MCGS嵌入式組態(tài)系統(tǒng)快速采集解決方案

北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司是國內(nèi)知名的一家高科技企業(yè)，公司主要從事專業(yè)自動(dòng)化軟件的開發(fā)，應(yīng)用系統(tǒng)的集成，并向用戶提供從硬件到軟件的總體設(shè)計(jì)方案。產(chǎn)品遍布石油、化工、冶金、礦山、運(yùn)輸、機(jī)械、食品等幾十個(gè)行業(yè)，并應(yīng)用于全國乃至世界的眾多工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。值此之即，我們向大家介紹公司軟件MCGS嵌入式組態(tài)系統(tǒng)快速采集解決方案。

我們按照目標(biāo)方案來組織解決方案。使用本文檔的時(shí)候，首先需要確認(rèn)你的工程是否符合所列舉的目標(biāo)方案?？梢酝ㄟ^檢查工程是否符合目標(biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)來發(fā)現(xiàn)你所需要處理的工程項(xiàng)目是何種類型的工程項(xiàng)目。如果你發(fā)現(xiàn)你的工程與所列舉特點(diǎn)有不一致的地方，可能你需要處理的是新的類型的工程，這種情況下，請(qǐng)通過技術(shù)支持和嵌入式產(chǎn)品線經(jīng)理聯(lián)系以便確認(rèn)你的工程需要的解決方案。

目前，嵌入式組態(tài)系統(tǒng)可以解決的快速采集項(xiàng)目有如下三種：
1、高速采集和連續(xù)控制方案
目標(biāo)系統(tǒng)
本方案主要解決的是小型控制設(shè)備中嵌入組態(tài)系統(tǒng)的要求。此類系統(tǒng)包括注槊機(jī)，掃路機(jī)以及其他小型控制設(shè)備。

系統(tǒng)特點(diǎn)
這些設(shè)備的特點(diǎn)是有簡單畫面，一般是批次工作，有比較復(fù)雜的工作狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系。操作邏輯比較復(fù)雜。而且，為了降低成本，一般只使用簡單AD、DA、IO，由組態(tài)軟件來解決控制邏輯和時(shí)序問題，不使用PLC。有時(shí)有報(bào)表輸出等。

進(jìn)入快速采集是事先預(yù)知的，比如：是由操作員決定開始進(jìn)入快速采集和控制，而不是由于發(fā)生了某種事件如報(bào)警進(jìn)入快速采集和控制。如果是后一種情況，請(qǐng)參看快速轉(zhuǎn)入高速采集方案。

對(duì)于要求響應(yīng)周期在50毫秒以上的項(xiàng)目，可以直接使用組態(tài)軟件中的相應(yīng)功能如循環(huán)策略，定時(shí)策略等來實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于響應(yīng)周期在50毫秒以下的項(xiàng)目，通常原因是由于需要進(jìn)行一路或幾路位置控制PID操作，其控制周期要求可以和PLC相比，在1~10毫秒之間。

解決方案
MCGS組態(tài)系統(tǒng)對(duì)此類系統(tǒng)的解決方案如下：
除了高速控制以外的功能，使用通用組態(tài)功能來完成。注意參考通用組態(tài)功能的各項(xiàng)性能參數(shù)。
對(duì)于高速控制，解決方法如下：
1、構(gòu)造一個(gè)用戶策略，此策略在系統(tǒng)初始化時(shí)啟動(dòng)。
2、在此用戶策略中，添加一個(gè)腳本程序。
3、在此腳本程序的開頭，使用腳本函數(shù)SetRealTimeStgy，把本策略升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略，如果不升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略則很容易被其他線程干擾。
4、在此腳本程序中，構(gòu)造一個(gè)while循環(huán)體。在循環(huán)體中，反復(fù)循環(huán)執(zhí)行以下內(nèi)容。

● 等待定時(shí)間隔到來，定時(shí)間隔的等待有兩種辦法，一種是使用！SLEEP函數(shù)，使用此函數(shù)，參數(shù)為1時(shí)，大約延時(shí)2毫秒，參數(shù)為3時(shí)，延時(shí)4毫秒，也就是延時(shí)指定時(shí)長，外加任務(wù)切換的時(shí)間1毫秒，此性能指標(biāo)在486 66MHz上測(cè)出。另一種辦法是使用函數(shù)WAITFORINTERRUPT，等待一個(gè)中斷的發(fā)生?？梢允褂糜布蹇ㄉ系?M定時(shí)器，配合計(jì)數(shù)器來觸發(fā)中斷，實(shí)現(xiàn)此功能。此方式可以達(dá)到1毫秒的掃描周期，缺點(diǎn)是需要硬件配合。

● 檢查是否已經(jīng)不需要進(jìn)行此快速掃描控制了，如系統(tǒng)退出或狀態(tài)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)。如果是，則退出循環(huán)體。
● 啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換和DI，采集數(shù)據(jù)。
● 進(jìn)行控制算法和邏輯的計(jì)算工作，此時(shí)可以從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中讀取各種設(shè)定值。并輸出各種數(shù)值。
● 啟動(dòng)DA轉(zhuǎn)換和DO，輸出控制命令。
● 進(jìn)入下一次循環(huán)。

2、高速采集和事后分析方案
目標(biāo)系統(tǒng)
本方案主要解決的是實(shí)驗(yàn)采集設(shè)備中嵌入組態(tài)系統(tǒng)的要求。此類系統(tǒng)包括各種測(cè)試儀設(shè)備。

系統(tǒng)特點(diǎn)
這些設(shè)備的特點(diǎn)是其工作狀態(tài)有高速采集狀態(tài)和事后分析狀態(tài)兩個(gè)。通常使用辦法是進(jìn)行一次試驗(yàn)，打開高速采集，以很高的速度如1毫秒采集數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中，同時(shí)可以做一些比較簡單的數(shù)據(jù)處理如求平均值等等。一般采集1~20秒，最多不超過1分鐘。高速采集停止后（經(jīng)常是由于試驗(yàn)完成了），把數(shù)據(jù)保存到磁盤上的數(shù)據(jù)文件中。然后進(jìn)入分析狀態(tài)，從數(shù)據(jù)文件中把數(shù)據(jù)讀取出來，通過相對(duì)曲線來顯示，通過數(shù)據(jù)流覽構(gòu)件來看數(shù)據(jù)。額外的要求包括對(duì)數(shù)據(jù)文件的命名，管理，備份和傳送到上位機(jī)中。

進(jìn)入快速采集是事先預(yù)知的，比如：是由實(shí)驗(yàn)員決定開始進(jìn)入快速采集和控制，而不是由于發(fā)生了某種事件如報(bào)警進(jìn)入快速采集和控制。如果是后一種情況，請(qǐng)參看快速轉(zhuǎn)入高速采集方案。

對(duì)于要求響應(yīng)周期在50毫秒以上的項(xiàng)目，可以直接使用組態(tài)軟件中的相應(yīng)功能如循環(huán)策略，定時(shí)策略等來實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于響應(yīng)周期在50毫秒以下的項(xiàng)目，通常原因是由于需要進(jìn)行一路或幾路高速采集，其采集周期達(dá)到1~50毫秒之間。

解決方案
MCGS組態(tài)系統(tǒng)對(duì)此類系統(tǒng)的解決方案如下：
除了高速采集以外的功能，使用通用組態(tài)功能來完成。注意參考通用組態(tài)功能的各項(xiàng)性能參數(shù)。
對(duì)于高速控制，解決方法如下：
5、構(gòu)造一個(gè)用戶策略，此策略在系統(tǒng)初始化時(shí)啟動(dòng)。
6、在此用戶策略中，添加一個(gè)腳本程序。
7、在此腳本程序的開頭，使用腳本函數(shù)SetRealTimeStgy，把本策略升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略，如果不升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略則很容易被其他線程干擾。使用腳本程序ArrayCreate 創(chuàng)建一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)組。此函數(shù)指定數(shù)組序號(hào)，序號(hào)范圍為0~255，數(shù)組大小，范圍為1~655350。
8、準(zhǔn)備一個(gè)變量Pointer來指示目前使用到哪個(gè)位置。
9、在此腳本程序中，構(gòu)造一個(gè)while循環(huán)體。在循環(huán)體中，反復(fù)循環(huán)執(zhí)行以下內(nèi)容。

● 等待定時(shí)間隔到來，定時(shí)間隔的等待有兩種辦法，一種是使用！SLEEP函數(shù)，使用此函數(shù)，參數(shù)為1時(shí)，大約延時(shí)2毫秒，參數(shù)為3時(shí)，延時(shí)4毫秒，也就是延時(shí)指定時(shí)長，外加任務(wù)切換的時(shí)間1毫秒，此性能指標(biāo)在486 66MHz上測(cè)出。另一種辦法是使用函數(shù)WAITFORINTERRUPT，等待一個(gè)中斷的發(fā)生?？梢允褂糜布蹇ㄉ系?M定時(shí)器，配合計(jì)數(shù)器來觸發(fā)中斷，實(shí)現(xiàn)此功能。此方式可以達(dá)到1毫秒的掃描周期，缺點(diǎn)是需要硬件配合。
● 檢查是否已經(jīng)不需要進(jìn)行此快速掃描采集了，如系統(tǒng)退出或狀態(tài)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)。如果是，則退出循環(huán)體。
● 啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換和DI，采集數(shù)據(jù)。
● 使用ArraySetAt把采集到的數(shù)據(jù)放到數(shù)組中的位置，位置可以根據(jù)變量Pointer決定，然后把Pointer增長1。
● 啟動(dòng)DA轉(zhuǎn)換和DO，輸出控制命令。
● 進(jìn)入下一次循環(huán)。
10、高速采集結(jié)束后，使用ArrayGetAt逐個(gè)把數(shù)據(jù)讀出來，使用FileWriteStrLimit來保存數(shù)據(jù)到文件中去。
11、試驗(yàn)完成后，按照操作員的操作，從指定文件中讀取數(shù)據(jù)，放到配置成相對(duì)曲線的實(shí)時(shí)曲線上，觀看數(shù)據(jù)。

3、低速輪循和觸發(fā)轉(zhuǎn)換到高速采集方案
目標(biāo)系統(tǒng)
本方案主要解決的是事故紀(jì)錄儀性質(zhì)的設(shè)備方案。如電力故障紀(jì)錄儀等等。

系統(tǒng)特點(diǎn)
這些設(shè)備的特點(diǎn)是其工作狀態(tài)有高速采集狀態(tài)和平時(shí)輪循狀態(tài)兩個(gè)。通常使用時(shí)，以不高的速度如100毫秒一次采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行存盤處理。在外界報(bào)警或故障發(fā)生時(shí)，轉(zhuǎn)入高速采集狀態(tài)，設(shè)備以很短的間隔如1毫秒一次采集一段時(shí)間（1~5秒）的數(shù)據(jù)，然后存盤以便分析和處理。

進(jìn)入快速采集是無法事先預(yù)知的，通常情況如：一個(gè)中斷通知到來表示某種事件已經(jīng)發(fā)生。此時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入快速采集，采集一段時(shí)間后停止，并保存采集到得數(shù)據(jù)。

對(duì)于響應(yīng)周期在50毫秒以下的項(xiàng)目，通常原因是由于需要進(jìn)行一路或幾路高速采集，其采集周期達(dá)到1~50毫秒之間。

解決方案
MCGS組態(tài)系統(tǒng)對(duì)此類系統(tǒng)的解決方案如下：
除了高速采集以外的功能，使用通用組態(tài)功能來完成。注意參考通用組態(tài)功能的各項(xiàng)性能參數(shù)。
對(duì)于高速控制，解決方法如下：
1、構(gòu)造一個(gè)中斷策略，監(jiān)聽故障通知中斷。
2、在此中斷策略中，添加一個(gè)腳本程序。
3、在此腳本程序的開頭，使用腳本函數(shù)SetRealTimeStgy，把本策略升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略，如果不升級(jí)為硬實(shí)時(shí)策略則很容易被其他線程干擾。
4、使用腳本程序ArrayCreate 創(chuàng)建一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)組。此函數(shù)指定數(shù)組序號(hào)，序號(hào)范圍為0~255，數(shù)組大小，范圍為1~655350。
5、準(zhǔn)備一個(gè)變量Pointer來指示目前使用到哪個(gè)位置。
6、在此腳本程序中，構(gòu)造一個(gè)while循環(huán)體。在循環(huán)體中，反復(fù)循環(huán)執(zhí)行以下內(nèi)容。
● 等待定時(shí)間隔到來，定時(shí)間隔的等待有兩種辦法，一種是使用！SLEEP函數(shù)，使用此函數(shù)，參數(shù)為1時(shí)，大約延時(shí)2毫秒，參數(shù)為3時(shí)，延時(shí)4毫秒，也就是延時(shí)指定時(shí)長，外加任務(wù)切換的時(shí)間1毫秒，此性能指標(biāo)在486 66MHz上測(cè)出。另一種辦法是使用函數(shù)WAITFORINTERRUPT，等待一個(gè)中斷的發(fā)生?？梢允褂糜布蹇ㄉ系?M定時(shí)器，配合計(jì)數(shù)器來觸發(fā)中斷，實(shí)現(xiàn)此功能。此方式可以達(dá)到1毫秒的掃描周期，缺點(diǎn)是需要硬件配合。
● 檢查是否已經(jīng)不需要進(jìn)行此快速掃描采集了，如系統(tǒng)退出或狀態(tài)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)。如果是，則退出循環(huán)體。
● 啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換和DI，采集數(shù)據(jù)。
● 使用ArraySetAt把采集到的數(shù)據(jù)放到數(shù)組中的位置，位置可以根據(jù)變量Pointer決定，然后把Pointer增長1。
● 進(jìn)入下一次循環(huán)。
12、高速采集結(jié)束后，使用ArrayGetAt逐個(gè)把數(shù)據(jù)讀出來，使用FileWriteStrLimit來保存數(shù)據(jù)到文件中去。
13、試驗(yàn)完成后，按照操作員的操作，從指定文件中讀取數(shù)據(jù)，放到配置成相對(duì)曲線的實(shí)時(shí)曲線上，觀看數(shù)據(jù)。

即將于九月在全國各地舉辦的大型技術(shù)研討會(huì)，將向工控界的朋友展示昆侖通態(tài)的最新軟硬件產(chǎn)品和完整解決方案。