工业自动化控制-组态王1
2024-07-04 07:12:48
内容包括组态王软件用途、特点，组态王软件界面、操作介绍，组态王命令语言、函数介绍。紫色文字是超链接，点击自动跳转至相关博文。持续更新，原创不易！
目录：
一、组态王软件是什么
二、组态王软件可以做什么
1、组态王软件可以做什么
2、自动化软件的定义
3、自动化软件的发展历史
三、组态王软件有什么特点
四、学习组态王软件预备知识
1、ERP的介绍
2、什么是冗余
3、组态软件的体系结构
五、组态王软件界面、操作介绍
1、创建一个新工程
2、定义硬件设备并添加工程变量
3、制作图形画面并定义动画连接
4、编写命令语言
5、进行运行系统的配置
6、保存工程并运行
7、定义外部设备
六、组态王命令语言、函数介绍
1、变量的添加
2、命令语言的介绍
3、圆角矩形的使用
4、仪表的使用
5、气缸的使用
6、液位的使用
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建立应用程序的一般过程
设计图形界面
构造数据库
建立动画连接
运行和调试
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主要考虑三方面问题：
（1）图形
希望用怎样的图形画面来模拟实际的工业现场相应的工控设备？用组态王系统开发的应用程序是以“画面”为程序单位的，每一个“画面”对应于程序实际运行时的一个Windows窗口。
（2）数据
怎样用数据描述工控对象的各种属性？也就是创建一个实时数据库，用此数据库中的变量来反映工控对象的各种属性，比如“电源开关”。规划中可能还要为临时变量预留空间。
（3）动画
数据和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。
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一、组态王软件是什么
它是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件，即SCADA(通信-SCADA系统)软件，亦称人机界面或HMI/MMI(Human Machine Interface/Man Machine Interface)软件，在国内俗称“组态软件”。
“组态(Configure)”的含义是配置、设定、设置等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成所需的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。
“监控(SupervisoryControl)”即监视和控制，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。
组态王软件是运行于Microsoft Windows 98/NT中文平台的全中文界面的组态软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。
它把第一台下位机看作是外部设备，在开发过程中可以根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接过程。在运行期间，组态王通过驱动程序和这些外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令。
每一个驱动程序都是一个COM对象，这种方式使通讯程序和组态王构成一个完整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统能够达到很大的规模。
动画连接的引入是设计人机接口的一次突破，它把程序员从重复的图形编程中解放出来，为程序员提供了标准的工业控制图形界面，并且由可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。
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二、组态王软件可以做什么
1、组态王软件可以做什么
作为通用的监控软件，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。利用它可以完成常见的功能有：
1）读写各种PLC、DCS、仪表、智能模块和板卡，采集工业现场的各种信号，从而对工业现场进行监视和控制。
2）以图形和动画等直观形象的方式呈现工业现场信息，以方便对控制流程的监视；也可以直接对控制系统发出指令、设置参数干预工业现场的控制流程。
3）将控制系统中的紧急工况（报警）通过软件男厕、电子邮件、手机短信、即时消息软件、声音和计算机自动语言等多种手段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）对工业现场的数据进行逻辑运算等处理。
5）对从控制系统得到的以及自己产生的数据进行记录存储。
6）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）提供多种手段让用户编写自己特殊需要的功能，操作工程中的资源，与组态软件集成成为一个整体运行。亚控独创的C#用户程序功能可将用户自己开发和易控的功能无缝集成到一起。
8）为其它软件提供数据，也可接收数据，从而将不同的系统关联和整合起来。
9）多个组态软件之间可以互相联系起来，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）将控制系统中的实时信息送入管理信息系统，接收从管理系统的管理数据，根据需要来干预生产现场或过程。
11）对工程的运行实现安全级别、用户级别等的安全机制。
12）非常简单地开发面向国际市场的，能适应多种语言界面的监控系统。
13）通过因特网发布监控系统数据，实现远程监控等等。
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2、自动化软件的定义
其主要包括人机界面软件（HMI），主要具备如下功能及特征：
工业过程动态可视化、数据采集和管理、过程监控报警、报表功能、为其他企业级程序提供数据、简单的控制功能、批次处理、SPC过程质量控制、符合IEC 61131-3标准、包括其他相应的服务。
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3、自动化软件的发展历史
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三、组态王软件有什么特点
它具有适用性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监控与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
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四、学习组态王软件预备知识
1、ERP的介绍
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2、什么是冗余
是重复配置系统的一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间（也叫双机热备，一般用于过程控制系统）。
冗余系统有两个关键点：
1）两套系统的数据同步，即备份系统的数据必须跟主控系统的数据同步。
2）能够自动切换。当一个发生故障时，备份的系统自动投入运行。所以，冗余系统有数据同步时间和自动切换时间的参数要求。
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3、组态软件的体系结构
典型的计算机控制系统可分为：设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构。它们构成了一个分布式的工业网络控制系统。
设备层：负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号；
控制层：完成对现场工艺过程的实时监控与控制；
监控层：通过对多个控制设备的集中管理；
管理层：对生产数据进行管理、统计和查询。
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总结：
组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集卡等（如：西门子PLC、莫迪康PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC、研华模块等）通过常规通讯接口（如串口方式、USB接口方式、以太网、总线、GPRS等）进行数据通讯。
其与IO设备进行通讯一般是通过调用*.dll动态库来实现的，不同的设备、协议对应不同的动态库。工程开发人员无须关心复杂的动态库代码及设备通讯协议，只须使用组态王提供的设备定义向导，即可定义工程中使用的I/O设备，并通过变量的定义实现与I/O设备的关联，对用户来说即简单又方便。
亚控公司在不断地进行新设备驱动的开发，有关支持设备的最新信息以及设备最新驱动的下载可以通过亚控公司的网站http://www.kingview.com获取。
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五、组态王软件界面、操作介绍
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三个部分构成。
工程管理器：用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。
工程浏览器：一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。
运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。
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1、创建一个新工程
为工程创建一个目录用来存放与工程相关的文件
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2、定义硬件设备并添加工程变量
添加工程中需要的硬件设备和工程中使用的变量，包括内存变量和I/O变量。
定义外部设备和数据变量：
1）内在离散变、I/O变量
类似一般程序设计语言中的布尔（BOOL）变量，只有0、1两种取值，用于表示一些开关量。
2）内在实型变量、I/O实型变量（有小数点）
类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表示浮点数据，取值范围10E-38～10E+38，有效值：7位。
3）内存整数变量、I/O整数变量（没有小数点）
类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表示带符号的整型数据，取值范围：-2147483648～2147483647。
4）内存字符串型变量、I/O字符串型变量
类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录一些有特定含义的字符串，如名称、密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。
5）特殊变量类型有报警窗口变量、历史趋势曲线变量、系统变量三种。
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3、制作图形画面并定义动画连接
按照实际工程的要求绘制监控画面并使静态画面随着过程控制对象产生动态效果。
注：立体管道、多边形双击结束
按钮也可以设置隐含功能
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4、编写命令语言
通过脚本程序的编写以完成较复杂的操作上位控制。
闪烁和隐含设置：
管道的流动设置：
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5、进行运行系统的配置
对运行系统、报警、历史数据记录、网络、用户等进行设置，是系统完成用于现场前的必备工作。
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6、保存工程并运行
完成以上步骤后，一个可以拿到现场运行的工程就制作完成了。
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7、定义外部设备
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六、组态王命令语言、函数介绍
1、变量的添加
上为仿真时的设置，实际项目的设定见“工业自动化控制-组态王2
之3、自动供水系统液位控制”
之3、自动供水系统液位控制”
编写画面语言：
圆角矩形按上下45度运行的设置：
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4、仪表的使用
设置仪表显示参数：
编写画面语言：
加快程序的显示速率：
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5、气缸的使用
自制气缸
气缸芯的设置：
画面语言的编写：
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6、液位的使用
反应堆形式的设置：
圆角矩形的设置：
画面程序的编写：
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