摘要：圖庫(kù)組件的開發(fā)對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化軟件的功能實(shí)現(xiàn)、易用性以及可維護(hù)性方面具有重要的作用。目前，GE Fanuc公司提供的iFix環(huán)境中圖庫(kù)組件開發(fā)方法會(huì)造成每個(gè)畫面在存儲(chǔ)和運(yùn)行中占用較大的空間，同時(shí)在圖庫(kù)的自動(dòng)更新上存在困難。而美國(guó)Wonderware公司提出的智能符號(hào)SmartSymbol技術(shù)則靈活性不夠。本文提出了一種iFix環(huán)境下采用面向?qū)ο蟮膱D庫(kù)組件開發(fā)方法，成功解決了上述的問題。經(jīng)過工程實(shí)踐證明，采用這種方法不僅使人機(jī)界面中各種圖符風(fēng)格統(tǒng)一，而且提高了組態(tài)人員和項(xiàng)目實(shí)施人員的工作效率。 關(guān)鍵字：iFix軟件；Dynamos圖符組件；VBA程序 中圖分類號(hào)：TP273+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 1. 背景 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化軟件廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)包含有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)庫(kù)接口、對(duì)輸入輸出設(shè)備的驅(qū)動(dòng)以及人機(jī)交互圖形界面等內(nèi)容，是工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)一個(gè)重要組成部分。 在工業(yè)自動(dòng)化軟件的人機(jī)界面中，編程人員可采用拼圖、搭積木和簡(jiǎn)單連線的方式構(gòu)建人機(jī)交互界面。圖符是可重復(fù)使用的動(dòng)態(tài)對(duì)象或一組圖形對(duì)象，而幾個(gè)圖符構(gòu)成了圖庫(kù)。組態(tài)軟件包含有一些設(shè)計(jì)開發(fā)圖庫(kù)，如各種模擬儀表、電動(dòng)機(jī)、控制按鈕等圖符。編程人員也可以利用基本繪圖工具自行設(shè)計(jì)圖庫(kù)和對(duì)象圖符。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的啟動(dòng)和停止，閥門指令等均通過模擬現(xiàn)場(chǎng)圖面上相應(yīng)于對(duì)象的圖符進(jìn)行操作，同時(shí)生產(chǎn)過程中的各種狀況下參數(shù)的變化，以及異常情況下的報(bào)警等也均通過人機(jī)界面軟件反饋給操作人員，便于操作人員及時(shí)采取相應(yīng)的措施。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器等的操作和管理，這是組態(tài)軟件的最大優(yōu)點(diǎn)之一。它使編程和操作非常直觀，易于讓具有不同知識(shí)背景和水平的人員都能接受。由上述分析可以看出，評(píng)價(jià)一種組態(tài)軟件優(yōu)劣水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)就是：該種軟件的設(shè)計(jì)圖符的豐富性以及圖庫(kù)中圖符的直觀代表性。 但是，我們應(yīng)該看到，由于工業(yè)自動(dòng)化軟件是一種通用型的開發(fā)平臺(tái)，并非針對(duì)某一個(gè)特殊的應(yīng)用行業(yè)背景，也不可能包括全部工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的圖符，如：發(fā)電行業(yè)，石油化工行業(yè)等就對(duì)圖符的功能和操作習(xí)慣有著不同的要求。因此在實(shí)際的項(xiàng)目實(shí)施中通常必須對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域以及客戶的特殊要求自行設(shè)計(jì)開發(fā)出一套圖符，構(gòu)成圖庫(kù)，從而能夠反復(fù)地使用。采用這種方法有以下幾點(diǎn)好處： （1） 圖符封裝了動(dòng)畫顯示，操作等較復(fù)雜的功能，最大限度降低對(duì)界面組態(tài)人員、工程實(shí)施人員以及最終用戶編程能力的要求。 （2） 圖符使用以及部署方便，降低測(cè)試、部署以及時(shí)間，節(jié)約成本。 （3） 圖符是可重用的模板圖庫(kù)，因此可以將整個(gè)工程圖形界面標(biāo)準(zhǔn)化。 因此，對(duì)用戶開發(fā)圖符的拓展能力也是評(píng)價(jià)自動(dòng)化軟件的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 2. 主流自動(dòng)化軟件對(duì)圖符功能的實(shí)現(xiàn) GE Fanuc公司的iFix軟件和Wonderware公司的InTouch軟件是目前世界上處于統(tǒng)治地位的工業(yè)自動(dòng)化軟件，在行業(yè)中技術(shù)一直處于世界最領(lǐng)先的行列。這兩家公司針對(duì)用戶圖符的開發(fā)和部署提出了各自的解決方案。 2.1 GE Fanuc公司的iFix軟件的解決方法 iFix是全球最領(lǐng)先的HMI/SCADA自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件，已有超過300000套以上的軟件在全球運(yùn)行。iFix提供了一個(gè)性能優(yōu)越的設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，提供了豐富的面向生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)圖符和畫圖部件，同時(shí)內(nèi)嵌了VBA腳本的功能。這樣的平臺(tái)能夠保證生產(chǎn)流程的畫面設(shè)計(jì)過程變得十分簡(jiǎn)單和高效。對(duì)于用戶自己開發(fā)特定應(yīng)用場(chǎng)合下的復(fù)雜圖符，GE Fanuc公司在其全球技術(shù)站點(diǎn)（Global Care）上提供的方法是通過VBA編程方式對(duì)動(dòng)態(tài)圖符進(jìn)行功能擴(kuò)充，然后將圖符存放在圖庫(kù)目錄下，用戶需要時(shí)只要通過鼠標(biāo)的拖曳，將圖符從圖庫(kù)中放置到畫面中需要的位置，同時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置就可以。雖然這種方法通過VBA嵌入編程以及配置窗體的方式解決了圖符的開發(fā)和配置，但是這種方法產(chǎn)生兩個(gè)問題： （1） 如果一幅監(jiān)控畫面中包含有各種不同類型的操作和顯示圖符，那么這個(gè)畫面中就會(huì)保存多種類型圖符的配置窗體。通常一個(gè)工程項(xiàng)目中有許多幅監(jiān)控畫面，這些重復(fù)的圖符以及配置窗體就會(huì)占用存儲(chǔ)空間，同時(shí)在自動(dòng)化軟件運(yùn)行時(shí)會(huì)影響到監(jiān)控畫面的響應(yīng)速度。 （2） 如果在圖庫(kù)使用過程中需要修改功能或者發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤需要更改時(shí)，在圖符的同步更新上存在困難。開發(fā)人員必須逐一打開用到這些圖符的畫面，然后再重新對(duì)圖符進(jìn)行引用以使新的更改生效。對(duì)于圖符在許多監(jiān)控畫面中引用的情況，圖符的更改成為開發(fā)人員的“噩夢(mèng)”。 2.2 Wonderware公司的InTouch軟件的解決方案 Wonderware公司的InTouch 軟件的9.0 版本以創(chuàng)新的智能符號(hào)-SmartSymbol技術(shù)為特點(diǎn)，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)與InTouch圖形相集成，并將它們轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的模板。在一個(gè)智能符號(hào)實(shí)例被部署后，如果用戶需要改變一個(gè)實(shí)例只需更改智能符號(hào)模板，這個(gè)改變就會(huì)自動(dòng)應(yīng)用到所有應(yīng)用程序及用了智能符號(hào)實(shí)例的每一個(gè)窗口。這使得升級(jí)和更改應(yīng)用程序變得快速和簡(jiǎn)單。智能符號(hào)標(biāo)志著一個(gè)應(yīng)用程序中的圖形元素創(chuàng)建、部署和更改的巨大進(jìn)步。使用智能符號(hào)管理器，應(yīng)用程序的開發(fā)人員可以創(chuàng)建圖形模板，可以與ArchestrA Objects、就地的InTouch標(biāo)記和遠(yuǎn)程引用的InTouch 標(biāo)記連接。這些符號(hào)模板存儲(chǔ)在智能符號(hào)庫(kù)里，通過選擇和調(diào)用它們到InTouch窗口來進(jìn)行實(shí)例化。通過鼠標(biāo)右鍵，InTouch 窗口中的任何圖形都可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)智能符號(hào)。此外，智能符號(hào)庫(kù)可以導(dǎo)出給其它的應(yīng)用和工廠，這樣以來，可以使公司圖形界面標(biāo)準(zhǔn)化。但是由于軟件架構(gòu)上與GE iFix不一樣，InTouch軟件SmartSymbol中用戶編程的支持不如iFix軟件靈活，在一定程度上限制了SmartSymbol應(yīng)用于更加復(fù)雜的工程應(yīng)用場(chǎng)合。 2.3 基于面向?qū)ο蟮膱D符組件開發(fā)方法 通過總結(jié)和分析iFix軟件和InTouch軟件中對(duì)于圖符的開發(fā)方法以及各自的特點(diǎn)，我們提出了一種基于iFix開發(fā)平臺(tái)下面向?qū)ο蟮膱D符組件開發(fā)方法，采用圖符元素和配置窗體代碼相分離的辦法，成功解決了開發(fā)中的難點(diǎn)，使開發(fā)出的圖符同時(shí)具有iFix以及InTouch環(huán)境下的優(yōu)點(diǎn)，克服了缺點(diǎn)。其開發(fā)解決方法具體如下： （1） 使用提供的作圖工具畫出需要設(shè)計(jì)的圖符的外觀，這時(shí)的圖符沒有任何動(dòng)態(tài)的顯示，也不會(huì)響應(yīng)任何操作而觸發(fā)事件。在圖符外觀設(shè)計(jì)過程中注意圖符中每個(gè)元件以及圖符組件應(yīng)該符合的一定的命名規(guī)則，應(yīng)清晰明了，不要使用系統(tǒng)缺省的命名。比如在工業(yè)生產(chǎn)流程中用于數(shù)值顯示的圖符組件有許多種類型，有的只有顯示，有的既要顯示也要有報(bào)警提示功能，有的還要帶點(diǎn)的注釋和描述等，因此可以將不同類型的數(shù)值顯示分別命名為DigiDispA1，DigiDispB1，DigiDispC1等。符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用習(xí)慣的圖符外觀設(shè)計(jì)以及良好的命名習(xí)慣是成功的第一步。 （2） 圖符配置窗體的設(shè)計(jì)，這一步驟是程序員實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖符功能的關(guān)鍵。所有的動(dòng)態(tài)顯示功能，如生產(chǎn)流程參數(shù)的變化顯示的數(shù)值也隨之變化的功能，數(shù)值超過一定范圍顏色變化以引起注意以及鼠標(biāo)單擊后圖符操作窗體的彈出等均在這里實(shí)現(xiàn)。它封裝圖符的屬性，方法以及消息的響應(yīng)。其中用到的圖符的初始化以及部分屬性設(shè)置和讀取的部分源代碼如下圖1所示。應(yīng)該注意是，圖符配置窗體應(yīng)該放在全局工程如：project user或者project plugandsolve中，這樣全部的工程畫面文件均可以訪問到，而iFix公司提供的方案是將配置放置在單個(gè)畫面中，從而引起了畫面尺寸以及更新的問題。而放置在全局工程中就可以避免這種情況。 （3） 由于配置窗體放置在全局工程中，因此在調(diào)用配置窗體以及圖符響應(yīng)事件上應(yīng)該添加響應(yīng)的代碼。主要是根據(jù)圖符組件名通過上面的InitializeDynamo方法調(diào)用和初始化圖符。 通過以上三個(gè)基本的開發(fā)步驟，再加上設(shè)計(jì)人員的行業(yè)背景知識(shí)和編程，一套美觀和專業(yè)的圖符就開發(fā)出來了。開發(fā)出的圖符組件脫離了iFix軟件自帶的配置方式，取而代之的是符合實(shí)際項(xiàng)目需要的用戶定制窗體，圖符既可以是只有簡(jiǎn)單動(dòng)畫的圖符，也可以是具有復(fù)雜、強(qiáng)大功能的圖符，比如運(yùn)行時(shí)響應(yīng)鼠標(biāo)單擊事件彈出對(duì)應(yīng)的操作窗體的圖符，組態(tài)過程自動(dòng)完成需要的VBA腳本，無需專業(yè)人員編寫對(duì)應(yīng)的VBA代碼。圖2就是開發(fā)出來的一套圖庫(kù)，以及用圖庫(kù)中的圖符開發(fā)出來的一張流程畫面的例子。 雖然開發(fā)圖符一次性投入的時(shí)間和精力是較多的，但是對(duì)于使用者來說是非常方便的，過去需要由自動(dòng)化軟件組態(tài)工程師通過作圖，鏈接，編寫腳本程序才能完成的復(fù)雜工作，現(xiàn)在只要普通的工程人員就可以完成。這些對(duì)于工程實(shí)施中人員成本，作業(yè)效率以及設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化是大有裨益的。 3. 結(jié)論 圖符元素和配置窗體實(shí)現(xiàn)代碼相分離的辦法，充分利用iFix環(huán)境下靈活方便的編程環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了完整的圖符設(shè)計(jì)過程，解決了主流工業(yè)自動(dòng)化軟件在實(shí)現(xiàn)圖符功能上的不足，滿足了實(shí)際工程應(yīng)用的需要。經(jīng)過工程實(shí)踐證明，采用這種方法不僅使人整個(gè)工程機(jī)界面中各種圖符風(fēng)格統(tǒng)一，而且提升了軟件的自動(dòng)化水平，使現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員從繁雜的編程中“解放”出來，提高了組態(tài)人員和項(xiàng)目實(shí)施人員的工作效率。 參考文獻(xiàn)： 1． GE Fanuc公司, iFix Electronic Book , GE Fanuc公司, 2005 2． GE Fanuc公司, iFix Database Access Toolkit Help , GE Fanuc公司, 2005 3． Eric Brierley, Anthony Prince, David Rinaldi ,Visual Basic 6開發(fā)人員指南, 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001 4． Renee Brandt , InTouch 9.0 SmartSymbol and IOSetRemote References, Wonderware公司, 2006