組態(tài)王.開發(fā)單回路液位控制系統(tǒng)指導書.doc

1、組態(tài)王6。5開發(fā)單回路液位控制系統(tǒng)指導書本指導書，覆蓋了“組態(tài)王”軟件大部分基本功能。學完本教程,將能夠建立一個功能齊全、可實際使用的上位機監(jiān)控系統(tǒng)，結合實驗室過程控制裝置方便的開發(fā)出單回路液位控制系統(tǒng)。本課程包括如下功能:* 使用工程瀏覽器 建立新項目* 繪制畫面* 使用圖庫和控件 構造數(shù)據(jù)庫* 和下位機通訊* 產(chǎn)生動畫效果* 查看趨勢曲線* 設計自定義報表 系統(tǒng)安全防范按以上步驟對一個單回路控制系統(tǒng)的模型進行組態(tài),建立一個液位高度監(jiān)控中心。完成后的組態(tài)將具有操作按鈕、趨勢曲線和數(shù)據(jù)報表。下圖是供參考的組態(tài)畫面:圖1 單回路控制系統(tǒng)第一章 基礎知識了解組態(tài)王軟件使用: ·了解組態(tài)王

2、軟件的整體結構·了解組態(tài)王的工件方式·了解建立應用程序的一般過程 組態(tài)王軟件的結構“組態(tài)王”是運行于Win2000/WinNT4.0(補丁6）/Win XP中文平臺的全中文界面的組態(tài)軟件,采用了多線程、COM組件等新技術，實現(xiàn)了實時多任務,軟件運行穩(wěn)定可靠。組態(tài)王具有一個集成開發(fā)環(huán)境“組態(tài)王工程瀏覽器”，在其中您可以查看工程的各個組成部分,也可以完成構造數(shù)據(jù)庫、定義外部設備等工作。畫面的開發(fā)和運行由工程瀏覽器調用畫面制作系統(tǒng)MAKE和畫面運行系統(tǒng)VIEW來完成的.MAKE是應用程序的開發(fā)環(huán)境.您需要在這個環(huán)境中完成設計畫面、動畫連接等工作。MAKE具有先進完善的圖形生成功能

3、;數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡單的操作辦法.VIEW是“組態(tài)王"軟件的實時運行環(huán)境，在MAKE中建立的圖形畫面只有在VIEW中才能運行.VIEW從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù)文件.組態(tài)王怎樣和下位機通訊“組態(tài)王"把第一臺下位機看作是外部設備,在開發(fā)過程中您可以根據(jù)“設備配置向導”的提示一步步完成連接過程.在運行期間，組態(tài)王通過驅動程序和這些外部設備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)

4、和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。每一個驅動程序都是一個COM對象,這種方式使通訊程序和組態(tài)王構成一個完整的系統(tǒng),既保證了運行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達到很大的規(guī)模。怎樣產(chǎn)生動畫效果 開發(fā)者在MAKE中制作的畫面都是靜態(tài)的，那么它們如何以動畫方式反映工業(yè)現(xiàn)場的狀況呢？這需要通過實時數(shù)據(jù)庫，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量才是與現(xiàn)場狀況同步變化的.數(shù)據(jù)庫變量的變化又如何導致畫面的動畫效果呢？通過“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關系。這樣，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當它們發(fā)生變化時，通過驅動程序,將引起實時數(shù)據(jù)庫中變量的變化,如果畫面上有一個圖素，比如指針，您規(guī)定了它的偏轉角度與這個變量相關,

5、您就會看到指針隨工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的變化而同步偏轉。動畫連接的引入是設計人機接口的一次突破，它把程序員從重復的圖形編程中解放出來,提供了標準的工業(yè)控制圖形界面，并且有可編程的命令語言連接來增強圖形界面的功能。 制作一個工程的五個步驟1。設計圖形界面（定義畫面）個人收集整理，勿做商業(yè)用途文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡2。定義設備3。構造數(shù)據(jù)庫(定義變量）4.建立動畫連接 5。運行和調試需要說明的是，這五個步驟并不是完全獨立的，事實上，常常是交錯進行的。在用MAKE構造應用程序之前，要仔細規(guī)劃項目，主要考慮三方面問題:圖形 用怎樣的圖形畫面來模擬實際的工業(yè)現(xiàn)場的相應的工控設備?用組態(tài)王系統(tǒng)開發(fā)的應用程序

6、是以“畫面”為程序單位的，每一個“畫面”對應于程序實際運行時的一個Windows窗口。數(shù)據(jù) 怎樣用數(shù)據(jù)描述工控對象的各種屬性？也就是創(chuàng)建一個實時數(shù)據(jù)庫，用此數(shù)據(jù)庫中的變量來反映工控對象的各種屬性，比如“電源開關”。在規(guī)劃中可能還要為臨時變量預留空間. 動畫 數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關系是什么?也就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現(xiàn)場設備的運行,以及怎樣讓操作者輸入控制設備的指令。第二章 新建工程開始一個新項目 ·理解項目的含義 ·練習使用工程瀏覽器 ·開始建立一個新項目 項目的含義 在“組態(tài)王”中開發(fā)的每一個應用系統(tǒng)稱為一個項目，每個項目必須在一個獨立的目錄中

7、，不同的項目不能共用一個目錄。項目目錄也稱為工程路徑。在每個工程路徑下，組態(tài)王為此項目生成了一些重要的數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件一般是不允許修改的。 項目簡介通過本教程的學習，應能建立一個液位高度的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心從現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，并以動畫方式直觀地顯示在監(jiān)控畫面上。監(jiān)控畫面還將顯示實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線并提供查詢歷史數(shù)據(jù)的功能.最后完成一個數(shù)據(jù)統(tǒng)計的報表。為了不局限于是具體的下位機系統(tǒng)，本教程建立的項目采用了仿真驅動程序。仿真驅動程序類似于實際的驅動程序,但能夠模擬下位機自動產(chǎn)生數(shù)據(jù)并提供給組態(tài)王。對于實際的下位機系統(tǒng)，可參考驅動程序聯(lián)機幫助來設置驅動程序。 建立新工程啟動“組態(tài)王"

8、;工程管理器，選擇菜單“文件新建工程”或單擊“新建”按鈕，彈出如圖2示：單擊“下一步"繼續(xù).彈出“新建工程向導之二對話框”，在工程路徑文本框中輸入一個有效的工程路徑,或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向導之三對話框”，在工程名稱文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時將被作為當前工程的路徑名稱。在工程描述文本框中輸入對該工程的描述文字。單擊“完成”完成工程的新建.系統(tǒng)會彈出對話框,詢問用戶是否將新建工程設為當前工程，可根據(jù)需要進行選擇.此時雙擊新建的工程，依次點“忽略”“確定"即可進入“工程瀏覽器”。注意：要執(zhí)行

9、某一工程時,必須將其設為當前工程！圖2 新建工程畫面使用工程瀏覽器工程瀏覽器是組態(tài)王的集成開發(fā)環(huán)境。在這里你可以看到工程的各個組成部分，包括畫面、數(shù)據(jù)庫、外部設備、系統(tǒng)配置等，它們以樹形結構表示。工程瀏覽器的使用和Windows中的資源管理器類似，為工程的管理提供了方便高效的手段。組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)內嵌于組態(tài)王工程瀏覽器，又稱為畫面開發(fā)系統(tǒng)，是應用程序的集成開發(fā)環(huán)境,工程人員在這個環(huán)境里進行系統(tǒng)開發(fā)。圖3 工程瀏覽器第三章 設計畫面·學習工具箱的使用 ·學習調色板的使用 ·掌握圖庫的使用方法 建立新畫面在工程瀏覽器中左側的樹形視圖中選擇選擇“畫面",在右側視

10、圖中雙擊“新建”。工程瀏覽器將運行組態(tài)王開發(fā)環(huán)境MAKE，彈出如下對話框。在“新畫面”對話框中設置如下圖，在對話框中單擊“確定”。MAKE將按照你指定的風格產(chǎn)生一幅名為“單回路控制系統(tǒng)”的畫面。 圖4 建立新畫面使用圖形工具箱 接下來在此畫面中繪制各圖素.繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內.當畫面打開時，工具箱自動顯示，如果工具箱沒有出現(xiàn)，按F10鍵打開它。首先繪制監(jiān)控對象“水箱”：在工具箱內單擊圓角矩形工具,在畫面上繪制一個矩形作為下水箱.用同樣的方法繪制儲水箱和上水箱。在工具箱內單擊“立體管道”工具，繪制管道.在工具箱內單擊文本工具，輸入文字.要改變文字的字體、字號,請先選中文本對象

11、，然后在工具箱內選擇“ABC”圖標。選擇菜單“圖庫刻度",在圖庫窗口中雙擊一種豎向的刻度.在畫面上單擊鼠標左鍵,刻度將出現(xiàn)在畫面上.可以縮放、移動它，如同普通圖素一樣。在調整圖形對象的相對位置時，幾種對齊工具可能經(jīng)常會用到.首先選中所有需要對齊的圖形對象，然后在工具箱中單擊所需的對齊工具即可.最后，繪制的畫面如首頁圖A.選擇菜單“文件全部存",保存你的工作成果。 第四章 定義外部設備和數(shù)據(jù)庫·掌握外部設備的定義方法 ·學習定義變量的方法 定義外部設備組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設備或程序都作為外部設備。外部設備包括:下位機（PLC、儀表、板卡等)，它們

12、一般通過串行口和上位機交流數(shù)據(jù)；其他 Windows 應用程序，它們之間一般通過 DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設備還包括網(wǎng)絡上的其他計算機.只有在定義了外部設備之后,組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。為方便你定義外部設備組態(tài)王設計了“設備配置向導”引導你完成設備的連接.如圖5示。本課設中使用仿真PLC和組態(tài)王通信。仿真PLC可以模擬PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。假設仿真PLC連接在計算機的COM1口。在組態(tài)王工程瀏覽器的左側選中“ COM1”，在右側雙擊“新建",運行“設備配置向導”。選擇“仿真PLC”的“串行”項，單擊“下一步”;為外部設備取一個名稱,輸入“PLC1”,單擊“下一步&qu

13、ot;；為設備選擇連接串口，假設為COM1,單擊“下一步”；填寫設備地址,假設為1，單擊“下一步”；請檢查各項設置是否正確，確認無誤后，單擊“完成"。設備定義完成后，你可以在工程瀏覽器的右側看到新建的外部設備“PLC1”。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，你只要把IO變量連接到這臺設備上,它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。圖5 外部設備定義數(shù)據(jù)庫的作用 數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”最核心的部分.在VIEW運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上,操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié),所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。定義變量的方法 將要建立的“監(jiān)控

14、中心"，需要從下位機采集下水箱液位高度的變化，所以需要在數(shù)據(jù)庫中定義這個變量。因為該數(shù)據(jù)是通過驅動程序采集到的,所以三個變量的類型都是I/O實型變量。這個變量名為“下水箱液位高度”,定義方法如下：在工程瀏覽器的左側選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側雙擊“新建”，彈出“變量屬性”對話框;對話框設置為如圖6：設置完成后,單擊“確定”。用類似的方法建立其他變量。 圖6 變量定義變量的類型 數(shù)據(jù)庫中存放的是制作應用系統(tǒng)時定義的變量以及系統(tǒng)預定義的變量。變量可以分為基本類型和特殊類型兩大類。基本類型的變量又分為“內存變量”和“I/O變量”兩類?！癐/O變量”指的是需要“組態(tài)王” 和其它應用程序（包括I/

15、O服務程序）交換數(shù)據(jù)的變量.這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動態(tài)的，就是說:在“組態(tài)王”系統(tǒng)運行過程中，每當I/O變量的值改變時，該值就會自動寫入遠程應用程序；每當遠程應用程序中的值改變時，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會自動更新.所以，那些從下位機采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機的指令，比如“下水箱液位"、“閥門開度"等變量,都需要設置成“I/O變量”.那些不需要和其它應用程序交換只在“組態(tài)王"內需要的變量,比如計算過程的中間變量,就可以設置成“內存變量”.基本類型的變量也可以按照數(shù)據(jù)類型分為離散型、模擬型、長整數(shù)型和字符串型。內存離散變量、I/O離散變量：類似一般程序設計語言中的

16、布爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關量。內存實型變量、I/O實型變量：類似一般程序設計語言中的浮點型變量,用于表示浮點數(shù)據(jù)，取值范圍10E-38至10E+38，有效值7位。內存整型變量、I/O整型變量：類似一般程序設計語言中的有符號長整數(shù)型變量,用于表示帶符號的整型數(shù)據(jù)，取值范圍 -2147483648至2147483647。內存字符串型變量、I/O字符串型變量：類似一般程序設計語言中的字符串變量，用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱,密碼等,該類型變量可以進行比較運算和賦值運算。特殊變量類型有報警窗口變量、報警組變量、歷史趨勢曲線變量、時間變量四種.這幾種特殊類型的變

17、量正是體現(xiàn)了“組態(tài)王”系統(tǒng)面向工控軟件、自動生成人機接口的特色.如下圖就是定義與其它應用程序交換數(shù)據(jù)的變量ai的界面：個人收集整理，勿做商業(yè)用途文檔為個人收集整理,來源于網(wǎng)絡圖7 變量屬性設置第五章 動畫設計·理解動畫連接的概念 ·掌握定義動畫連接的方法 動畫連接的作用在第一節(jié)課我們已經(jīng)講過,所謂“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關系。我們即將建立的“監(jiān)控中心”，需要畫面上的上水箱、下水箱和儲水箱（矩形框對象)能反映 “下水箱液位”等變量值的變化，這樣，對于操作者來說，他就能看到一個操作現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)控畫面，這正是本課程的目標。接下來為上水箱、下水箱和儲水箱三個

18、圖素建立動畫連接。建立動畫連接在畫面上雙擊圖形對象“下水箱"，彈出“動畫連接”對話框.單擊“填充”按鈕，彈出“填充連接"對話框，對話框設置如圖8.注意填充方向和填充色的選擇。單擊“確定"。單擊“動畫連接”對話框的“確定”。用同樣的方法設置“上水箱”和“儲水箱”的動畫連接。建議在設置“儲水箱”的動畫連接時將“填充方向"改為“由上向下填充"。圖8 動畫連接作為一個實際上可用的監(jiān)控程序，可能操作者仍需要知道液面的準確高度，而不僅僅是設置刻度。這個功能由“模擬值輸出”動畫來實現(xiàn)。在工具箱中選用文本工具，在“閥門開度"矩形框的中部輸入字符串“#

19、", 畫面如圖9。這個字符串的內容是任意的，比如你可以輸入“液位”,當畫面程序實際運行時,字符串的內容將被你需要輸出的模擬值所取代。雙擊文本對象“#”，彈出“動畫連接"對話框。單擊“模擬值輸出”，彈出“模擬值輸出連接"對話框，對話框設置如圖 9。在此處，“表達式”是要輸出的變量的名稱。輸出格式可以隨意更改，它們與字符串“#”的長短無關。單擊“確定"。單擊“動畫連接"對話框的“確定”,完成設置.同樣的方法,為另兩個字符串建立“模擬值輸出”動畫連接，連接的表達式分別為對應的變量。圖9 文本動畫連接選擇MAKE菜單“文件全部存”。只有保存畫面上的改變

20、以后，在VIEW中才能看到你的工作成果。啟動畫面運行程序VIEW 。VIEW啟動后，選擇菜單“畫面打開"，在彈出的對話框中選擇“監(jiān)控中心”。運行畫面如下：圖10 動畫連接結果第六章 趨勢曲線設計·了解趨勢曲線的作用 ·掌握實時趨勢曲線的設置方法 趨勢曲線的作用 趨勢曲線用來反應數(shù)據(jù)變量隨時間的變化情況.趨勢曲線有兩種：實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。這兩種曲線外形都類似于坐標紙，X軸代表時間,Y軸代表變量值。所不同的是，在畫面程序運行時，實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動,以快速反應變量的新變化,但是不能隨時間軸“回卷”，不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù);歷史趨勢曲線可以完成歷史數(shù)

21、據(jù)的查看工作，但它不會自動卷動,而需要通過命令語言來輔助實現(xiàn)查閱功能。一個畫面中可定義數(shù)量不限的趨勢曲線,在同一個趨勢曲線中最多可同時顯示四個變量的變化情況。 設置實時趨勢曲線激活畫面制作系統(tǒng)MAKE,在工具箱中選用“實時趨勢曲線"工具,然后在畫面上繪制趨勢曲線.為了讓操作者使用方便,應對趨勢曲線上的曲線進行標注，說明各種顏色的曲線所代表的變量。雙擊此實時趨勢曲線對象，彈出“實時趨勢曲線對象"對話框,對話框設置如下圖:圖11 趨勢曲線畫面選擇菜單“文件/全部存”，保存你的工作成果。激活畫面運行程序VIEW，畫面效果如下 ：圖12趨勢曲線組態(tài)結果第七章 控件實驗 ·

22、了解組態(tài)王的控件 ·在組態(tài)王中使用控件 ·學習歷史趨勢曲線的使用方法 ·建立命令語言文本 什么是控件控件采用ActiveX技術，可以作為一個相對獨立的程序單位被應用程序所使用?？丶慕涌谑菢藴实?，因此，滿足這些接口的任何控件，包括其他軟件供應商開發(fā)的控件，都可以被組態(tài)王支持這些控件極大地擴充了組態(tài)王系統(tǒng)的功能。使用趨勢曲線控件 趨勢曲線是組態(tài)王提供的一類控件，包括溫控曲線、XY曲線、柱狀圖/餅圖等。本節(jié)將建立一個新畫面，利用歷史趨勢曲線顯示水箱液位的數(shù)值變化。歷史曲線的作用對于一個實際可用的系統(tǒng)來說，一幅畫面常常是不夠的.組態(tài)王允許你建立畫面數(shù)目不限的復雜程序。新

23、建一幅畫面，畫面的設置與前面相同,這里不再重復。繪制歷史趨勢曲線 在工具箱內點擊 “插入通用控件”，選擇其中倒數(shù)第三個“歷史趨勢曲線”即可在畫面中繪制歷史曲線。右鍵單擊該控件，選擇“控件屬性",彈出“屬性”對話框，如下示,對話框包括“曲線”和“坐標系”兩部分。在“曲線"中點擊“增加”可添加需要的變量，“坐標系”可使用默認值，單擊對話框的“確定”按鈕。為使趨勢曲線能顯示變量的變化情況，必須先對變量做如下設置：選擇菜單“數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)詞典”,在變量列表中對相應變量進行設置，選中“記錄定義”對話框中“數(shù)據(jù)變化記錄”選擇框，使之有效。單擊“保存"。因為只有在“變量定義”對話

24、框中使變量的“是否記錄”選項有效時，才能在歷史趨勢曲線中顯示此變量的變化情況，這是因為歷史趨勢曲線中的數(shù)據(jù)都取自記錄文件，而數(shù)據(jù)文件只記錄那些“是否記錄”有效的變量。 圖13 歷史曲線第八章 報表設計 ·學習制作報表的方法 ·建立多畫面的應用程序報表的用途歷史數(shù)據(jù)報表用以讀取組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)記錄文件中的變量值。用戶可以把過去一段時間內的歷史數(shù)據(jù)變量取出并生成一個歷史數(shù)據(jù)報表文件.數(shù)據(jù)報表是對生產(chǎn)過程中變量狀態(tài)的記錄和反映，它以一定格式輸出用戶指定的變量值和其他信息，因此，數(shù)據(jù)報表實際上就是一種簡單化的數(shù)據(jù)報表。組態(tài)王提供的數(shù)據(jù)報表類型有兩種·實時數(shù)據(jù)報表：在組態(tài)王運行過程中，實時將當前數(shù)據(jù)變量按指定報表格式生成報表文件。 實時數(shù)據(jù)報表不能對歷史數(shù)據(jù)變量進行報表處理。制作報表 本節(jié)將為水箱液位的變化狀況制作實時報表，報表包括閥門開度op、下水箱液位pv和設定值sv,新建一名為“數(shù)據(jù)報表"畫面,在工具箱中選中“報表窗口”，建立如圖14實時數(shù)據(jù)報表： 同理可制得歷史數(shù)據(jù)報表，兩張表可放在同一畫面或另建一張,由個人喜好決定.生成報表切換到畫面運行環(huán)境VIEW,打開畫面“監(jiān)控中心”，單擊按鈕“數(shù)據(jù)報表”,將打開“數(shù)據(jù)報表”畫面。 建立畫面切換的控制 目前在VIEW中打開畫面的方法是通過菜單“畫面/