北京科技大学

课程设计（软件设计）

报告

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指导教师：                    

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目   录

1 设计内容... 1

2应用程序总体分析与设计... 1

3应用程序各功能模块分析与设计... 2

3.1 连接服务器... 2

3.2 加项... 3

3.3 读取数据... 5

3.4 显示与隐藏... 7

3.5 暂停与继续... 9

3.6 报表与记录... 10

4程序测试... 11

4.1测试过程... 11

4.1.1 连接测试... 11

4.1.2 显示与隐藏测试... 11

4.1.3 暂停按钮... 12

4.1.4 数据保存... 12

4.2测试结果... 12

4.2.1 连接结果... 12

4.2.2 显示与隐藏结果... 13

4.2.3 暂停显示... 13

4.2.4 数据保存结果... 14

5程序文档... 14

5.1使用说明... 14

5.2程序说明... 15

6 学习收获... 27

1 设计内容

OPC(OLE for Process Control)又称为过程控制的对象连接与嵌入技术。它是它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。

OPC的出现大大缩短了软件开发的时间。本次课程设计就是要求使用VB设计一个简单的客户端程序，这个程序能读取本机服务器上面的数据，并以直观的柱形图显示出来。另外，还应该添加一些别的功能。

2应用程序总体分析与设计

为了能连接服务器，首先在PC机运行模拟的服务器。然后，在VB6.0环境下，创建各种用于显示数据和控制的控件。给每一个控件添加事件响应函数。程序运行的流程如下：

 

3应用程序各功能模块分析与设计

3.1 连接服务器

首先使用new关键字创建一个OPC对象，然后调用Connect方法连接到服务器。然后书写连接按钮的响应函数。

Private Sub BtnConnnect_Click()

 ' 调用Connect子程序

    Call Connect("OPCJ.SampleServer.1")

End Sub

Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String)

    If objServer Is Nothing Then

        ' 建立一个OPC服务器对象

        Set objServer = New OPCServer

    End If

    If objServer.ServerState = OPCDisconnected Then

        ' 连接OPC服务器

        objServer.Connect strProgID, strNode

    End If

   

    If objGroups Is Nothing Then

        ' 建立一个OPC组集合

        Set objGroups = objServer.OPCGroups

    End If

   

    If objTestGrp Is Nothing Then

        ' 添加一个OPC组

        Set objTestGrp = objGroups.Add("TestGrp")

    End If

End Sub

3.2 加项

对OPC服务器进行访问前，必须先在OPC组里添加要访问的OPC标签。这里添加OPC标签的标识符和数目是固定的，但是实际的OPC应用程序往往要按照用户的指定或读取组态文件取得和处理需要添加OPC标签。

Sub AddItem()

    Dim strItemIDs(2) As String

    Dim lClientHandles(2) As Long

    Dim lErrors() As Long

    Dim I As Integer

  

    If objTestGrp Is Nothing Then

        Exit Sub

    End If

    If Not objItems Is Nothing Then

        If objItems.Count > 0 Then

            Exit Sub

        End If

    End If

   

    ' 设置组活动状态

    objTestGrp.IsActive = True

    ' 取消组非同期通知

    objTestGrp.IsSubscribed = False

   

    ' 建立OPC项集合

    Set objItems = objTestGrp.OPCItems

    ' 生成标签的项标识符

         strItemIDs(1) = "反应罐温度.Value"

        strItemIDs(2) = "反应罐液位.Value"

        lClientHandles(1) = 1

        lClientHandles(2) = 2

    ' 添加OPC项

    Call objItems.AddItems(2, strItemIDs, _

        lClientHandles, lServerHandles, lErrors)

End Sub

Private Sub btnAddItem_Click()

    ' 调用AddItem子程序

    Call AddItem

   

    If Not objTestGrp Is Nothing Then

        If objTestGrp.OPCItems.Count > 0 Then

            ' 启动定时器

            TmUpdate.Enabled = True

            Else

        End If

    End If

   

End Sub

3.3 读取数据

为了实时显示数据，还要设置一个定时中断类型的服务函数，然后没间隔一段时间去向服务器读取一下数据。定时器会在加载项的时候启动。

Private Sub tmUpdate_Timer()

    Dim vtItemValues() As Variant

    Dim lErrors() As Long

    Dim strBuf As String

    Dim nWidth As Integer

    Dim nHeight As Integer

    Dim nDrawHeight As Integer

    Dim sglScale As Single

    Dim I As Integer

    ' 同期读取

    SyncRead OPCCache, vtItemValues, lErrors

    ' 棒图的表示

    For I = 1 To 4

        ' 数据的格式化

        If PauseFlag(I) = 0 Then

        strBuf = Format(vtItemValues(I), "###.000")

        ' 表示数据字符串

        lbBar(I).Caption = strBuf

        ' 计算棒的宽和高

        nWidth = PicBar(I).ScaleWidth

        nHeight = PicBar(I).ScaleHeight

        sglScale = vtItemValues(I) / 100

        nDrawHeight = CInt(nHeight * sglScale)

        ' 清除现棒图

        PicBar(I).Cls

        ' 绘制棒图

        'If vtItemValues(I) < 20 Or vtItemValues(I) > 90 Then

        '    PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(255, 0, 0), BF

       ' Else

           ' PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0, 255, 0), BF

       ' End If

        PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(vtItemValues(I) * 2.55, 255 - vtItemValues(I) * 2.55, 0), BF

       

        End If

    Next

    If FileFlag = 1 Then

        Print #FileNo, Date; Time, Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1))

    End If

   

End Sub

3.4 显示与隐藏

为了方便显示与隐藏其中某些项，这里给一个柱形图配置一个复选框，当复选框选中的时候，该项目便隐藏起来。取消复选框，该项目又会显示出来。这样子的功能对于只需要观察某些数据的时候，很是方便。具体实现方式如下：

Private Sub Check1_Click()

     If Check1.Value = 1 Then

        PicBar(1).Visible = False

        lbBar(1).Visible = False

        Label1.Visible = False

    Else

        PicBar(1).Visible = True

         lbBar(1).Visible = True

        Label1.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check2_Click()

    If Check2.Value = 1 Then

        PicBar(2).Visible = False

        lbBar(2).Visible = False

        Label2.Visible = False

    Else

        PicBar(2).Visible = True

         lbBar(2).Visible = True

        Label2.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check3_Click()

     If Check3.Value = 1 Then

        PicBar(3).Visible = False

        lbBar(3).Visible = False

        Label3.Visible = False

    Else

        PicBar(3).Visible = True

         lbBar(3).Visible = True

        Label3.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check4_Click()

     If Check4.Value = 1 Then

        PicBar(4).Visible = False

        lbBar(4).Visible = False

        Label4.Visible = False

    Else

        PicBar(4).Visible = True

         lbBar(4).Visible = True

        Label4.Visible = True

    End If

End Sub

3.5 暂停与继续

在实际生产环境中，遇到一些特殊情况需要暂停以观察数据，以防止被后面新的数据刷新。所以四个柱形图又都配置了一个暂停复选框，当复选框选中的时候，柱形图暂停更新，当取消复选框，柱形图继续更新。实现代码如下：

Private Sub Check5_Click()

     If Check5.Value = 1 Then

        PauseFlag(4) = 1

     Else

        PauseFlag(4) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check6_Click()

     If Check6.Value = 1 Then

        PauseFlag(1) = 1

     Else

        PauseFlag(1) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check7_Click()

     If Check7.Value = 1 Then

        PauseFlag(2) = 1

     Else

        PauseFlag(2) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check8_Click()

     If Check8.Value = 1 Then

        PauseFlag(3) = 1

     Else

        PauseFlag(3) = 0

     End If

End Sub

其中的PauseFlag是个全局变量用于指示该柱形图的数据是不是暂停了，如果是，在程序刷新的过程中则不对其刷新。

3.6 报表与记录

工业生产中，保留历史数据是必须的。为了分析一些特殊情况下的原因，必须要知道相关的数据，所以保留历史数据是很重要的部分。数据量大的时候可以使用数据库，但是小数据量可以使用文件保存数据的方式。这里，使用文件的方式记录读取的数据。

Private Sub Check9_Click()

    

    FileFlag = Check9.Value

    If FileFlag = 1 Then

        FileNo = FreeFile()

        Open "C:\Users\Cheng\Desktop\shunjun\" & Str(Year(Now)) & "年" & Str(Month(Now)) & "月" & Str(Day(Now)) & "日.txt" For Append As FileNo

    Else

        Close FileNo

    End If

End Sub

当保存文件复选框选中的时候，打开今天所对应的文件，当取消选中的时候，关闭打开的文件。如果文件打开，相应的变量的状态会更改以指示当前需要向文件中写入数据，所以定时中断的时候，会向文件中写入数据。

If FileFlag = 1 Then

        Print #FileNo, Date; Time, Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1))

    End If

4程序测试

4.1测试过程

软件的测试主要包含连接测试，显示与隐藏测试，暂停测试和数据记录测试。

4.1.1 连接测试

打开程序，点击运行。然后分别点击连接和加项按钮。

图4-1 连接测试

4.1.2 显示与隐藏测试

在程序运行状态下，选中隐藏复选框。

图4-2 显示与隐藏

4.1.3 暂停按钮

取消所有隐藏复选框，然后选中部分暂停按钮。如下图所示

图4-3 暂停

4.1.4 数据保存

选中保存数据复选框，记录当前时间，过30秒取消选中。

图4-4 保存数据

4.2测试结果

4.2.1 连接结果

为了更方便的显示结果，显示的颜色会随着数据的变化而变化，数据越接近于100柱形图的颜色就越接近于红色。数据越接近于0，柱形图颜色越接近于绿色。

 

图4-5 数据显示测试

4.2.2 显示与隐藏结果

勾选前两个隐藏复选框后，发现相关的内容隐藏了。

图4-6 显示与隐藏

4.2.3 暂停显示

勾选暂停显示后，相应的柱形图不再同旁边的数据一起刷新了。

图4-7 暂停显示

4.2.4 数据保存结果

当勾选保存数据复选框后，数据便被写入当天的文本文件。下图中左边一列记录的日期和时间，右边记录的是四个变量的数据。

图4-8 数据保存

5程序文档

5.1使用说明

双击shunjun文件夹中的“工程1.exe”，程序开始执行。连接->加项，数据就能正常显示了。隐藏，暂停和保存数据复选框分别控制的是隐藏柱形图，柱形图暂停更新和保存文件。

5.2程序说明

Option Base 1

Option Explicit

'建立OPC对象 -声明变量

Dim WithEvents objServer As OPCServer

Dim objGroups As OPCGroups

Dim WithEvents objTestGrp As OPCGroup

Dim objItems As OPCItems

Dim lServerHandles() As Long

Dim PauseFlag(1 To 4) As Integer

Dim FileFlag As Integer

 Dim FileNo

Private Sub BtnConnnect_Click()

 ' 调用Connect子程序

    Call Connect("OPCJ.SampleServer.1")

End Sub

Private Sub btnAddItem_Click()

    ' 调用AddItem子程序

    Call AddItem

   

    If Not objTestGrp Is Nothing Then

        If objTestGrp.OPCItems.Count > 0 Then

            ' 启动定时器

            TmUpdate.Enabled = True

            Else

        End If

    End If

   

End Sub

Private Sub btnQuit_Click()

    ' 卸载窗体

    Unload FmMain

End Sub

Private Sub Check1_Click()

     If Check1.Value = 1 Then

        PicBar(1).Visible = False

        lbBar(1).Visible = False

        Label1.Visible = False

    Else

        PicBar(1).Visible = True

         lbBar(1).Visible = True

        Label1.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check2_Click()

    If Check2.Value = 1 Then

        PicBar(2).Visible = False

        lbBar(2).Visible = False

        Label2.Visible = False

    Else

        PicBar(2).Visible = True

         lbBar(2).Visible = True

        Label2.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check3_Click()

     If Check3.Value = 1 Then

        PicBar(3).Visible = False

        lbBar(3).Visible = False

        Label3.Visible = False

    Else

        PicBar(3).Visible = True

         lbBar(3).Visible = True

        Label3.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check4_Click()

     If Check4.Value = 1 Then

        PicBar(4).Visible = False

        lbBar(4).Visible = False

        Label4.Visible = False

    Else

        PicBar(4).Visible = True

         lbBar(4).Visible = True

        Label4.Visible = True

    End If

End Sub

Private Sub Check5_Click()

     If Check5.Value = 1 Then

        PauseFlag(4) = 1

     Else

        PauseFlag(4) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check6_Click()

     If Check6.Value = 1 Then

        PauseFlag(1) = 1

     Else

        PauseFlag(1) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check7_Click()

     If Check7.Value = 1 Then

        PauseFlag(2) = 1

     Else

        PauseFlag(2) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check8_Click()

     If Check8.Value = 1 Then

        PauseFlag(3) = 1

     Else

        PauseFlag(3) = 0

     End If

End Sub

Private Sub Check9_Click()

    

    FileFlag = Check9.Value

    If FileFlag = 1 Then

        FileNo = FreeFile()

        Open "C:\Users\Cheng\Desktop\shunjun\" & Str(Year(Now)) & "年" & Str(Month(Now)) & "月" & Str(Day(Now)) & "日.txt" For Append As FileNo

    Else

        Close FileNo

    End If

End Sub

Private Sub Form_Load()

    TmUpdate.Enabled = False

    TmUpdate.Interval = 1000

End Sub

Sub Connect(strProgID As String, Optional strNode As String)

   

    If objServer Is Nothing Then

        ' 建立一个OPC服务器对象

        Set objServer = New OPCServer

    End If

    If objServer.ServerState = OPCDisconnected Then

        ' 连接OPC服务器

        objServer.Connect strProgID, strNode

    End If

   

    If objGroups Is Nothing Then

        ' 建立一个OPC组集合

        Set objGroups = objServer.OPCGroups

    End If

   

    If objTestGrp Is Nothing Then

        ' 添加一个OPC组

        Set objTestGrp = objGroups.Add("TestGrp")

    End If

   

End Sub

Sub AddItem()

    Dim strItemIDs(4) As String

    Dim lClientHandles(4) As Long

    Dim lErrors() As Long

    Dim I As Integer

  

    If objTestGrp Is Nothing Then

        Exit Sub

    End If

    If Not objItems Is Nothing Then

        If objItems.Count > 0 Then

            Exit Sub

        End If

    End If

   

    ' 设置组活动状态

    objTestGrp.IsActive = True

    ' 取消组非同期通知

    objTestGrp.IsSubscribed = False

   

    ' 建立OPC项集合

    Set objItems = objTestGrp.OPCItems

    ' 生成标签的项标识符

        strItemIDs(4) = "TAG4"

        strItemIDs(1) = "TAG1"

        strItemIDs(2) = "TAG2"

        strItemIDs(3) = "TAG3"

        lClientHandles(4) = 4

        lClientHandles(1) = 1

        lClientHandles(2) = 2

        lClientHandles(3) = 3

    ' 添加OPC项

    Call objItems.AddItems(4, strItemIDs, _

        lClientHandles, lServerHandles, lErrors)

End Sub

Sub Disconnect()

Dim lErrors() As Long

    If Not objItems Is Nothing Then

        If objItems.Count > 0 Then

            ' 清除OPC项

            objItems.Remove 4, lServerHandles, lErrors

        End If

        Set objItems = Nothing

    End If

    If Not objTestGrp Is Nothing Then

        ' 清除OPC组

        objGroups.Remove "TestGrp"

        Set objTestGrp = Nothing

    End If

   

    If Not objGroups Is Nothing Then

        Set objGroups = Nothing

    End If

   

    If Not objServer Is Nothing Then

        If objServer.ServerState <> OPCDisconnected Then

            ' 断开OPC服务器.

            objServer.Disconnect

        End If

       

        Set objServer = Nothing

    End If

End Sub

Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)

    ' 调用Disconnect子程序

    Call Disconnect

    Close FileNo

End Sub

Private Sub tmUpdate_Timer()

    Dim vtItemValues() As Variant

    Dim lErrors() As Long

    Dim strBuf As String

    Dim nWidth As Integer

    Dim nHeight As Integer

    Dim nDrawHeight As Integer

    Dim sglScale As Single

    Dim I As Integer

    ' 同期读取

    SyncRead OPCCache, vtItemValues, lErrors

    ' 棒图的表示

    For I = 1 To 4

        ' 数据的格式化

        If PauseFlag(I) = 0 Then

        strBuf = Format(vtItemValues(I), "###.000")

        ' 表示数据字符串

        lbBar(I).Caption = strBuf

        ' 计算棒的宽和高

        nWidth = PicBar(I).ScaleWidth

        nHeight = PicBar(I).ScaleHeight

        sglScale = vtItemValues(I) / 100

        nDrawHeight = CInt(nHeight * sglScale)

        ' 清除现棒图

        PicBar(I).Cls

        ' 绘制棒图

        'If vtItemValues(I) < 20 Or vtItemValues(I) > 90 Then

        '    PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(255, 0, 0), BF

       ' Else

           ' PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(0, 255, 0), BF

       ' End If

        PicBar(I).Line (0, nHeight - nDrawHeight)-(nWidth, nHeight), RGB(vtItemValues(I) * 2.55, 255 - vtItemValues(I) * 2.55, 0), BF

       

        End If

    Next

    If FileFlag = 1 Then

        Print #FileNo, Date; Time, Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1)), Str(vtItemValues(1))

    End If

   

End Sub

Sub SyncRead(nSource As Integer, ByRef vtItemValues() As Variant, _

    ByRef lErrors() As Long)

    Dim lServerHandlesTemp(4) As Long

    Dim j As Integer

    If objTestGrp Is Nothing Then

        Exit Sub

    End If

   

    If objTestGrp.OPCItems.Count > 0 Then

        ' 同期读取

        objTestGrp.SyncRead nSource, 4, lServerHandles, _

            vtItemValues, lErrors

    End If

End Sub

6 学习收获

经过这次课程设计，我初步掌握了VB下开发OPC客户端读取服务器软件的方法。尤其是VB下操作控件的方法。VB本身是个很强大的工具，但是之前由于没有相关的课程，所以很陌生，经常这次的学习，初步了解了VB开发的流程，为以后的工作和学习打下基础。