組態(tài)軟件控制技術(shù)教程00

組態(tài)軟件控制技術(shù)教程00第一頁，共54頁。課程說明本課程為專業(yè)課程，主要學習計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機組態(tài)技術(shù)，包括畫面繪制、變量建立、動畫組態(tài)、數(shù)據(jù)通訊、報警處理、歷史數(shù)據(jù)處理、報表處理、安全管理、腳步程序編寫等知識。PLC電子技術(shù)C語言程序設(shè)計組態(tài)技術(shù)計算機文化基礎(chǔ)計算機監(jiān)控與運行仿真實訓安裝與運行實訓第二頁，共54頁。計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展情況計算機與常規(guī)控制裝置雙重監(jiān)控方式以常規(guī)控制裝置為主、計算機為輔以計算機為

基礎(chǔ)的監(jiān)控方式取消常規(guī)設(shè)備的全計算機控制方式監(jiān)控方式演變

第三頁，共54頁。計算機只起監(jiān)視、記錄打印、經(jīng)濟運行計算、運行指導(dǎo)等輔助作用，水電站的控制功能仍由常規(guī)控制裝置來完成。對計算機可靠性的要求不是很高，即使計算機發(fā)生故障，水電站的仍可以正常運行，只是局部性能方面有所降低。1、以常規(guī)控制裝置為主、計算機為輔的監(jiān)控方式第四頁，共54頁。兩套控制系統(tǒng)之間可以切換，互為備用，保證系統(tǒng)安全可靠運行。由于需要設(shè)置兩套完整的控制系統(tǒng)，投資比較大；由于兩套系統(tǒng)并存，相互之間要切換，二次接線復(fù)雜，可靠性可能有所降低。2、計算機與常規(guī)控制裝置雙重監(jiān)控方式第五頁，共54頁。常規(guī)控制部分可以大大簡化，平時都采用計算機控制。設(shè)立有機旁控制盤，當計算機監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以就地操作。中控室僅設(shè)置計算機監(jiān)控系統(tǒng)的值班員控制臺。適合對舊電廠的自動化進行改造，是目前主要的監(jiān)控形式。3、以計算機為基礎(chǔ)的監(jiān)控方式第六頁，共54頁。取消了中控室常規(guī)的集中控制設(shè)備，機旁也取消了自動操作盤。不考慮在機組控制單元發(fā)生故障時進行機旁的自動操作。對計算機系統(tǒng)的可靠性提出更高的要求，冗余度也要進一步提高。這種方式投資比較大，比較適合新建電廠的自動化控制，是未來的水電站計算機控制方式的主流。4、取消常規(guī)設(shè)備的計算機監(jiān)控方式第七頁，共54頁。計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)

分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)

二種常見結(jié)構(gòu)形式第八頁，共54頁。計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)第九頁，共54頁。特點：一般是將數(shù)據(jù)全部采集到主計算機進行處理。然后根據(jù)計算機計算結(jié)果，把相關(guān)的控制結(jié)果傳給各個測控點進行控制和調(diào)節(jié)。簡單,較易于實現(xiàn),改造或系統(tǒng)升級比較方便，投資比較低；可靠性不高。一旦主計算機機出現(xiàn)故障，整個控制系統(tǒng)將面臨癱瘓的危險。為了克服對一臺集控機過分依賴的缺點，可以增設(shè)第二臺集控機作為備用，以提高整個系統(tǒng)的可靠性。備用方式一般有三種：

1、冷備用方式：平時主計算機運行，備用計算機不參與生產(chǎn)過程的控制。

2、溫備用方式：主、備用計算機都運行，備用計算機一般只承擔監(jiān)視任務(wù)，當主計算機出現(xiàn)故障時，人為切換到備用計算機。

3、熱備用方式：兩臺計算機是并列運行的，執(zhí)行同樣的程序，雙機可以同時進行操作，互不影響。一臺計算機故障不影響另外一臺計算機的運行，提高了系統(tǒng)的可靠性。第十頁，共54頁。分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)第十一頁，共54頁。地域上控制設(shè)備比較分散，分散于主廠房、中控室、開關(guān)站、閘門控制室等處。各個設(shè)備通過通信相連，從而減少了二次電纜的鋪設(shè)。凡是不涉及全系統(tǒng)性質(zhì)的監(jiān)控功能可安排在較低層實現(xiàn)，提高了響應(yīng)性能，減輕了控制中心的負擔，減少信息傳輸量。系統(tǒng)的局部故障一般不會引起全系統(tǒng)的故障，從而提高系統(tǒng)的可靠性?？梢造`活地適應(yīng)被控制生產(chǎn)過程的變更和擴大，可實施分階段投資，提高了系統(tǒng)的靈活性和經(jīng)濟性。軟件比較復(fù)雜，相互必須協(xié)調(diào)好，否則會使得系統(tǒng)無法正常工作。第十二頁，共54頁。計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)備操作監(jiān)視運行安全監(jiān)視

人機接口功能數(shù)據(jù)采集與處理事故記錄、追憶功能統(tǒng)計計算功能自診斷診斷功能打印報表功能第十三頁，共54頁。數(shù)據(jù)處理功能

對采集的數(shù)據(jù)是否有效進行鑒別，去掉無效數(shù)據(jù)；對有效采集的數(shù)據(jù)進行必要的變換；對采集的模擬量進行越限檢查，越限時產(chǎn)生報警報告并自動記錄；對報警的數(shù)字量產(chǎn)生報警報告并記錄，包括事件順序記錄；根據(jù)監(jiān)控或管理要求對采集的數(shù)據(jù)進行各種計算，包括累加和統(tǒng)計計算，趨勢或梯度分析；將有關(guān)數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)庫，如實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫是將從各個設(shè)備采集并傳來的各種物理量經(jīng)過處理后，進行存放和管理的數(shù)據(jù)庫，以供不同的畫面用于實時顯示、事件處理、歷史操作等。歷史數(shù)據(jù)庫主要包括歷史數(shù)據(jù)和趨勢記錄等，可用保存、顯示、查詢歷史數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成趨勢數(shù)據(jù)。第十四頁，共54頁。運行安全監(jiān)視

全廠數(shù)據(jù)監(jiān)視-如電壓、電流、溫度、壓力等。越復(fù)限監(jiān)視事故順序判別趨勢分析故障、事故狀態(tài)顯示人機接口功能

實時顯示電站內(nèi)各系統(tǒng)的運行狀態(tài)、設(shè)備的動態(tài)操作過程、事故和故障報警、有關(guān)參數(shù)和運行監(jiān)視圖、操作接線圖等畫面，以及趨勢曲線、各一覽表等；通過CRT、鼠標或鍵盤等輸入設(shè)備，向計算機系統(tǒng)發(fā)出電站設(shè)備的監(jiān)控命令；對計算機系統(tǒng)進行各種操作；事故、故障的音響或語音報警；各種記錄、報表、操作票等的打??；提供編輯、軟件開發(fā)和操作員培訓的接口。第十五頁，共54頁。事故記錄、追憶功能能夠記錄系統(tǒng)發(fā)生事故的原因、時間、動作值等信息；能夠根據(jù)設(shè)定的要求，在發(fā)生事故時記錄和事故發(fā)生有關(guān)的相關(guān)量；能夠在事故發(fā)生后，查詢事故發(fā)生的原因、時間、動作值及相關(guān)量，方便用戶分析或查找發(fā)生事故的具體原因；統(tǒng)計計算功能能夠計算和統(tǒng)計每年、每月、每日的發(fā)電量；能夠進行經(jīng)濟運行計算，如每度電耗水量的計算等；能夠統(tǒng)計開停機次數(shù)，每個設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù)等信息；第十六頁，共54頁。打印報表功能能夠根據(jù)用戶要求生成各種表格；能夠進行定時或召喚打印各種表格；自診斷功能能夠?qū)ο到y(tǒng)的運行是否正常運行進行監(jiān)視，當出現(xiàn)故障或異常時，能夠根據(jù)檢測的結(jié)果，給予用戶足夠的信息；能夠在出現(xiàn)問題時，自動進行必要的處理，如雙擊切換、自動切除故障部分，以免影響整個系統(tǒng)的安全運行；第十七頁，共54頁。組態(tài)軟件在計算機監(jiān)控

系統(tǒng)中的地位是指數(shù)據(jù)采集與過程控制一體的專業(yè)軟件，是計算機監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件主要一般分為組態(tài)（設(shè)計）系統(tǒng)和運行系統(tǒng)。第十八頁，共54頁。組態(tài):英文單詞configuration，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動執(zhí)行特定任務(wù)．滿足使用者要求和目的。組態(tài)軟件:也稱人機界面HMI/MMI(HumanMachineInterface/manmachineinterface)，或監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集SCADA(supervisorycontrolanddataacquisition)。第十九頁，共54頁。計算機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件選擇組態(tài)軟件可以選擇專為特定行業(yè)設(shè)計的組態(tài)軟件(如水電廠)通用組態(tài)軟件國電自動化研究院NARIACCess國電自動化研究院NARIECess水科院自動化所H9000四方HSC2000GEiFixWonderware公司InTouch北京亞控組態(tài)王昆侖組態(tài)MCGS西門子公司W(wǎng)inCC第二十頁，共54頁。組態(tài)軟件功能組態(tài)軟件實際上是一個針對計算機控制系統(tǒng)開放的工具軟件，應(yīng)為用戶提供多種通用工具模塊。應(yīng)解決這樣一些問題：采集、控制設(shè)備間進行數(shù)據(jù)交換；使I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)與計算機圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來；處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報表的生成和打印輸出；為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求；最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠；具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。第二十一頁，共54頁。組態(tài)軟件結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫（變量表）畫面趨勢分析模塊歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)管理模塊事件管理模塊（操作等）報警管理模塊腳本語言模塊設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崟r報表模塊歷史數(shù)據(jù)報表模塊用戶權(quán)限管理模塊設(shè)備實時數(shù)據(jù)庫管理模塊統(tǒng)計分析模塊第二十二頁，共54頁。實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫就是變量表，包括：變量名稱、類型、初始值等信息；和設(shè)備數(shù)據(jù)對應(yīng)的關(guān)系；當設(shè)置好實時數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)連接關(guān)系后，系統(tǒng)會自動讀出設(shè)備當前數(shù)據(jù)已更新實時數(shù)據(jù)的值。當用戶寫數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)會自動把數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)的設(shè)備。第二十三頁，共54頁。數(shù)據(jù)流向

示意圖

現(xiàn)場數(shù)據(jù)

I/O設(shè)備設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崟r數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)流1外->內(nèi)

實時數(shù)據(jù)庫

畫面顯示報警模塊等

工作過程畫面報警畫面歷史數(shù)據(jù)畫面……數(shù)據(jù)流2內(nèi)->內(nèi)

控制數(shù)據(jù)

設(shè)備驅(qū)動程序I/O設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)

數(shù)據(jù)流3內(nèi)->外通訊通訊第二十四頁，共54頁。使用組態(tài)軟件開發(fā)步驟1.收集所有I/O點的參數(shù)，填寫表格（表1），以便在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時使用。第二十五頁，共54頁。5.根據(jù)表1，建立實時數(shù)據(jù)庫（變量表），正確組態(tài)各種變量參數(shù)。10.系統(tǒng)投入運行。使用組態(tài)軟件開發(fā)步驟（續(xù)）第二十六頁，共54頁。項目名稱日期時間顯示要求：按圖設(shè)計界面，能夠顯示時間和日期第二十七頁，共54頁。工作步驟1、建立工程文件。7、進行畫面動態(tài)組態(tài)。6、建立實時數(shù)據(jù)庫（變量表）。第二十八頁，共54頁。組態(tài)過程運行第二十九頁，共54頁。項目管理-界面第三十頁，共54頁。項目管理-建、改、刪執(zhí)行【新建】或文件菜單中的【新建工程】新建工程按順序要設(shè)置的參數(shù)：工程文件存放位置工程名稱及工程說明設(shè)置為當前工程改：選擇工程，執(zhí)行【屬性】命令右鍵點擊工程，執(zhí)行【工程屬性】命令刪：選擇工程，執(zhí)行【刪除】命令右鍵點擊工程，執(zhí)行【刪除工程】命令第三十一頁，共54頁。項目管理當前工程的作用：一般情況下只要一個工程能夠進入運行態(tài)，此工程必須設(shè)置成當前工程。右鍵點擊工程，選擇【設(shè)為當前工程】命令文件菜單中的【設(shè)為當前工程】命令編輯工程雙擊工程名稱第三十二頁，共54頁。工程編輯第三十三頁，共54頁。變量變量分為兩大類：內(nèi)存變量和IO變量內(nèi)存變量：不和設(shè)備數(shù)據(jù)進行交換，由用戶或系統(tǒng)負責賦值和進行操作。如果是系統(tǒng)變量，由系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)更新。IO變量：設(shè)備數(shù)據(jù)進行交換，其中有些數(shù)據(jù)只能讀而不能寫等。提示：1.臨時使用的變量不要定義在實時數(shù)據(jù)庫中。

2.實時數(shù)據(jù)庫中的變量為全局變量，可以在任何畫面或程序中使用。第三十四頁，共54頁。變量類型第三十五頁，共54頁。變量名稱$系統(tǒng)變量要求：唯一標識一個應(yīng)用程序中數(shù)據(jù)變量的名字，同一應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)變量不能重名，數(shù)據(jù)變量名區(qū)分大小寫，最長不能超過31個字符。變量名可以是漢字、英文、數(shù)字和下劃線，但是第一個字符不能是數(shù)字。例如：溫度、壓力、液位、var1等均可以作為變量名。組態(tài)王變量名命名規(guī)則：變量名命名時不能與組態(tài)王中現(xiàn)有的變量名、函數(shù)名、關(guān)鍵字、構(gòu)件名稱等相重復(fù)；命名的首字符只能為字符，不能為數(shù)字等非法字符，名稱中間不允許有空格、算術(shù)符號等非法字符存在。第三十六頁，共54頁。系統(tǒng)已經(jīng)存在的變量及類型第三十七頁，共54頁。進入畫面編輯第三十八頁，共54頁。畫面基本屬性設(shè)置第三十九頁，共54頁。工具欄第四十頁，共54頁。組態(tài)過程放置畫面元素顯示和變量連接設(shè)置為啟動畫面運行第四十一頁，共54頁。畫面屬性修改點擊右鍵，選擇【畫面屬性】命令第四十二頁，共54頁。基本操作位置調(diào)整：鼠標拖拽；上下左右方向鍵控制；大小調(diào)整：顏色調(diào)整第四十三頁，共54頁?；静僮魑淖中薷模河益I點擊文字，選擇【字符串替換】命令；刪除：選擇圖形，按【Del】鍵；選擇圖形：鼠標左鍵點擊圖形，只能選中一個圖形；鼠標左鍵+Ctrl鍵，選擇多個圖形；（兵乓效應(yīng)）第四十四頁，共54頁。基本操作復(fù)制、粘貼、剪切：復(fù)制：選中圖形->復(fù)制->粘貼剪切：選中圖形->剪切取消誤操作：【編輯】->【取消】命令第四十五頁，共54頁。動態(tài)(動畫)連接作用：在運行時，能夠根據(jù)用戶的設(shè)定，實時的更改