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1、毕业设计（论文）题 目 用组态王构建上位机与变频器通讯 专 业 自动化 班 级 学 生 指导教师 2011 年西安理工大学本科生毕业设计（论文）专业：自动化班级：自072班作者：指导教师： 职称：答辩日期：2006-06-23摘 要在工程实践中，经常要用组态软件完成工业现场的各种集中控制功能。而随着现代以工业PC为核心的自动控制集成系统的日趋完善和工程技术人员使用组态软件水平的不断提高，用户对组态的要求更侧重于实质性的应用功能，而不是过去的画面清晰简洁。而组态软件的开放性及组态环境的可扩展性为用户提供了其存在的巨大潜力。同时现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实
2、现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。同样变频器在现代的市场中也是普遍的得到大部分企业厂家的认知与认可，而实现其在工业现场的通讯则让人更好的实现工业自动化的要求。因而本课题主要完成“用组态软件构建上位机与变频器通讯”。关键词：控制、组态软件、互联网、工业、自动化、通讯AbstractIn engineering practice, often use the configuration software to complete the industrial scene features a variety
3、of centralized control. With an industrial PC as the core of modern automatic control of integrated systems is becoming more perfect and use configuration software engineering and technical personnel the level of continuous improvement, the level of the user requirements of the configuration is more
4、 focused on the substantive application functionality, not the past of the screen Clear and concise. The configuration software configuration environment of openness and scalability to provide users with the potential of its existence. At the same time the production of modern enterprise has been an
5、 international trend, distributed production. Internet will be the basis for distributed production. Configuration software can run from the original way across the LAN to support the Internet, is placed in front of all the configuration software developers is an important issue. The same drive in t
6、he modern market is also common knowledge by the majority of manufacturers and recognized business, and achieve their communications in the industrial field is the realization of people to better the requirements of industrial automation. Thus the main subject of the completion with configuration so
7、ftware communication between PC and driveKeywords: control, configuration software, Internet, manufacturers, automation, communication前言i第1章概述11.1组态软件的功能特点11.1.1 性质11.1.2 特点21.2 变频器概述31.2.1高压变频器的技术特点31.2.2 高压变频器产品41.3 Modbus 通讯协议51.3.1 Modbus 协议简介51.3.2 两种传输方式7第2章 PLC控制原理112.1 可编程控制器的定义和特点112.1.1 可编
8、程控制器的定义112.1.2 可编程控制器的特点112.2 PLC的组成及工作原理122.2.1 PLC的基本组成122.2.2 PLC的工作原理和工作过程122.3 控制原理及程序122.3.1 同步切换控制原理122.3.2 锁相功能及切换柜特性142.3.3 控制系统外部接线162.3.4 控制流程图172.3.5 投切条件与步骤：192.3.6 切换程序指令20第3章 控制界面223.1 组态软件概述223.1.1 组态软件的构成223.1.2 组态王与I/O设备233.1.3 组态王的数据词典233.1.4 组态王中画面的建立263.2 “上位控制系统”界面的设计273.2.1 “上
9、位机控制系统”画面的设计273.2.2 “故障信息”弹出式界面设计303.3 组态王与变频器的连接30第四章结果与结论324.1 设计结果324.2 设计结论35致谢37参考文献38i前言在工程实践中，经常要用组态软件完成工业现场的各种集中控制功能。而随着现代以工业PC为核心的自动控制集成系统的日趋完善和工程技术人员使用组态软件水平的不断提高，用户对组态的要求更侧重于实质性的应用功能，而不是过去的画面清晰简洁。而组态软件的开放性及组态环境的可扩展性为用户提供了其存在的巨大潜力。同时现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域
10、网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。同样变频器在现代的市场中也是普遍的得到大部分企业厂家的认知与认可，而实现其在工业现场的通讯则让人更好的实现工业自动化的要求。自2000年以来，国内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展，应用领域日益拓展，用户和应用工程师数量不断增多。充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。在整个自动化系统中，软件所占比重逐渐提高，虽然组态软件只是其中一部分，但因其渗透能力强、扩展性强，近年来蚕食了很多专用软件的市场。因此，监控组态软件具有很高的产业关联度，是自动化系统进入高端应用、扩大市场占有率的重要桥梁。本课题主要完成
11、用组态王软件构建上位机与变频器之间的通讯，为用户提供更方便可靠控制操作界面，方便其对工业现场的信号采集与控制。本课题主要完成“用组态王构建上位机与变频器通讯”，实现人机操作界面，对工业现场进行控制，是对现场型号的采集更加方便、简洁。第1章 概述1.1 组态软件的功能特点组态软件具有数据信号采集、脚本功能、控制功能、支持Ietnernet及可扩展性和开放性等功能特点。1.1.1 性质 （1）组态软件的的可扩展性可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用，
12、目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语言中的访问。 （2） 组态软件的开放性随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供，或者通过ODBC将数据导出到外部数据库，以供其他的业务系统调用，在绝大多数情况下，仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加，可以预见，组态软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策
13、功能的模块形式在组态软件中出现。1.1.2 特点（1）数据采集方式大多数组态软件提供多种数据采集程序，用户可以进行配置。这种情况下，只能由组态软件开发商提供，或者由用户按照某种组态软件的接口规范编写。由OPC基金组织提出的OPC规范基于微软的OLE/DCOM技术，提供了在分布式系统下，软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。（2） 脚本的功能脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此，大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言；二是采用微软的VBA的编程语言；三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic语言要求用户使用类似高级语言
14、的语句书写脚本，使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。微软的VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式实现，使用VBA的程序对这些对象进行访问。（3） 对Ieternet的支持程度现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度，笔者认为，在较长时间内，以浏览器方式通过Internet对工业现场的监控，将会在大部分应用中停留
15、于监视阶段，而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术，如专用的远程客户端、由专业开发商提供的ActiveX控件或Java技术实现。 （4） 组态软件的控制功能随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，如软件PLC，先进过程控制策略等。1.2 变频器概述高压变频器（在国外称中压变频器）自上个世纪九十年代中期开始在国内推广，经过十年的发展，今天已经普遍为市场所接受，估计今年的市场容量在10亿到20亿元人民币之间。1.2.1高压变频器的技术特点高压电机实现调速目前主要采用三种主要方式：液力耦合方式、串级调速和高低方式等。（1） 液力耦合方式即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置，通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小，实现负载的
