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1、工业控制组态软件及应用,主讲 刘琼,武科大信息学院,第4章 组态变量,变量系统是组态软件的重要组成部分。在组态软件的运行环境下，工业现场的生产状况将实时地反映在变量的数值中；操作人员监控过程数据，他在计算机上发布的指令通过变量传送给生产现场 。,WinCC的变量系统是变量管理器。WinCC使用变量管理器来组态变量。变量管理器对项目所使用的变量和通讯驱动程序进行管理。WinCC与自动化控制系统间的通讯依靠通讯驱动程序来实现；自动化控制系统与WinCC工程间的数据交换通过过程变量来完成。,4.1 变量管理器,WinCC的变量按照功能可分为外部变量、内部变量、系统变量和脚本变量四种类型。,变量的功能
2、类型,变量管理器管理WinCC工程中使用的变量和通讯驱动程序位于WinCC项目管理器的浏览窗口中。,4.1 变量管理器,1外部变量,由外部过程为其提供变量值的变量，称为WinCC的外部变量，也称为过程变量。 外部变量的最大数目由Power Tags授权限制。,4.1 变量管理器,1外部变量,每一个外部变量都属于特定的过程驱动程序和通道单元，并属于一个通道连接。相关的变量将在该通讯驱动程序的目录结构中创建。,4.1 变量管理器,2内部变量,过程没有为其提供变量值的变量，称为内部变量。内部变量没有对应的过程驱动程序和通道单元，不需要建立相应的通道连接。内部变量在“内部变量”目录中创建。所组态的内部
3、变量的数目不受限制。,4.1 变量管理器,3系统变量,WinCC提供了一些预定义的中间变量，称为系统变量。 每个系统变量均有明确的意义，可以提供现成的功能，一般用以表示运行系统的状态。 系统变量由WinCC自动创建，组态人员不能创建系统变量，但可使用由WinCC创建的系统变量。,4.1 变量管理器,3系统变量,系统变量以“”开头，以区别于其他变量。系统变量可以在整个工程的脚本和画面中使用。,4.1 变量管理器,4脚本变量,脚本变量是在WinCC的全局脚本及画面脚本中定义并使用的变量。它只能在其定义时所规定的范围内使用。,4.1 变量管理器,变量管理器的结构,标题栏,菜单栏,数据窗口,工具提示,
4、状态栏,浏览窗口,4.1 变量管理器,变量管理器的结构,变量管理器位于WinCC项目管理器的浏览窗口中。内部变量及其相关联的变量组均位于“内部变量”目录下。WinCC将在变量管理器中为每个已安装的通讯驱动程序创建一个新的目录。在通讯驱动程序目录下，可找到通道单元及其连接以及相关联的变量组和过程变量。,1浏览窗口,WinCC项目管理器的数据窗口将显示浏览窗口中所选目录的所有内容。,2数据窗口,4.1 变量管理器,变量管理器的结构,在运行系统中，可以以工具提示的方式查看与连接和变量有关的状态信息。移动鼠标指针到所希望的连接或变量上可显示状态信息。,3工具提示,工具提示包含了下列信息：,对于连接，显
5、示与状态有关的简短信息； 对于变量，显示变量的当前值及变量的质量代码； 上一次修改变量时的日期。,4.1 变量管理器,变量管理器的结构,在“编辑”菜单下，可对变量和变量组进行剪切、复制、粘贴和删除等操作。在“编辑”“属性”下，可查看所选变量、通讯驱动程序、通道单元或连接等的属性。此操作也可使用快捷菜单来完成。,4菜单栏,5查 找,在变量管理器中，可在快捷菜单中打开搜索功能，对变量、变量组、连接、通道单元和驱动程序进行搜索。,4.1 变量管理器,变量组,如果在一个项目中因处理大量的数据而需要许多变量时，建议将变量组织为变量组。只有这样才能在大型项目中始终注意各种事件。 然而，变量组并不能保证变量
6、的惟一性，即使在不同的变量组下变量名也应该是惟一的。一般可将完成同一功能的变量或属于同一设备的变量归结为一个组。,4.2 变量的数据类型,当创建变量时，将给变量分配某种可能的数据类型。数据类型取决于用户将怎样使用该变量。 WinCC中的变量分为以下数据类型： 二进制变量、有符号8位数、无符号8位数、有符号16位数、无符号16位数、有符号32位数、无符号32位数、32位浮点数、64位浮点数、8位字符集文本变量、16位字符集文本变量、结构类型变量、原始数据类型变量和文本参考变量。,4.2 变量的数据类型,下面介绍各种数值型变量 ： 二进制变量 (binary tag) 二进制变量取值为TRUE或1
7、，以及FALSE或0。 二进制变量在存储系统中占用1字节。 有符号8位数(signed 8bit value) 有符号8位数占用1字节的存储空间， 取值范围为一128127。 无符号8位数 (unsigned 8bit value) 无符号8位数占用1字节的存储空间， 取值范围为0255。,数值型变量,4.2 变量的数据类型,下面介绍各种数值型变量 ： 有符号16位数 (signed 16bit value) 表示一个短整数，占用2字节的存储空间， 取值范围为-32 76832 767。 无符号16位数 (unsigned 16bit value) 占用2字节的存储空间，取值范围为065 53
8、5 。,数值型变量,有符号32位数 (signed 32bit value) 表示一个长整数，占用4字节的存储空间， 取值范围为-2 147 483 6482 147 483 647 。 无符号32位数 (unsigned 32bit value) 占用4字节的存储空间， 取值范围为04 294 967 295 。,4.2 变量的数据类型,下面介绍各种数值型变量 ： 32位浮点数 32位浮点数(floatingpoint 32bit) 占用4字节的存储空间， 取值范围为3.402 823E+38。 64位浮点数 64位浮点数(floatingpoint 64bit) 占用4字节的存储空间， 取
9、值范围为1.797 693 134 862 31E+308。,数值型变量,4.2 变量的数据类型,各种数值型变量的WinCC、STEP 7和C动作变量的类型声明,数值型变量,4.2 变量的数据类型,8位字符集文本变量 占用的存储空间为0255字节， 可以用来表示ASCII字符集中的字符串。 每个ASCII字符占1字节的存储空间。 16位字符集文本变量 占用的存储空间为0255字节。 该类型的变量一般用来表示Unicode字符集的文本变量。每个Unicode字符占2字节的存储空间。如需表示中文的字符串，变量类型应为16位字符集文本变量。,字符串类型变量,4.2 变量的数据类型,原始数据类型变量
10、外部和内部原始数据类型变量均可在WinCC变量管理器中创建。它的格式和长度均不是固定的。其存储范围为165 535字节。它既可以由用户来定义，也可以是特定应用程序的结果。原始数据类型变量的内容是不固定的。只有发送者和接收者能解释它的内容，WinCC不能对其进行解释。它不能在“图形编辑器”中显示。,其他类型变量,文本参考变量 文本参考数据类型变量是指WinCC文本库中的条目。只可将文本参考组态为内部变量。例如，当希望交替显示不同文本块时，可使用文本参考。可将文本库中条目的相应文本ID分配给变量 。,4.3 创建和编辑变量,在WinCC项目管理器的变量管理器中，打开“内部变量”目录。右击并从快捷菜
11、单中选择新建变量”菜单项，打开“变量属性”对话框,创建内部变量,4.3 创建和编辑变量,创建内部变量,输入变量名称并在数量类型列表框中选择变量的数据类型。如有需要，可在“限制报告”选项卡上设置上限值、下限值和起始值 。,4.3 创建和编辑变量,创建内部变量,这里创建一些后面要用到的变量,注： tank_alarm的0,1,2位分别代表超油位、 低油位和油泵电机故障。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,创建外部变量的步骤,在创建外部变量之前，必须安装通讯驱动程序，并至少创建一个逻辑连接。,在WinCC项目管理器的变量管理器中，打开将为其创建外部变量的通讯驱动程序。选择所需要的通道单元及相应的
12、连接。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,创建外部变量的步骤,右击相应的连接，并从快捷菜单中选择“新建变量”菜单项，打开“变量属性”对话框。在“常规”选择卡上输入变量的名称，并选择变量的数据类型。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,创建外部变量的步骤,单击“选择”按钮，打开“地址属性”对话框，输入此变量的地址，再单击“确定”按钮关闭对话框，完成过程变量的创建。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,创建外部变量的步骤,变量创建完后还可对地址进行修改。右击希望修改的过程变量，从快捷菜单中选择 “寻址”菜单项，即可打开“地址属性”对话框。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,设置限制值,
13、除二进制变量外，过程变量和内部变量的数值型变量都可以设定上限值和下限值。使用限制值，可以避免变量的数值超出所设置的限制值。当过程值超出上限值和下限值的范围时， WinCC将使数值变为灰色，且不再对其进行任何处理。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,设置限制值,在“变量属性”对话框中选择“限制报告”选项卡，选择“上限”和“下限”复选框，激活相应上限和下限的文本框，输入所期望的上、下限值。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,设置替换值,当与自动化系统的连接出错，或不存在有效的过程值，或过程值超出上、下限值时，可以用预先定义的替换值来代替。在图中可选择在什么情况下使用替换值。内部变量无替换值
14、。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,设置线性标定,如果希望以不同于自动化系统所提供的过程值进行显示，则可使用线性标定，如图所示进行设置线性标定。先选择“线性标定”复选框，再分别输入过程值范围和变量值范围。,4.3 创建和编辑变量,创建外部变量,设置线性标定,图的线性表示当过程值为0时，变量值为0；当过程值为1 000时，变量值为100。按照这种线性进行标定。线性标定并没有规定过程值和变量值的上、下限值。当过程值为2 000时，对应于变量的值为200。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建结构类型,结构类型变量为一个复合型的变量。它包括多个结构元素。要创建结构类型变量须先创建
15、相应的结构类型。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建结构类型,右击WinCC项目管理器中的“结构类型”，并从快捷菜单中选择“新建结构类型”菜单项，打开“结构属性”对话框。,右击“结构类型”，可以从快捷菜单中选择“重命名”菜单项来更改结构的名称。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建结构类型,从结构元素的快捷菜单中可更改结构元素名和结构元素的数据类型。结构中的元素可选择内部变量或外部变量。,创建一个名为motorspeed的结构类型。它包括两个元素：set和actual。数据类型为WORD，都为内部变量。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建结构类型的
16、变量,创建结构类型以后，就可创建相应的结构类型变量。创建结构类型变量与创建普通变量的方法一样。,但在选择变量类型时就不是选择简单的数据类型了，而是选择相应的结构类型。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建结构类型的变量,创建结构类型变量后，每个结构类型变量将包含多个简单变量。结构类型变量的使用与普通变量一样。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,创建变量组,当一个WinCC项目较大时，将有比较多的内部和外部变量，这时可将变量分组以方便WinCC项目的管理。 右击相应的连接或“内部变量”，从快捷菜单中选择“新建组”菜单项，在随后出现的对话框中输入组名即可创建变量组。,4.3 创建和编辑变量,创建结构类型和变量组,编辑变量,工具栏和快捷菜单均可用于完成对变量组、结构类型和变量进行的剪切、复制、粘贴、删除等操作。复制变量时，WinCC自动将名称加1或给名称添加一个计数；复制变量组时，WinCC将自动复制所包含的每一个变量。可复制结构类型变量，但不
