011第二讲 开始一个新工程.docx
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011第二讲开始一个新工程
第二讲开始一个新工程
第一节建立新工程
在组态王中，您所建立的每一个应用称为一个工程。
每个工程必须在一个独立的目录下，不同的工程不能共用一个目录。
在每一个工程的路径下，生成了一些重要的工程文件，这些数据文件是不允许直接修改的。
工程简介
通过本教程的学习，您将建立一个反应车间的监控中心。
监控中心从现场采集生产数据，并以动画形式直观的显示在监控画面上。
监控画面还将显示实时趋势和报警信息，并提供历史数据查询的功能，最后完成一个数据统计的报表。
反应车间需要采集四个现场数据（在数据字典中进行操作）：
1、原料油液位（变量名：
原料油液位，最大值100，整型数据）
2、原料油罐压力（变量名：
原料油罐压力，最大值100，整型数据）
3、催化剂液位（变量名：
催化剂液位，最大值100，整型数据）
4、成品油液位（变量名：
成品油液位，最大值100，整型数据）
使用工程管理器
组态王工程管理器的主要作用是为用户集中管理本机上的组态王工程。
工程管理器的主要功能包括：
新建、删除工程，对工程重命名，搜索组态王工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。
假设您已经正确安装了“组态王6.5”的话，可以通过以下方式启动工程管理器：
点击“开始”---〉“程序”---〉“组态王6.5”---〉“组态王6.5”，启动后的工程管理窗口如图2-1所示：
状态栏
图2-1工程管理窗口
建立新工程
工程管理器启动后，当前选中的工程是您上次进行开发的工程，称为当前工程。
如果您是第一次使用组态王，组态王的示例工程作为默认的当前工程。
组态王进入运行系统时，直接调用工程管理器的当前工程。
为建立一个新的工程，请执行以下操作：
1、
在工程管理器中选择“文件”菜单中的“新建工程”命令，或者单击工具栏的“新建”按钮，出现新建工程对话框，如图2-2所示：
2-2新建工程向导一
2、单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之二”对话框，如图2-3所示：
2-3新建工程向导二
3、单击“浏览”按钮，选择新建工程的存储路径。
4、单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之三”对话框，如图2-4所示：
图2-4新建工程向导三
在对话框中输入工程名称：
我的工程
在工程描述中输入：
反应车间监控中心
5、单击“完成”按钮弹出对话框询问是否将该工程设为组态王当前工程，如图2-5所示：
图2-5新建工程向导四
6、选择“是”按钮，将新建工程设为组态王当前工程，当您进入运行环境时系统默认运行此工程。
注：
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“我的工程”，并生成文件ProjManager.dat，保存新工程的基本信息。
7、在工程管理器中选择“工具”菜单中的“切换到开发系统”命令，进入工程浏览器窗口，此时组态王自动生成初始的数据文件。
数据文件的名称和内容参见《组态王6.5使用手册》的附录，至此新工程已经建立，您可以对工程进行二次开发了。
第二节设计画面
使用工程浏览器
工程浏览器是组态王6.5的集成开发环境。
在这里您可以看到工程的各个组成部分包括Web、文件、数据库、设备、系统配置、SQL访问管理器，它们以树形结构显示在工程浏览器窗口的左侧。
工程浏览器的使用和Windows的资源管理器类似，如图2-6所示：
图2-6工程浏览器窗口
工程浏览器由菜单栏、工具条、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条组成。
“工程目录显示区”以树形结构图显示大纲项节点，用户可以扩展或收缩工程浏览器中所列的大纲项。
建立新画面
为建立一个新的画面请执行以下操作：
1、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，如图2-7所示：
图2-7新建画面对话框
2、新画面属性设置如下：
画面名称：
监控中心
对应文件：
pic00001.pic（自动生成，用户也可以自定义）
注释：
反应车间的监控中心——主画面
画面风格：
覆盖式
画面边框：
粗边框
画面位置：
左边：
0
顶边：
0
显示宽度：
800
显示高度：
600
画面宽度：
800
画面高度：
600
标题杆：
无效
大小可变：
无效
3、在对话框中单击“确定”
TouchExploer按照您指定的风格产生出一幅名为“监控中心”的画面。
使用图形工具箱
接下来在此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。
1、如果工具箱没有出现，选择“工具”菜单中的“显示工具箱”或按F10键将其打开，工具箱中各种基本工具的使用方法和Windows中的“画笔”很类似，如图2-8所示：
图2-8开发工具箱
2、在工具箱中单击文本工具
，在画面上输入文字：
反应车间监控画面
3、如果要改变文本的字体，颜色和字号，先选中文本对象，然后在工具箱内选择字体工具
。
在弹出的“字体”对话框中修改文本属性。
使用调色板
选择“工具”菜单中的“显示调色板”，或在工具箱中选择
按钮，弹出调色板画面（注意，再次单击
就会关闭调色板画面），如图2-9所示：
图2-9调色板窗口
选中文本，在调色板上按下“对象选择按钮区”中“字符色”按钮（即图2-9所示），然后在“选色区”选择某种颜色，则该文本就变为相应的颜色。
使用图库管理器
选择“图库”菜单中“打开图库”命令或按F2键打开图库管理器，如图2-10所示：
图2-10图库管理器
使用图库管理器降低了工程人员设计界面的难度，用户更加集中精力于维护数据库和增强软件内部的逻辑控制，缩短开发周期；同时用图库开发的软件将具有统一的外观，方便工程人员学习和掌握；另外利用图库的开放性，工程人员可以生成自己的图库元素。
（目前公司另提供付费软件开发包给高级的用户，进行图库开发，驱动开发等）。
在图库管理器左侧图库名称列表中选择图库名称“反应器”，选中后双击鼠标，图库管理器自动关闭，在工程画面上鼠标位置出现一“|_”标志，在画面上单击鼠标，该图素就被放置在画面上作为原料油罐并拖动边框到适当的位置，改变其至适当的大小并利用
工具标注此罐为“原料油罐”。
重复上述的操作，在图库管理器中选择不同的图素，分别作为催化剂罐和成品油罐，并分别标注为“催化剂罐”、“成品油罐”。
继续生成画面
1、选择工具箱中的立体管道工具
，在画面上鼠标图形变为“+”形状，在适当位置作为立体管道的起始位置，按住鼠标左键移动鼠标到结束位置后双击。
则立体管道在画面上显示出来。
如果立体管道需要拐弯，只需在折点出单击鼠标，然后继续移动鼠标，就可实现折线形式的立体管道绘制。
2、选中所画的立体管道，在调色板上按下“对象选择按钮区”中“线条色”按钮，在“选色区”中选择某种颜色，则立体管道变为相应的颜色。
选中立体管道，在立体管道上单击右键在弹出的右键菜单中选择“管道宽度”来修改立体管道的宽度。
3、打开图库管理器，在阀门图库中选择
图素，双击后在反应车间监控画面上单击鼠标，则该图素出现在相应的位置，移动到原料油罐和成品油罐之间的立体管道上，并拖动边框改变其大小，并在其旁边标注文本：
原料油出料阀
重复以上的操作在画面上添加催化剂出料阀和成品油出料阀。
最后生成的画面如图2-11所示：
图2-11反应车间监控画面
至此，一个简单的反应车间监控画面就建立起来了。
4、选择“文件”菜单的“全部存”命令将所完成的画面进行保存。
第三节定义外部设备和数据变量
定义外部设备
组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序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（232/422/485）、以太网、专用通信卡（如CP5611）等。
只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。
为方便您定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”引导您一步步完成设备的连接。
本教程中使用仿真PLC和组态王通信，仿真PLC可以模拟现场的PLC为组态王提供数据。
假设仿真PLC连接在计算机的COM口。
1、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2-12所示：
图2-12设备配置向导一
注：
画面程序在实际运行中是通过I/O设备和下位机交换数据的，当程序在调试时，可以仿真I/O设备模拟下位机向画面程序提供数据，为画面程序的调试提供方便。
组态王提供一个仿真PLC设备，用来模拟实际PLC设备向画面程序提供数据，供调试用户程序。
2、选择亚控提供的“仿真PLC”的“串口”项后单击“下一步”弹出对话框，如图2-13所示：
图2-13设备配置向导二
3、
为仿真PLC设备取一个名称，如：
PLC1，单击“下一步”弹出连接串口对话框，如图2-14所示：
图2-14设备配置向导三
4、为设备选择连接的串口为COM1，单击“下一步”弹出设备地址对话框，如图2-15所示：
图2-15设备配置向导四
5、填写设备地址为0，单击“下一步”，弹出通讯参数对话框，如图2-16所示：
图2-16设备配置向导五
注：
在实际连接设备时，设备地址处填写的地址要和用户实际设备上设定的地址完全一致。
6、设置通信故障恢复参数（一般情况下使用系统默认设置即可），单击“下一步”系统弹出信息总结窗口，如图2-17所示：
图2-17设备配置向导六
7、请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。
设备定义完成后，您可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC1”。
在定义数据库变量时，您只要把IO变量连接到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。
数据库的作用
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要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，所有这一切都是以实时数据库为中心环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。
注：
在组态王软件中数据库分为：
实时数据库和历史数据库。
数据词典中变量的类型
数据词典中存放的是您制作应用工程时定义的变量以及系统预先定义的变量。
变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为“内存变量”和“I/O变量”两类。
“I/O变量”指的是需要“组态王”和其它应用程序（包括I/O服务程序）交换数据的变量。
这种数据交换是双向的、动态的，就是说在“组态王”系统运行过程中，每当I/O变量的值改变时，该值就会自动写入远程应用程序；每当远程应用程序中的值改变时，“组态王”系统中的变量值也会自动定期更新。
所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令，比如“反应罐液位”、“电源开关”等变量，都需要设置成“I/O变量”。
那些不需要和其它应用程序交换、只在“组态王”内需要的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。
基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、长整数型和字符串型。
1、内存离散变量、I/O离散变量
类似一般程序设计语言中的布尔（BOOL）变量，只有0、1两种取值，用于表示一些开关量。
2、内存实型变量、I/O实型变量
类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表示浮点数据，取值范围10E-38～10E+38，有效值7位。
3、内存整数变量、I/O整数变量
类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表示带符号的整型数据，取值范围2147483648～2147483647。
4、内存字符串型变量、I/O字符串型变量
类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录一些有特定含义的字符串，如名称：
密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。
特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、时间变量四种。
这几种特殊类型的变量体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。
对于我们将要建立的“监控中心”，需要从下位机采集原料油的液位、原料油罐的压力、催化剂液位和成品油液位，所以需要在数据库中定义这四个变量。
因为这些数据是通过驱动程序采集到的，所以四个变量的类型都是I/O实型变量，变量定义方法如下：
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2-18所示：
图2-18变量定义对话框
在对话框中添加变量如下：
变量名：
原料油液位
变量类型：
I/O实数
变化灵敏度：
0
初始值：
0
最小值：
0
最大值：
100
最小原始值：
0
最大原始值：
100
转换方式：
线性
连接设备：
PLC1
寄存器：
DECREA100
数据类型：
SHORT
采集频率：
1000毫秒
读写属性：
只读
英文字母的大小写无关紧要。
设置完成后单击“确定”.
用类似的方法建立另三个变量“原料油罐压力”、“催化剂液位”和“成品油液位”。
此外由于演示工程的需要还须建立三个离散型内存变量为：
“原料油出料阀”、“催化剂出料阀”、“成品油出料阀”。
在该演示工程中使用的设备为仿真的PLC，仿真PLC提供五种类型的内部寄存器变量INCREA、DECREA、DECREA、RADOM、STATIC、CommErr，寄存器INCREA、DECREA、RADOM、STATIC的编号从1-1000，变量的数据类型均为整型（即SHORT）。
递增寄存器INCREA100变化范围0~100，表示该寄存器的值周而复始的由0递加到100。
递减寄存器DECREA100变化范围0~100，表示该寄存器的值周而复始的由100递减为0。
随机寄存器RADOM100变化范围0~100，表示该寄存器的值在0到100之间随机的变动。
静态寄存器STATIC100该寄存器变量是一个静态变量，可保存用户下发的数据，当用户写入数据后就保存下来，并可供用户读出。
STATIC100表示该寄存器变量能够接收0-100之间的任意一个整数。
注：
组态王对所支持的设备及软件都提供了相应的联机帮助，指导用户进行设备的定义，用户在实际定义相关的设备时需要经常的访问联机帮助来获取相关的帮助信息。
变量基本属性的说明
变量名
唯一标识一个应用程序中数据变量的名字，同一应用程序中的数据变量不能重名。
用鼠标单击“变量名”编辑框的任何位置进入编辑状态，此时您可以输入变量名字，变量名可以是汉字或英文名字，区分大小写，第一个字符不能是数字。
例如，温度、压力、液位、var1等均可以作为变量名，变量的名称最多为31个字符。
变量类型
在对话框中只能定义八种基本类型中的一种，用鼠标单击“变量类型”下拉列表框列出可供选择的数据类型，当用户定义有结构类型时，一个结构就是一种变量类型。
描述
此编辑框用于编辑和显示数据变量的注释信息。
若想在报警窗口中显示某变量的描述信息，可在定义变量时，在描述编辑框中加入适当说明，并在报警窗口中加上描述项，则在运行系统的报警窗口中可见该变量的描述信息（最长不超过39个字符）。
变化灵敏度
数据类型为“浮点型”或“整型”时此项有效。
只有当该数据变量的值变化幅度超过设置的“变化灵敏度”时，“组态王”才更新与之相连接的图素（缺省为0）。
最小值
指示该变量值在数据库中的下限。
最大值
指示该变量值在数据库中的上限。
注：
组态王中最大的精度为float型，四个字节。
定义最大值时注意不要越限。
最小原始值
指示前面定义的最小值所对应的输入寄存器的值的下限。
最大原始值
指示前面定义的最大值所对应的输入寄存器的值的上限。
注：
通过最小/最大值与最小/最大原始值之间的线性变换，可以很方便地将采集的数值变换为用户的工程值值。
保存参数
选择此项后，在系统运行时，如果您修改了此变量的域值（可读可写型），系统将自动保存修改后的域值。
当系统退出后再次启动时，变量的域值保持为最后一次的记录值，无需用户再去重新定义。
变量域的说明请查看在线帮助。
注：
如果用户计算机是非法退出，如系统掉电等，“保存参数”功能将无效。
保存数值
选择此项后，在系统运行时，当变量的值发生变化后，系统将自动保存该值。
当系统退出后再次启动时，变量的值保持为最后一次变化的值。
注：
如果用户计算机是非法的退出，如系统掉电等，“保存数值”功能将无效。
初始值
定义变量的初始值。
连接设备
只对I/O类型的变量起作用，工程人员只需从设备列表框中选择相应的设备即可。
此列表框所列出的设备名是设备向导中定义的设备的逻辑名，如上述建立的PLC1。
寄存器
指定与组态王定义的变量进行连接通讯的寄存器变量名，该寄存器与工程人员指定的连接设备有关。
转换方式
规定I/O模拟量输入原始值到数据库使用值的转换方式。
1、线性：
用原始值和数据库使用值的线性插值进行转换。
2、开方：
用原始值的平方根进行转换。
3、高级：
提供两种高级数据转换方式：
非线性查表和累计算法，下面将详细说明。
4、非线性查表：
在实际应用中，对一些模拟量的采集，如热电阻、热电偶等的信号为非线性信号，如果采用一般的分段线性化的方法进行转换，不但要做大量的程序运算，而且还会存在很大的误差，达不到要求。
在组态王中引入了通用查表的方式，进行数据的非线性转换。
累计算法：
累计是在工程中经常用到的一种工作方式，经常用在流量、电量等计算方面。
组态王的变量可以定义为自动进行数据的累计。
组态王提供两种累计算法：
直接累计和差值累计。
累计计算时间与变量采集频率相同，对于两种累计方式均需定义累计后值的最大最小值范围，当累计后的变量数值超过最大值时，变量的数值将恢复为最小值。
1、直接累计：
从设备采集的数值，经过线性转换后直接与该变量的原数值相加。
计算公式为：
变量值=变量值+采集的数值
示例：
管道流量S计算，采集频率为1000ms，5秒钟之内采集的数据经过线性转换后工程值依次为S1=100、S2=200、S3=100、S4=50、S5=200，那么5秒钟内直接累计流量结果为：
S=S1+S2+S3+S4+S5,即为650。
2、差值累计：
变量在每次进行累计时，将变量实际采集到的数值与上次采集的数值求差值，对其差值进行累计计算。
当本次采集的数值小于上次数值时，即差值为负时，将通过变量定义的画面中的最大值和最小值进行转化。
差值累计计算公式为：
变量值=显示旧值+（变量本次采集新值-变量上次采集旧值）（公式一）
当变量新值小于变量旧值时，公式为：
变量值=显示旧值+（变量本次采集新值-变量上次采集旧值）+（变量最大值-变量最小值）（公式二）
变量最大值、变量最小值是在变量属性定义画面最大最小值中定义的变量最大值、变量最小值。
示例：
要求如上例，变量定义画面中定义的变量初始值为0，最大值为300。
那么5秒钟之内的差值累计流量计算为：
第1次：
S
（1）=S（0）+ABS（100-0）=100（采用公式一）
第2次：
S
（2）=S
（1）+ABS（200-100）=200（采用公式一）
第3次：
S（3）=S
（2）+ABS（100-200）+（300-0）=600（采用公式二）
第4次：
S（4）=S（3）+ABS（50-100）+（300-0）=950（采用公式二）
第5次：
S（5）=S（4）+ABS（200-50）=1100（采用公式一）即5秒钟之内的差值累计流量为1100。
数据类型
只对I/O类型的变量起作用，共有8种数据类型供用户使用，这8种数据类型分别是：
Bit：
1位；范围是：
0或1。
BYTE：
8位，1个字节；范围是：
0---255。
SHORT：
16位，2个字节；范围是：
-32768---32767。
USHORT：
16位，2个字节；范围是：
0---65535。
BCD：
16位，2个字节；范围是：
0---9999。
LONG：
32位，4个字节；范围是：
0---99999999。
LONGBCD：
32位，4个字节；范围是：
0---99999999。
FLOAT：
32位，4个字节；范围是：
10e-38---10e38。
采集频率
定义数据变量的采样频率。
读写属性
定义数据变量的读写属性，工程人员可根据需要定义变量为“只读”属性、“只写”属性、“读写”属性。
1、只读：
对于进行采集的变量一般定义属性为只读，其采集频率不能为0；
2、只写：
对于只需要进行输出而不需要读回的变量一般设置为只写属性。
当只写变量的采集频率为0时，只要此变量值发生变化就会进行写操作；当采集频率不为0时，会不停地往下写，所以建议将只写变量的采集频率设置为0。
3、读写：
对于需要进行输出控制又需要读回的变量一般设置为读写属性。
允许DDE访问
组态王用COM组件编写的驱动程序与外围设备进行数据交换，为了使工程人员用其它程序对该变量进行访问，可通过选中此项，即可与DDE服务程序进行数据交换。
说明：
I/O实型变量的转换方式和转换比例
组态王软件从其他WINDOWS程序（VB，EXCEL等）获得的DDE变量值或从其他设备（如PLC）获得的I/O变量值，称为原始值。
当在数据词典中规定数据变量名字时，同时规定了最小原始值和最大原始值。
例如：
若将最小原始值设为100，则如果由I/O服务器接收的实际值为95，则这个实际值被舍弃，数据库把变量的原始值自动置为100。
当在数据词典中定义I/O实型或长整数变量时，还必须确定最小值和最大值，这是因为TouchVew不使用原始值，而使用转换后的值（也可以称为工程值）。
最小原始值、最大原始值和最小值、最大值这四个数值就用来确定原始值与工程值之间的转换比例。
原始值到工程值之间的转换方式有线性和平方根两种，线性方式把最小原始值到最大原始值之间的原始值，线性转换到最小值至最大值之间。
平方根用原始值的平方根值进行插值。
示例1：
与PLC电阻器连接的流量传感器在空流时产生0值，在满流时产生9999值。
如果输入如下的数值：
最小原始值=0最小值=0
最大原始值=9999最大值=100
其转换比例=（100-0）/（9999-0）=0.01
则：
如果原始值为5000时，内部使用的值为5000*0.01=50。
示例2：
与PLC电阻器连接的流量传感器在空流时产生6400值，在300GPM时产生32000值。
应当输入下列数值：
最小原始值=6400最小值=0
最大原始值=32000最大值=300
其转换比例=（300-0）/（32000-6400）=3/256
则：
如果原始值为19200时，内部使用的值为（19200-6400）*3/256=150；原始值为6400时，内部使用的值为0；原始值小于6400时，内部使用的值为0。
至此，数据变量已经完全建立起来，而对于大批同一类型的变量，组态王还提供了可以快速成批定义变量的方法——即结构变量的定义。
驱动程序也已经准备好了，下一节课的任务将是使画面上的图素运动起来，实现一个动画效果的监控系统。
课后复习
1、根据用户所处的不同行业，建立一个相关的工程。
2、建立相关主题的监控画面（两幅）注意使用图库。
3、定义一个相关的设备（亚控仿真PLC）和几个变量。
4、熟悉其他的相关功能（备份、恢复、开机自动启动、导入导出等）。
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