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第二节 监控组态软件简介一、监控组态软件简介监控组态软件简介1.概念 组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在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和简捷的使用方法，其预设置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设备，与高可靠的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。2.组态软件的发展和现状 世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wonderware公司，它于80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件监控组态软件IntouchIntouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知名的监控组态软件有：Fix，Intouch，Wincc，LabView，Citech等。3.组态软件的特点使用简单，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。运行可靠。提供数据采集设备的驱动程序。提供自动化应用系统所需的组件。强大的图形设计工具。二、力控监控组态软件简介 力控监控组态软件（ForceControlForceControl）是一个面向方案的HMI/SCADA（human machine interface/supervisory control and data acquisition）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。内置内置TCP/IPTCP/IP协议的网络服务程序使用户可以充分利协议的网络服务程序使用户可以充分利用用IntranetIntranet或或InternetInternet的网络资源。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。1.ForceControl集成环境：开发系统（开发系统（DrawDraw）：）：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（界面运行系统（ViewView）：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（实时数据库（DBDB）：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/OI/O驱动程序：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。中其它的可选程序组件：串行通信程序（串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）：）：两台计算机之间，使用RS232C/422/485接口，可实现一对一的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机的通信。拨号通信程序（拨号通信程序（TelClient/TelServer）：）：任何地方与工业现场之间，只要能拨打电话，就可以实现对远程现场生产过程的实时监控，唯一需要的是Modem和电话线。Web服务器程序（服务器程序（Web Server）：）：Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。控制策略生成器（控制策略生成器（StrategyBuilder）：）：是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。提供包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。三、力控实例入门1.建立工程 打开应用管理器，选择“增加新应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“MonitorPLC”，按“确定”按钮。在工程列表中会出现新建的工程，双击该工程，打开Draw，开始组态工作。2.创建点Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击“数据库组态”启动组态程序DbManger，如图所示。启动DbManger后出现DbManger主窗口，如图所示。选择菜单命令“点/新建”或在右侧的点表上双击任一空白行，出现“指定区域和点类型”对话框，如图所示。选择“区域00”及“数字I/O点”点类型，然后单击“继续”按钮，进入点定义对话框，如图所示。在“点名”输入框内键入点名“MX0”，其它参数可以采用系统提供的缺省值。单击“确定”按钮，在点表中增加了一个点“MX0”，如图所示。重复以上步骤，创建MX1、MY0、MY1和MY2点。最后单击“存盘”按钮保存组态内容，然后单击“退出”按钮，返回到主窗口。3.3.定义定义I/OI/O设备设备 在数据库中定义了上述5个点后，下面将建立一个I/O设备PLC，上述定义好的5个点的值将取自PLC。在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，选择“I/O设备驱动”项使其展开，在展开项目中选择“PLC”项并双击使其展开，然后继续选择厂商名“NaiS（松下电工）松下电工）”并双击使其展开后，选择项目“FP系列系列”，如图所示。双击项目“FP系列”出现“I/O设备定义”对话框，在“设备名称”输入框内键入一个人为定义的名称“NEWPLC”（大小写不限）。在通信端口下拉条中选择“COM1”，“设备地址”输入框内键入1。其余保持默认值。点击“完成”按钮。如图所示。此时在导航器的“FP系列”下面增加了一项“NEWPLC”。数据连接 现在将已经创建的5个数据库点与NEWPLC联系起来，以使这5个点的PV参数值能与I/O设备NEWPLC进行实时数据交换。这个过程就是建立数据连接的过程。由于数据库可以与多个I/O设备进行数据交换，所以我们必须指定哪些点与哪个I/O设备建立数据连接。a.启动数据库组态程序DbManager，双击点“MX0”，切换到“数据连接数据连接”一页，出现如图所示对话框。b.点击参数“PV”，在“连接I/O设备”的“设备”下拉框中选择设备“NEWPLC”。点击“增加”按钮，出现如图所示的“设备连接项”对话框。在“寄存器/继电器”选择框中选择“X/WX（外部输入继电器）”，在“地址”输入框中输入0，“位偏移”输入框中输入0，点击“确定”返回。重复上述步骤，可连接所有定义过的点。在重复上述步骤时，对于同一个继电器，位偏移依次加1。对话框中填写的值如表所示。MX0MX0MX1MX1MY0MY0MY1MY1MY2MY2寄存器寄存器/继电继电器器X(X(按位按位)X(X(按位按位)Y(Y(按位按位)Y(Y(按位按位)Y(Y(按位按位)数据格式数据格式bitbitbitbitbitbitbitbitbitbit地址地址0 01 10 01 12 2最终结果如图所示。单击“退出”按钮，返回DRAW主窗口。4.创建窗口 选择“文件F/新建”命令出现“窗口属性”对话框，如图所示。全部保持默认值，点击“确定”按扭，建立了一个新的窗口。按图所示绘制窗口图形。在重复上述步骤时，对于同一个继电器，位偏移依次加1。点击“增加”按扭，选择“DRAW1”，“确定”该对话框。项目中双击“数据库组态”启（2）单击“取消”和“返回”按钮，退出“数据源定义”对话框。组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在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和简捷的使用方法，其预设置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设备，与高可靠的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。提供数据采集设备的驱动程序。单击“退出”按钮，返回DRAW主窗口。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。全部保持默认值，点击“确定”按扭，建立了一个新的窗口。选择“区域00”及“数字I/O点”点类型，然后单击“继续”按钮，进入点定义对话框，如图所示。单击“确定”按钮，在点表中增加了一个点“MX0”，如图所示。有了变量之后就可以制作动画连接。Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。这个过程就是建立数据连接的过程。对话框中填写的值如表所示。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。5.制作动画连接制作动画连接 前面已经做了很多事情，包括：制作显示画面、创建数据库点，并通过一个自己定义的I/O设备“NEWPLC”把数据库点的过程值与设备NEWPLC连接起来。现在再回到开发环境Draw中，通过制作动画链接使显示画面活动起来。（1）定义数据源 界面系统除了可以访问本地数据库（即与界面系统运行在同一台PC机上的数据库）外，还可以通过网络访问安装在其它计算机上的ForceControlForceControl数据库中的数据。因此，当在界面系统Draw中创建变量时，如果变量引用的是外部数据源（包括：ForceControl数据库，DDE服务器或其它第三方数据提供方），首先对要引用的外部数据源进行定义。激活Draw菜单“特殊功能S/数据源定义”，出现“数据源定义”列表框，如图所示。1.列表框中已经存在了一个数据源：“本地数据库（DB）”。这是系统缺省定义的数据源，它指向本机上的DB数据库。（2）单击“取消”和“返回”按钮，退出“数据源定义”对话框。（3）动画连接 有了变量之后就可以制作动画连接。一旦创建了一个图形对象，给它加上动画连接就相当于赋予它“生命”使其“活动”起来。双击“X0”上面的图形，弹出如图所示的“动画连接”对话框。单击“颜色相关动作颜色相关动作”一列中的“条件”按扭，弹出“颜色变化”对话框如图所示。单击“变量选择”按扭，弹出“变量选择”对话框，如图所示。在上图中，选择“MX0”和“PV”，点击“选择”按扭。然后“确认”每一个对话框，则第一个圆的动画连接就制作完成。同理，按上述步骤定义其余图形的动画连接。注意变量选择与相应的标注相同，即MX0为监视PLC中的X0的接点，依次类推。保存制作结果。任何地方与工业现场之间，只要能拨打电话，就可以实现对远程现场生产过程的实时监控，唯一需要的是Modem和电话线。设备驱动”项使其展开，在展开一个对话框，则第一个圆的动画连接就制作完成。串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）：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。这个过程就是建立数据连接的过程。打开应用管理器，选择“增加新应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“MonitorPLC”，按“确定”按钮。程序DbManager，“NaiS（松下电工）”并双击使选择“区域00”及“数字I/O点”点类型，然后单击“继续”按钮，进入点定义对话框，如图所示。（2）单击“取消”和“返回”按钮，退出“数据源定义”对话框。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。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。项目中双击“数据库组态”启提供包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。点击“增加”按钮，出现如图所示的“设备连接项”对话框。“NaiS（松下电工）”并双击使然后在ForceControl工程管理器中选择应用程序“MonitorPLC”，进入“运行系统”。数据库”项使其展开，在展开全部保持默认值，点击“确定”按扭，建立了一个新的窗口。现在再回到开发环境Draw中，通过制作动画链接使显示画面活动起来。数据库”项使其展开，选择“I/O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。打开应用管理器，选择“增加新应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“MonitorPLC”，按“确定”按钮。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。数据库”项使其展开，选择“I/O由于数据库可以与多个I/O设备进行数据交换，所以我们必须指定哪些点与哪个I/O设备建立数据连接。二、力控监控组态软件简介项目中选择“PLC”项并双击使其展开后，选择项目“FP系列”，6.配置系统 在导航器中选择“配置”、“初始启动设置”，弹出“初始启动设置”对话框，如图所示。点击“增加”按扭，选择“DRAW1”，“确定”该对话框。到现在为止，上位机的组态程序已经制作完成。连接PLC和计算机，启动FPWIN-GR，编一小段PLC程序下载到PLC中并让其运行，再切换到“离线”状态。然后在ForceControl工程管理器中选择应用程序“MonitorPLC”，进入“运行系统”。接通PLC的X0，X1点可以看到组态画面上的图形颜色随PLC上接点的变化而变化。