畢業(yè)設(shè)計（論文）基于組態(tài)軟件的水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1、摘 要組態(tài)軟件是面向過程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的軟件平臺，當(dāng)它運行于組態(tài)（開發(fā)）環(huán)境時，向用戶提供豐富的設(shè)置項目，最后定制出符合用戶需要的目標(biāo)應(yīng)用。該目標(biāo)應(yīng)用運行時可幫助操作人員監(jiān)控生產(chǎn)過程。組態(tài)軟件是自動化軟件的一個活躍的研究方向之一。液位作為工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的工藝參數(shù)之一，在各個領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，諸如液體儲罐、儲槽、進(jìn)料罐、緩沖罐、水箱等設(shè)備。而對于雙容水箱液位的監(jiān)控越來越有其實際的意義，我們可以在其上進(jìn)行諸多的控制策略的試驗，然后將成功的經(jīng)驗總結(jié)、應(yīng)用到其他領(lǐng)域中去，這對節(jié)省能耗、工業(yè)安全性以及工業(yè)自動化的發(fā)展是很有推動意義的。針對監(jiān)控系統(tǒng)對組態(tài)軟件的要求，本文詳細(xì)討論了力控組態(tài)軟件的功能

2、和特征，為開發(fā)組態(tài)軟件需要解決的若干問題提供了解決方法，為液位控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了一套可行的方案。文章闡述了力控組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理流程，描述了各組成部分的功能，給出了實現(xiàn)這些功能所需的技術(shù)、措施：具體描述圖形界面系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、i/o系統(tǒng)、開放數(shù)據(jù)交換接口等內(nèi)容；為本系統(tǒng)開發(fā)的幾個組成部分規(guī)劃了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本算法。還介紹了opc這一當(dāng)前對組態(tài)軟件很有影響的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：力控組態(tài)軟件，液位監(jiān)控系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)庫，i/o系統(tǒng)，過程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集目 錄1前 言31.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展及其歷史背景31.1.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的概念31.1.2 監(jiān)控組態(tài)軟件的組成及原理41.2 監(jiān)控

3、組態(tài)軟件在自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用51.3 監(jiān)控組態(tài)軟件的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢51.4 本文的內(nèi)容組織62 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件72.1 監(jiān)控組態(tài)軟件家族成員簡介72.2 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件72.2.1 forcecontrol的概述72.2.2 forcecontrol 組態(tài)軟件的組成82.3 常規(guī)控制算法相關(guān)介紹與設(shè)計153 雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計173.1 建立新工程173.2 設(shè)備連接及數(shù)據(jù)庫組態(tài)183.2.1 定義外部設(shè)備及數(shù)據(jù)連接項183.2.2 數(shù)據(jù)庫組態(tài)203.3 雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)畫面243.3.1 依據(jù)工藝流程和控制方案建立流程圖畫面2

4、53.3.2 趨勢曲線畫面的組態(tài)273.3.3 報表組態(tài)293.3.4 報警窗口的建立與設(shè)置313.3.5 動畫連接323.3.6 動作腳本363.4 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件與第三方軟件的通信373.4.1 forcecontrol中opcserver的配置383.4.1 matlab中opcclient的設(shè)置383.5 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件與ae2000的連接40參考文獻(xiàn)43致 謝441 前 言1.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展及其歷史背景1.1.1 監(jiān)控組態(tài)軟件的概念隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制技術(shù)飛速發(fā)展，生產(chǎn)裝置大型化，生產(chǎn)過程連續(xù)化和自動化程度的不斷提高，對過程工業(yè)生

5、產(chǎn)的實時控制和監(jiān)控的需求越來越高。當(dāng)然，目前極為成熟的集散控制系統(tǒng)足以解決所有的控制要求。但是，出于成本及其他因素考慮，諸如控制點較少的小規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備，動用大型的集散控制系統(tǒng)設(shè)備是耗資且繁瑣的，這樣，各種各樣的監(jiān)控組態(tài)軟件便成為了解決這些問題的很好選擇。迄今為止，監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)得到了蓬勃的發(fā)展，技術(shù)以趨于成熟并已經(jīng)成為工業(yè)自動化系統(tǒng)的必要組成部分，即“基本單元”或“基本元件”。作為自動化通用軟件，監(jiān)控組態(tài)軟件始終處于“承上啟下”的地位。它的控制品質(zhì)及數(shù)據(jù)采集的實時性都可以很好的達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。正因如此，監(jiān)控組態(tài)軟件幾乎已經(jīng)應(yīng)用于所有的工業(yè)信息化項目中了。力控監(jiān)控組態(tài)軟件作為占有國內(nèi)市場的主要品

6、牌之一，憑借著自身的許多優(yōu)越性而越來越受到自動控制行業(yè)的關(guān)注，被更好的利用到實際生產(chǎn)實踐當(dāng)中去了。 “組態(tài)（configure）”的概念是伴隨著集散控制系統(tǒng)（distributed control system, dcs）的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟識的。每套dcs都是比較通用的控制系統(tǒng)，可以應(yīng)用到很多的領(lǐng)域，為了使用戶在不需要編寫程序的情況下便可以生成適合自己需求的應(yīng)用系統(tǒng)，每個dcs廠商在dcs中都預(yù)裝了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，其中的應(yīng)用軟件實際就是組態(tài)軟件，但一直也沒有人給出明確的定義，只是將使用這種應(yīng)用軟件設(shè)計生成（定制）目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)的過程稱為“組態(tài)（configure）

7、”或“做組態(tài)” 1。相應(yīng)地，這種應(yīng)用軟件和生成的目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)一道被稱為“組態(tài)軟件”或“做組態(tài)”，有時也稱為“監(jiān)控組態(tài)軟件” 2。因此組態(tài)的概念最早來自英文的configuration，含義是使用軟件工具對計算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使用計算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者的要求。監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集scada（supervisory control and data acquisition，scada）的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置選項，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，hmi（human machine interface，hmi）或mmi

8、（man machine interface，mmi）是其主要的內(nèi)涵，即主要解決人機(jī)圖像界面問題。隨著它的迅速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、scada、通信及網(wǎng)絡(luò)、開放數(shù)據(jù)接口、對i/o設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容，功能將無疑越來越強(qiáng)3-4。1.1.2 監(jiān)控組態(tài)軟件的組成及原理組態(tài)軟件有其自己的腳本編譯器以及自己的編程語言，發(fā)展至今又出現(xiàn)了商品化的策略生成器5。核心部分在于它的hmi(人機(jī)界面)運行系統(tǒng)view、數(shù)據(jù)庫、以及i/o通信方面。監(jiān)控組態(tài)軟件成為了工業(yè)控制系統(tǒng)中實現(xiàn)分散控制、集中管理的核心，而實時數(shù)據(jù)庫又是監(jiān)控組態(tài)軟件處理和管理的核心6。

9、力控的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由實時數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫管理器、實時數(shù)據(jù)庫運行系統(tǒng)和應(yīng)用程序四部分組成7-8。實時數(shù)據(jù)庫是指相關(guān)數(shù)據(jù)的集合(包括組態(tài)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等)以一定的形式存儲在介質(zhì)上。實時數(shù)據(jù)庫管理器(dbmanager)是管理實時數(shù)據(jù)庫的軟件，通過dbmanager生成實時數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)組態(tài)數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫運行系統(tǒng)完成對數(shù)據(jù)庫的各種操作，包括實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、報警處理數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。應(yīng)用程序則包括力控應(yīng)用程序和第三方應(yīng)用程序。力控應(yīng)用程序是指力控系統(tǒng)內(nèi)部以及力控實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心的客戶方程序，包括hmi(人機(jī)界面)運行系統(tǒng)view、i/o驅(qū)動程序、控制策略生成器以及其

10、他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的力控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等；第三方應(yīng)用程序是指力控系統(tǒng)之外的由第三方廠商開發(fā)的以力控實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心的客戶方程序9。力控實時數(shù)據(jù)庫是一個分布式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將點作為數(shù)據(jù)庫的基本數(shù)據(jù)對象，確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分配數(shù)據(jù)空間，并按照區(qū)域、單元等結(jié)構(gòu)劃分對點“參數(shù)”進(jìn)行管理10。正是因為這一功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫，將整個監(jiān)控軟件以及所需配備的外部硬件設(shè)備維系起來，使得監(jiān)控組態(tài)軟件的應(yīng)用越來越廣泛了。1.2 監(jiān)控組態(tài)軟件在自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用在一個自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集處理中心，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制檢測設(shè)備（如plc、智能儀表、二次

11、儀表等）共同構(gòu)成快速響應(yīng)控制中心11-12?？刂品桨负退惴ㄒ话阍谠O(shè)備上組態(tài)并運行，也可以在pc上組態(tài)，然后下載到設(shè)備中運行，根據(jù)設(shè)備的具體要求而定，如圖1.1示。監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在它的支持下完成以下六項任務(wù)：(1) 查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)庫及流程畫面；(2) 自動打印各種實時/歷史數(shù)據(jù)報表；(3) 自由瀏覽各個實時/歷史趨勢畫面；(4) 及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警；(5) 在需要時，人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)；(6) 與管理部門的計算機(jī)互連，向其提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。圖1.1 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)圖1.3 監(jiān)控組態(tài)軟件的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前，監(jiān)控組

12、態(tài)軟件的發(fā)展呈現(xiàn)多元化。但據(jù)近幾年調(diào)查顯示，國內(nèi)市場仍被幾家組態(tài)軟件占據(jù)，如intouch、fix等。這些軟件在功能完備性、產(chǎn)品包裝、市場推廣等方面都具一定優(yōu)勢，但并非盡善盡美。國際上較知名的監(jiān)控組態(tài)軟件有13：美國wonderware公司的intouch；ab公司的rsview32；intellution公司的fix；澳大利亞cit公司的citech等。國內(nèi)幾家的產(chǎn)品也值得一提，諸如北京亞控的組態(tài)王；北京三維力控科技的forcecontrol；北京華富惠通的開物2000；湖南視拓科技的coreview。以上這些產(chǎn)品上市至今已經(jīng)很多年了，但都以自身具有的某些特性占領(lǐng)著自己的市場。在組態(tài)軟件賴以

13、普及發(fā)展的諸多因素中，有技術(shù)層面的，也有商業(yè)層面的，但制造業(yè)的發(fā)展帶來了對組態(tài)軟件需求的提升，也決定了組態(tài)軟件將由過去單純的組態(tài)監(jiān)控功能，向著更高更廣的層面發(fā)展。未來，組態(tài)軟件的發(fā)展將主要表現(xiàn)在14：更好的開放性技術(shù)、更豐富的控制算法、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、更高效的通訊能力及更廣泛的數(shù)據(jù)源等幾個方面。1.4 本文的內(nèi)容組織本文由5章構(gòu)成，工作重點放在第2、3章，各章主要內(nèi)容如下：第1章簡述組態(tài)軟件的發(fā)展史、現(xiàn)狀、在自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的地位，及其應(yīng)用原理和方法概要。第2章將詳細(xì)闡述forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件的功能、體系結(jié)構(gòu)，包括：界面開發(fā)系統(tǒng)(draw)和運行系統(tǒng)?？梢栽诮缑骈_發(fā)系統(tǒng)中完成創(chuàng)

14、建工程畫面、分析曲線、報表生成、定義變量、編制動作腳本、動畫連接定義、數(shù)據(jù)庫組態(tài)、i/o設(shè)備組態(tài)以及hmi、opc、net等。在運行系統(tǒng)中運行設(shè)計完備的監(jiān)控系統(tǒng)。第3章將詳細(xì)闡述雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)的詳細(xì)開發(fā)、調(diào)試及運行的整個過程。以及完成整個系統(tǒng)所需的硬件試驗裝置的介紹。第4章做以工程概算與儀器儀表選型。第5章對整個系統(tǒng)開發(fā)做以回首總結(jié)。2 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件2.1 監(jiān)控組態(tài)軟件家族成員簡介從監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展史，可以很清楚的看到監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展呈現(xiàn)多元化，使得其產(chǎn)品擁有著龐大的家族，這里拿出幾個國內(nèi)外典型的產(chǎn)品做以介紹13：（1） wonderware的intouch。

15、該軟件的最大特點是是i/o點數(shù)和最大畫面數(shù)不受限制。作為一個實時的人機(jī)界面程序的生成器，可以生成管理級以上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集程序，依靠菜單驅(qū)動在多種windows環(huán)境下運行，它主要由windows make（應(yīng)用開發(fā)環(huán)境）和windows viewer（實時運行環(huán)境）兩大部分組成。（2） intellution的fix。fix功能較intouch強(qiáng)，但是實時性仍欠缺，總體技術(shù)一般。其i/o硬件驅(qū)動豐富但同樣需要單獨購買，最新推出的ifix是全新模式的組態(tài)軟件，體系結(jié)構(gòu)較新，提供較完整的功能。但耗費系統(tǒng)資源較大，運行緩慢，提供大而全的功能對中國用戶來說并不適合，而且經(jīng)常受windows操作系統(tǒng)影響

16、而導(dǎo)致不穩(wěn)定。（3） cit的citech。是組態(tài)軟件的后起之秀，在世界范圍推廣很快。它的界面美觀，但是方便性和圖形功能不如intouch，且版本升級較慢，一直沒有很大的體系改變。i/o驅(qū)動雖免費提供，但是相對較少。（4） 亞控的組態(tài)王。國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司，提供了腳本語言的支持，com技術(shù)的支持，opc技術(shù)的支持15，另外也提供了大量的驅(qū)動程序。但其存在著因選用兩片8106芯片而產(chǎn)生的采集方面和控制方面的兩個致命缺陷16。（5） 力控的forcecontrol。也是國內(nèi)較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件，在體系結(jié)構(gòu)上較為先進(jìn)，真正意義上實現(xiàn)了分布式實時數(shù)據(jù)庫的三層結(jié)構(gòu)。而且不存在組態(tài)王所存在

17、的問題。2.2 forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件2.2.1 forcecontrol的概述典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)通?？梢苑譃樵O(shè)備層、控制層、監(jiān)控層、管理層四層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一個分布式的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其中設(shè)備層負(fù)責(zé)將物理信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號或標(biāo)準(zhǔn)的模擬電信號；控制層完成對現(xiàn)場工藝過程的實時監(jiān)測與控制；監(jiān)控層通過對多個控制設(shè)備的集中管理，以完成監(jiān)控生產(chǎn)運行過程為目的；管理層實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、統(tǒng)計和查詢。監(jiān)控組態(tài)軟件一般是位于監(jiān)控層的專用軟件，負(fù)責(zé)對下集中管理控制層，向上連接管理層，是企業(yè)信息化的重要組成部分。forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟

18、件。其最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)的各種軟件模塊進(jìn)行“組態(tài)”，便可以容易的實現(xiàn)監(jiān)控層的各項功能。這樣就大大的提高了集成效率。forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件能同時和國內(nèi)外各種工控廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，可以與高性能的工控機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，這樣便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實現(xiàn)與第三方軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行集成。forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件可以運行在windows 98/nt/2000/xp操作系統(tǒng)上。它的應(yīng)用范圍廣，可應(yīng)用在石油、化

19、工、電力、機(jī)械、冶金、建筑、環(huán)保、醫(yī)藥等等許多行業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)自動化、過程控制、管理監(jiān)測、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)視、企業(yè)管理、資源計劃等系統(tǒng)。2.2.2 forcecontrol 組態(tài)軟件的組成forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件基本的程序及組件包括：工程管理器、人機(jī)界面view (hmi)、實時數(shù)據(jù)庫(rtdb)、i/o驅(qū)動程序(ioserver)、控制策略生成器以及各種數(shù)據(jù)服務(wù)及擴(kuò)展組件，其中實時數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，forcecontrol組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)圖如2.1示。圖2.1 forcecontrol組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)圖具體介紹如下17。（1） 工程管理器(project manager)工程管理器用于工程

20、管理包括用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復(fù)、選擇工程等。工程管理器還實現(xiàn)了forcecontrol常用工具軟件的集中管理。工程管理器窗口如圖2.2示。圖2.2 工程管理器窗口窗口自上而下依次為：菜單欄、工具欄、工程列表顯示區(qū)、屬性頁標(biāo)簽四部分。其中屬性頁標(biāo)簽又有工程管理、工具列表、網(wǎng)絡(luò)中心三個切換項。這里不做介紹，用到時再給出。由于菜單欄中的“文件”選項所包含的內(nèi)容與工具欄中基本一致，故只介紹工具欄所包含內(nèi)容：新建：新建一個工程。刪除：刪除已存在的工程。運行：對于已選中的工程應(yīng)用，點擊進(jìn)入運行系統(tǒng)。開發(fā)：對于已選中的工程應(yīng)用，點擊進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)。搜索：查找已存在的工程應(yīng)用。備份：將已選中的工程的數(shù)據(jù)文件

21、壓縮成一個備份文件，擴(kuò)展名為.pcz恢復(fù)：與備份的功能相對應(yīng)，在任意forcecontrol環(huán)境將備份的工程壓縮文件解壓并恢復(fù)原始工程。打包：制作安裝包。用于將當(dāng)前版本的forcecontrol運行系統(tǒng)及當(dāng)前工程制作成安裝程序，以便隨時安裝運行系統(tǒng)及當(dāng)前工程。退出：退出工程管理器。在工程列表區(qū)中，可以看見已經(jīng)存在的工程、路徑及其說明，方便用戶管理。（2）開發(fā)系統(tǒng)(draw)開發(fā)系統(tǒng)是一個集成環(huán)境，可以完成創(chuàng)建工程畫面、配置系統(tǒng)參數(shù)、腳本編輯、動畫、啟動forcecontrol其他程序組件等。所謂的“組態(tài)”就是在這里完成的?？梢栽陂_發(fā)環(huán)境中完成監(jiān)控界面的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫組態(tài)、i/o設(shè)備的組態(tài)、動畫的

22、連接的定義及進(jìn)行如db、io、hmi、net等配置。forcecontrol開發(fā)系統(tǒng)可以方便的生成各種復(fù)雜生動的畫面，可以逼真的反映現(xiàn)場的數(shù)據(jù)及情況。開發(fā)系統(tǒng)可分成幾個區(qū)域加以介紹。命令操作區(qū)，包括啟動forcecontrol、顯示風(fēng)格、圖庫、圖元鎖定，前/后置、旋轉(zhuǎn)，鏡像等功能；工程窗口，包括web服務(wù)設(shè)置、組態(tài)窗口、變量、數(shù)據(jù)庫組態(tài)、i/o設(shè)備組態(tài)、腳本動作、組件等選項；屬性窗口，包含所建組態(tài)畫面的所有屬性顯示、動畫設(shè)置、方法、分類等；工具箱，包含了所有繪畫組態(tài)的圖元、常用組件、控件。系統(tǒng)配置窗口，包括節(jié)點配置、數(shù)據(jù)源、系統(tǒng)配置、報警配置等。開發(fā)系統(tǒng)窗口如圖2.3示。圖2.3 開發(fā)系統(tǒng)窗口

23、針對幾個在做系統(tǒng)開發(fā)時出現(xiàn)的重要概念，講解如下：對象：一種可以認(rèn)為是被封裝的，具有屬性，方法和事件的特殊數(shù)據(jù)類型。在forcecontrol中指組成系統(tǒng)的一些基本構(gòu)件，如：窗口、窗口中的圖形、定時器等，每一個對象作為獨立單元，都有各自的狀態(tài)，可以通過對象的屬性和方法來操作。屬性、方法、事件：描述對象的數(shù)據(jù)稱屬性，對對象所做的操作稱為對象的方法，對象對某種消息產(chǎn)生的影響為事件，事件給用戶提供一個過程接口，可以在事件過程中編寫處理代碼。每種圖形對象都有決定其外觀的各種屬性。如：線有線寬、線色、線風(fēng)格等屬性；填充體有邊線顏色、邊線線寬、填充顏色等屬性。開發(fā)系統(tǒng)提供了對圖形對象的屬性和方法進(jìn)行設(shè)置的操

24、作。對象的命名：對象的名稱是對象的唯一標(biāo)示，引用對象的屬性方法前，要對其進(jìn)行命名，只有這樣才能在引用對象時指明是對哪一個對象進(jìn)行的屬性和方法操作。forcecontrol，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)使得圖形具備真正的“對象”概念上的意義，用戶可以為每個圖形對象分配名稱，對象名稱可以修改，方法有兩種：第一，選擇對象在屬性設(shè)置中修改。第二，選擇對象鼠標(biāo)右鍵修改。成功定義對象名稱后，系統(tǒng)將保留這個名稱直至刪除。（3） 界面運行系統(tǒng)界面運行系統(tǒng)用來運行由開發(fā)系統(tǒng)draw創(chuàng)建的畫面、腳本、動畫連接以及系統(tǒng)配置中“初始啟動程序”項中設(shè)置的程序等工程，操作人員通過它來實現(xiàn)實時監(jiān)控。點擊draw中命令操作區(qū)中的“運行”

25、圖標(biāo)即可進(jìn)入運行系統(tǒng)。（4） 時數(shù)據(jù)庫(db)實時數(shù)據(jù)庫是forcecontrol軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等；負(fù)責(zé)和i/o調(diào)度程序的通信，獲取控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，同時作為一個數(shù)據(jù)源服務(wù)器在本地給其他程序如界面系統(tǒng)view等提供實時和歷史數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)庫又是一個開放系統(tǒng)，作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，也可以給其他數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫之間可以互相通信，并支持通信方式，如tcp/ip、串口、無線等，并且運行在其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的第三方系統(tǒng)可以通過opc、odbc、api/sdk等接口方式訪問實時數(shù)據(jù)庫10。實時數(shù)據(jù)庫可以

26、將組態(tài)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等以一定的組織形式存儲在介質(zhì)上。運行的實時數(shù)據(jù)庫如圖2.4示。圖2.4 運行的實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫管理器(dbmanager)是定義數(shù)據(jù)字典的主要工具。通過dbmanager可以完成點參數(shù)組態(tài)、點類型組態(tài)、點組態(tài)、數(shù)據(jù)連接組態(tài)及歷史數(shù)據(jù)組態(tài)等功能。（5） i/o驅(qū)動程序(ioserver)i/o驅(qū)動程序負(fù)責(zé)forcecontrol與設(shè)備的通信，它將i/o設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到forcecontrol的實時數(shù)據(jù)庫，最后界面運行系統(tǒng)會在畫面上動態(tài)顯示。forcecontrol可以與多種類型設(shè)備進(jìn)行通信，對于采用不同協(xié)議通信的i/o設(shè)備，forceco

27、ntrol提供相應(yīng)的i/o驅(qū)動，用戶不需關(guān)心設(shè)備的具體通信協(xié)議既可以通過i/o驅(qū)動程序來完成與設(shè)備的通訊。forcecontrol與i/o設(shè)備之間一般通過以下幾種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：串行通訊方式(rs232/422/485，支持modem、電臺遠(yuǎn)程通信)、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(支持tcp/ip、udp/ip協(xié)議)方式、opc、dde、網(wǎng)橋方式等。i/o管理器（iomanager）是配置i/o驅(qū)動的工具，iomanager可以根據(jù)現(xiàn)場使用的i/o設(shè)備選擇相應(yīng)的i/o驅(qū)動，完成邏輯i/o設(shè)備的定義、參數(shù)設(shè)置，對物理i/o設(shè)備進(jìn)行測試等。iomanager如圖2.5示。圖2.5 iomanageri/o

28、監(jiān)控器（iomonitor）是監(jiān)控i/o驅(qū)動程序運行的工具。iomonitor可以完成對i/o驅(qū)動程序的啟?？刂疲榭打?qū)動程序進(jìn)程狀態(tài)、瀏覽驅(qū)動程序通信報文等功能。iomonitor如圖2.6示。圖2.6 iomonitor（6） 網(wǎng)絡(luò)通信程序（netclient/netserver）和web服務(wù)器程序（webserver）網(wǎng)絡(luò)通信程序采用tcp/ip通信協(xié)議，可以利用internet實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上forcecontrol之間的數(shù)據(jù)通信，可以實現(xiàn)forcecontrol的高效率通信。通過netserver完成以forcecontrol數(shù)據(jù)庫為服務(wù)器，人機(jī)界面運行系統(tǒng)view或其它force

29、control實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為netclient的網(wǎng)絡(luò)通信方式。由于是批量數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)變化傳輸，因此通訊效率較高，適合局域網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用。在一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，一個與forcecontrol通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的計算機(jī)系統(tǒng)被稱作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的forcecontrol軟件可構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的客戶端/服務(wù)器端（c/s）結(jié)構(gòu)，forcecontrol既可作服務(wù)器，也可以做客戶端。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有兩類：一類叫做forcecontrol網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，此類節(jié)點安裝有forcecontrol軟件，通過網(wǎng)絡(luò)與其他forcecontrol網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行通信。另一類沒有安裝forcecontrol軟件，通過ie等瀏覽器運用we

30、b技術(shù)訪問其他forcecontrol網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)，此類節(jié)點稱作web客戶端節(jié)點。具體的c/s和web發(fā)布的操作將于下一章節(jié)闡述。（7） 遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序（portserver）該通信程序支持串口、工業(yè)以太網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)等多種通信方式，通過forcecontrol在兩臺計算機(jī)之間實現(xiàn)通信，使用rs232c接口，可以實現(xiàn)一對一通信；若使用rs485總線，還可以實現(xiàn)一對多的通信，同時也可以通過電臺、modem、移動網(wǎng)絡(luò)的通信方式進(jìn)行通信。forcecontrol中還提供遠(yuǎn)程移動通信（commbridge）的應(yīng)用。它是一個配合i/o驅(qū)動程序使用的擴(kuò)展組件，通過commbridge，可以和portser

31、ver通訊程序進(jìn)行配合使forcecontrol軟件間通過gprs/cdma等移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊來滿足scada系統(tǒng)的需要。（8） 控制策略生成器（strategybuilder）strategybuilder將forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件的控制功能發(fā)揮的淋漓盡致。它是面向控制的新一代軟邏輯自動化控制軟件，采用符合iec61131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方式，提供包括：變量、數(shù)學(xué)運算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點處理等在內(nèi)的十幾類基本運算塊，內(nèi)置常規(guī)pid、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算法。同時提供開放的算法接口，可嵌入用戶自己的控制程序。strategybui

32、lder與forcecontrol的其它程序組件可以無縫連接。2.3 常規(guī)控制算法相關(guān)介紹與設(shè)計控制器是控制系統(tǒng)的心臟。它的作用是將測量變送信號與設(shè)定值相比較產(chǎn)生偏差信號，并按照一定的運算規(guī)律產(chǎn)生輸出信號18。輸出信號作用在執(zhí)行器上，完成控制作用。進(jìn)而控制算法又是控制器的靈魂。因為控制器的動作都是由算法操縱的。由于forcecontrol既可以作為上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件與控制層中的各種設(shè)備通信，完成監(jiān)控作用。還可以利用腳本編程直接進(jìn)行ddc控制，這樣，其本身就充當(dāng)了控制器的作用，所以對于控制算法的設(shè)計與編程是組態(tài)軟件中必不可缺的一部分。常規(guī)控制算法利用組態(tài)軟件，可以實現(xiàn)各類型的pid單回路控制、串

33、級控制、前饋控制、純滯后補(bǔ)償、選擇性控制等。工控監(jiān)控組態(tài)軟件中常用到的控制算法即為pid控制。本節(jié)做以簡要介紹。給定值r與測量值y相比較，得出誤差e=ry，并依據(jù)偏差情況，給出控制作用u。在時間連續(xù)類型，理想pid常用的表示形式為 u =(e+) （2.1）或 u(s)=(1+) e(s) （2.2）式中 kc為控制器比利增益；ti為積分時間；td為微分時間。在上述控制算法中，只包含第一項時，稱為比例作用，只包含第二項時稱為積分作用，只包含第三項時稱為微分作用（但不可單獨使用，因為其不能起到使被控量接近給定值的效果）；只包含第一、二項的是比例積分作用；只包含第一、三項的稱為比例微分作用；三項同

34、時包含的為比例積分微分作用。在離散控制系統(tǒng)中，要把pid控制算式離散化處理，以便實現(xiàn)計算機(jī)控制。離散pid 控制算法可分為三類：位置算法、增量算法、速度算法。對于三種算法的選擇，一方面要考慮執(zhí)行器的形式，另一方面要分析應(yīng)用的方便性。從執(zhí)行器形式來看，位置算法的輸出除非用數(shù)字式控制閥可以直接連接外，一般須經(jīng)d/a轉(zhuǎn)換為模擬量，并通過保持電路，把輸出信號保持到下一采樣周期的輸出信號到來時為止。增量算法的輸出可以通過步進(jìn)電機(jī)等積累機(jī)構(gòu)化為模擬量。而速度算法的輸出需采用積分式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從應(yīng)用方面看，采用增量式手/自動切換比較方便，是因為它可以從手動時的u(k)出發(fā)，直接求取在投入自動運行時應(yīng)采取的增量

35、u(k)，另外這種方法不會產(chǎn)生積分飽和，是因為它求出的是增量即使偏差長期存在，u(k)一次次的輸出，使執(zhí)行器達(dá)到極限位置，但只要e(k)換向，u(k)也隨即換向，輸出立即脫離飽和狀態(tài)19。增量式pid算式見下式。 u(k)=u(k)-u(k-1)=e(k)-e(k-1)+e(k)+e(k)-2e(k-1)+ e(k-2) （2.3） 設(shè) e(k)= e(k)-e(k-1) （2.4） 則 u(k)=e(k)+e(k)+ e(k)-e(k-1) （2.5） 根據(jù)這個式子，將監(jiān)控組態(tài)軟件中的仿真數(shù)字pid程序編寫出來，見附錄示。本文將從單容水箱的特性入手，逐步完成對雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)

36、，所選用的控制策略為單回路和串級控制，控制算法為常規(guī)pid控制。3 雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計液位，作為工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的工藝參數(shù)之一，在各個領(lǐng)域中都有著極其重要的地位，諸如液體儲罐、儲槽、進(jìn)料罐、緩沖罐、水箱等設(shè)備。而對于雙容水箱液位的監(jiān)控有著很多的實際意義，我們可以在其上進(jìn)行諸多控制策略及先進(jìn)控制算法的試驗，然后將成功的經(jīng)驗總結(jié)、應(yīng)用到其他的控制對象上去，這對于節(jié)省能耗、工業(yè)安全性以及自動化的發(fā)展是有著極大的意義的。3.1 建立新工程打開forcecontrol，進(jìn)入工程管理器界面，點擊 “新建”圖標(biāo)如圖3.1(a)，彈出圖3.1(b)示的對話框，點擊“新建”按鈕建項目名稱為“雙容水箱液位

37、監(jiān)控系統(tǒng)”的工程，默認(rèn)生成路徑。(a)(b)圖3.1 建立新工程操作建立好工程后，點擊工具欄中的“開發(fā)”按鈕，進(jìn)入開發(fā)環(huán)境（draw）。3.2 設(shè)備連接及數(shù)據(jù)庫組態(tài)3.2.1 定義外部設(shè)備及數(shù)據(jù)連接項在forcecontrol中，把需要與監(jiān)控組態(tài)軟件之間交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為i/o設(shè)備，包括：智能儀表、plc、只能模塊、opc、dde、變頻器等，這些設(shè)備一般通過串口或以太網(wǎng)等方式與上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；定義了i/o設(shè)備，才能保證forcecontrol數(shù)據(jù)庫與這些i/o設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。由于在本設(shè)計中，建立了仿真設(shè)備和上海萬訊儀表公司的ai-808p智能儀表兩套設(shè)備連接，故將它們分別介紹如下。（1

38、） forcecontrol仿真設(shè)備的建立與連接 (a) (b)圖3.2仿真連接的建立打開開發(fā)環(huán)境draw的工程項目導(dǎo)航欄如圖3.2(a)所示，雙擊“i/o設(shè)備組態(tài)”項出現(xiàn)iomanager如圖3.2(b)所示對話框，在展開的項目中選擇“力控”項雙擊展開，在展開的菜單中選“驅(qū)動仿真”項雙擊，就會彈出“simulator（仿真）”項，雙擊選擇，彈出simulator的設(shè)備配置框如圖3.3示，填入小于8字符的設(shè)備名稱，描述可缺省，下邊的采集方式中，更新周期依i/o設(shè)備而定，不同設(shè)備，配以適合的采集周期。超時時間按系統(tǒng)要求而定。設(shè)備地址必填。通信方式在仿真驅(qū)動中可以不做選擇。單擊“完成”，見有名為“

39、simulate”、描述為“仿真驅(qū)動”的設(shè)備被添加到了iomanager右邊的窗口中。仿真設(shè)備建立成功，關(guān)閉iomanager回到draw環(huán)境。如需改動，則雙擊生成的設(shè)備連接便可以修改。設(shè)備連接需要用到數(shù)據(jù)庫中的點參數(shù)，故將其在下一小節(jié)闡述。圖3.3 設(shè)備配置對話框（2） ai-808p智能儀表設(shè)備的建立與連接基本步驟與仿真設(shè)備建立時大體一致，只在選擇i/o設(shè)備時換做“智能儀表”項，選擇“宇電”中的“工業(yè)調(diào)節(jié)器ai-808p(v4.0)”，進(jìn)行設(shè)備配置。如圖3.4示。配置后，單擊“完成”，iomanager中ai-808p設(shè)備被添入。(a)(b)圖3.4 ai-808p的設(shè)備配置3.2.2 數(shù)

40、據(jù)庫組態(tài)在數(shù)據(jù)庫組態(tài)前，先要對工藝流程進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，選出控制點和監(jiān)測點排列給出，以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)。本系統(tǒng)中所用到的控制變量及檢測變量選列于表3.1中。 表 3.1數(shù)據(jù)庫變量表lt101上水箱液位變量e_ku上水箱液位誤差lt102下水箱液位變量e_kd下水箱液位誤差ft101上水箱入口流量ft201下水箱入口流量ft102上水箱出口流量ft202下水箱出口流量fv101控制閥的控制度fv101r控制閥的真實開度依據(jù)上表進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)，其余用到的變量可根據(jù)實際情況要求定義成中間變量、間接變量或中間窗口變量。中間變量的作用范圍為整個應(yīng)用程序，可以被任意窗口引用，它是一種中間臨時變量，沒有自己

41、的數(shù)據(jù)源，因而適用于在整個應(yīng)用程序中為全局性變量、需要全局引用的計算保存臨時結(jié)果，而不能保存歷史趨勢。窗口中間變量的作用域僅限于應(yīng)用程序的一個窗口，在一個窗口內(nèi)創(chuàng)建的窗口中間變量，在其他的窗口是不可引用的，它沒有自己的數(shù)據(jù)源，通常用于在一個窗口內(nèi)保存臨時結(jié)果。將數(shù)據(jù)庫組態(tài)詳細(xì)闡述如下：（1） 在工程項目導(dǎo)航欄中選擇“數(shù)據(jù)庫組態(tài)”啟動dbmanager（如果沒有出現(xiàn)導(dǎo)航欄，激活draw菜單命令“查看/工程項目導(dǎo)航欄”）。圖3.5 dbmanager窗口（2）啟動dbmanager后出現(xiàn)如圖3.5示的dbmanager主窗口。單擊菜單條的“點”選項選擇新建或雙擊單元格，出現(xiàn)“請指定區(qū)域、點類型”向

42、導(dǎo)對話框選擇“模擬i/o點”，然后雙擊該點類型，出現(xiàn)圖3.6示對話框，在“點名（name）” 輸入“l(fā)t101”。按圖3.6進(jìn)行配置，單擊“確定”返回，在點名單元格中便增加了一個點名為“l(fā)t101”,點說明為“上水箱液位”的點。圖3.6 點的建立依此法，建立所有的模擬點和數(shù)字點，建立后的數(shù)據(jù)庫變量如圖3.7所示。圖3.7 建立好的數(shù)據(jù)庫點及其i/o連接和歷史參數(shù)（3） i/o連接、歷史參數(shù)及報警參數(shù)配置數(shù)據(jù)庫組態(tài)完成后，前面建立一個名為“simulate”和一個“ai-808p”的設(shè)備?，F(xiàn)在的問題是如何將創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)庫點與這兩個設(shè)備中的數(shù)據(jù)項連接起來以使這些點的pv值能給入當(dāng)前數(shù)據(jù)，這就是上一

43、小節(jié)遺留的數(shù)據(jù)連接工作。具體完成操作如下：雙擊dbmanager中“%iolinki/o連接”,彈出圖3.8(a)所示對話框，選擇數(shù)據(jù)連接項，然后在“設(shè)備”里選擇“simulate”，單擊 “增加”按鈕，出現(xiàn)圖3.8(b)所示對話框： （a） (b)圖3.8數(shù)據(jù)連接寄存器地址，設(shè)置成0x0000，寄存器地址有唯一性，不能與其他同類型寄存器數(shù)據(jù)的地址重復(fù)。最大值和最小值的設(shè)置依據(jù)水位信號的量程而定，為0-40cm。配置完成后點擊“確認(rèn)”按鈕完成設(shè)置。在pv參數(shù)一行會顯示“紅色勾號”并有連接信息，說明連接成功。以此法，將所有需要連接的點進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。對需要進(jìn)行歷史參數(shù)保存的點進(jìn)行歷史參數(shù)的配置。點

44、擊dbmanager中的“%his歷史參數(shù)”，依舊是3.8(a)圖，但要點擊“歷史參數(shù)”選項，如圖3.9。圖3.9 歷史參數(shù)連接對于需要配置的點，可以選擇數(shù)據(jù)變化保存或數(shù)據(jù)定時保存，這里選擇以變化率為1.00%的精度進(jìn)行數(shù)據(jù)變化保存，單擊確定后可以看出點lt101的pv值已經(jīng)建立了歷史數(shù)據(jù)連接。依此法建立其他點的歷史參數(shù)。歷史參數(shù)是很有用的，它直接關(guān)系到實時曲線和歷史曲線能否正常連接，所以必須將其配置好。報警參數(shù)配置主要用于監(jiān)控組態(tài)軟件的報警功能，包含超限、偏差、變化率三種報警觸發(fā)方式，其他時間參數(shù)由工藝決定。具體做法是，將“報警參數(shù)”下 “報警開關(guān)（almenab）”選中，將欲選擇的報警觸發(fā)

45、方式及限制配置好即可。以便與報警控件相關(guān)聯(lián)。如圖3.10所示。圖3.10 報警參數(shù)設(shè)置3.3 雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)畫面完成了數(shù)據(jù)庫組態(tài)及i/o連接后，重新回到開發(fā)環(huán)境draw中來，進(jìn)行畫面的組態(tài)。所有的監(jiān)控組態(tài)軟件系統(tǒng)，必不可缺的畫面有：工藝流程圖、趨勢曲線（實時曲線、歷史曲線）、報表、報警、儀表盤等。在做組態(tài)畫面時，這些都要進(jìn)行組態(tài)。forcecontrol的對象有很多類型，諸如：普通圖元、復(fù)合組件、后臺組件、標(biāo)準(zhǔn)activex控件以及智能單元對象。進(jìn)行畫面組態(tài)前，forcecontrol開發(fā)環(huán)境draw中關(guān)于圖形對象的一些基本概念，在第二章我們已經(jīng)做了介紹，這里只對幾個問題做以闡述。

46、在我們進(jìn)行畫面組態(tài)工作時，這些對象中的大多細(xì)節(jié)都會用到。依據(jù)前章節(jié)擬定方案，進(jìn)行工程開發(fā)畫面組態(tài)。3.3.1 依據(jù)工藝流程和控制方案建立流程圖畫面在開發(fā)系統(tǒng)窗口draw中，雙擊工程窗口中樹形菜單中的窗口項，彈出對話框，如圖3.11所示，建立名“工程界面”的窗口，屬性默認(rèn)，背景色自己給定，保存。建立好之后會在 “工程項目”樹形菜單“窗口”下拉菜單顯示新建窗口名，并將圖形繪畫開發(fā)窗口呈現(xiàn)給用戶，在此開始進(jìn)行畫面組態(tài)。圖3.11 窗口新建示步驟根據(jù)具體的工藝流程，給出雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)的控制方塊圖如圖3.12所示。圖3.12 雙容水箱液位監(jiān)控系統(tǒng)方塊圖依此圖，在“工程界面”窗口中命令操作區(qū)的“選擇

47、圖庫”項選擇合適的圖元諸如，泵、化工單元、儲罐、管道等等，若無滿意的圖元，可在“工具箱”尋找或手動繪制，如：按鈕、多邊形、立體管道、文本等。所有需要的圖元具備后，將它們按設(shè)計好的流程圖“搭建組裝”起來，并在細(xì)微處加以修飾潤色，構(gòu)成完整的工藝流程畫面，這是良好人機(jī)接口的重要部分。所有在畫面組態(tài)區(qū)域中出現(xiàn)的對象，我們都可以通過第二章提及的屬性修改方法對它們的屬性（如對象名、背景色、填充色、圖層、顯示風(fēng)格等）進(jìn)行修改，達(dá)到滿意效果。畫面組態(tài)的過程如圖3.13所示。運行的組態(tài)畫面如圖3.14所示。在一個窗口中的所有對象可以通過選擇“工程項目”工具欄查看，點擊“窗口”將其展開，選擇要查看的窗口雙擊，再單

48、擊展開，所有其包含的對象及其命名都顯示出來。這對于要對對象進(jìn)行操作時很有用，例如對趨勢曲線的操作。(a)(b)圖3.13 組態(tài)畫面的建立圖3.14 運行后的組態(tài)畫面3.3.2 趨勢曲線畫面的組態(tài)（1） 實時監(jiān)控曲線畫面組態(tài)依然是在開發(fā)系統(tǒng)draw環(huán)境下，與建立“工程界面”方法一致，只在窗口命名時命做“實時監(jiān)控曲線”，保存窗口。在“實時監(jiān)控曲線”窗口中，打開“工程項目”欄，雙擊在下方的“復(fù)合組件”選項便打開包含有windows控件、曲線、曲線模板、報表、報警、事件等內(nèi)容的庫。選擇“曲線”，“精靈圖庫”便打開了，拖動“趨勢曲線”至組態(tài)窗口中，模板便完成了，如圖3.15所示。圖3.15 實時曲線模板

49、的建立接下來是對趨勢曲線的屬性配置。雙擊曲線模板，彈出“屬性”對話框，自上而下配置，“曲線類型”欄選擇“實時趨勢”，“數(shù)據(jù)源”欄選擇“系統(tǒng)”。“曲線”中的“畫筆”欄，在“名稱”欄填入“上水箱液位曲線”，后點擊“變量”欄邊上的“？”可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫變量及其點參數(shù)的選擇，也可以手動填寫。“低/高限”以實際情況配置，曲線屬性依個人而定?！皶r間”欄需要注意的是，可進(jìn)行配置的只有“顯示格式”、“時間長度”以及“采樣間隔”。 由于是“實時曲線”，所以不能對“開始時間”進(jìn)行配置。配置完畢后點擊“增加”按鈕，曲線添入上方空欄中，單擊下方“確定”保存設(shè)置，如欲修改，可再雙擊曲線模板，重新進(jìn)行配置。實時曲線屬性配置參

50、見圖3.16所示。對實時趨勢曲線窗口進(jìn)行修飾潤色后得到圖3.17所示的實時監(jiān)控曲線畫面。圖 3.16 實時曲線屬性配置圖3.17運行中的實時趨勢監(jiān)控曲線（2） 歷史監(jiān)控曲線畫面組態(tài)仿照實時曲線的建立方法步驟建立歷史曲線，不同處在于，“曲線類型”欄選擇“歷史趨勢”而“時間”選項中的“開始時間”可選而且必須設(shè)置，它直接關(guān)系到歷史趨勢的存儲起始時間。其余選項參見“實時趨勢”的設(shè)置。配置好的歷史趨勢曲線監(jiān)控畫面如圖3.18所示。圖3.18 運行中的歷史趨勢監(jiān)控曲線值得注意的是，無論是“歷史趨勢”還是“實時趨勢”，所加變量一定要完成了歷史參數(shù)的連接（這個問題我們在數(shù)據(jù)庫組態(tài)一節(jié)提及過），否則“歷史趨勢”

51、不會呈現(xiàn)任何曲線，“實時趨勢”的曲線也只能顯示當(dāng)前時刻開始的曲線，一旦發(fā)生窗口切換或關(guān)閉后重開便不再存在了。3.3.3 報表組態(tài)報表，是監(jiān)控組態(tài)軟件中重要的組成部分之一。一般有歷史報表和專家報表之分。forcecontrol的專家報表是技術(shù)成熟，功能強(qiáng)大的報表組態(tài)工具。能夠解決實際開發(fā)過程中的圖表、報表顯示、輸入、打印輸出等問題的最理想的解決方案。采用專家報表可以極大的減少報表開發(fā)工作量，改善報表的人機(jī)界面，提高組態(tài)效率?？梢愿斓倪M(jìn)行編輯。專家報表提供類似excel的電子表格功能，可實現(xiàn)形式更為復(fù)雜的報表格式，它的目的是提供一個方便、靈活、高效的報表設(shè)計系統(tǒng)。將報表組態(tài)步驟詳述如下：首當(dāng)注意

52、的是，如果需要報表中顯示數(shù)據(jù)的歷史記錄值，在進(jìn)行報表組態(tài)前要檢查數(shù)據(jù)庫組態(tài)中的相關(guān)點參數(shù)是否連接了“歷史連接”，這一點我們在前述章節(jié)有所提及。然后，在開發(fā)系統(tǒng)draw下建立“專家報表窗口”在窗口“工具箱”或“工程項目”中找到“組件”下屬的“專家報表”，拖到開發(fā)窗口中。如圖3.19所示。圖3.19 專家報表窗口雙擊表格，彈出報表的“屬性”設(shè)置對話框，我們選擇建立“力控數(shù)據(jù)庫報表向?qū)А保瑔螕粝乱徊?，將“表格外觀”、“報表制定”、“時間設(shè)置”基本屬性依工程要求設(shè)置好，最后到“選擇數(shù)據(jù)源變量”一步時，將要在報表中顯示的數(shù)據(jù)變量添加進(jìn)去并依數(shù)據(jù)的重要性給以排序，單擊完成便設(shè)置成功了，具體做法參見圖3.2

53、0(a)、(b)。組態(tài)完畢后并運行起來的專家報表如圖3.21所示。該表中設(shè)有三個顯示變量，為日報表，表中的“-9999.00”表示無效數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)默認(rèn)值，可更改。(a)(b)圖3.20 報表屬性設(shè)置圖3.21 運行中的專家報表3.3.4 報警窗口的建立與設(shè)置報警，也是監(jiān)控組態(tài)軟件的不可缺少的部分，利用報警功能可以顯示現(xiàn)場出現(xiàn)的問題及故障等，提示操作人員引以注意或檢修。forcecontrol提供三種報警控件的組態(tài)方法，并且具有語音報警功能。這里以一例進(jìn)行詳述如下：首先，要實現(xiàn)報警功能，必須將相關(guān)數(shù)據(jù)點參數(shù)在數(shù)據(jù)庫組態(tài)時進(jìn)行“報警參數(shù)設(shè)置”，這一點前面已經(jīng)提及，這里不再贅述。其次，在開發(fā)系統(tǒng)dr

54、aw中建立報警窗口，并在“工具箱”中找到“復(fù)合組件”中的 “報警”組件拖出，雙擊彈出屬性配置對話框，將其配置完畢后，確定關(guān)閉。如圖3.22(a)示，運行中的報警控件見圖3.22(b)。(a)(b)圖3.22 報警控件配置及運行效果3.3.5 動畫連接forcecontrol是面向?qū)ο蟮谋O(jiān)控組態(tài)軟件，所以，每一個對象的動作都與相應(yīng)的變量、函數(shù)或腳本關(guān)聯(lián)，每一個變量、函數(shù)或腳本也必須關(guān)聯(lián)相應(yīng)的對象。所以要想實現(xiàn)forcecontrol監(jiān)控組態(tài)軟件的動畫效果，必需要將數(shù)據(jù)庫組態(tài)或變量、腳本與對象關(guān)聯(lián)上。工程界面窗口的組態(tài)畫面完成后，我們要對其中對象進(jìn)行動畫的連接。在本設(shè)計中要實現(xiàn)動畫功能是：（1）初

55、始進(jìn)入窗口時，系統(tǒng)呈手動狀態(tài)，操作人員可進(jìn)行手動開/關(guān)泵、調(diào)節(jié)閥、對儀表參數(shù)整定、m/a/cas切換、控制回路切換以及組態(tài)畫面上方一排按鈕中的所有功能。（2）打開水泵開關(guān)及調(diào)節(jié)閥后，可以實現(xiàn)管道中流體流動、水位依流量大小做增減填充、觀察實時/歷史趨勢曲線、報表操作、觀察事件及報警。圖3.23 動畫連接對話框（3）投入自動或串級控制后，可以將水位維持在給定值的允許誤差范圍內(nèi)。依據(jù)上述的動作要求，依次將要求有動畫的對象進(jìn)行動畫連接。動畫連接的方法有兩種，一是在“屬性”窗口中選擇，一種是雙擊對象后自動產(chǎn)生對話框，兩種方法是一致的都會彈出圖3.23所示的動畫連接對話框。圖中劃分了五個區(qū)域，分別為“鼠標(biāo)

56、相關(guān)動作”、“顏色相關(guān)動作”、“尺寸旋轉(zhuǎn)移動”、“數(shù)值輸入顯示”及 “雜項”，這些動畫類別本設(shè)計中大都有用到，這里舉例介紹：（1） “鼠標(biāo)相關(guān)動作”，包含“拖動”（下分垂直、水平拖動）和“觸敏動作”（下分窗口顯示、左鍵動作、右鍵動作、信息提示）?！巴蟿印边B接使對象的位置與變量數(shù)值相連接，在系統(tǒng)運行時，當(dāng)對象被鼠標(biāo)選中或拖動時，動作觸發(fā)； “觸敏動作”則是系統(tǒng)運行時點擊或?qū)⑹髽?biāo)放置在對象上，動作觸發(fā)。以“垂直拖動”和左鍵動作為例。垂直拖動：首先要確定拖動距離，以像素表示，可以畫一條參考豎線，上下兩端點作為拖動的首末端，在工具箱狀態(tài)區(qū)域中記下其長度及坐標(biāo)。其次選取或建立拖動對象，使對象與參考端對齊放置。再次，單擊“動畫連接”對話框中“垂直”彈出圖3.24所示對話框，將變量關(guān)聯(lián)，并配以拖動的數(shù)值參數(shù)（上述記下的長度和坐標(biāo)）。單擊確定完成。圖3.24 垂直拖動的連接對話框左鍵動作：選取對象（這里選擇一個“增強(qiáng)型按鈕”）并雙擊，彈出“動畫連接”對話框，單擊“左鍵動作”彈出鼠標(biāo)動作的“腳本編輯器”，“腳本編輯器”中一次為“按下鼠標(biāo)”、“鼠標(biāo)按著周期執(zhí)行”以及“