在自來水行業(yè)中使用工控機可以易于維護系統(tǒng)提高了效率。上位機主機采用工業(yè)PC機，并配備有打印機和大屏幕監(jiān)視器。上位機系統(tǒng)軟件的主要功能是通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上位機與下位機間的數(shù)據(jù)傳輸，以及將下位機實時采集的數(shù)據(jù)進行各種處理，包括存入數(shù)據(jù)庫、進行流圖顯示、歷史趨勢圖和棒形圖還有數(shù)據(jù)表的顯示及各種要求的報表打印輸出。為完成以上功能，上位機系統(tǒng)軟件分成以下六大模塊。各模塊之間相對獨立，單獨開發(fā)，但相互之間嚴格按照規(guī)定的協(xié)議開發(fā)，使整個系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)清晰。

1．主模塊：主要用于完成對整個系統(tǒng)各子功能的控制及調(diào)度。

2．流程圖顯示功能模塊：主要完成各個工作區(qū)域的流程圖和相應(yīng)參數(shù)變化情況的顯示。為了直觀地反應(yīng)全廠各裝置及工藝點的運行狀態(tài)，使管理人員對各種狀態(tài)及信息做到一目了然，特別設(shè)計了流程圖顯示及其相應(yīng)功能模塊。對各罐區(qū)按照實際工藝要求顯示其流程圖及相應(yīng)的參數(shù)變化情況。在每*程圖的右上方列出了與之相對應(yīng)的重要參數(shù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，從而使得顯示更加直觀、信息掌握更加準確簡便。

3．歷史趨勢及棒形圖顯示模塊：實現(xiàn)歷史狀況的趨勢再現(xiàn)和與之對應(yīng)時間點的棒形圖及數(shù)據(jù)表格顯示。通過歷史趨勢圖的顯示可以對狀況有一個縱向的全面了解。在歷史趨勢的顯示中，為了適應(yīng)不同的要求，設(shè)計了按天顯示和按月顯示，以便更全面準確地了解歷史狀況。在顯示過程中，還增加了對應(yīng)的時間點上的棒圖及數(shù)據(jù)表格顯示，為用戶提供了多種清晰直觀的選擇，使用更加方便。

4．?dāng)?shù)據(jù)采集及通信模塊：主要完成通信鏈路的建立及數(shù)據(jù)采集和傳輸。數(shù)據(jù)采集及通信是本系統(tǒng)的核心。下位機實時采集的數(shù)據(jù)只有傳輸?shù)缴衔粰C才能被顯示及打印。它有多種顯示及監(jiān)測功能，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性及完整性。在數(shù)據(jù)采集及通信中，對每次所采集的數(shù)據(jù)均進行正確性及完整性檢測，以保證原始數(shù)據(jù)的正確。通訊的過程是先建立通訊鏈路（即撥通對方的并正確應(yīng)答），然后再建立數(shù)據(jù)鏈路。在建立數(shù)據(jù)鏈路的過程中，通訊雙方要經(jīng)過一系列應(yīng)答握手，以調(diào)整協(xié)議及通訊速率，聯(lián)絡(luò)所使用的數(shù)據(jù)壓縮及糾檢錯方法，然后才將數(shù)據(jù)鏈路交由計算機使用。

為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，計算機在占用數(shù)據(jù)鏈路后，仍要與下位機再次“握手聯(lián)絡(luò)”，將重要的信息作多種處理后再傳至上位機。上位機在接收數(shù)據(jù)過程中，采用“大數(shù)判決”與“否定重發(fā)”的方法。在建立通信鏈路、數(shù)據(jù)鏈路、握手應(yīng)答及數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼麄€過程中，軟件設(shè)置了多種提示信息，使用戶可在使用中隨時了解當(dāng)前的通信狀態(tài)并進行相應(yīng)處理。在情況下，如通信線路故障等無法正確建立數(shù)據(jù)傳輸通道時，系統(tǒng)會自動重試三次，若不成功則退出。

數(shù)據(jù)傳輸完畢后，要將全部數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的時間關(guān)系存入數(shù)據(jù)庫文件之中。此時要做大量的數(shù)據(jù)處理工作，主要是建立隊列式數(shù)據(jù)文件及時間校準。通過采取以上措施，就能做到數(shù)據(jù)傳輸時的準確和快速，使用方便。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)時，使用了“數(shù)據(jù)管道”。將數(shù)據(jù)文件看作是一個存放數(shù)據(jù)的管道，數(shù)據(jù)每次存入，恰如從管道尾端進入管道，而每進入一個新數(shù)據(jù)，就把管道前端的數(shù)據(jù)擠出去，此即隊列式文件結(jié)構(gòu)。這樣一來，文件及數(shù)據(jù)的存取變得相對簡單了，但是這一隊列要有一定的長度（或是說數(shù)據(jù)管道要有一定的容量），即文件所存放數(shù)據(jù)的持續(xù)時間。

根據(jù)現(xiàn)場要求，過多的數(shù)據(jù)保留是不必要的，無用數(shù)據(jù)大量的積累會導(dǎo)致所謂“數(shù)據(jù)垃圾”的產(chǎn)生。為此，每小時的歷史數(shù)據(jù)只保留30天，而每天的綜合數(shù)據(jù)要保留至少一年，此由月文件及年文件來實現(xiàn)。在文件中，每一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)均包含一個特定的時間信息，代表這組數(shù)據(jù)在下位機中產(chǎn)生的時刻。使之排列總是按照時間由小到大、由遠至近的順序。

5．報表打印功能模塊：完成每日、五日以及月報表的打印。

6．系統(tǒng)設(shè)定模塊：主要用于完成對整個系統(tǒng)的顯示設(shè)置和安全手段設(shè)置。考慮到在進行歷史曲線顯示時的不同要求及系統(tǒng)安全性，設(shè)置了曲線顯示時間間隔設(shè)定及密碼設(shè)定。這樣使得歷史曲線顯示既可以以小時為單位顯示30天內(nèi)任意連續(xù)24小時的數(shù)據(jù)，又可以以天為單位顯示365天內(nèi)任意連續(xù)30天的歷史曲線。

在該數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中設(shè)置了兩級安全保密措施，*級為開機保密設(shè)置，只有系統(tǒng)操作人員及有關(guān)機器管理人員才能開機，可有效地阻止無關(guān)人員使用機器。第二級為系統(tǒng)進入保密，若要進入本系統(tǒng)進行諸如：數(shù)據(jù)采集、曲線顯示、報表打印必須經(jīng)過這一道保密檢查方可，否則系統(tǒng)將退出到安全狀態(tài)，直到確認身份為止。這一級只有少數(shù)系統(tǒng)管理、決策人員才可進入，有效地提高了系統(tǒng)的安全性。