监控组态软件的功能和使用

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1、第二部分监控组态软件的功能和使用监控软件实例1监控软件实例2监控软件实例3监控软件实例4监控软件实例5监控软件实例6监控软件实例7监控软件实例8监控软件实例9监控软件实例10监控软件实例11 1.1 监控组态软件原理 1.2 WinCC的功能介绍第1章 组态软件基本功能第一章 监控组态软件原理 监控组态软件概述 现代计算机监控系统的功能越来越强，除了 完成基本的数据采集和控制功能外，还要完 成故障诊断、数据分析、报表的形成和打印 ，与管理层交换数据，为操作人员提供灵活 方便的人机界面。另外，随着生产规模的变 化，计算机接口的部件和控制部件也随着系 统规模的变化进行增减。 计算机监控系统的组态软

2、件技术包括 图形界面技术 面向对象编程技术（Object 服务器Oriented Program，OOP） 组件技术（Component Object Model，COM） 1组态及组态软件的概念 “组态”的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行待定任务，满足使用者要求的目的。也就是通过对软件采用非编程的操作方式，进行参数填写、图形连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。 2组态二次开发监控组态软件 开发商事先开发好一套具有一定通用性的软 件开发平台，生产若干种规格的硬件模块（

3、如I/O模块、通信模块、控制模块），然后 ，再根据用户的要求在软件平台上进行二次 开发以及硬件模块的连接。这种软件的二次 开发工作就称为“组态”，相应的软件开发 平台就称为“监控组态软件”，简称“组态 软件”。 “组态”一词既可以用做名词也可以用做动 词。 二次开发人员根据具体的系统要求，建立模块（创建对象）然后定义参数（对象属性），最后生成可供运行的应用程序。 组态实际上是生成一系列可以直接运行的程序代码，这些程序代码可以在用于组态的计算机上直接运行，也可以下装到其他的计算机上。 组态可以分为离线组态和在线组态两种。 3HMI/SCADA软件 组态软件的更确切称呼应该是人机界面HMI （Hu

4、man Machine Interface）/ 监控与数 据采集SCADA（ Supervisory Control And Data Acquisition）软件。 实现HMI或MMI（Man Machine Interface） 和控制功能； 实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联 网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持 。 4组态软件的特点 组态软件的突出特点是实时多任务。 （1）提供开发环境和运行环境； （2）采用客户/服务器模式； （3）软件采用组件方式构成； （4）提供ODBC、OPC、API接口； （5）支持分布式应用； （6）支持多种系统结构，如单用户、多用户（ 网络），

5、甚至多层网络结构； （7）支持Internet应用 5组态软件主要解决的问题 （1）如何与采集、控制设备间进行数据交换； （2）使来自设备的数据与计算机图形画面上的各 元素关联起来； （3）处理数据报警及系统报警； （4）存储历史数据并支持历史数据的查询； （5）各类报表的生成和打印输出； （6）为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以 适应不同应用领域的需求； （7）最终生成的应用系统运行稳定可靠； （8）具有与第三方程序的接口，方便数据共享。 6组态软件的系统构成 必备的典型组件包括：（1）应用程序管理器 提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立 新应用等功能的专用管理工具。 （2）图形界面开

6、发程序 是自动化工程设计工程师为实施其控制方案 ，在图形编辑工具的支持下进行图形系统生 成工作所依赖的开发环境。 （3）图形界面运行程序 在系统运行环境下，图形目标应用系统被图 形界面运行程序装入计算机内存并投入实时 运行。 （4）实时数据库系统组态程序 建立实时数据库的组态工具，可以定义实时 数据库的结构、数据来源、数据连接、数据 类型及相关的各种参数。 提高系统的实时性，增强处理能力。 （5）实时数据库系统运行程序 在系统运行环境下，目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运

7、行程序中完成的。 （6）I/O驱动程序 是组态软件中必不可少的组成部分， 用于和I/O设备通讯，互相交换数据， DDE和OPC Client是两个通用的标准 I/O驱动程序，用来和支持DDE标准和 OPC标准的I/O设备通讯。多数组态软 件的DDE驱动程序被整合在实时数据库 系统或图形系统中，而OPC Client则 多数单独存在。 7组态软件的设计思想 组态软件普遍使用“面向对象”（Object Oriented ，OO）的编程和设计方法。 组成： 图形界面系统 实时数据库系统 第三方程序接口组件 控制功能组件。 （1）图形界面系统 构成现场各过程的图形的画面被划分成三类 简单的对象：线、填

8、充图形和文本。 静态属性在系统投入运行后保持不变，与原 来组态时一致。 而动态属性则与表达式的值有关，表达式可 以是来自I/O设备的变量，也可以是由变量 和运算符组成的数学表达式。 这种对象的动态属性随表达式的值的变化而 实时改变，这种组态过程通常叫做动画链接 。 在图形界面上还具备报警通知和确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。各种报警、报表、趋势都是动画链接的对象，其数据源都可以通过组态来指定。 （2）控制功能组件 以基于PC的策略编辑/生成组件（也称之为软逻辑或软PLC）为代表，是组态软件的重要组成部分。 （3）实时数据库 实时数据库可以存储每个工艺点的多年数据，用户 既可以浏

9、览工厂当前的生产情况，又可以过去的生 产情况。 （4）通信及第三方程序接口组件 开放系统的标志，是组态软件与第三方程序交互及 实现远程数据访问的重要手段之一。它的主要作用 ： （A）用于双机冗余系统中，主机与从机间的通信。 （B）用于构建分布式HMI/SCADA应用时多机间的通 信。 （C）在基于Internet或Browser/Server（B/S）应 用中实现通信功能。 8组态软件的数据流第二章 WinCC的功能介绍 2.1 WinCC系统综述 2.2 WinCC的SCADA基本功能 2.1 WinCC系统综述 一WinCC系统综述 （一）什么是WinCC ？ WinCC是在Microso

10、ft Windows NT和Windows 2000环境下的一种高效HMI系统，用于实现过程的可视化，并为操作员开发图形用户界面。WinCC是“Windows Control Center”（视窗自动化中心）的缩写。 通信 1操作员使用WinCC对过程进行观察，并以图形化的方式显示在屏幕上。一旦过程的状态发生变化，屏幕显示便会随之刷新。 2操作员使用WinCC对过程进行控制。 3一旦出现临界过程状态，WinCC自动发出报警信号。 4在使用WinCC进行工作时，既可以打印过程值，也可以对过程值进行电子归档。 （二）WinCC的系统结构 WinCC具有模块化的结构 基本组件 组态软件（CS） 运行

11、软件（RT） WinCC选项 WinCC附加软件 1组态软件 （1）图形系统用于创建画面的编辑器，也称作 图形编辑器。 （2）报警系统对报警信号进行组态的过程，也 称报警记录。 （3）归档系统变量记录编辑器，用于确定对何 种数据进行归档。 （4）报表系统用于创建报表布局的编辑器，也 称作报表编辑器。 （5）用户管理器用于对用户进行管理的编辑器 。 （6）通讯提供WinCC与SIMATIC各系列可编程控 制器的连接。 2运行软件 用户通过运行软件对过程进行操作和监控，主要执行下列任务： （1）读出已经保存在CS数据库中的数据； （2）显示屏幕中的画面； （3）与自动化系统通讯； （4）对当前的运

12、行系统数据进行归档； （5）对过程进行控制。2.2 WinCC的SCADA基本功能 （一）用户接口和操作 （二）图形系统 （三）报警记录 （四）归档系统 （五）报表系统 （一）用户接口和操作 1可组态的用户接口 配置标准、用户化的WinCC操作界面，保证生产过程的安全可靠，使操作员能够优化生产过程，其硬件配置主要包括键盘、鼠标和触摸屏等。 画面总览表现为结构树的形式，并由画面树管理器（Picture Tree Manager）管理。 2访问授权和用户管理 可以禁止访问每一个生产过程、记录或 WinCC的操作，以防止没有授权的存取，包 括修改设定值、选择图形画面或从过程控制 中调用组态软件。 W

13、inCC含有多达1000个不同的访问级别，可 建立分级的访问保护，也可为个别用户提供 唯一的用户访问权限。 3语言切换 每一个项目在组态时都可以指定10种运行（ runtime）语言。 （二）图形系统 在组态工作中，图形系统用于创建并显示过程的画 面1图形系统的任务 （1）显示静态画面和操作者可控制的画面元素， 例如文本、图形或按钮等； （2）更新动态画面元素，例如根据过程值的变化 修改棒图长度； （3）对操作员输入作出反应，例如单击按钮、或 输入域中的文本输入等； 2图形系统组件构成 （1）图形编辑器是图形系统的组态组件，是用于 创建画面的编辑器。 （2）图形运行软件是图形系统的运行组件，显

14、示 运行系统中的画面上的图片，并管理所有的输入 和输出。 3模块库 模块库有助于用户高效创建用户画面，在组 态期间采用拖放方式将模块库中的对象插入 过程画面。 （1）模块库含有大量的已预编译的对象， 这些对象根据相关主题（例如阀、电机、电 缆、显示仪器等）进行排序。 （2）用户自己创建的对象也可保存在项目 库中，需要时可再次调出。 （三）报警记录 1报警记录的任务 报警记录编辑器负责消息的采集和归档，包括过程、预加工、表达式、确认及归档等消息的采集功能。 报警系统给操作员提供关于操作状态和过程故障状态的信息，使操作员能了解早期阶段的临界状态。 2报警记录的组件构成 （1）报警记录组态系统组件为

15、报警记录编辑器，用来定义显示何种报警、报警的内容、报警的时间。 （2）报警记录运行系统组件主要负责过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认。 （四）归档系统 1归档系统的任务 过程值归档的目的是采集、处理和归档工业现场的过程数据，所获得的过程数据可用于获取与设备的操作状态有关的管理和技术标准。 归档系统除了用于过程值的处理外，还用于对报警进行归档。 2归档系统的组件 （1）变量记录是归档系统的组态组件，用 于确定对哪些过程值进行归档以及何时归档 。图形编辑器提供在线趋势控件和在线表格 控件，在画面中显示过程值当前的发展进程 ，其中在线趋势控件提供图形显示，而在线 表格控件提供表格显示。 （2）变量记录运行系统是归档系统的运行 系统组件，负责把运行系统中必须进行归档 的过程值写入过程值归档，以及从过程值归 档中读出已归档的过程值。 （五）报表系统 1报表系统的任务 报表包括项目文档报表和运行系统数据报表 ：项目文档报表输出WinCC项目的组态数据 ，运行系统数据报表在运行期间输出过程数 据。 报表有下列基本类型： （1）报警消息顺序报表 （2）报警归档报表 （3）变量记录运行报表 2报表系统的组件 （1）报表编辑器是报表系统的组态组件，包括 页面布局编辑器和行布局编辑器。 （2）报表运行系统是报表系统的运行系统组件 3打印作