工业组态软件教程

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1、1,工业组态软件,主讲：自动化学院 刘艳,邮箱： 电话：62332780-606（办） 手机：13520579810,学好工业组态软件可以给我们以后的学习和工作带来有益的帮助, PLC课程、综合训练和毕业设计 可以直接接手一个实际工程的上位组态的工作,关于学习组态软件的几点建议,(1) 拥有一台配置适中的计算机（了解硬件、软件系统安装）。 (2) 正确看待操作系统版本和组态软件版本及与其它软件共同安装时出现的问题。 (3) 充分利用学校图书馆电子资源（阅览室、中文期刊网）等。 (4) 永远不要放弃对英语的学习。 (5) 养成时常记录笔记的习惯。 (6) 科学的备份工程。,4,关于学习组态软件的

2、几点建议,(7) 将组态软件当成一个真诚的朋友，不要让自卑或自满左右你对待朋友的态度。 (8) 组态软件的学习最重要的是学习一种科学的思维方法，使自己具有更合理的“思维惯性”。 (9) 拥有一个平和的心态，努力构建好自己和周围同学老师的关系，学会幸福的生活，学会享受生活，享受组态软件给我们带来的快乐。,5,第1讲 概述,1.1 组态软件的发展趋势,1.2 组态软件的特点,1.3 使用组态软件的一般步骤,1.4 组态王软件的概述,6,1.1 组态软件的发展趋势,组态（Configuration）的意思就是多种工具模块的任意组合，它是从DCS（Distributed Control System）

3、发展而来的。它的含义是使用工具软件对计算机及软件的各种资源进行配置，使计算机或软件按照预先设置的指令，自动执行指定任务，满足使用者的要求。 最初的组态软件主要解决人机图形界面的问题。,7,20世纪80年代时，世界上第一个商品化监控组态软件是由美国的Wonderware公司研制的Intouch，随后又出现了Intellution 公司的FIX系统，通用电气的Cimplicity, 以及德国西门子的WinCC等。在国内主要有亚控公司的KingView组态王，昆仑公司的MCGS，三维公司的力控，太力公司的Synall等组态软件。,组态软件的发展,8,1.2 组态软件的特点,组态软件具有实时多任务、接

4、口开放、使用灵活、运行可靠的特点。其中最突出的特点是它的实时多任务性，可以在一台计算机上同时完成数据采集，信号数据处理、数据图形显示，可以实现人机对话，实时数据的存储、历史数据的查询，实时通讯等多个任务。组态软件的使用者是自动化工程设计人员，组态软件可以使使用者在生成适合自己需要的应用系统时不需要修改软件程序的源代码。,9,如何与现场设备之间进行数据采集和数据交换。 将采集数据与上位机图形界面的相关部分连接。 实时数据的在线监测。 数据报警界限和系统报警。 实时数据的存储、历史数据的查询。 各类报表的生成和打印输出。 应用系统运行稳定可靠。 拥有良好的与第三方程序的接口，方便数据共享。,组态软

5、件主要解决的问题,10,1.3 使用组态软件的一般步骤,(1) 建模。根据实际需要，为控制系统建立数学模型。 (2)设计图形界面。利用组态软件的图库，使用相应的图形对象模拟实际的控制系统和控制设备。 (3)构造数据库变量。创建实时数据库，用数据库中的变量反映和描述控制对象的各种属性。 (4)建立动画连接。建立变量和图形画面中的图形对象的连接关系，画面上的图形对象通过动画的形式模拟实际控制系统的运行。 (5)运行、调试。,注：各个步骤通常是交错进行的！,11,1.4 组态王软件的概述,1.4.1 组态王软件的结构,组态王软件是一种通用的工业监控软件。,12,1.工程管理器（ProjManager

6、）,工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。,13,2.工程浏览器（TouchExplorer）,工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。,14,3.运行系统（TouchVew）,工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。,15,1.4.2 组态王与I/O设备,组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集

7、板卡等（如：西门子PLC、莫迪康PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC、研华模块等等）通过常规通讯接口（如串口方式、USB 接口方式、以太网、总线、GPRS 等）进行数据通讯。,16,组态王软件与I/O设备进行通讯一般是通过调用*.dll 动态库来实现的，不同的设备、协议对应不同的动态库。工程开发人员无须关心复杂的动态库代码及设备通讯协议，只须使用组态王提供的设备定义向导，即可定义工程中使用的I/O设备，并通过变量的定义实现与I/O设备的关联。,17,1.4.3 建立应用工程的一般过程,18,如何得到组态王的帮助?,单击桌面“开始”“所有程序”“组态王6.55”“组态王文档”，此选项中包括组态王帮助

8、文档、I/O 驱动帮助文档和使用手册电子版、函数手册电子版。在工程浏览器中单击“帮助”菜单中的“目录”命令，此帮助文档中只包含组态王软件帮助文档。在工程浏览器中任何时候通过“F1”快捷键弹出组态王软件帮助文档。,19,第2讲 建立一个新工程,2.1 工程管理器2.2 工程浏览器2.3 定义设备和变量,20,2.1 工程管理器,在组态王中，建立的每一个应用称为一个工程。每个工程必须在一个独立的目录下，不同的工程不能共用一个目录。在每一个工程的路径下，生成了一些重要的数据文件，这些数据文件不允许直接修改的。,21,工程管理器的使用,组态王工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的

9、管理。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索组态王工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。,22,启动工程管理器,点击“开始”-“程序”-“组态王”-“组态王”（或直接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口如图所示：,23,工程管理器,24,工程管理器,将保存在目录中指定的组态王工程添加到工程 列表区中，以备对工程进行管理。,新建一个组态王工程,删除在工程列表区中选中的工程,25,工程管理器,在工程属性窗口中查看并修改工程属性。,工程备份是在需要保留工程文件的时候，把组态王工程压缩成组态王自己的“.cmp” 文件。

10、,将备份的工程文件恢复到工程列表区中。,26,工程管理器,将组态王工程数据词典中的变量导出到EXCEL 表格中，用户可在EXCEL 表格中查看或修改变量的属性。,利用此快捷键可将EXCEL 表格中编辑好的数据或利用“DB导出”命令导出的变量导入到组态王数据词典中。,27,工程管理器,进入选中工程的开发环境,进入选中工程的运行环境,28,2.2 工程浏览器,工程浏览器是组态王的集成开发环境，是一个类似于Windows资源管理器的窗口。在这里可以看到所建工程的所有组成部分，包括画面，数据库，外部设备，配方等。工程浏览器由菜单栏、工具栏、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条组成。,29,工程浏览器

11、,30,工程加密,工程加密是为了保护工程文件不被其他人随意修改，只有设定密码的人或知道密码的人才可以对工程做编辑或修改。,31,2.3 定义外部设备和数据变量,组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序都作为外部设备使用。外部硬件设备通常包括PLC、仪表、模块、变频器、板卡等；外部软件程序通常指包括DDE、OPC 等服务程序。为了实现组态王和外部设备的实时数据通讯，必须在组态王的开发环境中对外部设备和相关变量加以定义。,2.3.1 定义外部设备,32,在工程浏览器中，选择设备，双击“新建” ，弹出“向导”对话框：,设备配置,33,只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交

12、换数据。 本教程中使用仿真PLC和组态王通信。仿真PLC可以模拟PLC为组态王提供数据。假设仿真PLC连接在计算机的COM1口。 设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备 “PLC1”。在定义数据库变量时，您只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。,2.3.2 定义外部设备变量,34,数据库是“组态王”最核心的部分。在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。 数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据

13、词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。,35,1. 数据词典中变量的类型,数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为“内存变量”和“I/O 变量”两种。,36,I/O变量和内存变量,“I/O变量”指的是需要“组态王”和其它应用程序（包括I/O服务程序）交换数据的变量。这种数据交换是双向的、动态的，即：在“组态王”系统运行过程中，每当I/O变量的值改变时，该值就会自动写入远程应用程序；每当远程应用程序中的值改变时，“组态王”系统中的变量值也会自动更新。所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令，比如“反应罐液位”

14、、“电源开关”等变量，都需要设置成“I/O变量”。那些不需要和其它应用程序交换、只在“组态王”内需要的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。,37,变量类型,基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、模拟型、长整数型和字符串型。特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、时间变量四种。这几种特殊类型的变量正是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。,38,2.变量基本属性的说明,39,在新工程中定义几个熟悉的设备和变量。,练习,40,第3讲 创建组态画面,3.1 设计画面3.2 动画连接,41,建立一个反应车间的监控中心。监控中心从现场采集生

15、产数据，并以动画形式直观的显示在监控画面上。监控画面还将显示实时趋势和报警信息，并提供历史数据查询的功能，最后完成一个数据统计的报表。,课程目标,42,原料油液位(变量名：原料油液位，最大值100，整型数据) 2) 催化剂液位(变量名：催化剂液位，最大值100，整型数据) 3) 成品油液位(变量名：成品油液位，最大值100，整型数据),反应车间需要采集三个现场数据,43,3.2 设计画面,新建画面:在工程浏览器中左侧的树形结构中选择“画面”，在右侧视图中双击“新建”工程浏览器将弹出“新画面”对话框。,44,使用图库管理器,45,使用工具箱,46,使用调色板,47,生成画面,48,3.2 动画连

16、接,所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。对于我们已经建立的“监控中心”，如果画面上的原料油罐图素能够随着变量“原料油液位”等变量值的大小变化实时显示液位的高低，那么对于操作者来说，就能够看到一个真实反映工业现场的监控画面。,49,液位示值动画设置,50,阀门动画设置,51,液体流动动画设置,52,第4讲 命令语言,4.1 命令语言4.2 常用功能,53,4.1 命令语言,组态王除了在定义动画连接时支持连接表达式，还允许用户编写命令语言来扩展应用程序的功能，极大地增强了应用程序的可用性。命令语言的格式类似语言的格式，工程人员可以利用其来增强应用程序的灵活性。组态王的命令语言编辑环境已经编好，用户只要按规范编写程序段即可，它包括：应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言、自定义函数命令语言和画面命令语言等。,54,1. 应用程序命令语言可以在程序启动时、关闭时或在程序运行期间周期执行。如果希望周期执行，还需要指定时间间隔。 2.热键命令语言被链接到设计者指定的热键上，软件运行期间，操作者随时按下热键都可以启动这段命令语言程序。 3.事件命令语言规定在事件发生、存在、消失时分别执行的程序。离散变量名或表达式都可以作为事件。,