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摘 要：本文主要根据CIMS 在连续过程生产中的实际应用，根据理论为设备前端服务器框架结构提出了具有统一格式的可操作的平台。并且根据此理论和实践结果成功在相关工厂的设备前端服务器上应用，同时本文还阐述了此系统的基本开发思路和应对策略。
关键词：WINDOWS MFE DLL
1 前言
开革开放以来，随着经济的发展，技术的不断创新，CIMS在现代巨大发展机遇的带动下得到了前所未有的发展，更是集合了系统工程、自动控制、计算机科学等全球最先进的科学技术构成了强大的自动化制造系统。Process Control的相关领域对于 CIMS 的引进和应用也在不断地深入，一般情况下，人们更喜欢称之为CIPS。无论怎么称呼，或者两者怎么发展，其关键技术仍然是集成问题，这是核心问题。一般情况下对于大型企业的自动化系统都很复杂，且其中的每一个部分都具有相对独立性，各个分系统之间又存在着相互联系，每一个分系统和主系统之间都是信息资源共享及对信息通讯的管理和控制。所以大型企业的自动化系统就是把各种信息集合成一个整体的系统。网络通讯技术的发展，不但是人们在使用网络进行传输文件、图片、彼此之间还可以进行实时的对话，就像面对面交谈一样方便快捷。所以企业的综合自动化系统是企业发展的必然经过，是必然发展的结果。建立一个完善的计算机管理和过程控制的集合系统对于CIPS来讲，是十分重要的，是实现最终集合的核心步骤。为此， 我们设计提出了对集散系统及其它控制设备进行统一管理的集成框架结构———设备前端服务器（MFE）， 完成了其软件系统的设计， 并在相关试验工厂的集成环境中成功地进行了应用。
2 设备前端信息集成管理总体结构
2.1 基本思想
欧共体ESPRIT 计划提出了CIM—OSA 集成的基本理论和基本概念，并且提供给开发者一套比较完整的具有结构化的全系统服务，能够以统一的模式在全系统中服务，在使用时能够使系统内部的信息资源实现完全共享，各个功能之间完美的协调。国外在CIMS 实现阶段引入了软件技术中的开发平台概念，如IBM 公司的使能器、DEC 公司的NAS 、BAS E star 及CIMS 发展中心的CIM Future 等。我们可以纵观世界的软件开发商，有一个共同的特点，就是要为用户提供一个可以统一的操作平台，在这个平台上工作的应用程序能以统一的接口与平台下的各种数据库、各类设备、各类人员甚至与其他应用程序发生联系， 从而保证了系统的开放性。他们提出的接口有4 类：（1）与数据库的接口， 如SQL 语言；（2）与各类控制设备的接口；（3）人机交互接口；（4）与其它应用程序接口， 如API 。我们所设计实现的设备前端服务器（M FE）， 从实现的形式上看与上面提出的（2）类比较相似， 从功能上看它是信息管理系统和生产过程控制系统进行信息交互的桥梁和纽带， 在整个集成器体系结构中它起到了承上启下的作用。使用户能在这个软件平台上与现场用户交互。
2.2 总体结构
我们实现的MFE 软件系统应用在示范工厂PVC 分厂， 其3 个主要工段（转化、精馏、聚合）都实现了计算机控制， 其中转化和精馏工段各使用一台工业控制PC 机，直接与现场各类装置实施监测与控制。聚合工段已使用日本横河的集散系统（UXL）， 其操作站完成对现场的控制与操作。我们通过M FE 把这些下位机、操作站与车间490个工作站连接， 其中车间工作站通过3 个串行口及利用3 个长线器（M ODEM），各通过电话线与现场计算机相连， 另一个串行口通过长线器、电话线接入DECserver90TL（以太网通讯服务器）， 完成车间工作站的远程入网。本系统使用了4 个串行口， 而490工作站只有两个标准串行口， 因此插入一块标准的RS —232C 多串口卡， 扩展出8 个串行口供使用。在上位机上，M FE 始终在后台运行， 定时采集及整理现场数据。
3 设备前端服务器（MFE）的开发策略
3.1 MFE 的软件结构
系统主要由两部分组成，一部分时能够实时的监控数据，并及时的把数据收集起来，并根据需要上传网上，另一部分则是相关的通讯服务系统，并且能够把数据最终上传到主机所在的中央数据库，时所得到的数据能够被其他使用者所利用。因此整个软件分为4 大部分：通讯服务、数据管理、API 部分、Application 部分， 我们在相关系统的环境下开发一种集成的软件，核心部分则是服务，把用户界面作为一个始终可以运行的程序，管理各个通讯口及一个实时数据库， 其它用户任务， 包括优化、控制、管理等程序均通过DLL 与Ser ve r 交换数据完成与设备的通讯。
3.2 MFE 提供的两种用户使用方式
3.2.1 用户的使用界面上，开发者开发了一个非常人性化的人机操作界面系统，它能够完美的实现MFE的内核服务部分相互融合。提供的操作有：（1）对串行口的配置。（2）设定串行口与设备的连接。（3）发测试命令、采集命令、修改现场参数命令。（4）查看通讯口状态。
3.2.2 DLL相关函数在API上能够提供给使用者一个很精确的调用函数。一般情况下可以提供给使用者两种函数，其为：初始函数和通讯函数。主要有：（1）对线路进行测试看其是否通畅。（2）对所需参数进行提前设置，准确的告知下位机在运行时需要什么参数。（3）采集参数的函数。（4）修改某一参数的数据值。
3.3 实现技术
通讯技术服务：我们根据开发出来的软件包和现场的多台计算机进行必要的通讯，在通讯之前指定的相关通讯协议是各不相同的，但是系统都能够用统一的编码来区分处理不同设备的数据。开发一个专用的模块用在下位机的通讯模块，此模块在运行时是独立的，且调用时不影响其他模块的正常运行。（2）定时采集及保存：服务的程序一般会采用两个或以上的定时器，能够保证在运行时在一定的时间下对运行模块产生的数据进行采集，并且及时把收集的数据送到上层管理系统进行数据的分析处理。
4 结论
MFE 等一系列软件已经在我国很多工厂中投入使用，在其使用过程中，通过不断的改进，获得了更加可靠的理论，为下一步的发展打下了坚实的基础。MFE 能够完美的融合各种通讯模块，包括新的模块加入和对模块进行修改，所以其适应能力之强可想而知。同时其操作界面设计的的特别人性化，可操作性强，仅仅从标准的API的函数来看，其操作简单，便宜学习，且市场潜力巨大，适合市场的深入推广，其实用性被用户所肯定。目前我们为了使CIPS 更加完美的被人们所使用，我们将进行更加深入的研究，包括集成管理、现场总线、计算机网络技术等，使其能够更好地在现在大时代的背景下发挥更大的作用。
参考文献
[1]王常力， 工业控制计算机系统设计与应用， 北京：电子工业出版社， 1993。
[2]Microsof t Windows 软件开发环境与技术， 清华大学出版社。
[3] 孙守靖. 煤矿自动控制子系统同工业以太环网接入问题的探讨[J]. 煤. 2007（11）
[4]左丽芬. 煤矿安全监控系统与现场总线技术[J]. 煤炭技术. 2007（09）
关键词：WINDOWS MFE DLL
1 前言
开革开放以来，随着经济的发展，技术的不断创新，CIMS在现代巨大发展机遇的带动下得到了前所未有的发展，更是集合了系统工程、自动控制、计算机科学等全球最先进的科学技术构成了强大的自动化制造系统。Process Control的相关领域对于 CIMS 的引进和应用也在不断地深入，一般情况下，人们更喜欢称之为CIPS。无论怎么称呼，或者两者怎么发展，其关键技术仍然是集成问题，这是核心问题。一般情况下对于大型企业的自动化系统都很复杂，且其中的每一个部分都具有相对独立性，各个分系统之间又存在着相互联系，每一个分系统和主系统之间都是信息资源共享及对信息通讯的管理和控制。所以大型企业的自动化系统就是把各种信息集合成一个整体的系统。网络通讯技术的发展，不但是人们在使用网络进行传输文件、图片、彼此之间还可以进行实时的对话，就像面对面交谈一样方便快捷。所以企业的综合自动化系统是企业发展的必然经过，是必然发展的结果。建立一个完善的计算机管理和过程控制的集合系统对于CIPS来讲，是十分重要的，是实现最终集合的核心步骤。为此， 我们设计提出了对集散系统及其它控制设备进行统一管理的集成框架结构———设备前端服务器（MFE）， 完成了其软件系统的设计， 并在相关试验工厂的集成环境中成功地进行了应用。
2 设备前端信息集成管理总体结构
2.1 基本思想
欧共体ESPRIT 计划提出了CIM—OSA 集成的基本理论和基本概念，并且提供给开发者一套比较完整的具有结构化的全系统服务，能够以统一的模式在全系统中服务，在使用时能够使系统内部的信息资源实现完全共享，各个功能之间完美的协调。国外在CIMS 实现阶段引入了软件技术中的开发平台概念，如IBM 公司的使能器、DEC 公司的NAS 、BAS E star 及CIMS 发展中心的CIM Future 等。我们可以纵观世界的软件开发商，有一个共同的特点，就是要为用户提供一个可以统一的操作平台，在这个平台上工作的应用程序能以统一的接口与平台下的各种数据库、各类设备、各类人员甚至与其他应用程序发生联系， 从而保证了系统的开放性。他们提出的接口有4 类：（1）与数据库的接口， 如SQL 语言；（2）与各类控制设备的接口；（3）人机交互接口；（4）与其它应用程序接口， 如API 。我们所设计实现的设备前端服务器（M FE）， 从实现的形式上看与上面提出的（2）类比较相似， 从功能上看它是信息管理系统和生产过程控制系统进行信息交互的桥梁和纽带， 在整个集成器体系结构中它起到了承上启下的作用。使用户能在这个软件平台上与现场用户交互。
2.2 总体结构
我们实现的MFE 软件系统应用在示范工厂PVC 分厂， 其3 个主要工段（转化、精馏、聚合）都实现了计算机控制， 其中转化和精馏工段各使用一台工业控制PC 机，直接与现场各类装置实施监测与控制。聚合工段已使用日本横河的集散系统（UXL）， 其操作站完成对现场的控制与操作。我们通过M FE 把这些下位机、操作站与车间490个工作站连接， 其中车间工作站通过3 个串行口及利用3 个长线器（M ODEM），各通过电话线与现场计算机相连， 另一个串行口通过长线器、电话线接入DECserver90TL（以太网通讯服务器）， 完成车间工作站的远程入网。本系统使用了4 个串行口， 而490工作站只有两个标准串行口， 因此插入一块标准的RS —232C 多串口卡， 扩展出8 个串行口供使用。在上位机上，M FE 始终在后台运行， 定时采集及整理现场数据。
3 设备前端服务器（MFE）的开发策略
3.1 MFE 的软件结构
系统主要由两部分组成，一部分时能够实时的监控数据，并及时的把数据收集起来，并根据需要上传网上，另一部分则是相关的通讯服务系统，并且能够把数据最终上传到主机所在的中央数据库，时所得到的数据能够被其他使用者所利用。因此整个软件分为4 大部分：通讯服务、数据管理、API 部分、Application 部分， 我们在相关系统的环境下开发一种集成的软件，核心部分则是服务，把用户界面作为一个始终可以运行的程序，管理各个通讯口及一个实时数据库， 其它用户任务， 包括优化、控制、管理等程序均通过DLL 与Ser ve r 交换数据完成与设备的通讯。
3.2 MFE 提供的两种用户使用方式
3.2.1 用户的使用界面上，开发者开发了一个非常人性化的人机操作界面系统，它能够完美的实现MFE的内核服务部分相互融合。提供的操作有：（1）对串行口的配置。（2）设定串行口与设备的连接。（3）发测试命令、采集命令、修改现场参数命令。（4）查看通讯口状态。
3.2.2 DLL相关函数在API上能够提供给使用者一个很精确的调用函数。一般情况下可以提供给使用者两种函数，其为：初始函数和通讯函数。主要有：（1）对线路进行测试看其是否通畅。（2）对所需参数进行提前设置，准确的告知下位机在运行时需要什么参数。（3）采集参数的函数。（4）修改某一参数的数据值。
3.3 实现技术
通讯技术服务：我们根据开发出来的软件包和现场的多台计算机进行必要的通讯，在通讯之前指定的相关通讯协议是各不相同的，但是系统都能够用统一的编码来区分处理不同设备的数据。开发一个专用的模块用在下位机的通讯模块，此模块在运行时是独立的，且调用时不影响其他模块的正常运行。（2）定时采集及保存：服务的程序一般会采用两个或以上的定时器，能够保证在运行时在一定的时间下对运行模块产生的数据进行采集，并且及时把收集的数据送到上层管理系统进行数据的分析处理。
4 结论
MFE 等一系列软件已经在我国很多工厂中投入使用，在其使用过程中，通过不断的改进，获得了更加可靠的理论，为下一步的发展打下了坚实的基础。MFE 能够完美的融合各种通讯模块，包括新的模块加入和对模块进行修改，所以其适应能力之强可想而知。同时其操作界面设计的的特别人性化，可操作性强，仅仅从标准的API的函数来看，其操作简单，便宜学习，且市场潜力巨大，适合市场的深入推广，其实用性被用户所肯定。目前我们为了使CIPS 更加完美的被人们所使用，我们将进行更加深入的研究，包括集成管理、现场总线、计算机网络技术等，使其能够更好地在现在大时代的背景下发挥更大的作用。
参考文献
[1]王常力， 工业控制计算机系统设计与应用， 北京：电子工业出版社， 1993。
[2]Microsof t Windows 软件开发环境与技术， 清华大学出版社。
[3] 孙守靖. 煤矿自动控制子系统同工业以太环网接入问题的探讨[J]. 煤. 2007（11）
[4]左丽芬. 煤矿安全监控系统与现场总线技术[J]. 煤炭技术. 2007（09）