基于组态王液体混合Word文档格式.docx
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《组态王软件教程》Kingview—北京亚控科技发展有限公司
《组态王软件教程》Kingview—北京亚控科技发展有限公司
《工业控制技术及应用》天津大学出版社姚立波主编
《深入浅出西门子WinCCV6》（第2版）北京航空航天大学出版社西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团
学生（签名）2010年月日
指导教师（签名）2010年月日
教研室主任（签名）2010年月日
系主任（签名）2010年月日
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目
基于组态王的液体混合监控系统设计
一、选题的背景和意义：
工业控制当中，很多地方需要对现场进行监控，此时，就需要一个组态画面来显示现场的情况组态王性价优势明显，性能稳定可靠，可用性强。
随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程检测、报警提示、数据记录等功能。
基于组态王设计的系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级等特点，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。
二、课题研究的主要内容：
1.了解组态王的版本，并了解此版本有什么优点
2.了解项目的要求和特点
3.了解组态王的组态环境
4.确定与组态王配套使用的设备
5.将项目形成书面材料
三、主要研究（设计）方法论述：
1.资讯：
通过教科书、论文、因特网等途径收集资料
2.计划：
独立制定毕业计划的任务及计划书
3.确定：
与指导老师讨论，共同确定计划的可能性
4.实施：
独立进行项目的软硬件、编程及调试，撰写设计论文
5.检验：
与指导老师一起，对项目及论文进行审核、修改
6.评价：
与指导老师讨论，并通过论文答辩，对本设计提出改进意见，修改完稿。
此外采用独立实验、请教老师并讨论、请教同学、独立收集资料等多种设计方法
四、设计（论文）进度安排：
时间（迄止日期）
工作内容
2010.6.5~6.6
指导教师布置任务：
明确课题具体内容与要求，共同制定相关指导措施、时间进度、联系方法等
2010.6.7~6.10
开题报告：
按要求撰写开题报告，并得到指导教师批准后进行课题的实施阶段
2010.6.11~7.1
进行毕业设计课题研究，含理论研究与实际项目的软硬件设计、编程、调试、运行等内容
2010.7.2~7.25
进行毕业论文的撰写
2010.7.26~7.28
上交中期检查表
2010.7.29~8.5
指导教师检查项目实验成果，审阅论文，提出修改意见
2010.8.6~8.7
修改论文，形成终稿，准备答辩
2010.8.8~8.15
对答辩意见进行论文修改，汇总论文相关资料，资料归档
五、指导教师意见：
指导教师签名：
2010年月日
六、系部意见：
系主任签名：
2010年月日
目录
摘要
Abstract
第一章前言1
第二章组态王软件的介绍2
2.1组态王简介2
2.2组态王的安装2
2.3组态王的基本使用方法3
第三章系统整体设计5
3.1液体混合装置具体控制要求5
3.2PLCI/O分配6
3.3PLC编程6
第四章系统组态监控11
4.1画面组态11
4．1．1建立工程11
4.2组态王与PLC建立通讯15
4.3组态王中变量的定义18
4.4变量的连接20
4.5实时趋势曲线和报警20
4.6系统画面的监控24
结束语26
答谢辞27
参考文献28
摘要
基于组态王的液体混合监控系统设计，以PLC控制两种液体的混合控制，其要求是将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。
并形成循环状态，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。
利用组态王，对其整个过程进行监控。
当在不知道所写程序是否真确的情况下，直接将程序下载到PLC进行试运行，对于工业工厂来说，PLC的控制对象是实物，难维护，试运行是不现实的，于是，我们就需要一个虚拟的PLC来运行这个程序。
PLC可以模拟现场的PLC为组态王提供数据。
再通过组态王的监控，观察所做项目是否可行。
应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足，它还能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。
北京亚控公司推出的“组态王”软件，具有可靠性高、通信快速、功能强大、界面友好和开发简洁等优点，可用来开发实验室仿真PLC控制对象，可利用有限的设备验证多样化的程序，增强PLC的使用效果。
本项目即使用PLC300和组态王通信。
关键词：
混合；
PLC；
组态王；
监控。
BasedonkingviewliquidmixingdevicedesignedtoPLCcontroltwoliquidsmixedcontrol,therequirementistwokindsofliquidmixingproportionaltostirinmotor,reachesacertaintemperaturecanbemixedliquidoutputcontainers.And,inaccordancewithstateformationcyclestopbuttontocompletethemixedstillcanend.Usekingviewtothewholeprocess,monitor.Whendidnotknowwhethertowriteprogramsthatthetruesituation,directdownloadtoPLCfortestforindustrialfactory,PLCcontrolobjectisreal,maintenance,operationisnotreality,then,we'
llneedavirtualPLCtorunthisprogram.SimulationPLCcansimulatethePLCforkingviewprovidesdata.Throughthekingviewmonitoring,excellentprojectisfeasible.ApplicationconfigurationsoftwareincomputerscreenofPLCcontrolobjectquanzhensimulationcouldmakeupforthedeficienciesinanimation,itcanformthePLCcontrolobjectdemonstrationworkprocess,withlowcost,maintenance,flexible,intuitive,etc.Beijingandthelaunchofthe"
kingview"
software,hashighreliabilityandcommunicationrapid,powerful,friendlyinterface,anddevelopmentadvantages,suchassimplelaboratorysimulationusedtodevelopPLCcontrolobject,uselimitedequipmentvalidationprocedures,enhancethediversificationoftheuseofPLC.ThisprojectisusingsimulationPLCandconfiguration,assumingthewholeletterincomputersimulationofPLCconnectionCOM1mouth.
Keywords:
mix；
PLC；
Kingview；
Monitor.
第一章前言
随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛。
自动控制技术作为自动化的强有力的手段，越来越多地与计算机技术、电子技术、信息技术结合起来，对促进我国的现代化建设起到越来越重要的作用。
所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照一定归路的运动和变化。
在工业控制领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
第二章组态王软件的介绍
2.1组态王简介
“组态王”是运行于MicrosoftWindows98/NT及以上中文平台的全中文界面的组套软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务、软件运行可靠。
组态王具有一个集成开发环境：
组态王工程浏览器，在工程浏览器中，你可以查看工程的各个组成部分，也可以完成构造数据库、定义外部设备等工作。
画面的开发和运行有工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和画面运行系统TOUCHVEW来完成的。
TOUCHMAK是应用程序的开发环境。
您需要在这个环境中完成设计画面，动画连接等工作。
TOUCHMAK具有先进完善的图形生成功能：
数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性；
对变量报警，趋势曲线，过程记录，安全防范等重要功能都有简单的操作办法。
TOUCHVEW是“组态王”软件的实时运行环境，在TOUCHMAK中建立的图形画面只有在TOUCHVEW中才能运行。
TOUCHVEW从工业控制对象中采集数据，并记录在实时数据库中。
它还负责把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成变量报警，操作记录，趋势曲线等监视功能，并生成历史数据文件。
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：
画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
2.2组态王的安装
“组态王”软件存于一张光盘上。
光盘上的安装程序Install.exe程序会自动运行，启动组态王安装过程向导。
“组态王”的安装步骤如下：
第一步：
启动计算机系统。
第二步：
在光盘驱动器中插入“组态王”软件的安装盘，系统自动启动Install.exe安装程序。
（用户也可通过光盘中的Install.exe启动安装程序）
该安装界面左面有一列按钮，将鼠标移动到按钮各个位置上时，会在右边图片位置上显示各按钮中安装内容提示。
如上图所示。
左边各个按钮作用分别为：
“安装阅读”按钮：
安装前阅读，用户可以获取到关于版本更新信息、授权信息、服务和支持信息等。
“安装组态王程序”按钮：
安装组态王程序。
“安装组态王驱动程序”按钮：
安装组态王IO程序。
“安装加密锁驱动程序”按钮：
安装授权加密锁驱动程序。
“退出”按钮：
退出Install.exe程序。
第三步：
开始安装。
点击“安装组态王程序”按钮，将自动安装“组态王”软件到用户的硬盘目录，并建立应用程序组。
第四步:
继续安装。
请单击“下一个”按钮，弹出“软件许可证协议”对话框。
该对话框的内容为“北京亚控科技发展有限公司”与“组态王”软件用户之间的法律约定，请用户认真阅读。
如果用户同意“协议”中的条款，单击“是”继续安装；
如果不同意，单击“否”退出安装。
单击“后退”，返回上一个对话框。
单击“是”，弹出“用户信息”对话框，请输入“姓名”和“公司名称”。
单击“后退”返回上一个对话框；
单击“取消”退出安装程序；
单击“下一个”弹出“确认用户信息”对话框。
如果对话框中的用户注册错误的话，单击“否”返回“用户信息”对话框。
如果正确，单击“是”，进入程序安装阶段。
第四步：
选择组态王软件安装路径。
确认用户注册信息后，弹出“选择目标位置”对话框，选择程序的安装路径。
由对话框确认“组态王”软件的安装目录。
默认目录为c:
\ProgramFiles\KingView，若希望安装到其它目录，请单击“浏览”按钮，弹出选择文件夹的对话框，选择你所想的文件夹安装。
第五步：
选择安装类型。
单击“下一个”按钮。
出现如下图所示对话框，此对话框确定安装方式。
选择“典型安装”。
点击“下一步”开始安装组态王。
第六步：
安装完毕。
待安装完毕，重启计算机，就可以使用组态王了。
2.3组态王的基本使用方法
使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：
（1）图形界面的设计
1.新建画面。
在工程浏览器中左侧的树形视图中选择“画面”，在右侧视图中双击“新建”。
工程浏览器将运行组态王开发环境TOUCHMAK，弹出如下对话框。
在“新画面”对话框中设置如下图，在对话框中单击“确定”。
2.使用图形工具箱。
绘制图素的主要工具放置在图形编辑器工具箱内。
当画面打开时，工具箱自动显示，如果工具箱没有出现，选择菜单“工具/工具箱”或按F10键打开它。
（2）定义外部设备和构造数据库
1．组态王把那些需要与之交换数据的设备，或程序都作为外部设备。
外部设备包括：
下位机（PLC、仪表、板卡等），它们一般通过串行口和上位机交流数据。
只有在定义了外部设备后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。
为了方便设计者定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，一步步引导你完成设备的连接。
2．数据库是组态王最核心的部分。
在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况熬以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是要以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
（3）定义变量
对于我们将要设计的项目，需要从下位机采集数据，需要在数据库中定义这若干个变量。
因为这些数据是通过驱动程序采集到的，所三个变量的类型都是I/O实型变量。
在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话框，设置完成后，单击“确定”。
（4）建立动画连接
在画面上双击图形对象，弹出“动画连接”对话框。
单击“填充”等按钮，弹出“填充连接”等对话框，注意填充方向和填充色的选择。
单击“确定”。
单击“动画连接”对话框的“确定”。
（5）运行和调试
在主监控画面，点击左上角文件按钮，在下拉菜单中选择“切换到view”，进入监控画面。
画面将显示从下位机采集到的数据。
第三章系统整体设计
3.1液体混合装置具体控制要求
该自动混合装置是将两种液体按照比例进行简单的混合。
首先分析被监控对象的硬件构成和控制过程，根据实际情况来进行变量定义和画面设计。
自动化混合装置系统模型如图3-1所示：
图3-1自动混合装置模型图
具体控制要求，分析如下：
（1）初始状态：
容器是空的，Y1、Y2、Y3电磁阀，搅拌机M和电炉H的状态均为OFF（即“0”状态）液面传感器L1、L2、L3的状态均为OFF。
（2）按下起动按钮SB1时开始下列操作：
电磁阀Y1得电，开始注入液体A，至液面高度为L2，停止注入液体A，同时开启电磁阀Y2开始注入液体B，当液面高度至L1时，停止注入液体B。
（3）停止注入液体后开启电炉Ｈ，加热时间为5秒钟。
（4）5秒后，开启搅拌机同时加热搅拌10秒。
（5）10秒后，停止加热，继续搅拌15秒钟。
（6）15秒后，停止搅拌同时放出混合液体C，当液面高度降至L3后，等待2秒以后停止放出，同时开启电磁阀Y1，开始注入液体A进入下一混合过程。
（7）停止操作：
按下停止按钮SB2后，在当前操作完成后停止，回到初始状态。
本设计采用PLC300，对各元器件进行控制运行，再通过对组态王命令语言的编辑，实现上述控制要求。
3.2PLCI/O分配
输入点如表-1所示:
序号
输入信号名称
地址
1
开始按钮SB1（常开）
I2.5
2
停止按钮SB2（常开）
I2.6
3
液位测量开关（常开）L1
I3.0
4
液位测量开关（常开）L2
I3.1
5
液位测量开关（常开）L3
I3.2
6
热电偶RL1（模拟量）
PIW100
表-1输入点的分配
输出点如表-2所示：
输出信号名称
电磁阀Y1
Q0.0
搅拌电机M（KM1）
Q1.0
电磁阀Y2
Q0.1
加热电炉H（KM2）
Q1.1
电磁阀Y3
Q0.2
表-2输出点的分配
3.3PLC编程
根据控制要求，画出流程图，如图3-4所示。
对PLC进行编程，以保证PLC能按照要求，对现场设备进行控制。
程序如图3-5所示。
写完程序后，点击“保存”，再对程序进行编译和下载，将计算机中写的程序下载到PLC的内存卡上，这样，PLC就会按照内存卡上的内容，对现场的设备进行控制了。
图3-4流程图
图3-5PLC编程程序
第四章系统组态监控
4.1画面组态
4．1．1建立工程
建立一个新工程，执行以下步骤：
1.在工程管理器中选择“文件”菜单中的“新建工程”命令，出现“新建工程向导之一”对话框，如图4-1所示。
图4-1新建工程向导之一
2.单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之二”对话框，如图4-2所示。
图4-2新建工程向导之二
3.单击“浏览”按钮，选择新建工程的存储路径。
如果该路径不存在，系统会提示是否创建，选择创建。
组态王将在“新建工程向导之二”对话框中所设置的路径下生成新的文件夹“基于组态王的液体混合装置设计”。
4.单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之三”对话框，如图4-3所示。
在对话框中输入工程名称：
液体混合。
在工程描述中输入：
基于组态王的液体混合装置设计。
图4-3新建工程向导之三
5.单击“完成”按钮，并将新建工程设为猪头的当前工程，如图4-4所示。
图4-4新建工程向导之四
6.系统自动生成文件：
液体混合.dat，保存新建工程的基本信息。
4．1．2设计画面
1．使用工程浏览器
工程浏览器的使用和Windows的资源管理器类似，如图4-5。
图4-5工程浏览器窗口
2.建立新画面
在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项，在右侧视图中双击“新建”图标，弹出对话框，如图4-6所示。
图4-6新建画面对话框
新建画面属性设置如下图4-7，完成画面的新建。
图4-7新建画面属性设置
3.使用图形工具箱
接下来在刚刚新建的画面中绘制各种图素。
绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内。
当画面打开时，工具箱自动显示。
根据项目要求，使用图形工具箱、调色板、图库管理器等工具，生成组态画面，画面如图4-8所示。
选择文件菜单的“全部存”命令。
将完成的画面进行保存。
图4-8主监控画面
4.2组态王与PLC建立通讯
组态王把所有与之交换数据的硬件设备或软件都作为外部设备使用。
外部设备包括PLC、仪表、模块、板卡、变频器等。
按照通信方式可以分为：
串行通信、以太网、专业通讯卡等。
只有在定义了外部设备以后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。
为了方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，引导设计人员一步步完成设计。
在组态王工程浏览器的左侧选中“COM1”，在右侧双击“新建”图标弹出“设备配置向导”对话框，如图4-9所示。
图4-9设备配置向导:
选择plc
图4-10设备配置向导;
指定设备逻辑名称
图4-11设备配置向导：
选择串口号
图4-12设备配置向导：
设置设备地址
图4-13设备配置向导：
通信参数设置
图4-14设备配置向导：
信息总结
检查各项是否正确，确认无误后，单击“完成”。
设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC300”。
在定义数据库变量时，只要把I/O变量连接到这台设备上，就可以和组态王交换数据了。
4.3组态王中变量的定义
液体混合装置，其控制过程由PLC300来实现。
其输入输出分配如表-3所示：
根据自动化装置的硬件结构以及监控系统的需要，在组态王的监控系统中，可以设置以下内部变量和外部变量。
在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话框，如图4-15所示。
在变量名称一栏输入：
“启动按钮”，变量类型一栏选择“I/O离散”，连接设备选择“PLC300”，寄存器选择“DI0”，数据类
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