组态设计基础知识介绍

组态设计基础知识介绍第一章组态软件概述1.1组态软件的产生与发展1.1.1工业过程控制系统的发展20世纪40年代，多数工业生产过程处于手工操作状态，人们主要凭经验、用手工方式去控制生产过程。如生产过程中的关键参数靠人工观察，生产过程中的操作也靠人工去执行，劳动生产率是很低的。50年代前后，一些工厂企业的生产过程实现了仪表化和局部自动化。此时，生产过程中的关键参数普遍采用基地式仪表和部分单元组合仪表（多数为气动仪表）等进行显示.进入60年代，随着工业生产和电子技术的不断发展，开始大量采用气动、电动单元组合仪表甚至组装仪表对关键参数进行指示，计算机控制系统开始应用于过程控制，实现直接数字控制和设定值控制等。计算机控制系统组成微型计算机常规外设输出通道输入通道执行机构传感器变送器系统总线被控对象现场设备I/O设备所要控制的生产装置或设备测量被控对象参数，输出模拟信号或开关信号接受输出通道的信号驱动执行机构动作过程通道控制系统核心局域网管理计算机工程师工作站现场控制站操作员操作站监控计算机网间连接器智能调节器其他测控装置通信联络过程控制级控制管理级生产管理级集散控制系统是把自动化技术、计算机技术、通信技术、故障诊断技术、冗余技术和图形显示技术融为一体的装置。1.1.2组态软件概述在组态软件出现之前，大部分用户是通过第三方软件（如VB、VC、DELPHI、PB甚至C等）编写人机交互界面（HumanMachineInterface，HMI），这样做存在着开发周期长、工作量大、维护困难、容易出错、扩展性差等缺点。世界上第一款组态软件InTouch在20世纪80年代中期由美国的Wonderware公司开发。组态软件类似于“自动化应用软件生成器”，根据其提供的各种软件模块可以积木式搭建人机监控界面，不仅提高了自动化系统的开发速度，也保证了自动化应用的成熟性和可靠性。一、组态软件定义使用应用软件设计生成目标应用系统过程也就是组态的过程，称为“做组态”组态，英文单词configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置。自动执行特定任务,满足使用者要求的目的。组态软件，是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件，也称人机界面HMI/MMI(HumanMachineInterface/manmachineinterface)，或监控与数据采集SCADA(supervisorycontrolanddataacquisition)。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。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：组态结果数据流程数据流1现场数据I/O设备I/OServer实时数据库存储数据流2实时数据库画面显示工作过程画面报警画面历史数据画面……数据流3控制数据I/OServerI/O设备执行机构二、组态软件的发展1.发展历史组态软件依赖于计算机控制系统、依赖于计算机技术的发展。20世纪60年代计算机开始涉足工业过程控制领域；20世纪70年代微机的出现促进了计算机控制的发展，DCS、计算机控制技术应用日益广泛。组态软件基于MS-DOS和iRMX86的，各DCS厂商的软件专用且封闭，不通用。二、组态软件发展历史（续）20世纪80年代末个人PC机和Windows操作系统的普及，基于PC机的组态软件开发，且由软件商专门从事组态软件的开发。美国的Wonderwere公司推出第一个商品化的组态软件Intouch，提供了不同厂家、不同设备的对应的I/O驱动模块，使组态软件趋于通用。目前已有近几十种组态软件。国际上较知名的监控组态软件公司名称产品名称国别IntellutionFIX,iFIX美国WonderwareInTouch美国西门子WinCC德国Rock-wellRSView32美国NationalInstrumentsLabview美国CitechCitech澳大利亚IconicsGenesis美国PCSoftWizCon以色列A-Bcontrolview美国国内较知名的监控组态软件公司名称产品名称国别亚控组态王中国三维科技力控中国昆仑通态MCGS中国华富ControX中国研华Genie台湾康拓ControlstarEasyControl中国三、组态软件的特点（1）使用简单，用户只需编写少量自己所需的控制算法代码，甚至可以不写代码。（2）运行可靠。（3）提供数据采集设备的驱动程序。（4）提供自动化应用系统所需的组件。（5）强大的图形设计工具。四、组态软件的发展趋势1.运行更加稳定，执行效率更高，使用更加容易2.更好的人机交互3.能满足客户个性化需求4.具有很好的开放性5.获取信息更加便利6.增强与其他系统的交互操作第二章力控组态知识2.1力控组态软件介绍力控监控组态软件（ForceControl）是一个面向方案的HMI/SCADA（humanmachineinterface/supervisorycontrolanddataacquisition）平台软件。分布式实时多数据库系统，可提供访问工厂和企业系统数据的一个公共入口。内置TCP/IP协议的网络服务程序使用户可以充分利用Intranet或Internet的网络资源。力控可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监视、远程监视/远程诊断等系统。开发系统（Draw）：是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。界面运行系统（View）：界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面。实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。I/O驱动程序：I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。2.2ForceControl集成环境：2.3力控ForceControl组态软件的基本特点1.方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；2.强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能3.支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；4.强大的控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；5.全新的、灵活的报表设计工具6.通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案7.支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；8.面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；9.完整的网络冗余及软件容错解决方案2.4力控产品家族包含以下产品：力控ForceControl®-HMI/SCADA工业监控组态软件，提供了组件技术解决方案；力控pSpace®–企业级实时历史数据库，实现企业信息集成的基础平台；力控pStrategyTM–自动化控制软件，实现基于PC控制的过程控制与仿真；力控pFieldCommTM–网关通讯软件，提供通讯协议转换的一体化解决方案；力控pMopcTM–OPC通讯解决方案，提供OPCServer定制开发服务；2.5力控软件使用需掌握的内容：1.工程管理；2.工程组态；3.组态动画；4.脚本语言；5.分析曲线；6.报表系统；7.与数据库连接；8.网络结构；9.web发布；10.调试。2.5.1工程组态1.创建画面2.I/O设备组态3.建立数据库点，并作IOLink2.5.2组态动画1.鼠标动画垂直拖动、水平拖动、窗口显示、左键动作右键动作、鼠标动作、右键菜单、信息提示2.颜色动画边线、实体文本、条件、闪烁、垂直填充、水平填充3.尺寸动画垂直移动、水平移动、旋转、高度变化、宽度变化4.数值动画模拟输入、开关输入、字符输入、模拟输出、开关输出、字符输出2.5.3脚本语言动作脚本可以增强对应用程序控制的灵活性。比如，用户可以在按下某一个按钮，打开某个窗口或当某一个变量的值变化时，用脚本触发一系列的逻辑控制、联锁控制，改变变量的值、图形对象的颜色、大小，控制图形对象的运动等等。所有动作脚本都是事件驱动的。事件可以是数据改变、条件、鼠标或键盘、计时器等。处理顺序由应用程序指定，不同类型的动作脚本决定以何种方式加入控制。2.5.3脚本语言动作脚本类型：窗口动作：可以在窗口打开时执行一次、窗口关闭时执行一次或者窗口存在时周期执行。应用程序动作：可以在整个工程启动时执行一次、关闭工程时执行一次或者在运行期间周期执行。数据改变动作：可以当指定数据发生变化时执行一次。键动作：可以当按下键盘某一个键时执行指定动作一次，键释放时执行一次或者按键期间周期执行。条件动作：可以当指定的条件发生时执行一次或条件满足时周期执行。鼠标动作：可以当鼠标左键点击按下时执行一次、释放时执行一次或者鼠标按键期间周期执行。2.5.3脚本语言动作脚本语言支持赋值、数学运算等基本语法，也可以书写由IF-ELSE-ENDIF等语句构成的带有分支结构的程序脚本。它由以下几个部分组成：变量和常数：数据运算的最基本单位。操作符：对数据实施的运算。表达式：关键字、运算符、变量、字符串常数、数字或对象的组合。表达式可用来执行运算、操作字符或测试数据。赋值语句：为变量或对象属性赋值的语句。条件语句：使用条件语句可以根据指定的条件控制脚本的执行流程。多分支语句：使用多分支语句可以根据指定的条件控制脚本的执行流程，在根据同一个条件处理多个分支时，它比条件语句更清晰。循环语句：循环用于重复执行一组语句。注释：用来解释代码如何工作的附加文本。函数：软件提供了一些定制好的系统函数，用户也可以自定义函数。2.5.3脚本语言脚本编辑器里的基本语法格式是：#[窗口名].#[对象名].[对象/方法]脚本动作中的条件和循环语句：1.IF结构2.SWITCH多分支结构3.FOR循环4.WHILE循环2.5.4报表专家报表应用：本地数据库报表关系数据库报表自定义报表2.5.5与数据库连接力控所支持的关系数据库包括：Access，MySQL，Oracle，SQL2000，SQL2005；同时也支持与Excel的连接。2.5.5与数据库连接SQL（结构化查询语言）是关系数据库使用的标准语言，用来检索、更新和管理数据。开放式数据库互连(ODBC)是各种关系数据广泛使用的接口标准，支持该标准的关系数据库被称为ODBC数据库。力控SQL访问功能是为了实现力控和其他ODBC数据库之间的数据传输。它主要由数据表管理（SQL数据表模板和数据表绑定）和SQL函数两部分组成。数据表管理用来建立数据库字段和力控变量之间的联系。通过SQL数据表模板在数据库中创建表格，通过数据表绑定实现对记录的操作。SQL函数可以在脚本中任意调用。这些函数用来创建表格，插入删除记录，编辑已有的表格，清空删除表格，查询记录等。2.5.5与数据库连接1)ODBC数据源：数据源包括数据和需要访问数据的种类，所在位置、用户名，口令、数据库文件记录访问等级等信息，可以通过Windows系统设置中的“数据源(ODBC)”创建。2)数据表模板：可定义的数据表的结构，如字段组成，字段类型等。可以通过该模板创建一个数据表或多个数据表。3)绑定表（数据表绑定）：是指将数据表中的字段（列）与力控中的变量建立对应关系，插入或更新记录时各字段将取对应力控中变量的当前值。4)SQL函数