组态软件讲座

组态软件讲座主讲人:钟平什么是组态软件组态软件是集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多功能于一身，能与各种设备进行数据交换，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程领域。组态软件的应用参数曲线实时监控各种仪表数值状态指示组态软件干什么用？当今流行的组态软件一、MCGS（最新版本V5.5)二、组态王(最新版本V6.5)三、力控四、Wincc(最新版本V6.0)五、高级编程语言VBVCMCGS篇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。思考？通过置“1”和置“0”只能控制开关型变量的动作，那么对于一个数字量型的输出信号，通过组态软件如何来控制？？实例：如何通过一个调节阀来控制储水池的液位，同时显示液位数值！见练习题1二、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。1、监控传送带的运行状态。2、通过组态软件控制PLC，实现传送带启停的控制。3、在系统启动未完成时，反复启停3次以上，系统报警提示操作人员“启停太频繁”！思考题思考当电机运行超过3分钟后，系统报警输出，提醒操作人员。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组态王篇组态王简介工程浏览器：组态王单个工程管理程序的快捷方式，内嵌组态王画面开发系统（TouchExplorer），即组态王开发系统；运行系统:组态王运行系统程序（TouchVew）的快捷方式。工程浏览器（TouchExplorer）和运行系统（TouchVew）是各自独立的Windows应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行系统（TouchVew）运行环境中才能运行；新建工程1、输入文件路径2、输入工程名称与描述3、进入指定的工程4、进入开发界面5、新建设备连接6、为设备指定逻辑名称7、选择通讯端口8、指定设备的物理地址9、设定通讯故障的恢复时间10、完成设定设定通讯参数根据选定的机型设定参数测试通讯是否成功定义变量新建画面设置画面属性绘制画面连接变量为控件设置属性选择参数VB篇VB概述VisualBasic（简称VB）是美国微软公司开发的一种可视化编程工具。它功能强大，简单易学，没袭了BASIC系统语言的语法，能够方便快捷地开发Windows应用程序。用VisualBasic环境开发的常用功能：一、文件操作二、图形图像处理三、数据库应用四、通信五、Internet六、开发制作软件通信---串口通信串行异步通信接口是最简单的连接接口，只需要两要信号线（发送、接收）和一根地线即可实现信息的双向传送。通常异步通信接口采用RS-232C标准接口，接口信号由11位TTL电平信号组成，低电平为逻辑0，高电平与空闲为逻辑1。第1位起始位第2-9位数据位第10位奇偶校验位（1，0）第11位停止位信号可以少于11位，数据位可是5—8位，停止位可以是1位、1位半或2位。RS-232C标准接口是美国电子工业协会（EIA）公布的，RS为推荐标准，232为识别代号，C为标准版本号，其特点是提高信号电平幅度抑制噪声干扰，增加传送距离。（几十米到几百米）MSComm控件MSComm控件用于实现VB对串口的访问，每个控件只能对应于一个串口，如需访问多个串行端口，必须使用多个控件。MSComm控件常用的属性与事件1、CommPort:设置端口号2、SettingS：设置控件的传输协议3、PortOpen：打开或关闭通信端口4、Input：接收数据5、Output：发送数据OMRONPLC与上位机的通信协议上位机与PLC之间的通信，实际上是计算机与PLC通信模块（HostLINK）之间交换命令和响应。HostLINK能够对计算机发送来的字符串进行分析，检查数据的格式，分析指令代码，然后根据指令代码进行相应的操作，并向计算机发出相应的信号，通知计算机已完成操作或反映通信中的错误、FCS错误、代码错误。（1）命令格式（2）响应格式设备号识别号正文FCS结束符设备号识别号异常码正文FCS结束符@@FCS的计算FCS位于分届符或结束符之前，用于检查通信过程中是否发生错误。FCS是两位ASCII码表示，这8位数据是将一帧的每个字符（从@、设备号到正文的最后一个字符）连续进行异或的结果。FunctionFCS(ByValInputStrAsString)AsStringDimSlen,i,XorresultAsIntegerDimTempresAsStringSlen=Len(InputStr)Xorresult=0Fori=1ToSlenXorresult=XorresultXorAsc(Mid$(InputStr,i,1))Nextitempfes=Hex$(Xorresult)IfLen(Tempres)=1Thentempfes=0+tempfesFCS=tempfesEndFunction控件参数的初始化接收与发送信息MSComm1.InBufferCount=0MSComm1.PortOpen=TrueOutputStr=InputStr+FCS(InputStr)+*MSComm1.Output=OutputStr+Chr$(13)DoDoEventsLoopWhileMSComm1.InBufferCount15InString=MSComm1.InputMSComm1.PortOpen=False初始化缓冲区发送指令接收响应结束码判断EndString=Mid$(InString,Len(InString)-Num-5,2)IfEndString=13ThenReadData=errorExitFunctionElseIfEndString=14ThenReadData=errorExitFunctionElseIfEndString=15ThenReadData=errorExitFunctionElseIfEndString=18ThenReadData=errorExitFunctionElseIfEndString=A3ThenReadData=errorExitFunctionElseIfEndString=A8ThenReadData=error