溫度控制系統(tǒng)開發(fā)教程

溫度控制系統(tǒng)開發(fā)教程前言本教程的目的：本教程是學(xué)習(xí)“組態(tài)王6.5”系列軟件的初級教程，覆蓋了“組態(tài)王6.5”系列軟件的下列將向您講解如何：?建立新工程?繪制畫面?和IO設(shè)備通訊，建立數(shù)據(jù)變量?產(chǎn)生動畫效果?使用圖庫?查看報警事件信息和趨勢曲線?使用報表和自定義報表?使用控件參考手冊：《組態(tài)王6.53使用手冊》《組態(tài)王6.53函數(shù)速查手冊》組態(tài)王軟件的聯(lián)機幫助目錄第一講概述…………………4第二講建立一個新工程……7一、工程管理器二、工程瀏覽器三、定義外部設(shè)備和數(shù)據(jù)變量第三講創(chuàng)建組態(tài)畫面………28一、建立畫面二、動畫連接第四講命令語言……………31一、命令語言二、常用功能第五講趨勢曲線……………36一、實時趨勢曲線二、歷史趨勢曲線第六講控件…………………40第七講報表系統(tǒng)……………43一、實時數(shù)據(jù)報表二、歷史數(shù)據(jù)報表第一講概述概述組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個公司內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于MicrosoftWindowsXP/NT/2023操作系統(tǒng)，用戶可以在公司網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運營系統(tǒng)三部分構(gòu)成。工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對已有工程進行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個工程開發(fā)設(shè)計工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運營系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。運營系統(tǒng)：工程運營界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。本教程重要是基于“溫度控制系統(tǒng)”來講解組態(tài)王工程的開發(fā)，以及與硬件的通訊、控制。組態(tài)王與I/O設(shè)備：組態(tài)王軟件支持與國內(nèi)外常見的PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等通過常規(guī)通訊接口（如串口方式、USB接口方式等）進行數(shù)據(jù)通訊。本例程采用鼎升力創(chuàng)的智能模塊R-8520、R-8065D、R-8036進行講解。組態(tài)王軟件與IO設(shè)備進行通訊一般是通過調(diào)用*.dll動態(tài)庫來實現(xiàn)的。我們無須關(guān)心復(fù)雜的動態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的I/O設(shè)備，并通過變量的定義實現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對用戶來說既簡樸又方便。建立應(yīng)用工程的一般過程：通常情況下，建立一個應(yīng)用工程大體可分為以下幾個環(huán)節(jié)：第一步：創(chuàng)建新工程為工程創(chuàng)建一個目錄用來存放與工程相關(guān)的文獻。第二步：定義硬件設(shè)備并添加工程變量添加工程中需要的硬件設(shè)備和工程中使用的變量，涉及內(nèi)存變量和I/O變量。第三步：制作圖形畫面并定義動畫連接按照實際工程的規(guī)定繪制監(jiān)控畫面并使靜態(tài)畫面隨著過程控制對象產(chǎn)生動態(tài)效果。第四步：編寫命令語言通過腳本程序的編寫以完畢較復(fù)雜的操作控制。第五步：進行運營系統(tǒng)的配置對運營系統(tǒng)、報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)、用戶等進行設(shè)立，是系統(tǒng)完畢用于現(xiàn)場前的必備工作。第六步：保存工程并運營完畢以上環(huán)節(jié)后，一個可以拿到現(xiàn)場運營的工程就制作完畢了。如何得到組態(tài)王的幫助組態(tài)王幫助文檔分組態(tài)王產(chǎn)品幫助文檔和I/O驅(qū)動幫助文檔兩部分，可以通過如下幾種方法打開：方法一：單擊桌面“開始”－“所有程序”－“組態(tài)王6.53”－“組態(tài)王文檔”，此選項中涉及組態(tài)王幫助、組態(tài)王驅(qū)動幫助和使用手冊、命令語言函數(shù)手冊方法二：在工程瀏覽器中單擊“幫助”菜單，此幫助文檔中包含組態(tài)王軟件幫助和驅(qū)動幫助文檔。方法三：在工程瀏覽器中或開發(fā)系統(tǒng)中通過“F1”快捷鍵彈出組態(tài)王軟件幫助文檔。本教程最終實現(xiàn)的功能本教程將具體講解如何開發(fā)一個完整的、實用的溫度過程控制工程。參照本教程，將會對組態(tài)軟件有更深層次的了解，對過程控制的控制思想有更深的體會。第二講建立一個新工程一、工程管理器：1、點擊“開始”---〉“程序”---〉“組態(tài)王6.53”---〉“組態(tài)王圖2-1工程管理器2、點擊工程管理器上的“新建”，彈出“新建工程向?qū)е弧比鐖D2-2：圖2-2新建工程向?qū)?、點擊“下一步”彈出“新建工程向?qū)е?，輸入工程途徑點擊“瀏覽”，選擇新建工程所要存放的途徑；如圖2-3：圖2-3選擇新工程途徑4、點擊“下一步”進入“新建工程向?qū)е?，如圖2-4，在“工程名稱”處輸入新工程的名稱。“工程描述”是對工程進具體說明（注釋作用），我們的工程名稱是“溫度控制”，工程描述是“溫度控制監(jiān)控中心”。圖2-4工程名稱及描述5、點擊“完畢”會出現(xiàn)“是否將新建的工程設(shè)為組態(tài)王當(dāng)前工程”的提醒，如下圖2-5：圖2-5將新工程設(shè)為當(dāng)前工程6、選擇“是”，完畢新工程的創(chuàng)建，生成下圖2-6所示：組態(tài)王的當(dāng)前工程的意義是指直接進開發(fā)或運營所指定的工程。圖2-6工程管理器下面簡樸介紹一下工程管理器命令窗口中的幾個圖標(biāo)的作用：搜索：單擊此快捷鍵，在彈出的“瀏覽文獻夾”對話框中選擇某一驅(qū)動器或某一文獻夾，系統(tǒng)將搜索指定目錄下的組態(tài)王工程，并將搜索完畢的工程顯示在工程列表區(qū)中。刪除：在工程列表區(qū)中選擇任一工程后，單擊此快捷鍵刪除選中的工程清單及硬盤中保存的工程。使用時應(yīng)謹(jǐn)慎使用。屬性：在工程列表區(qū)中選擇任一工程后，單擊此快捷鍵彈出工程屬性對話框，在工程屬性窗口中可以查看并修改工程名稱及工程描述。備份：工程備份是在需要保存工程文獻的時候，把組態(tài)王工程壓縮成組態(tài)王自己的“.cmp”文獻。開發(fā)：在工程列表區(qū)中選擇任一工程后，單擊此快捷鍵進入工程的開發(fā)環(huán)境。運營：在工程列表區(qū)中選擇任一工程后，單擊此快捷鍵進入工程的運營環(huán)境。二、工程瀏覽器：點擊命令窗口中的圖標(biāo)，或者直接雙擊選中的工程名，進入“工程瀏覽器”界面，如圖2-7所示。圖2-7工程瀏覽器三、定義外部設(shè)備和數(shù)據(jù)變量本實驗系統(tǒng)中用到的外部設(shè)備重要是：220VAC-24VDC電源、電平轉(zhuǎn)換模塊R-8520、數(shù)據(jù)采集模塊R-8036（鼎升力創(chuàng)）、繼電器輸出模塊R-8065D（鼎升力創(chuàng)）。在定義外部設(shè)備之前，一方面查看USB的串標(biāo)語及檢查R-8036、R-8065D的設(shè)備地址（模塊出廠的默認(rèn)地址為“1”將電路連接完整：eq\o\ac(○,1)將R-8036、R-8065D的DATA+分別于R-8520的DATA+連接在一起，將R-8036、R-8065D的DATA-分別于R-8520的DATA-連接在一起；eq\o\ac(○,2)將熱敏電阻連接到Rm-8036上；eq\o\ac(○,3)用USB串口線將R-8520模塊與計算機連接起來。1、查看串標(biāo)語：eq\o\ac(○,1)右擊“我的電腦”彈出菜單欄，點擊“屬性”，彈出“系統(tǒng)屬性”對話框，如圖2-8所示；圖2-8計算機系統(tǒng)屬性eq\o\ac(○,2)點擊“硬件”——“設(shè)備管理器”，彈出“設(shè)備管理器”對話框如圖2-9所示，打開樹形目錄中的“端口”下的子目錄，查看串標(biāo)語如圖為“COM5”。圖2-9設(shè)備管理器2、檢查R-8036、R-8065D的設(shè)備地址：eq\o\ac(○,1)在計算機中安裝RemoDAQ-8000-9000SeriesUtility工具軟件。eq\o\ac(○,2)線路檢查無誤后接通設(shè)備電源，打開RemoDAQ-8000-9000工具軟件，在串口選擇中選“COM5”通訊延時50ms，無校驗，無奇偶性，1位停止位，波特率9600。如圖2-10所示；圖2-10端口測試工具eq\o\ac(○,3)點擊“Search”按鈕，假如只搜索到一個設(shè)備的地址，如圖2-11所示，圖2-11設(shè)備信息點擊“Stop”按鈕停止搜索，雙擊搜索到的設(shè)備名稱“8065”進入模塊屬性頁，如圖2-12所示；圖2-12模塊屬性頁eq\o\ac(○,4)在模塊設(shè)立欄中將地址修改為“2”，點擊“Setting”設(shè)立完畢，彈出提醒對話框如圖2-13所示；圖2-13設(shè)立成功eq\o\ac(○,5)點擊“Cancel”按鈕關(guān)閉設(shè)備搜索界面，選擇菜單欄“QUERY”目錄下的“Start”,重新進行硬件搜索，直到搜索到R-8036、R-8065D兩個模塊，如圖2-14所示；圖2-14設(shè)備信息eq\o\ac(○,6)點擊“Stop”停止搜索，雙擊設(shè)備名“8036”進入硬件屬性界面可以查看模塊各輸入通道的連接情況，如圖2-15所示；圖2-15Rm-8036模塊信息定義外部設(shè)備：組態(tài)王把那些需要與之互換數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備或軟件程序都作為外部設(shè)備使用。1、在組態(tài)王工程瀏覽器樹型目錄中，選擇設(shè)備，在右邊的工作區(qū)中出現(xiàn)了“新建”圖標(biāo),雙擊此“新建”圖標(biāo)，彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂υ捒颍鐖D2-16所示：圖2-16設(shè)備配置向?qū)?、選擇“智能模塊”，由于組態(tài)王6.53中尚未收錄R-8036的串口驅(qū)動，因此我們選擇同為6路輸入的“泓格I-7000”系列的“I-7015圖2-17選擇串口驅(qū)動3、點擊“下一步”，進入“邏輯名稱”頁，輸入“R8036”，圖2-18邏輯名稱點擊“下一步”，進入“選擇串標(biāo)語”頁，根據(jù)前面查詢到的串口選擇COM5口，如圖2-19所示。圖2-19選擇串口點擊“下一步”，進入“設(shè)備地址設(shè)立指南”頁，設(shè)立地址號為1，如圖2-20所示；圖2-20設(shè)立地址4、點擊“下一步”，進入“通訊參數(shù)”設(shè)立界面，采用系統(tǒng)默認(rèn)值，如圖2-21；圖2-21通訊參數(shù)點擊“完畢”按鈕，完畢設(shè)備安裝向?qū)А?、按照上述1~4步定義外部設(shè)備R-8065D，設(shè)備地址為2。設(shè)備定義完畢后，您可以在COM5項下看到新建的設(shè)備R-8036、R-8065，如圖2-22所示；圖2-22工程瀏覽器6、雙擊COM5口，彈出串口通訊參數(shù)設(shè)立對話框，設(shè)立波特率為9600，無校驗，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，通信超時3000ms，通訊方式為RS232。如圖2-23所示；圖2-23設(shè)立串口通訊參數(shù)定義外部設(shè)備變量：此處僅介紹兩個與外部設(shè)備的連接的變量。在工程瀏覽器樹型目錄中選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框，在“基本屬性”中填寫變量的基本屬性，如圖2-24、2-25所示。并在“記錄和安全區(qū)”中選擇“數(shù)據(jù)變化記錄”。圖2-24定義輸入變量圖2-25定義輸出變量2、我們還可以根據(jù)實際需要定義不同的變量，定義完畢后的變量如圖2-26所示：圖2-26工程瀏覽器第三講創(chuàng)建組態(tài)畫面一、建立畫面為建立一個新的畫面請執(zhí)行以下操作：1、在工程瀏覽器左側(cè)的“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“畫面”選項，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出新建畫面對話框，建立畫面“對象特性測試實驗”畫面，如圖3-1所示：圖3-1建立新畫面2、點擊“擬定”，一個新畫面就已經(jīng)建立。3、設(shè)計畫面，此處工具箱、調(diào)色板、圖庫管理器等的使用不再敖述，請讀者參考《組態(tài)王使用手冊》自行學(xué)習(xí)使用。設(shè)計完畢的畫面如圖3-2所示；圖3-2新建的畫面二、動畫連接所謂“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的相應(yīng)關(guān)系。此處僅以采樣時間為例進行簡樸說明。1、在工具箱中選擇文本工具，在畫面中輸入“采樣時間ts：”，再在工具箱中選擇文本工具，在“采樣時間ts：”后面輸入任意字符串，如“XXX”字樣。2、雙擊文本對象“XXX”，彈出動畫連接對話框，在此對話框中選擇“模擬值輸出”選項，彈出模擬量輸出動畫連接對話框，如圖3-3；圖3-3輸出動畫連接對話框設(shè)立如上圖所示。3、單擊“擬定”按鈕完畢此動畫連接的設(shè)立。選擇“模擬值輸入”選項，彈出模擬值輸入動畫連接對話框，對話框的設(shè)立如圖3-4所示；圖3-4輸入動畫連接4、單擊“擬定”按鈕完畢此動畫連接的設(shè)立。再單擊“擬定”按鈕完畢整個動畫連接。第四講命令語言一、命令語言命令語言的格式類似Ｃ語言的格式，它涉及：應(yīng)用程序命令語言、熱鍵命令語言、事件命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、自定義函數(shù)命令語言、畫面命令語言和按鈕命令語言等。此處我們著重介紹應(yīng)用程序命令語言、畫面命令語言以及按鈕命令語言。1、應(yīng)用程序命令語言可以在程序啟動時、關(guān)閉時或在程序運營期間周期執(zhí)行。假如希望周期執(zhí)行，還需要指定期間間隔。在工程瀏覽器左側(cè)的樹形目錄中選擇“命令語言”下的“應(yīng)用程序命令語言”，雙擊右側(cè)空白處的“新建”圖標(biāo)，會彈出應(yīng)用程序命令語言編輯框，在編輯框中可以編輯工程啟動、運營、停止時所規(guī)定執(zhí)行的程序。如圖4-1所示，表達(dá)在每次啟動這個工程時將指定的變量賦初值。圖4-1啟動時應(yīng)用程序命令語言圖4-2表達(dá)在工程運營時程序按照100ms周期性的執(zhí)行，直到整個工程退出運營。圖4-2運營時應(yīng)用程序命令語言圖4-3表達(dá)在每次工程退出運營時對指定的變量賦值，以保證在工程退出運營后控制系統(tǒng)處在指定的狀態(tài)或安全的狀態(tài)。圖4-3退出運營時的命令語言2、畫面命令語言在畫面顯示時、隱含時或在畫面存在期間周期性的執(zhí)行畫面命令語言。在開發(fā)狀態(tài)下打開畫面，右擊畫面彈出菜單欄，點擊“畫面屬性”，彈出畫面屬性對話框，單擊“命令語言”彈出畫面命令語言編輯框。在此編輯框中可以編輯當(dāng)前畫面的命令語言。如圖4-4所示；圖4-4畫面命令語言3、按鈕命令語言在定義畫面中的各種圖素、按鈕的動畫連接時，可以進行命令語言的連接。在圖3-2中，雙擊“數(shù)據(jù)報表”按鈕，彈出動畫連接對話框，選擇命令語言連接下的“彈起時”，會彈出命令語言編輯框，編輯點擊該按鈕彈起時所應(yīng)執(zhí)行的程序，如圖4-5所示；圖4-5按鈕命令語言第五講趨勢曲線趨勢曲線用來反映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。一、實時趨勢曲線選擇工具箱中的（實時趨勢曲線）工具，在畫面上繪制一實時趨勢曲線窗口，如圖3-2中所示。雙擊“實時趨勢曲線”對象，彈出“實時趨勢曲線”設(shè)立窗口，在曲線表達(dá)式目錄下單擊“曲線1”編輯框后的按鈕，在彈出的“選擇變量名”對話框中選擇所要顯示的變量。如圖5-1所示；圖5-1定義實時趨勢曲線在標(biāo)志定義界面中可以對曲線的屬性進行編輯，如圖5-2所示；圖5-2定義坐標(biāo)軸二、歷史趨勢曲線1、選擇工具箱中的（插入通用控件）工具，在插入控件對話框中選擇“歷史趨勢曲線”，點擊“擬定”，在畫面上繪制一歷史趨勢曲線窗口。雙擊歷史曲線對象，彈出動畫連接屬性對話框，在對話框中輸入控件名稱如圖5-3所示；點擊“擬定”按鈕，完畢控件建立。圖5-3輸入控件名稱2、右鍵單擊歷史曲線對象，彈出菜單欄，點擊控件屬性，彈出控件屬性對話框，如圖5-4所示；圖5-4定義控件屬性點擊右側(cè)的“歷史庫中添加”按鈕，選擇要添加的變量并進行曲線定義設(shè)立（此處只有在定義變量時選擇了“數(shù)據(jù)變化記錄”的變量才干被添加）。用戶還可以對屬性對話框中的其他類進行設(shè)立，此處不再具體講解。點擊“擬定”即完畢歷史趨勢曲線屬性設(shè)定。3、保存所有的設(shè)立，切換都運營時的歷史趨勢曲線如圖5-5所示；圖5-5歷史趨勢曲線第六講控件控件可以作為一個相對獨立的程序單位被其他應(yīng)用程序反復(fù)調(diào)用?？丶慕涌谑菢?biāo)準(zhǔn)的，凡是滿足這些接口條件的控件，涉及第三方軟件供應(yīng)商開發(fā)的控件，都可以被組態(tài)王直接調(diào)用。此處我們僅講解如何在畫面中使用棒狀圖控件。1、選擇工具箱中的（插入控件）工具，彈出創(chuàng)建控件對話框，如圖6-1所示；在左側(cè)種類欄中選擇“趨勢曲線”，選擇右側(cè)窗口中的“立體棒圖”，點擊“創(chuàng)建”，在畫面中選擇區(qū)域完畢控件創(chuàng)建。圖6-1創(chuàng)建控件2、控件創(chuàng)建完畢后雙擊控件對象，彈出“屬性”對話框。在對話框中輸入控件名稱如“Ctrl02”，圖6-2控件屬性設(shè)立點擊“擬定”完畢控件屬性設(shè)立。3、控件創(chuàng)建完畢后可以將棒狀圖控件與變量關(guān)聯(lián)。打開畫面命令語言，在“顯示時”工作區(qū)中寫入棒圖函數(shù)“chartAdd()”添加新的條形圖：chartAdd("Ctrl02",\\本站點\SV,"設(shè)定值");chartAdd("Ctrl02",\\本站點\Tx,"測量值");在“存在時”工作區(qū)中寫入棒圖控件設(shè)定/修改索引值函數(shù)“chartSetValue()”修改棒圖參數(shù)：chartSetValue("Ctrl02",0,\\本站點\SV);chartSetValue("Ctrl02",1,\\本站點\Tx);4、保存命令語言編輯器，保存畫面，則運營時該棒狀圖如圖6-3所示；圖6-3運營時的棒圖控件當(dāng)畫面中的棒圖不再需要時，可以用chartClear()函數(shù)清除當(dāng)前的棒圖，然后再使用chartAdd()函數(shù)重新添加。第七講報表系統(tǒng)一、實時數(shù)據(jù)報表建立一個實時數(shù)據(jù)報表：1、選擇工具箱中的（報表窗口）工具，在畫面上繪制一實時數(shù)據(jù)報表窗口，如圖7-1所示：圖7-1建立數(shù)據(jù)報表“報表工具箱”會自動顯示出來，雙擊窗口的灰色部分，彈出“報表設(shè)計”對話框，如圖7-2所示：圖7-2報表設(shè)計對話框設(shè)立如上圖所示。2、輸入靜態(tài)文字和動態(tài)變量：輸入靜態(tài)文字：選中A1到D1的單元格區(qū)域，執(zhí)行“報表工具箱”中的“合并單元格”命令并在合并完畢的單元格中輸入“實時報表”，運用同樣方法輸入其它靜態(tài)文字。插入動態(tài)變量：合并B2和C2單元格，并在合并完畢的單元格中輸入：=\\本站點\$時間（變量的輸入前面必須加“=”）。運用同樣方法輸入其它動態(tài)變量，如圖7-3所示；圖7-3報表設(shè)計3、保存所有的設(shè)立，則運營時的畫面中顯示的實時報表如圖7-4所示；圖7-4運營中的報表實時數(shù)據(jù)報表的打印存儲等功能的使用可以查看《組態(tài)王使用手冊》。二、歷史數(shù)據(jù)報表歷史數(shù)據(jù)報表的建立與實時數(shù)據(jù)報表的建立方法基本同樣，只但是歷史數(shù)據(jù)報表的行列數(shù)較多。建立一個歷史數(shù)據(jù)報表：1、建立一個新的數(shù)據(jù)報表“Report”，200行、5列。2、在新建的數(shù)據(jù)報表中輸入所需要的靜態(tài)文字和動態(tài)變量，如圖7-5所示；圖7-5創(chuàng)建歷史數(shù)據(jù)報表3、建立報表的時間查詢功能：eq\o\ac(○,1)建立日歷控件：點擊工具箱中的（插入通用控件）工具，選擇“MicroftDateandTimePickerControl6.0(sp4)”日歷控件，如圖7-6所示；圖7-6插入控件點擊“擬定”，在畫面上繪制出日歷窗口，雙擊日歷對象，彈出動畫連接屬性對話框，在“常規(guī)”界面中的控件名中輸入控件名如“Ctrl2”，如圖7-7所示；圖7-7定義日歷控件點擊“屬性”，在屬性界面中分別將Year、Month、Day與新建的變量日歷年、日歷月、日歷日關(guān)聯(lián)起來，如圖7-8所示；圖7-8