基于LabVIEW的数控机床网络测控系统--基于B/S模式的软件设计 （二） 软件设计, 数控机床, 服务器, 工程量, 网络

Bazinga

在Analog Tag Configuration的Connect目录下的Item与OPC服务器的项名进行匹配，并对Tag进行了详细的描述，如OPC服务器，工程量的范围，报警的上下限，更新的死区等等。在运行时，标签引擎Tag Engine会根据。scf文件的配置建立与OPC服务器的连接。当OPC服务器与。scf文件配置好以后，可以在LabVIEW的前面板上通过Numeric Control，Numeric Indicator控件读写现场采集的数据，Numeric Control，Numeric Indicator控件通过人机向导HMI Wizard For Analog Control与。scf文件Tag进行匹配，并自动默认控件的Lable为与之对应的OPC配置所对应的项名。

当DSC引擎运行起来以后，它就开始记录数据、事件、错误等，并将数据记录到暂且称之为“大本营数据库”里，即运行的程序都是从“大本营数据库”里取数据或发送数据。可以看到，在程序运行的过程中，通过DSC引擎在LabVIEW和OPC服务器之间传递着数据，发挥着中间桥梁的作用。DSC模块的运用，使得界面之间的切换更加友好化；并通过设置标签的配置的更新速度、刷新频率等成功解决了数据更新速度慢、界面之间切换慢的问题，保证了控制的实时性和可靠性等要求。

（4）报表生成和实时与历史曲线显示
现场采集来的数据可以以报表的形式输出到Execl表格中，以供存储与浏览。然而，LabVIEW本身没有强大的实时数据库，只有通过DSC模块生成的。scf文件来记录数据并存入历史数据库，但是它是根据记录死区log Deadband所定义的偏差来记录数据的，而不是根据时间记录的，只有当数据的变化超出偏差时才记录，因此，会导致在生成报表时数据和时间不对应。鉴于上述原因，一般通过编程来实现会比较好。

编程如下：先将要求记录的标签Tag的值按照时间间隔（如1小时）写入一个表（如控件Table），然后再根据要求记录的数据个数（如24个）将Table的记录数据写入Excel中，并将Table清空。这种方法只要求用户定义报表输出周期和数据输出的周期即可。

例如：要求每小时记录一个数据，每天生成一个报表，就可以只设定数据输出的周期1小时，数据的个数24个即可。到目前为止，此种方法在现场控制中应用效果非常好。

尤其在编程过程中，调用了LabVIEW中的两个子VI：Generate Unique Filename.vi（用来指示报表的路径及时间）和Array to HTML Table.vi（用于生成报表的格式），使得流程图的编译更简单、简洁，并增加了软件的可复用性。具体数据存储及报表生成程序和报表生成界面如图5.8和图5.9所示。

在实现实时曲线时，调用了DSC模块提供的Trend Tags.vi，该子VI的输入为标签（Tag）和时间长度，可以通过编程来实现X、Y轴显示的数据范围的大小；实现历史曲线时，调用DSC模块提供的Read Treace.vi，通过Historical Trend控件可以查看任意历史时刻的采集的数据，通过选择不同的现场采集点，X、Y轴的量程范围也随之变化。






5.2基于B/S模式的网络测控系统远程测控界面
本文中的数控机床网络化测控系统的通信部分，在前端可以选择工业以太网总线，传入到下位机测控服务器，服务器端安装有LabVIEW的软件，在服务器上可以对数据分析处理、存储，远程的WEB客户端可以通过浏览Web网页形式，观察现场的实时采集情况。远程控制平台中选中你要进行服务的设备名称和服务内容，再按提交任务，就可以把你的任务请求通过Web Server下传到数据库服务器，硬件服务器对它进行响应，然后把这个请求传给下位机测控服务器数据测试平台，然后启动数控机床，调出相应的程序代码，测试仪对数控机床进行数据采集，同时通过总线技术把实时采集的数据上传到下位机测控服务器，下位机测控服务器取出数据供数据平台软件进行进一步的分析处理，并把结果放在数据库里面，供远程客户回放查看。

本文选用B/S模式来实现对基于LabVIEW的数控机床远程测控系统界面，图5.10是从Web浏览器上查看的位移精度测试图。图5.11是从Web浏览器上查看的测试报告远程生成界面图。



计算机和虚拟仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。本文在分析、总结前人的理论、实验和研究结果基础上，结合现代计算机技术和检测仪器的发展趋势，开发了基于网络的虚拟仪器技术采集分析系统，作为底层的信息采集系统，比传统的采集分析仪器功能更加强大稳定，经济上更实惠，而且具有更高的灵活性。虚拟仪器技术将传统的由硬件实现的数据分析、处理与显示功能，改由强大的计算机（软件系统）来实现。

虚拟仪器既可以作为测试仪器独立使用，又可以通过高速计算机网络构成复杂的分布式测试系统，进行远程测试、监控与故障诊断。此外，用基于软件体系结构的虚拟仪器代替基于硬件体系结构的传统仪器，还可以大大节约仪器购买和维护费用。

本文通过分析LabVIEW实现网络数据通信的几种方法，把远程测控系统应用到工业中的某一个领域——数控机床，实现了基于Internet/Ethernet网络的B/S模式的数控机床网络测控系统的构建，结合数控系统精度测试和温度补偿测试进行了整个系统的可行性、科学性实验研究，实现了对数控机床的位移定位、温度补偿及实时监控；同时结合现场数控测控装置，设计开发出下位机数据采集、显示和回放软件，以及基于Web的远程测控界面。通过对整个系统的可行性实验研究和系统联调，分析比较了各种工业测控总线技术，提出LabVIEW远程访问数据库的几种可行性方案，完成了下位机数据采集、分析、显示及存储回放的功能，在远程客户端可以通过引擎实时监控到现场的数据实时采集情况等功能。

进一步研究的展望LabVIEW环境下的网络化工业测控系统虽然功能已经基本实现，但本论文仅是对虚拟仪器的设计思想和实现方法进行了初步的研究，还有很多地方需要改进和完善。特别是用户浏览器客户端与Web测控服务器之间的数据交换接口的设计还比较粗糙，通用性还不够强。要开发一个功能强大的数控机床测控系统，需要在加工设备状态，刀具，加工过程，加工现场环境，工件质量等方面进行监控，这需要开发更强大的LabVIEW，通过大量的实际工程来检验提出的集成技术的可靠性。对于系统测控交互方面，可以完善一个真正地能自由控制现场的系统平台，给该系统应用于实际的生产实践打下坚实的基础。当然该系统的一些功能有待进一步完善，如数据库的设计，远程网络通信的安全性也是下一步研究的一个重点。

如果能对上述不足之处和需要完善的地方加以进一步研究，必将给这个比较有前途的课题带来希望和生命力，给生产实践带来实际的经济和社会价值。