模块10-其他PLC和组态软件介绍.

第八章其它PLC和组态软件介绍本章主要内容8.1其它PLC介绍8.2组态软件介绍本章学习要求重点内容：理解组态概念，学会应用。了解内容：其他先进主流PLC产品的认知难点内容：组态的应用8.1其它PLC介绍S7-1200S7-300S7-400GEFANUCPACSystemsRX3I8.2组态软件介绍（Configuration）Intouch美国WONDERWAREIfix美国intellutionWincc德国SiemensForceControl三维力控力控KingView北京亚控科技发展有限公司组态王MCGS北京昆仑自动化昆仑通态组态软件是一种面向工业过程自动化的通用数据采集和监控软件，即SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）软件，亦称人机界面或HMI/MMI（HumanMachineInterface/ManMachineInterface）软件，在国内通常称为“组态软件”。组态软件从总体结构上看一般都是由系统开发环境（或称组态环境）与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实时数据库。概念？组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组态结果实时数据库：组态结果组态软件的功能作为通用的监控软件，所有的组态软件都能提供对工业自动化系统进行监视、控制、管理和集成等一系列的功能，同时也为用户实现这些功能的组态过程提供了丰富和易于使用的手段和工具。（1）读写不同类型的PLC、仪表、智能模块和板卡，采集工业现场的各种信号，对工业现场进行监视和控制。（2）可以以图形和动画等直观形象的方式呈现工业现场信息。（3）可以将控制系统中的紧急工况（如报警等）及时通知给相关人员，使之及时掌控自动化系统的运行状况。（4）可以对工业现场的数据进行逻辑运算和数字运算等处理，并将结果返回给控制系统。（5）可以对从控制系统得到的以及自身产生的数据进行记录存储。（6）可以将工程运行的状况、实时数据、历史数据、警告和外部数据库中的数据以及统计运算结果制作成报表，供运行和管理人员参考。（7）可以提供多种手段让用户编写自己需要的特定功能，并与组态软件集成为一个整体运行。大部分组态软件提供通过C脚本、VBS脚本或C#等来完成此功能。（8）可以为其它应用软件提供数据，也可以接收数据，从而将不同的系统关联和整合在一起。（9）多个组态软件之间可以互相联系，提供客户端和服务器架构，通过网络实现分布式监控，实现复杂的大系统监控。（10）可以将控制系统中的实时信息送入管理信息系统，也可以反之，接收来自管理系统的管理数据，根据需要干预生产现场或过程。（11）可以对工程的运行实现安全级别、用户级别的管理设置。（12）可以开发面向国际市场的，能适应多种语言界面的监控系统，实现工程在不同语言之间的自由灵活切换，是机电自动化和系统工程服务走向国际市场的有利武器。（13）可以通过因特网发布监控系统的数据，实现远程监控。组态软件的特点组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面，其预设的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。功能强大简单易学扩展性好实时多任务组态软件的发展趋势（1）多数组态软件提供多种数据采集驱动程序，用户可以进行配置。（2）脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。（3）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。（4）组态软件的应用具有高度的开放性。（5）与MES和ERP系统紧密集成。（6）Internet模式的组态软件。（7）发展与硬件结合的组态软件。使用组态软件的一般步骤针对具体的工程应用，在组态软件中进行完整、严密的开发，使组态软件能够正常工作，典型的组态步骤如下：（1）将所有I/O点的参数整理齐全，并以表格的形式保存，以便在组态软件组态和PLC编程时使用。（2）明确所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时做出正确配置。（3）将所有I/O点的I/O标识整理齐全，并以表格的形式保存。I/O标识是唯一确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。（4）根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面框架。（5）按照第1步统计的参数表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。（6）根据第1步和第3步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。（7）根据第4步的画面结构和画面框架组态每一幅静态画面。（8）将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，设定动画属性和幅度等。（9）根据用户需求，制作历史趋势，报警显示以及开发报表系统等，之后，还需加上安全权限设置。（10）对组态内容进行分段和总体调试，视调试情况对组态的软件进行相应修改。（11）将全部内容调试完成以后，对上位组态软件进行最后完善，如：加上开机自动打开监控画面，禁止从监控画面退出等，让系统投入正式（或试）运行。MCGS简介MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。MCGS组态环境MCGS组态环境的五大部分主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（if…then脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。MCGS组态软件的工作方式一、MCGS如何与设备进行通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。二、MCGS如何产生动画效果MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。产生动画效果的方法：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。当工业现场中测控对象的状态（如：储油罐的液面高度等）发生变化时，通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中，该变量是与动画属性相关的变量，数值的变化，使图形的状态产生相应的变化（如大小变化）。现场的数据是连续被采集进来的，这样就会产生逼真的动画效果（如储油罐的液面的升高和降低）。用户也可编写程序来控制动画界面，以达到满意的效果。案例实战一：要求：有一台OMRON型C200H系列PLC控制的电动机要断续运行，运行和停车时间可显示，运行时间要求在上位机可调整；同时在上位机上还可以直接控制一台水泵运行。一、设计分析:（一）系统构成输入运行时间停止时间启动按钮停止按钮输出运行时间显示停止时间显示电动机运行每一个输入参数、输出参数在组态软件的画面中对应于一个构件,同时也对应于一个实时数据库中的对象.二、新建框架(一)新建工程(二)新建窗口设置窗口的名称、窗口背景、窗口位置、窗口边界•(三)新建数据对象在实时数据库窗口中根据系统中输入输出构件来新增对象，注意，所使用的对象类型应与实际的类型相同。•实时数据库实时数据库数据库中应包含工程中所有的状态，同时为了运算方便，也可以添加一些中间变量！四、制作画面同一种动作方式，根据使用不同的数据连接以及不同的控制方式。下面，为了强化组态软件的控制方式，我们采用三种方式来控制。五、数据连接一、利用组态画面直接控制电机的启动停止；电机的运行可以通过界面来监视。二、利用外部输入控制电机的运行，组态软件监控电机的状态及按钮状态。三、利用组态软件与PLC进行数据交换，然后通过PLC来控制电机的启停，同时可以监控电机的状态。一、利用组态画面直接控制电机的启动停止；电机的运行可以通过界面来监视。1、将启动按钮直接与电机进行数据连接，采用‘置1’属性。停止按钮直接与电机进行数据连接，采用‘置0’属性。二、利用外部输入控制电机的运行，组态软件监控电机的状态及按钮状态。利用PLC的输入端分别做启动信号和停止信号，触发其输入端就可将信号引入到PLC内部，然后通过通道连接，将PLC各个触点的状态传送到上位机去。为了实现信号的同步传输，我们就需要进行设备通道的连接！一、设备连接1、在设备窗口中添加硬件设备设备一般由两级构成，一个是父设备，一个是子设备，其中通用串口父设备是提供串口通讯功能的父设备，下面可以挂接所有通过串口连接的设备。2、设置通讯参数选用串口1或串口2通讯速度通讯数据的长度数据流中的停止位个数检验方式：奇、偶、无关键参数设置3、设置设备的基本属性修改设备的名称设定设备的工作状态，启动或停止可以设定系统监控的同步性设定设备的站号及地址4、增加通道5、通道连接将组态软件中对应的参数与PLC的信号进行一一对应，从而实现数据交换。6、设备调试为了确认设备与计算机之间的连接是否正常，可以在设备调试窗口进行测试。当通讯状态标志位为1时，通讯不正常当通讯状态标志位为0时，通讯正常三、利用组态软件与PLC进行数据交换，然后通过PLC来控制电机的启停，同时可以监控电机的状态。组态软件通过控制PLC的中间触点从而实现软触点的功能，然后通过PLC自身的程序来控制系统的功能。四、动作效果设计填充颜色边线颜色字符颜色水平移动垂直移动大小变化显示输出按钮输入按钮动作可见度闪烁效果提示:所谓的动画效果实际上是通过将图形的某些参数与变量进行对应，当变量的值发生变化,图形相应的参数就发生改变，从而从外部观察就会发现出现动画效果。组态软件设计总体思路设计工程框架建立数据库设置驱动连接动作设计调试运行ENDTHE