组态王软件的初步了解和应用.doc

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监控软件与控制设备课程论文

题目：

组态王软件的初步了解和应用

院（系）：

电子工程与自动化学院

专业：

自动化

班级：

11008101

学号：

1100810126

姓名：

王崎权

提交日期：

2014年06月28日

摘要：

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。

一、引言

早期计算机只起监视、记录打印、经济运行计算、运行指导等辅助作用，水电站的控制功能仍由常规控制装置来完成。

这对计算机可靠性的要求不是很高，即使计算机发生故障，系统仍可以正常运行，只是局部性能方面有所降低。

之后改为两套控制系统之间可以切换，互为备用，保证系统安全可靠运行。

但由于需要设置两套完整的控制系统，投资比较大，两套系统并存，相互之间要切换，二次接线复杂，可靠性可能有所降低。

在之后变为以计算机为基础的监控方式，常规控制部分可以大大简化，平时都采用计算机控制。

设立有机旁控制盘，当计算机监控系统出现故障时，可以就地操作。

中控室仅设置计算机监控系统的值班员控制台。

这是目前主要的监控形式。

“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（DistributedControlSystem，简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。

在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。

这些优势主要体现在：

PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的成本；PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。

在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。

组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。

组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通讯协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。

对应于原有的HMI的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。

在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。

组态软件主要一般分为组态系统和运行系统。

组态软件的功能如下。

①采集、控制设备间进行数据交换；

②使I/O设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；

③处理数据报警及系统报警；

④储历史数据并支持历史数据的查询；

⑤各类报表的生成和打印输出；

⑥为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；

⑦最终生成的应用系统运行稳定可靠；具有与第三方程序的接口，方便数据共享。

实时数据库就是变量表，包括：

变量名称、类型、初始值等信息；

和设备数据对应的关系；当设置好实时数据和设备数据连接关系后，系统会自动读出设备当前数据已更新实时数据的值。

当用户写数据时，系统会自动把数据发送到相关的设备

二、组态王的基本介绍

本次学习所用的软件为组态王6.53，组态王是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。

该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。

组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。

组态王kingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。

组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快速建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。

此外，还可以实现值的行列统计功能。

组态王在web发布方面取得新的突破，全新版的Web发布可以实现画面发布，数据发布和OCX控件发布，同时保留了组态王Web的所有功能：

IE浏览客户端可以获得与组态王运行系统相同的监控画面，IE客户端与Web服务器保持高效的数据同步，通过网络您可以在任何地方获得与Web服务器上相同的画面和数据显示、报表显示、报警显示等，同时可以方便快捷的向工业现场发布控制命令，实现实时控制的功能。

三、使用组态软件开发的大致步骤

1.收集所有I/O点的参数，填写表格（表1），以便在监控组态软件和PLC上组态时使用。

2.确定所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通信接口类型，采用的通信协议。

3.收集所有I/O点的I/O标识，填写表格（表2）。

I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

4.根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。

5.根据表1，建立实时数据库（变量表），正确组态各种变量参数。

6.根据表1和表2，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

7.根据前面设计的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。

8.将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系。

9.对组态的内容进行分段和总体调试。

10.系统投入运行。

四、组态王软件的具体应用步骤

1、打开组态王软件。

2、建立工程文件。

3、打开工程文件进行组态。

4、建立图画

5、放置画面图形，编辑图形。

6、检测画面是否合格。

7、建立实时数据库（变量表）。

8、进行画面动态组态。

9、调试。

反应车间监控中心

本工程将建立一个反应车间监控中心。

监控中心从现场采集生产数据，并以动画形式直观地显示在监控画面上；下面是建立反应车间监控中心的基本步骤：

一. 建立新工程

双击桌面快捷方式“组态王6.53”图标，启动后的工程管理器窗口如图1所示。

图1 工程管理器窗口

然后单击工具栏中的“新建”按钮，会弹出新建工程对话框，图2所示：

图2 新建工程向导之一

二. 监控中心设计画图  

完成新工程的建立后，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，弹出新建画面对话框，其设置如图3所示。

图3 新建画面对话框

使用图形工具箱和图库管理器，设计监控中心画面，如图4所示：

图4 反应车间监控画面

至此，反应车间监控画面建立完成，选择“文件”菜单的“全部存”命令将所完成的画面进行保存。

1. 定义外部设备和数据变量 

在工程浏览器的左侧选中“COM1”，在左侧双击“新建”图标弹出“设备配置向导”对话框，如图5所示。

图5 设备配置向导

选择“仿真PLC”的“串口”，为仿真PLC设备取名为“仿真PLC”，其他设置均可采用默认设置。

接下来定义数据变量，在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，如图6所示。

设置完成后，单击“确定”按钮。

用同样方法建立其他变量“原料油罐压力”、“催化剂液位”、“成品油液位”，以及三个离散内存变量：

“原料油出料阀”、“催化剂出料阀”、“成品油出料阀”。

图6 “定义变量”对话框

2. 动画连接 

在画面上双击“原料油罐”图形，弹出它的动画连接对话框，设置完后单击“确定”，完成动画连接。

用同样方法设置催化剂罐和成品油罐的动画连接。

图7 原料油罐动画连接对话框

图8 模拟量输出动画连接对话框

双击文本对象“####”，弹出动画连接对话框，选择“模拟值输出”选项弹出模拟值输出动画连接对话框，设置如图8所示。

同样方法设置催化剂罐和成品油罐的模拟值输出动画连接。

双击“原料油出料阀”图形，弹出该对象的动画连接对话框，设置如图9：

图9 管道中绘画液体

同样方法设置催化剂出料阀和成品油出料阀的动画连接。

在“数据词典”中定义内存整型变量：

控制水流。

同样方法定义“控制水流1”、“控制水流2”。

双击原料油水流图案弹出动画连接对话框，单击“水平移动”选项，弹出“水平移动连接”对话框，设置如图10所示：

图10 “水平移动连接”对话框

同样方法设置催化剂水流和成品油水流动画连接。

在画面任意位置单击右键选择“画面属性”命令，弹出对话框中选择“命令语言”选项，弹出命令语言对话框，输入命令语言如图11所示。

选择“文件”菜单的“全部存”命令完成保存。

图11 命令语言对话框

3.建立报警画面和监控画面的联系，命令窗口如图12和13所示：

图12监控中心面和警画面的切换命令

图13报警画面与监控中心的切换命令

4、主画面设计，设计“监控中心”为主画面，如图14所示：

图14设计“监控中心”为主画面

5.反应车间监控画面PLC仿真，反应车间监控画面PLC仿真如图14.1所示：

图14.1反应车间监控画面PLC仿真

三报警中心设计画图 

根据前面监控画面的步骤设计报警的设计 

1.定义变量的设计，变量设计如图14所示：

图14定义变量的设计

2.报警设计，报警设计如图15所示：

图15报警设计

3.报警组名称修改，报警组名称修改如图16所示：

图16报警组名称修改

4报警画面与主画面切换，报警画面如图17所示：

图17报警画面与主画面切换

5主画面与报警画面切换，如图18所示：

图18主画面与报警画面切换

6液位过低报警，液位低于10时，液位过低报警如图19所示：

图19液位过低报警

7.液位过高报警，液位高于90时，液位过高报警如图20所示：

图20液位过高报警

8.正常液位不会报警，液位在10至90时，正常液位不报警如图21所示：

图21正常液位不报警

四．创建实时趋势曲线

1、创建实时趋势曲线 

新建画面，名称为：

实时趋势曲线画面。

选择工具箱中的“实时趋势曲线”工具，在画面上绘制一实时曲线窗口，如图22所示。

图22实时趋势曲线

2.实时趋势液位变化，实时趋势液位变化如图23所示：

图23实时趋势液位变化

五、小结

1、通过本次的学习了解了组态王软件的基本应用和操作。

2、对监控软件有了本质的认识和了解

3、了解了组态的含义，知道了如何通过组态软件来监控控制设备，通过学习本课程得到了很大的收获。