下位机测控服务器系统软件包括接口仪器驱动软件和应用软件两部分。其中，接口仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序集合，是连接上层易用软件和底层软件的纽带和桥梁。每个仪器模块都有自己的软件驱动程序，仪器厂商将其以源码的形式提供给用户，用户在应用程序中调用仪器驱动程序。应用程序包含两方面的程序：实现虚拟面板功能的前面板软件程序和定义测试功能的流程图软件程序。它主要功能是给用户提供操作仪器、显示数据的人机接口;实现数据的采集、分析处理、显示、存储等;并将需要在客户端显示的数据发送到Web服务器，同时从Web服务器接收来自远程客户端的控制命令。

　　本文中数控机床数据采集系统的软件基本结构包括数据采集、数据处理、存储回放及用户界面等几部分。测控软件设计时可以采用面向对象的设计分析方法，通过仔细地规划和设计，使程序结构清晰，便于维护、修改、增加。软件程序结构图如图5.1所示。

　　实时显示消耗电流、定位精度以及坐标的关系曲线，采用具有很好的视觉效果的LabVIEW中的XY图来绘制曲线控件驱动。波形直观、精细、易于观察。

　　对关系曲线(即波形)依据需要研究的分项进行分析，将分析结果及波形做为输出数据以特定文件格式存储起来。

　　本章数据显示与存储回放程序设计所需的基础知识包括：数控编程、数控机床操作、电路基础、VC++、C++、Web Service、LabVIEW和测试仪器等。基于以上程序开发结构和基础，设计的各功能模块显示界面如下图5.2所示：

　　(1)AD通道校准是指对采集板卡的计量校准，如果测得模拟量没有在精度要求范围内，软件有自己校准功能。

　　(3)测试界面如上图5.2所示，也是软件的主界面，但选择好测试方式后，(硬件部分连接好的情况下)就开始了实时采集与显示。对于采集的数据，测试完毕后，点击保存可以保存到Excel表中，也可以保存成特定格式的数据，在将此数据倒到分析软件中，进行无偿的分析，从而可以进行相应的补偿。但是对于工厂中大量的测试数据数据库是首先存储方式。可以利用LabSQL方式向数据库数据表添加记录，假设数据表为位移Displacement表。具体步骤如下：

　　(4)历史数据回放界面，可以根据用户需要，按照测试的日期时间打开所需要回放查询的文件。数据回放界面绘制出的相应历史曲线所示。

　　在实时与历史曲线显示部分，趋势曲线能够形象清楚地描绘出现场数据在一段时间内的分布趋势，通过趋势图，操作员可以根据各个现场数据采集点的数据的变化趋势看出各个量的变化情况，且能查看任何历史时刻的数据，供现场操作人员作出适当的处理。

　　①监控界面中现场数据显示的速度慢，最慢达到5秒的延迟，很显然这不符合工业现场过程控制实时性的要求。

　　②由于LabVIEW软件本身不像FIX工控软件一样，带有实时数据库。当系统比较小时，即在控制点数少的情况下，实现监控功能可以利用全局变量的概念，将监视或控制的现场测量点都看作是全局变量，暂且称它们为“全局变量库”。然后把LabVIEW实现的各个功能看作是一个子程序，每一个子程序都是从全局变量库中取数据或向里写数据。也就是将这个“全局变量库”看作是一个实时数据库，现场每一个测量点都与库中的参数一一对应。这种方法在控制点数少的情况下还是可行的，但是，当系统是大中型的情况即现场控制点数很多的时候，在实践中发现，使用全局变量的方法，不仅编程量大，而且数据查找起来没有数据库查找起来方便快捷，另外，全局变量一直是编程人员所尽量避免使用的方法。

　　③由于在实际的过程控制监视中，要求各个界面之间来回的切换，实现界面的友好操作性。FIX监控软件通过编程有调用各个界面的函数，可以方便的实现界面之间的切换。然而，在用LabvEIW实现界面之间切换的过程中，将上述的“全局变量库”作在“数据总揽”的界面里，各个子程序(界面)，例如，“实时和历史曲线”、“历史数据”、各个流程图等，都是和它进行数据交换。所以“数据总揽”子程序起着实时数据库的作用，它在系统运行的过程中不能被关闭，本课题是利用VI Sevrer技术使得“数据总揽”子程序在系统己开运行时就以最小化的形式开始运行，保证数据的实时性。但是，考虑到“历史数据”和“历史曲线”两个子程序由于需要存取历史数据的原因，而在系统运行的过程中不能被关闭，所以也将它们始终处于最小化的状态运行。按照上述的做法，发现在系统运行过程中，各个界面之间切换起来速度较慢，这不能充分满足现场过程控制的实时性和可靠性的要求。

　　第一个问题，数据读和写的速度有明显的差别。利用Datasocket技术编程实现数据的读和写，写数据的速度却很快。所以可能是编程中出现的数据缓冲或者程序中等待事件的发生执行效率低的原因，决定数据显示部分通过在前面板直接用Datasocket连接OPC服务器。结果数据显示速度明显达到几百毫秒，满足了实时要求。而且这种方法开发时间短，效率高。

　　用LabVEIW能够初步实现数据采集、显示和存储等功能的前提下，考虑到NI公司推出的LabVIEW一附加模块——数据记录监控模块DSC(Datalogging and Superviosry Control Module)，此模块是专为过程控制而设计开发的，是专用于轻松设计和维护分布式监控系统的理想软件工具。利用这个模块可以很方便地完成与设备的连接，包括LabVEIW实时目标模块和OPC设备。从系统概览到节点执行，该模块提供了内置式的开发工具，来成功记录数据、警报和事件;显示生产数据随时间变化的趋势;同时还可通过网络数据库，利用SQL/ODBC标准查询从中提取数据。该模块的应用增强了搜索和提取数据的灵活性，提高了数据记录的可靠性和保护能力 。

　　相比附加模块，DSC模块有以下六个特点：内置的网络开发工具;用于实现数据共享和与第三方设备结合;应用的安全性设置;针对分布式监控的开发工具;用于分布式数据记录的网络数据库;实时和历史趋势曲线)“LabVEIW+DSC”相结合运用“LabVEIW+DSC”相结合，软件体系结构图如图5.5所示。

　　为提高系统的开放性，选用了“LabVIEW+OPC”的设计方法。就是用LabVIEW作为上位机监控软件，采用先进的网络通信技术——DataSocket技术，通过OPC服务器接口来实现现场数据共享。这里采用的OPC服务器是Matrikon公司研发的，它作为一中间桥梁，实现了监控软件LabVIEW和现场智能组件之间的数据通信，通过OPC配置项建立与底层设备的数据采集点的一一对应关系。如下图5.6所示：

　　图5.6是OPC服务器的配置，其中项名Name是用户自己定义的对应于现场的数据采集点，Item Path必须符合OPC服务器与MODBUS协议的语法要求，即“[port].Device. 0~4：”，同时设置该项是读数据还是写数据以及数据的类型、更新时间等等 。

　　目前，在 工业控制 的很多领域，温度监控普遍是利用热敏电阻组成的测温电路，经过A/D与D/A转换后实现测温，但是由于热敏电阻的不稳定性，导致测温易受外界干扰、且精度不高。 DS18B20数字温度传感器是Dallas公司生产的1-Wire，即单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。因此用他组成一个测温系统，具有线根通信线可以挂很多这样的数字温度传感器，十分方便。 DS18B20性能特点 1 DS18B20特性及引脚分布 DS18B20测温范围在-55～+125℃；转换精度9～12位进制数，可编程确定转换的位数；测温分辨率为9位精度为0.5℃，12位精度为0.0625℃；转换时间：9位精度为93

　　20数字温度传感器的设计与实现 /

　　1 引言 随着电力事业及科学技术的高速发展，机械式电能表逐渐被电子式电能表取代。与传统机械式电能表相比，电子电能表精度高、制造成本低，并且计量参数全，易于电源管理和电力运行过程的远程监控。 本文给出了基于SAMES公司的SA9903B单相电能计量器件，并以宏晶公司的STC12C5410单片机为设计开发的一款新型单相电能表。该器件具有SPI接口，单片机可通过SPI接口读取内部的电参数。STC12C5410是新一代增强型、低功耗51单片机，具有2 KB非易失性E2PROM和SPI接口，易于与计量器件SA9903B接口，存储电能累计量。 2 SA9903B的简介 SA9903B的主要特性：实时测量单相有功／无功能量；实时

　　美国国家仪器有限公司（National Instruments， 简称NI）近日发布四个全新带USB连接的R系列板卡 （USB-7855R、USB-7856R、 USB-7855R OEM与USB-7856R OEM），通过目前市场上广泛采用的总线，帮助工程师将FPGA技术添加至任何基于PC的系统。这些产品都基于LabVIEW RIO架构，足以证明NI在R系列产品家族上的投入功不可没。 LabVIEW RIO架构是NI图形化系统设计平台的一个重要部分。 图形化系统设计是一种现代化的嵌入式监控系统设计、原型开发和部署方法，结合了开放的NI LabVIEW图形化编程环境和现成的硬件，能够显著简化开发流程，带来更高质量的

　　与所有的工具软件一样， LabVIEW 中的各个函数以及结构通过互相组合才能创建出实际的应用程序。就像你盖房子一样，你不可能只用一个榔头或者一把锯就行了，你只有通过把这两个工具组合使用起来才能做出好东西来。把这个理论用于你的LabVIEW测试程序开发中也是一个道理。在LabVIEW里面的结构与函数就是我们的各种工具，我们很少单独的使用其中的一种工具，在实际的程序中都是结合在一起使用的。在这里，我们先从一个单独的 While循环结构 开始，它将像一个电锯一样，只有你按了关闭开关后才会停止旋转。之后，我们会加入一个 Case结构 ，它将会处理软件可能出现的所有状况。事实上，While循环+Case结构的组合是非常强大。