摘要：现代分散控制系统与早期的DCS系统相比，zui大的区别之一就是采用了面向对象的技术。如MAXl000+PLUS对MAXl000、MAXl的兼容和升级。面向对象技术的应用将促进生产过程的测控和管理一体化的发展。本文介绍了现代分散控制系统DCS的人机界面接口MAXVUE及应用方法。
　　
　　1、引言
　　
　　现代分散控制系统与早期的DCS系统相比，zui大的区别之一就是采用了面向对象的技术。如MAXl000+PLUS对MAXl000、MAXl的兼容和升级。MAXl000+PLUS采用WindowsNT操作平台和MAXNET局域网，以MAXTOOLS为组态工具，采用MAXVUE及ISaGRAF等面向对象的人机交互界面。面向对象技术的应用将促进生产过程的测控和管理一体化的发展。
　　
　　MAXTOOIS可以在线用于MAXl000+PLUS系统的组态修改，也可以离线在PC机上运行实现对控制过程的仿真。它可以对远程处理单元RPU中的分散处理单元DPU、VO模件及L／O信号进行标识和配置，实现对RPU中的设备卡件的电源进行通道分配，进行模件分配布局，采用MAXVUE对测控点和事件分组进行组态，生成和维护IEC—1131—3（1SaGRAF）程序，生成组态报告及对组态信息的磁盘文件进行存取等功能。MAXTOOLS的主要特点有：
　　
　　（1）安装更方便。可以只安装部份组态信息，小到只组态1个点。
　　
　　（2）记录更快捷，对用户更友好，如与Windows的记事本一致，极易从记录数据包中获取信息实现显示打印等。
　　
　　（3）显示更迅速。MAXVUE运行速度更快，比原显示调用时间缩短50％。
　　
　　（4）边界可控制。可在屏幕上动画显示点状态，在动态控件边界显示报警状态。
　　
　　（5）警报信号器。基于．WAV文件格式，可根据复杂的报警条件组合形成各种报警声音信号，如发出通告“请增加给水流量厂
　　
　　（6）1ECll31逻辑量程控保护联锁网络。允许在全网络范围内调试逻辑程序。
　　
　　（7）MAXNKF网络状态显示。包括网络高速路上各种数据交换的统训—描述。
　　
　　（8）一体化组合（Services）。可允许趋势报警及其它各有关信息组合生成子组态。
　　
　　（9）自动登录。要求工程师、系统管理员根据口令登录。
　　
　　MAXl000十PLUS系统可由MAXNET网络中的交换式集成器将多个工作站分成若干个域（Domain），各域之间的信息共享且每个域可独立完成一定任务。该系统可提供6个报警安全等级（o—5），报警事件可产生于DPU或MAX工作站。事件的组态内容包括按点名的地址组态选择、按分组的地址组态选择、DPU使用资源统计组态及VO信号源组态选择等。按点名的地址组态可从MAXTOOLS中列出的DPU的名单中选择进行组态，或从点型名单中选择。得出各点名、点型和DPU配置的详细数据。MAXTOOLS详细使用及对过程算法及数据的组态请见文[1）o利用MAXTOOLS组态不需对物理硬件进行跟踪记忆，信息均由相应对象选择框弹出。数据点可按逻辑方式命名，即用区域、装置、设备，通用名（A／F／E／G）属于基于规则的系统，其功能有：在各RPU之间适当分配负载；将I／O负载分配给适当的I／O模件；为平衡分配建立端子板总线地址；为组态控制策略分配适当的控制块、数据块和可编程块等。由此实现对过程和屏幕显示进行逻辑选择式组态，而不必使用标识名称或硬件地址。MAXTOOLS组态的信息由MAXVUE实现人杌交互接口与处理。下面对MAXVUE的特性及应用进行分析介绍。
　　
　　2、MAXVUE人机界面特性
　　
　　MAXl000+PLUS系统采用WindowsNT操作系统，人机接口界面为MAXVUE。它类似当今流行的工业控制组态软件如Intouch、Fix、组态王等，取代了原MAXl000系统的组态软件DATAVUE，为开发和维护及使用过程图形监控画面带来了方便。MAXVUE入机界面接口具有下述特点：
　　
　　（1）可生成高解析度的图像，可制作分辩率为1280x1024像素的过程图形；
　　
　　（2）可开发实时人机交互过程接口，在发生事件时自动提示运行人员进行操作或输人数据，当所选择的显示点报警时可切至预组态定义的画面；
　　
　　（3）可使用bitmap图像格式作为静态图像背景，也可由程序或手动将图像动态插入显示；并可使用多媒体如语音文件等；
　　
　　（4）显示窗的启停及印换仅用按钮或热键进行；
　　
　　（5）与其它Windows应用程序之间的数据信息交换可用DDE（动态数据交换）和OLE（对象嵌入与链接）。
　　
　　MAXVUE的编辑器使用Windows习惯的下拉式菜单、剪印复制等工具，可以在显示窗中自由放置文本、图形及数据变量等，并可对屏幕上的对象进行移动、拷贝、旋转、尺寸交换等Windows对象的属性功能操作，可从“Icon"和"Group'库中选择对象如水泵、风机及条形图等直接进行设计开发，组态时仅需给各对象赋予相应标识名称即可。趋势图也可嵌入到显示对象中，用弹出式窗口显示而不影响正常图形显示。
　　
　　MAXVUE的运行可以独立于MAx~qJE编辑器。MAXVUE的运行程序文件可存在工程师站和运行操作站上，但MAXVUE编辑器—般只存放于工程师站上。虽然MAXl000+PLUS系统的工作站都可以作为工程师站和运行操作站，但一般仍一台或数台工作站为工程师站。启动计算机或以新用户名登录后，可进入工作站的桌面系统，此时可选择运行MAXVUE应用程序或进入MAXVUE编辑器编辑应用程序。为了应用程序的安全和运行方便，MAXVUE对应用程序和系统文件的目录结构、应用程序对象属性等均有一些约定要求。
　　
　　3、MAXⅥUE的文件结构
　　
　　MAXVUE应用程序运行时所需的系统文件均存放于＼MCS子目录下，而用户的应用程序存放于＼CUSTOM子目录下。分别存放有利于软件尹级，用户建立应用程序时可从＼MCS子目录中拷贝各种所需的对象。
　　
　　“MCS”目录又包括数个子目录。“MAXVUE"目录中存放MAXVUE的可执行文件。“Controls”目录中存放着MCS的标准ActiveX控件，“Displays”，目录中包含着MCS的各种标准显示对象，如在子目录“Mn”中的各个对象“AlarmSuromary、Errors”等）及“Common”多媒体子目录中的图像文件（“Avi"、“Bmp'’或“Wmf'’等格式）。图1为MCS目录结构图。　　
　　“Custom”目录结构也示于图1中，该目录是为用户应用程序开发运行而设置的，其中的"Operating"子目录用于运行操作，其余的子目录可由开发人员自定义。工作站屏幕显示画面都应存储于"Displays"子目录下。每一个显示文件都得有相应格式的多媒体文件与之对应。如名为"Displ”的子目录中存放了"Visplayl．mn”文件，则该目录中还应有相应的如bitmap文件（或，OCX文件）与之对应。“Working”子目录用于对显示画面对象的创建或修改，该目录由用户维护。MAXVIJE预定的搜寻文件的路径顺序如下：
　　
　　（1）在＼Custom＼displays＼operating＼filename下寻找；
　　
　　（2）在Mcs＼displays＼nm＼~dename下寻找；
　　
　　（3）寻找具有．mn格式的文件，提供给ActiveX控件用；
　　
　　（4）在＼Custom＼displays＼operating＼一中按文件类型搜索；
　　
　　（5）在＼Mcs＼displays＼cmn中按文件类型搜索。
　　
　　注意有“Working"子目录下的显示对象不能由ActiveX控件调用，因为该目录不在搜寻路径中。当使用MAXVUE的屏幕对象或Activex控件时，用户会得到提示将文件存于上述目录结构约定路径中。MAXVUE在存盘时只存文件名和扩展名，不存路径，使用时注意。
　　
　　MAXVUE编辑器可提供常规Windows的各种操作，如标题、菜单、工具、文件和状态条等。此外，该编辑环境还有动画工具条，视窗工具条等，提供ActiveX控件，方便对生产过程运行操作的组态。如"TestMode"功能将为所生成的画面对象提供仿真数据，供检查所生成画面的动画效果；报警、列表等控件将按AFEG（区域装置设备点名）方式提供实时数据的显示；趋势控件将生成符合OCX标准的时间序列曲线图；单点控件将显示该点的属性参数，如同列表控件的显示一样。
　　
　　4、MAXⅧE的标准显示
　　
　　MAXVUE提供了大量的标准对象显示，用于满足电站过程监控的需要。MAXVE使用弹出式窗口显示对象，各种对象的定义数据文件（MDB型）分两份拷贝存放于MCS和Custom目录下，标准显示对象均位于“C：＼MCS＼Displays＼MN"子目录下。各显示对象存储的文件名同显示屏上显示的对象名一致，如标准的Logo对象将被存放在Mes＼Displays＼MN＼Iogo目录下，名为Logo．MN，而标准垂直工具条存在Mes＼Disp~＼MN＼Toolvertieal目录，名为Toolvertieal．MN。在MCS目录下的对象均可拷贝到Custom＼Displays＼Operating子目录，修改后也可用同名字存盘。
　　
　　对象的数据点显示可提供对输出值的检查／修改、对报警值的检查／确认、对操作方式9如手／自动）的检查/切换等功能；而点的详细显示还可提供对该对象组态信息的检查／修改功能，如对组态信息中的GAIN（增益）等参数的检查修改等。
　　
　　常用的MAXVUE的显示对象示例如表1所示。显示对象的类型分为“主显示Main”、“弹出显示Popup"、和"工具条显示Toolbar”三大类。这些显示对象都位于目录“C：＼MCS＼displays＼MN"子目录下的相应子目录中（即表中“所在目录位置”）。一般说来，数据点显示时可以对显示的值进行检查/修改、对报警值进行查看／确认，对点的手／自动方式进行改变等。数据点的详细显示<显示名称后带Detail）则更进一步，可以修改组态参数（如K、L及I的值）。　　
　　5、ActiveX与0CX控件的使用
　　
　　MAXVUE中大量采用了ActiveX技术。ActiveX的推出是微软公司进入Intemet市场后，为了与Sun公司Java竞争而发布的对象的链接与嵌入（OLE）的新版本（或升级版本）。一般说来，ActiveX能够*代替OLE，它与OLE的zui大区别是可以在网络环境下支持OLE特性，即OLE能够使安装在本地机器上的应用软件共享控件，而ActiveX能够使应用软件通过网络共享控件。网络开发人员可以在自己开发的网页中插入ActiveX控制。OLE控件和ActiveX控件都以二进制文件形式保存，都具有OCX扩展名。目前的现代工业控软件互操作标准OPC（OLEforProcessContr01）基于OLE／COM和DCOM技术，包括了自动化应用中使用的一整套的接口、属性和方法的标准，为工控领域的数据交换环节提供了技术保证[2]
　　
　　ActiveX是一种开放式平台，它基于标准的HTML工具、开放式脚本、控件结构和基本操作系统为用户的应用程序开发和应用提供服务。ActiveX建筑在COM（通用对象模型）的对象规范基础上。为了使用COM对象，需要知道该对象所支持的界面说明标识符。COM对象的描述标识符用GUms来区别。（在ISaGRAF编程中使用FIID来作为对象描述标识符）。
　　
　　当将一个控件编译成一个OCX时，将会自动创建一个称为GUll）（globallyuniqueidentifier）的很大的（128位）数。GUIDs存Windows9X和Windowsblt下的HKEY—CLASSES—ROOT登记处。如果用RegEdit查看记录，可以看到安装于机器上的组件的GUIDs。因为128位的数非常大，因此，要设计一种用于创建128位GUID的方法来提供*的值，以使得两个对象不能拥有相同的GUID。所查看到的记录中的数实际上是与GUID等价的32位十六进制数。
　　
　　MAXl000+PLUS系统中的用户图形设计采用了六量的OCX控件，如按钮、列表、时序状态、单点显示、趋势显示等控件，都是标准的ActiveX控件。系统的人机接口设计风格和规范一致，各控件提供的用户接口标准化，功能完整。各控件的统一功能特征如下：
　　
　　（1）MAXVUE中的控件都符合标准的OLEActiveX设计规范，可提供在线帮助；支持双语系（除英语外还支持另一种语言）；支持C++和VisualBasic的“容器一对象”编程环境；模式在运行和设计阶段都不再需要OCX的版权许可。
　　
　　（2）所有的控件都符合标准的“容器一对象”模式要求，各个ocx控件在各类容器中都具有相同功能特性。如鼠标可实现标准OLE的单击或双击事件；所有的控件都具有可供选择的属性页面，方便用户应用；控件都可以存在于运行状态或设计状态，都具有摇镜头（Zooming）缩放功能；
　　
　　（3）由OLE系统机制来处理非正常状态或出错信息；控件升级或变换参数只需软件支撑平台申明—次即可实现；支撑平台还对控件的改变进行有效性检查；
　　
　　（4）各控件都支持文本的多行输入，如标题说明符Caption可以有多行说明文字，只需规定每行zui大字符数就得以实现；
　　
　　（5）提供标准键盘输入人机接口，可在控件中输入文本字符等；各种数据输入表格都是标准的，并位于屏幕的同一位置；在各控件属性页面中的文本都以左对齐方式出现；
　　
　　（6）各控件都有使用示例；控件的缺省属性设置已标准化，在固定的位置显示。如控件的名称、背景颜色、前景颜色、运行周期（sBP）即zui大和zui小规定时间等，都由开发容器提供。
　　
　　例如，MAXVUE中提供的按钮控件，它提供基本的按钮开关特征。它也按上述标准化规范设计；可以向软件支撑后台送数据；可以根据布示表达式改变按钮形状；从SBP中读取参数等。控件的标准弹出式菜单界面中如De-SelectAll、Cut、Copy、Paste都为Windows标准功能，按钮属性（Properties）以菜单方式提供该按钮放置的位置、尺寸大小、显示方式等。控件属性ControlProperties对各控件对象按其特性不同而具有不同的项目属性。按钮控件有4页属性；列表控件有7页属性．时间／状态控件有5页属性；单点显示控件有4页属性，趋势控件有3页属性等。各属性页面都采用弹出式填表方式，或弹出菜单方式。详细的属性设置此处以略。
　　
　　6、结束语
　　
　　本文结合某电厂采用MAXl000+PLUS分散控制系统的实例，介绍了有关该系统中的MAXTOOLS组态工具、MAXVUE人机界面接口、以及面向对象编程的性能特点及ACTIVEX等在在电厂生产过程中的应用。面向对象技术为过程工业的测控应用带来了新的生机和活力。面向对象技术的应用将进一步促进生产过程的测控和管理—体化的发展。