間點的棒形圖及數據表格顯示。通過歷史趨勢圖的顯示可以對生產狀況有一個縱向的全面了解。在歷史趨勢的顯示中，為了適應不同的要求，設計了按天顯示和按月顯示，以便更全面準確地了解歷史生產狀況。在顯示過程中，還增加了對應的時間點上的棒圖及數據表格顯示，為用戶提供了多種清晰直觀的選擇，使用更加方便。

(4)數據采集及通信模塊：主要完成通信鏈路的建立及數據采集和傳輸。數據采集及通信是本系統的核心。下位機實時采集的數據只有傳輸到上位機才能被顯示及打印。它有多種顯示及監測功能，以保證數據傳輸的準確性及完整性。 在數據采集及通信中，對每次所采集的數據均進行正確性及完整性檢測，以保證原始數據的正確。通訊的過程是先建立通訊鏈路（即撥通對方的電話號碼并正確應答），然后再建立數據鏈路。在建立數據鏈路的過程中，通訊雙方要經過一系列應答握手，以調整協議及通訊速率，聯絡所使用的數據壓縮及糾檢錯方法，然后才將數據鏈路交由計算機使用。為了保證數據傳輸的正確性，計算機在占用數據鏈路后，仍要與下位機再次“握手聯絡”，將重要的信息作多種處理后再傳至上位機。上位機在接收數據過程中，采用“大數判決”與“否定重發”的方法。 在建立通信鏈路、數據鏈路、握手應答及數據傳輸的整個過程中，軟件設置了多種提示信息，使用戶可在使用中隨時了解當前的通信狀態并進行相應處理。在極端情況下，如通信線路故障等無法正確建立數據傳輸通道時，系統會自動重試三次，若不成功則退出。 數據傳輸完畢后，要將全部數據按照相應的時間關系存入數據庫文件之中。此時要做大量的數據處理工作，主要是建立隊列式數據文件及時間校準。通過采取以上措施，就能做到數據傳輸時的準確和快速，使用方便。 在設計數據庫的結構時，使用了“數據管道”。將數據文件看作是一個存放數據的管道，數據每次存入，恰如從管道尾端進入管道，而每進入一個新數據，就把管道前端的數據擠出去，此即隊列式文件結構。這樣一來，文件及數據的存取變得相對簡單了，但是這一隊列要有一定的長度（或是說數據管道要有一定的容量），即文件所存放數據的持續時間。根據現場要求，過多的數據保留是不必要的，無用數據大量的積累會導致所謂“數據垃圾”的產生。為此，每小時的歷史數據只保留30天，而每天的綜合數據要保留至少一年，此由月文件及年文件來實現。在文件中，每一個數據結構均包含一個特定的時間信息，代表這組數據在下位機中產生的時刻。使之排列總是按照時間由小到大、由遠至近的順序。

(5)報表打印功能模塊：完成每日、五日以及月報表的打印。

(6)系統設定模塊：主要用于完成對整個系統的顯示設置和安全手段設置。考慮到在進行歷史曲線顯示時的不同要求及系統安全性，設置了曲線顯示時間間隔設定及密碼設定。這樣使得歷史曲線顯示既可以以小時為單位顯示30天內任意連續24小時的數據，又可以以天為單位顯示365天內任意連續30天的歷史曲線。 在該數據采集處理系統中設置了兩級安全保密措施，第一級為開機保密設置，只有系統操作人員及有關機器管理人員才能開機，可有效地阻止無關人員使用機器。第二級為系統進入保密，若要進入本系統進行諸如：數據采集、曲線顯示、報表打印必須經過這一道保密檢查方可，否則系統將退出到安全狀態，直到確認身份為止。這一級只有少數系統管理、決策人員才可進入，有效地提高了系統的安全性。