自動化畢業(yè)論文用組態(tài)王實現(xiàn)加料過程監(jiān)控

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　用組態(tài)王實現(xiàn)加料過程監(jiān)控</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 自動化

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　學士學位論文原創(chuàng)性聲明</p><

3、;p>　　本人聲明，所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立完成的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。</p><p>　　作者簽名： 日期：</p&g

4、t;<p>　　學位論文版權使用授權書</p><p>　　本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權南昌航空大學科技學院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。</p><p>　　作者簽名：

5、 日期：</p><p>　　導師簽名： 日期：</p><p>　　用組態(tài)王實現(xiàn)加料過程監(jiān)控</p><p>　　摘要：物料合理及有效的輸送是工業(yè)成產(chǎn)過程中的重要因素，物料輸送過多會造成物料過剩而致使浪費，物料輸送過少則使得不能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。因此必須控制物料的合理輸送和分配。用組態(tài)王實

6、現(xiàn)加料過程監(jiān)控就是為了維持物料的輸送在合理的范圍內(nèi)，確保工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，連貫性。本文研究的加料過程監(jiān)控利用了組態(tài)王軟件強大數(shù)據(jù)處理和圖形表現(xiàn)的能力。</p><p>　　本文主要是實現(xiàn)自動加料過程，主要要求是：按啟動按鈕后，斗秤開始進料同時上傳送帶開始運轉，使得物料傳送到斗秤中，當斗秤中的原料達到設定重量，停止進料，下輸送帶運轉，斗秤閘門打開，將料輸出至下傳送帶。當斗秤中原料下完，關閉閘門，當閘門完全關閉時，料

7、倉重新開始下料。按停車按鈕時，應等斗秤中的原料下完，再延長10秒，待傳送帶上的原料輸送完畢，再切斷電源。</p><p>　　關鍵詞：組態(tài)王 PLC自動加料 過程監(jiān)控</p><p>　　指導老師簽名： </p><p>　　Kingview is used to implement charging process monitor

8、ing</p><p>　　Abstract: Material is reasonable and effective transportation industry become the important factor in the process of production, waste too much can cause excess material in the material conveyin

9、g, the conveying of too little, cannot produce qualified products. So we must control the material reasonable transmission and distribution. Kingview is used to implement charging process monitoring is to maintain the ma

10、terial conveying in a reasonable range, to ensure the stability of the industrial prod</p><p>　　This paper is to realize the automatic feeding process, the main requirements are: press the start button, hopp

11、er scale begin to run feed on the conveyor belt at the same time, make the material transferred to the hopper scale, when the raw material to set in the hopper scale weight, stop feeding, the conveyor belt, bucket scale

12、gate to open, will be output to the conveyor belt. When in the hopper scale under the raw material, close the gate, when the gate is fully closed, bin and start again. P</p><p>　　Keywords： kingview PLC Aut

13、omatic feeding Process monitoring</p><p>　　Signature of Supervisor: </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　1.1 過

14、程控制介紹 1</p><p>　　1.2 組態(tài)王介紹1</p><p><b>　　2組態(tài)王功能</b></p><p>　　2.1 圖形及動畫功能3</p><p>　　2.2 報警功能4</p><p>　　2.3 實時曲線和歷史曲線5</p><p>

15、;　　2.4 控件功能6</p><p>　　2.5 通訊及其他功能6</p><p>　　3建立組態(tài)王工程 </p><p>　　3.1 新建組態(tài)王工程8</p><p>　　3.1.1穿件工程路徑8</p><p>　　3.1.2 組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)9</p><p>　　3

16、.2 變量與I\O設備10</p><p>　　3.2.1 變量的類型10</p><p>　　3.2.2 新建變量11</p><p>　　3.2.3 定義I\O設備13</p><p>　　3.3 動畫制作及動畫鏈接14</p><p>　　3.4 運行系統(tǒng)24</p><p&

17、gt;<b>　　4小結</b></p><p>　　4.1 本文的主要工作25</p><p>　　4.2 設計總結25</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p>　　

18、用組態(tài)王實現(xiàn)加料過程監(jiān)控</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1發(fā)展趨勢</b></p><p>　　自21世紀以來，我國國內(nèi)的監(jiān)控組態(tài)軟件產(chǎn)品和技術以及市場都取得了飛速的發(fā)展，應用領域日益拓展，使用用戶和應用工程師的數(shù)量越來越多?！肮I(yè)技術民用化”的發(fā)展趨勢得以充分體現(xiàn)。<

19、;/p><p>　　工業(yè)應用軟件的重要組成部 分是監(jiān)控組態(tài)軟件，但是監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展受到很多條件的限制，歸根結底，是應用的帶動對它的發(fā)展起著最為重要的促進作用。然而用戶要求的多樣化，致使監(jiān)控軟件的人機界面的需求不可能達到固定單一化，監(jiān)控軟件可制定性是必然的發(fā)展。</p><p>　　伴隨著信息化社會的迅猛發(fā)展，IT技術孕育而生的監(jiān)控組態(tài)軟件對工業(yè)信息化、自動化帶來的影響是深遠的，它推動著整個

20、社會生產(chǎn)、生活方式的變化，且這種變化依然在繼續(xù)。所以學習監(jiān)控軟件有著重要的意義。</p><p><b>　　1.2組態(tài)王介紹</b></p><p>　　組態(tài)王6.5是在廣泛咨詢數(shù)千家用戶的需求和體驗之后，采取先進軟件開發(fā)模式和流程，由十多位資深軟件開發(fā)工程師歷時一年多的開發(fā)，及四十多位試用戶一年多的實際現(xiàn)場考驗后孕育出的。形成了更方便的使用方法，更強大的功能，更優(yōu)

21、異的性能，更穩(wěn)定的軟件，更可靠的質(zhì)量。</p><p>　　隨著互聯(lián)網(wǎng)科技在生產(chǎn)和生活的各個領域里發(fā)揮著越來越重要的作用，自動化軟件的聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢已發(fā)展成為整合IT與工廠自動化的關鍵。組態(tài)王6.5致力于門戶概念，采用最新的JAVA 2核心技術，有著更豐富的功能，更簡單的操作。使用者將看見整個企業(yè)的自動化監(jiān)控能夠以一個門戶網(wǎng)站的形式得以呈現(xiàn)出來，并且使用者能使用各自的授權口令完成各自的操作從而完成不同工作職責，這包

22、括現(xiàn)場操作者可以實現(xiàn)設備的啟動和停止、中控室的工程師可以整定工藝參數(shù)、辦公室的決策者能夠及時的掌握生產(chǎn)成本、設備的利用率及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。組態(tài)王6.5能形象的再現(xiàn)現(xiàn)場畫面，在有有授權口令的情況下能夠在任何時間和地點內(nèi)實時的掌握企業(yè)每一個生產(chǎn)細節(jié)，現(xiàn)場的流程畫面、過程數(shù)據(jù)、趨勢曲線、生產(chǎn)報表、操作記錄和報警等。我們還可以通過編輯和發(fā)布網(wǎng)站首頁的信息和圖標，從而成為真正企業(yè)信息化的分布式的高速歷史庫。對于任何一個工業(yè)自動化系統(tǒng)來說過程數(shù)據(jù)的存儲

23、功能都是十分重要的，伴隨著自動化程度進一步廣泛的發(fā)展，我們對重要數(shù)據(jù)的使用和儲存的要求也愈來愈高。面對儲存大批量的實時數(shù)據(jù)，我們必須要解決同步存儲速度緩慢的響應、數(shù)據(jù)容易丟失、存儲時間很短、存儲占用的空間</p><p>　　就一個工廠自動化系統(tǒng)來而言，實時跟蹤關鍵參數(shù)的狀態(tài)是至關重要的，其中必不可少的手段就是使用報警功能。怎樣能及時精確的獲取報警信息對工程人員來說是個十分大的挑戰(zhàn)，因為我們不能時時刻刻的守候在運

24、行的設備周圍等待報警出現(xiàn)。提出和解決實時通報報警的一體化系統(tǒng)從而使得超視距的現(xiàn)場監(jiān)控得以實現(xiàn)。短信息：設置短消息項目進行報警，比如發(fā)送給指定人員報警對象、短消息的發(fā)送時間、接收對象、發(fā)送內(nèi)容等。電子郵件：對電子郵件項目進行，比如發(fā)送給指定人員報警對象、電子郵件地址、郵件服務器地址、發(fā)送內(nèi)容等。通過龐大實時的網(wǎng)絡，能夠時時刻刻了解現(xiàn)場設備的運行情況。語音：也能夠通過電話，事前設置好的電話號碼，當報警產(chǎn)生時呼叫能簡約查詢現(xiàn)場設備的運行情況。

25、組態(tài)王具有以下優(yōu)勢和特點： </p><p>　　1.支持更大的畫面、導航圖：用戶可以制作任意大小的畫面，通過滾動條和導航圖控制畫面顯示的內(nèi)容；繪制、選擇和移動圖素時，畫面會自行跟隨著進行滾動。2.方便的變量替換：可以單獨替換某個畫面中的變量，也可以在畫面中任意選中的圖素在范圍內(nèi)進行變量替換。3.能夠自定義菜單：支持二級子菜單。4.方便快捷的提示文本：系統(tǒng)提供的圖素提示條文本，包括簡單圖素和組合圖素。5.任意選擇

26、畫面中的圖素：能夠在畫面中使用鍵盤和鼠標選擇任意多個圖素進行組合、排列等操作。 </p><p><b>　　2 組態(tài)王功能</b></p><p>　　2.1圖形及動畫功能 </p><p>　　組態(tài)王的工具箱中有直線、扇形、填充圖形、折線、管道、多邊形、文本、按鈕和點位圖等基本圖素，它們均有繪制圖形及動畫的功能。它們中填充圖形類動畫連接框

27、如圖2.1所表示，剩下的圖素在動畫連接框結構相同，只是在動畫屬性選項有些許差異。</p><p>　　圖2.1 動畫的連接框圖    </p><p>　　從圖2.1中可知填充類的圖形沒有輸出值和屬性文本色等選項，而基本圖素中的文本沒有屬性變化中的線屬性和填充屬性，也沒有位置與大小變化中的填充、旋轉和縮放屬性，但是卻有屬性文本色和輸出值各選項，各有春秋。而“動

28、畫連接”就是建立數(shù)據(jù)庫變量與畫面的圖素的對應關系。引入動畫連接是設計人機接口的一次重大突破，它使得工程人員能從重復的圖形編程中釋放出來。并且提供了標準的工業(yè)控制圖形界面給工程人員，并且通過可編程的命令語言的連接來加強圖形界面的功能。在工程人員設計圖形界面中圖形對象與變量之間的豐富連接類型為工程人員提供了極大的方便。部分動畫連接的圖形對象“組態(tài)王”系統(tǒng)還能對它設置訪問權限，這對于系統(tǒng)安全的保障有著重要的意義。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中變量的變化，圖形對

29、象可以在建立動畫連接后，按動畫連接的要求進行改變。組態(tài)王數(shù)據(jù)庫中的變量既可以是內(nèi)存變量，也可以是I/O變量。I/O變量是工業(yè)控制過程中的物理量，若按照物理量的數(shù)學形態(tài)分類有：連續(xù)式物理量和數(shù)字式開關量；若按物理量的物理形態(tài)分類有：開關的通斷、位移、速度、加速度、質(zhì)量、大小、顏色、電壓、電流、溫度、壓力、流量、液位、物質(zhì)濃度、亮度、酸堿度等化學和生物的物</p><p>　　圖形對象能夠根據(jù)動畫連接的要求更改圖形的

30、顏色、尺寸、位置和填充百分數(shù)等，一個圖形對象又能夠同時定義多個連接。把這些動畫連接組合起來，應用程序將呈現(xiàn)出十分逼真的圖形動畫效果。</p><p><b>　　2.2報警功能</b></p><p>　　報警的產(chǎn)生和記錄是為保證工業(yè)現(xiàn)場安全生產(chǎn)中必不可少的因素?！敖M態(tài)王”有著強大的報警和事件系統(tǒng)而且操作方法簡單。報警是指當系統(tǒng)中某些量的值超過了所規(guī)定的范圍時，系統(tǒng)會

31、自動產(chǎn)生相應的報警信息，表示該量的值已經(jīng)超過范圍，提醒操作人員進行調(diào)整。有了報警系統(tǒng)，就能夠提示操作人員注意突發(fā)的狀態(tài)。報警的定義窗口如下圖2.2所示：</p><p>　　組態(tài)王中報警的處理方法是：當報警發(fā)生時，組態(tài)王把這些信息儲存于內(nèi)存中的緩沖區(qū)中（緩沖區(qū)大小能夠自行設置），報警在緩沖區(qū)中以先進先出的隊列形式存儲，所以只有最近的報警在內(nèi)存中存儲。當記錄定時時間到時或緩沖區(qū)達到指定數(shù)目，系統(tǒng)能夠自動將報警信息進

32、行記錄。報警的記錄可以是開放式數(shù)據(jù)庫、文本文件或打印機。此外，用戶可以從工程瀏覽器界面提供的報警窗中查看報警信息。</p><p>　　組態(tài)王的報警分類主要有：模擬量變量類型的越限報警、偏差報警、變化率報警、報警延時和死區(qū)等；離散型變量類型的0類型報警、1類型報警和狀態(tài)變化報警。</p><p>　　報警組是按樹狀組織的結構，缺省時只有一個根節(jié)點，缺省名為RootNode（可以改成其它名字

33、）。組態(tài)王能夠通過報警組定義對話框為這個結構加入多個節(jié)點和子節(jié)點。這類似于樹狀的目錄結構，每個子節(jié)點報警組下所屬的變量，屬于該報警組的同時，屬于其上一級父節(jié)點報警組。</p><p>　　圖2.2 報警定義窗口</p><p>　　2.3實時曲線和歷史曲線</p><p>　　組態(tài)王的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)在畫面中能夠以曲線形式顯示。組態(tài)王的曲線有趨勢曲線、溫控曲線和X

34、-Y曲線。</p><p>　　控制軟件中十分重要的功能是趨勢分析，“組態(tài)王”對該功能提供了簡單的控制方法和強大的支持。趨勢曲線有歷史趨勢曲線和實時趨勢曲線兩種。曲線外形類似于坐標軸，X軸代表時間，Y軸代表變量值。對于實時趨勢曲線最多可顯示四條曲線；而歷史趨勢曲線最多可顯示十六條曲線，而一個畫面中可定義不限數(shù)量的趨勢曲線。在趨勢曲線中工程人員可以規(guī)定時間間距，網(wǎng)格分辨率，數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍，數(shù)值坐標數(shù)目，時間坐標數(shù)目

35、和繪制曲線的顏色屬性。當畫面程序運行時，實時趨勢曲線可以自動以快速反應變量隨時間的變化，但歷史趨勢曲線不能自動卷動，它一般與功能按鈕共同工作，一起完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作。這些按鈕能夠實現(xiàn)翻頁、設定時間參數(shù)、啟動/停止記錄、打印曲線圖等復雜功能。</p><p><b>　　2.4控件功能</b></p><p>　　控件實際上是用來執(zhí)行專門的任務的可重用對象。每個控件

36、本質(zhì)上都是一個微型程序，但不是通過控件的屬性、方法等控制控件的外觀和行為，接受輸入并提供輸出的一個獨立的應用程序。組態(tài)王中的控件就是一種微型程序，它們能提供豐富的各種屬性和命令語言函數(shù)以便用來完成各種特定的功能。</p><p>　　控件在外觀上可視為組合圖素，工程人員只需把它放在畫面上，然后對控件的屬性進行配置,對相應的函數(shù)進行連接，控件就能完成相應的復雜功能。當主程序完成時需要制作很復雜的命令語言，或者根本無

37、法完成所實現(xiàn)的功能時，可以采用控件。主程序只需要向控件提供輸入，而其余的復雜工作則通過控件去完成，主程序無需理會其過程，只要在控件提供所需要的結果時輸出即可。</p><p>　　2.5通訊及其他功能</p><p>　　組態(tài)王能夠與一些常用I/O設備進行直接通訊.I/O設備包括:PLC、智能模塊、板卡、智能儀表等。組態(tài)王的驅動程序采用ActiveX技術，使得組態(tài)王和通訊程序能構成一個完整

38、的系統(tǒng)，從而保障系統(tǒng)高效率的運行。為了用戶方便的使用，組態(tài)王添加了設備配置向導，用戶只需要通過安裝向導的提示就可以完成I/O設備的配置工作。在系統(tǒng)運行的過程中，組態(tài)王通過內(nèi)嵌的設備管理程序負責與I/O設備的實時數(shù)據(jù)交換。已配置的I/O設備在工程瀏覽器的設備節(jié)點中分類列出，用戶可以隨時修改與查詢。組態(tài)王與I/O設備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式:串行通訊方式，DDE方式，網(wǎng)絡節(jié)點方式，板卡方式，人機接口卡方式。</p>&l

39、t;p>　　(1)串行通訊方式。這是組態(tài)王與I/O設備之間最常用的一種數(shù)據(jù)交換方式。串行通訊方式使用“組態(tài)王計算機”的串口，I/O設備通過RS-232串行通訊電纜連接到“組態(tài)王計算機”的串口。如果您的計算機擁有多個串口，可以同時與多個I/O設備連接。組態(tài)王最多可與64個串口設備相連。</p><p>　　(2)DDE方式。DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)是Windows的一個標準的傳輸協(xié)議。通過DDE方式任何I/O設

40、備都可以與“組態(tài)王計算機”進行數(shù)據(jù)交換。在此方式下，DDE服務程序可以采用自己方式與I/O設備進行數(shù)據(jù)交換，DDE服務程序與“組態(tài)王”采用標準DDE協(xié)議進行通訊。</p><p>　　(3)板卡方式。板卡類設備直接插在“組態(tài)王計算機”的擴展槽內(nèi)，“組態(tài)王計算機”通過訪問板卡的I/O地址直接與其進行數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　(4)網(wǎng)絡節(jié)點方式。I/O設備作為一個網(wǎng)絡節(jié)點與“組態(tài)王計算機

41、”進行數(shù)據(jù)交換。I/O設備與“組態(tài)王計算機”之間通過TCP/IP的網(wǎng)絡連接。采用此方式的I/O設備多數(shù)為其它計算機。</p><p>　　(5)人機接口卡方式。某些廠家的可編程控制器(PLC)在與計算機進行數(shù)據(jù)交換時，要求在計算機中安裝一個特殊的人機接口的板卡，板卡與可編程控制器( PLC)之間采用專門的通訊協(xié)議進行通訊?！敖M態(tài)王計算機”通過人機接口卡實現(xiàn)與I/O設備之間的數(shù)據(jù)交換。人機接口卡和連接電纜由PLC生

42、產(chǎn)廠家提供。使用人機接口卡可以與一個PLC連接，也可以與一個PLC的網(wǎng)絡連接。</p><p>　　此外，組態(tài)王還提供驅動程序開發(fā)軟件包，用戶可根據(jù)此軟件包編制自己系統(tǒng)所需的驅動程序。并且提供內(nèi)容豐富的圖庫功能，在制作系統(tǒng)時可以大幅度地提供工作的效率。組態(tài)王的另外一大特點就是網(wǎng)絡功能，“組態(tài)王”在基于網(wǎng)絡結構和TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議上網(wǎng)下運行。</p><p>　　3 建立組態(tài)王工程<

43、;/p><p>　　3.1新建組態(tài)王工程</p><p>　　建立一個新的組態(tài)王工程的一般過程是：</p><p>　　1.設計圖形界面（定義畫面）</p><p><b>　　2.定義設備</b></p><p>　　3.構造數(shù)據(jù)庫（定義變量）</p><p><b&g

44、t;　　4.建立動畫連接</b></p><p><b>　　5.運行和調(diào)試</b></p><p>　　事實上，這五個部分并不是完全獨立的，常常是交錯進行的。下面將分別加以介紹：</p><p>　　3.1.1創(chuàng)建工程路徑</p><p>　　啟動組態(tài)王的工程管理器，選擇菜單“文件\新建工程”或者單擊“新建

45、”按鈕，彈出如圖所示：</p><p>　　圖3-1 新建工程路徑</p><p>　　按照新建工程向導一步步的建立一個新的工程路徑，到向導三時，會出現(xiàn)如下畫面：</p><p>　　圖3-2輸入工程名稱和描述</p><p>　　在“工程名稱”文本框中輸入所要新建工程的名稱，名稱的有效長度小于32個字符。在“工程描述”中輸入對新建工程的描述

46、文本，描述文本有效長度小于40個字符。在新建工程的路徑也就是向導二中指定的路徑下會以工程名稱為目錄建立一個文件夾。完成后會彈出“是否將新建的工程設為組態(tài)王當前工程”對話框，點擊“是”，就能把新建工程設定為組態(tài)王當前工程。</p><p>　　3.1.2組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)</p><p>　　組態(tài)王由工程瀏覽器、開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)組成。其中開發(fā)系統(tǒng)是工程技術人員進行動畫制作鏈接等的界面。進入組

47、態(tài)王開發(fā)界面并創(chuàng)建新的畫面，如下圖3-3所示。 在畫面名稱處鍵入新建畫面的名字，系統(tǒng)會自動生成對應文件，我們也可以對它進行更改。在各方框中輸入數(shù)值，以確定畫面的大小和位置。在此，選擇背景顏色是通過點擊長條后拖動鼠標來進行選擇。新畫面定義好了后，就能夠在新畫面中制作系統(tǒng)的靜態(tài)畫面，并且對靜態(tài)畫面一一進行變量定義和動畫鏈接，從而根據(jù)實際的現(xiàn)場生產(chǎn)活動，制作人機界面的動畫。</p><p>　　圖3-3 創(chuàng)建新畫面&l

48、t;/p><p>　　3.2變量與I\O設備</p><p>　　組態(tài)王最核心的部分是數(shù)據(jù)庫。在組態(tài)王運行時的時候，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要通過動畫的形式反映在屏幕上，與此同時工程人員在計算機前發(fā)布的指令也要及時送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有過程都要以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)。而且數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。</p><p>　　變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量，在數(shù)據(jù)庫中存放的是變

49、量的當前值。變量的集合可以形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。下面介紹如何新建或者定義一個新的變量。</p><p>　　3.2.1變量的類型</p><p>　　組態(tài)王系統(tǒng)中定義的變量與一般程序設計語言，比如BASIC、MATLAB、C語言中定義的變量有很大的程度上的不同。組態(tài)王系統(tǒng)中定義的變量既能滿足程序設計的一般需求，又能夠考慮到工控軟件的特殊需

50、要。變量的基本類型共有兩類：內(nèi)存變量、I/O變量。I/O變量是指可與外部數(shù)據(jù)采集程序直接進行數(shù)據(jù)交換的變量，如下位機數(shù)據(jù)采集設備（如PLC、儀表等）或其它應用程序（如DDE、OPC服務器等）。這種數(shù)據(jù)交換是動態(tài)的、雙向的，就是說：在“組態(tài)王”系統(tǒng)運行過程中，每當I/O變量的值改變時，該值就會自動寫入下位機或其它應用程序，每當下位機或應用程序中的值改變時，組態(tài)王系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。所以，那些從下位機采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機的指令

51、，比如“閥門開關信號”、“料倉滿空信號”等變量，都需要設置成“I/O變量”。內(nèi)存變量是指那些不需要和其它應用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機得到數(shù)據(jù)、只在組態(tài)王內(nèi)部需要的變量，比如計算過程的中間變量，就可以設置成“內(nèi)存變量”。</p><p><b>　　3.2.2新建變量</b></p><p>　　在新建變量之前先來認識一下組態(tài)王的工程瀏覽器界面，</p>

52、;<p>　　圖3-4 工程瀏覽器界面</p><p>　　由上圖可以看出組態(tài)王的工程瀏覽器主要由菜單欄、Tab標簽、工具欄、工程目</p><p>　　錄顯示區(qū)、目錄內(nèi)容顯示區(qū)和狀態(tài)欄等幾部分組成。其中工具欄中的內(nèi)容主要是為了快捷和方便使用，一般在菜單欄或者其下拉菜單有與之相對應的對象。在工程瀏覽器也可啟動別的工程項目，在菜單欄中點擊“工程”項，將彈出工程管理器，在其中選擇

53、將要打開的工程。但是要注意一次只能打開一個工程項目，并且該項目就會為組態(tài)王的當前工程。</p><p>　　新建變量的步驟是：單擊工程瀏覽器中的系統(tǒng)選項，然后單擊目錄內(nèi)容顯示區(qū)中數(shù)據(jù)庫下拉菜單中的數(shù)據(jù)詞典，然后再在目錄內(nèi)容顯示區(qū)雙擊新建，彈出下面的對話框。如下圖所示：</p><p>　　圖3-5 新建一個變量</p><p>　　在相應的對話框中填入相應的內(nèi)容，就

54、能夠定義一個新的變量的名稱、類型、報警和記錄等信息。注意對話框中只有白色區(qū)域是可以輸入信息的，如果那個條框是灰色的則表明冊對話框條的屬性不符合該變量類型。下面羅列按此方法定義的本論文的各個變量。</p><p>　　表1 本文主要所需定義的變量</p><p>　　變量定義完成后，可以在工程瀏覽器的“工具”條下點擊“工程加密”項后，在出現(xiàn)的對話框中輸入密碼以便為了系統(tǒng)的安全可以對工程進行

55、加密。工程加密后將更好的體現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性和安全性。</p><p>　　3.2.3定義I\O設備</p><p>　　1.如何定義IO設備</p><p>　　在工程瀏覽器左側選擇“設備\COM1”，在工程瀏覽器右側用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，彈出顯示運行“設備配置向導”，如下圖所示:</p><p>　　圖3-6 定義I\O設備</p

56、><p><b>　　2.設備配置向導</b></p><p>　　選擇“仿真PLC”的“串行”項，單擊“下一步”，給外部設備取一個名稱，然后輸入PLC，單擊“下一步”，為設備選擇連接串口，假設為COM1，單擊“下一步”，填寫設備地址，假設為1，單擊“下一步”，設置通信故障恢復參數(shù)(使用系統(tǒng)默認的設置參數(shù)即可)，單擊“下一步”，檢查各項設置是否正確，確認無誤后，單擊“完成

57、”即可完成定義。設備定義完成后，可以在工程瀏覽器的右側看到新建的外部設備“PLC”。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把I\O變量連接到這臺設備上就可以和組態(tài)王進行交換數(shù)據(jù)了。下面羅列按此方法定義的本論文的各個I\O設備。</p><p>　　表2 本文所需定義的I\O設備</p><p>　　3.3動畫制作及動畫鏈接</p><p>　　組態(tài)王同時還支持極其豐富的動畫制作功

58、能，其動畫鏈接功能更是能使得工程技術人員在使用組態(tài)王制作畫面得心應手。工程人員在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作的畫面都是靜態(tài)的，那么它們?nèi)绾尾拍芊从彻I(yè)現(xiàn)場的狀況呢？這就需要通過實時數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量才是與現(xiàn)場狀況同步變化的。數(shù)據(jù)庫變量的變化又如何導致畫面的動畫效果呢？通過“動畫連接”來實現(xiàn)。即是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關系。這樣，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如料位、閥門開關狀態(tài)等，當它們發(fā)生變化時，能通過I/O接口，會引起實時數(shù)

59、據(jù)庫中變量的變化。</p><p>　　動畫連接的引入是設計人機接口的一次突破，它把工程人員從重復的圖形編程中解放出來，為工程人員提供了標準的工業(yè)控制圖形界面，并且由可編程的命令語言連接來增強圖形界面的功能。圖形對象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設計圖形界面提供了極大的方便?！敖M態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動畫連接的圖形對象設置了訪問權限，這對于保障系統(tǒng)的安全具有重要的意義。</p><p>

60、;　　圖形對象可以按動畫連接的要求改變顏色、尺寸、位置、填充百分數(shù)等，一個圖形對象又可以同時定義多個連接。把這些動畫連接組合起來，應用程序將呈現(xiàn)出不可思議的圖形動畫效果。</p><p>　　3.3.1加料過程控制動畫制作</p><p>　　主畫面圖由料倉，斗秤，上帶電機M3，上傳送帶，開閥電機M1，關閥電機M2下帶電機M4，下傳送帶，物料組成。如下圖</p><p&

61、gt;　　圖3-7 加料過程監(jiān)控主畫面</p><p>　　3.3.2反應容器的制作</p><p>　　進入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)，新建名為“加料系統(tǒng)”的畫面，在“工具”菜單中選中“顯示工具箱”、“顯示畫刷類型”、“顯示線形”等，出現(xiàn)如下界面：</p><p>　　圖3-8 制作反應器</p><p>　　點擊“工具箱”中的“圖庫”按鈕，彈出如下畫

62、面。</p><p>　　圖3-9 使用圖庫中的圖素繪圖</p><p>　　選擇所需要的圖庫對象然后雙擊左鍵，則圖庫管理器自動關閉，并且在畫面中鼠標所處位置變?yōu)橐粋€方折角，單擊左鍵則能將圖素復制于該位置。此時可以隨意改變圖素的大小和位置，但不能改變圖素的其他屬性，如果要改變圖素的其他屬性則可選擇“圖庫”菜單下的“轉換為普通圖素”項。</p><p>　　為了加強視

63、覺效果還可以在組態(tài)王提供的八種過渡方式中選擇其中一種</p><p>　　雙擊圖庫元素，可以彈出諸如如下圖的對話框。</p><p>　　圖3-10 反應器的屬性設置</p><p>　　此時可以點擊右端的“？”后選擇變量名，根據(jù)所需要的變更在對話框中進行顏色設置，在選擇顏色時要按住鼠標左鍵同時進行拖動選擇。同時也可以變更變量的值和反應容器在變化過程中對應的填充色的

64、變化比例，在完成了上述操作后即可完成這次加料過程監(jiān)控系統(tǒng)中的諸如此類反應容器的制作和動鏈接。</p><p>　　3.3.3文字的輸入</p><p>　　當需要對圖素進行說明時，單擊工具箱中的“T”，隨后鼠標所在處即變成了閃爍的圖標，然后在所需輸入文字的地方單擊后即可輸入文字，輸入文字后如果想要改變文字的屬性，可選擇“工具”菜單中的“文字”項，彈性如下對話框：</p>&l

65、t;p>　　圖3-11 選擇文字的屬性</p><p>　　如果想要改變文字的內(nèi)容，就點擊“編輯”菜單下的“字符串替換”選項，在完成了文字的輸入后，雙擊彈出動畫鏈接。如下圖所示。</p><p>　　圖3-12字符串的動畫鏈接</p><p>　　由此對話框可以看出，字符串的動畫鏈接是非常豐富的，有文本色變化、位置變化等屬性，并且也可鏈接值輸出、值輸入、滑動桿

66、輸入、閃爍、隱含等等特性。點擊任意一個可選選項都可以進行相應的設置。</p><p><b>　　3.3.4畫面屬性</b></p><p>　　在開發(fā)系統(tǒng)的主畫面上單擊右鍵選擇“畫面屬性”項可彈出“畫面屬性”對話框，進行相應設置，點擊“命令語言…”，彈出如下畫面，然后即可輸入程序語言。</p><p>　　圖3-13 輸入程序語言</p

67、><p>　　本文完整的主程序為：</p><p>　　IF ((SB1==1) && (SB2==0)) {（這是啟動項）</p><p>　　停機時間=0;（初始時間）</p><p>　　IF (步驟==0) { </p><p>　　if (料位1<100) 料位1=料位1+5;(料位小于10

68、0時，以5的單位相加)</p><p>　　if (料位1>=80){ （當料位加到大于80時）</p><p>　　步驟=1;（步驟0變?yōu)?）</p><p>　　M3=1;（啟動上帶）</p><p>　　S3=1;（啟動滿信號）</p><p>　　S4=0;（空信號熄滅）</p><

69、p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　IF (步驟==1) {（步驟1成立）</p><p>　　M3=1;（上帶開啟）</p><p>　　M4=0;（下帶關閉）</p><p>　　M1=0;（開閘電機關閉）<

70、;/p><p>　　if (料位2>=90) {（如果料位2大于90）</p><p>　　S4=1;（空信號燈亮）</p><p>　　S3=0;（滿信號燈滅）</p><p>　　步驟=2;（步驟1的值變?yōu)?）</p><p><b>　　}</b></p><p>

71、;<b>　　}</b></p><p>　　IF (步驟==2) {（步驟2成立）</p><p>　　M3=0;（上帶關閉）</p><p>　　M4=0;（下帶保持關閉）</p><p>　　M1=1;（開閘電機啟動）</p><p>　　打開時間=打開時間+5;（打開時間以5的單位相加）

72、</p><p>　　S2=0;（秤門初始化為0）</p><p>　　if (打開時間>50) {（當時間大于50時）</p><p>　　步驟=3;（步驟值由2變?yōu)?）</p><p>　　打開時間=0;（初始化打開時間0）</p><p>　　S1=1;（秤門S1開啟）</p><p&

73、gt;　　S2=0;（秤門S2關閉）</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　IF (步驟==3) {（步驟3成立）</p><p>　　M3=0;（上帶電機停止）</p><p>　　M4=1;（下帶電機開啟）&

74、lt;/p><p>　　M1=0;（開閘電機關閉）</p><p>　　料位2=料位2-5;（料位2以5的單位遞減）</p><p>　　if (料位2<=0) {（如果料位2小于0時）</p><p>　　S4=1;（空信號S4燈亮）</p><p>　　S3=0;（滿信號S3燈滅）</p><

75、;p>　　步驟=4;（步驟3值變?yōu)椴襟E4）</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　IF (步驟==4) {（步驟4成立）</p><p>　　M3=0;（上帶電機關閉）</p><p>　　S1=0;（秤門

76、關閉）</p><p>　　M4=1;（下帶開啟）</p><p>　　S4=1;（空信號燈亮）</p><p>　　M2=1;（關閘電機啟動）</p><p>　　打開時間=打開時間+5;（時間以5的單位相加）</p><p>　　if (打開時間>50) { （當打開時間時間大于50時）</p>

77、<p>　　打開時間=0;（初始化打開時間）</p><p>　　S2=1;（開啟秤門關S2）</p><p>　　S1=0;（秤門S1關閉）</p><p>　　M2=0;（關門電機關閉）</p><p>　　M4=0;（下帶電機停止）</p><p>　　步驟=0;（步驟4的值變?yōu)?）</p&g

78、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (M3==1){</p><p>　　if (料位1>0) 料位1=料位1-5;</p><p

79、>　　\\本站點\旋轉2=\\本站點\旋轉2+10;</p><p>　　料位2=料位2+5;</p><p>　　\\本站點\移動1=\\本站點\移動1+5;</p><p>　　if (\\本站點\移動1>=20) \\本站點\移動1=0;</p><p>　　}（定義上帶電機開啟時的動作，如果料位大于0時，料位以5的單位遞

80、減，下帶小白球以5的單位向右移動，料位以5的單位增加，上帶小圓球以5的單位向右移動，當上帶小圓球大于20時，初始化）</p><p>　　if (M4==1){</p><p>　　if (料位2>0) 料位2=料位2-5;</p><p>　　\\本站點\移動2=\\本站點\移動2+5;</p><p>　　if (\\本站點\移動

81、2>=20) \\本站點\移動2=0;</p><p>　　\\本站點\旋轉3=\\本站點\旋轉3+20;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　IF (SB2==1) {</p><p>　　if (料位2>0) 料位2=料位2-1;</p><p>　　i

82、f (料位2<=0) 停機時間=停機時間+1;（判斷是否有料）</p><p>　　if (停機時間>=10) {（延遲10時間單位）</p><p><b>　　SB1=0;</b></p><p><b>　　打開時間=0;</b></p><p><b>　　步驟=0

83、;</b></p><p><b>　　M1=0;</b></p><p><b>　　M2=0;</b></p><p><b>　　M3=0;</b></p><p><b>　　M4=0;</b></p><p>

84、<b>　　S2=1;</b></p><p><b>　　S1=0;</b></p><p><b>　　S3=0;</b></p><p><b>　　S4=1;</b></p><p><b>　　}</b></p>

85、<p>　　}（初始化打開時間、SB1、步驟電機開啟秤門，以及空信號）</p><p>　　if (料位1<=60) S3=0 ;（定義料位1小于60的動作）</p><p>　　if (料位1>=10) S4=0;（大于10的動作）</p><p>　　IF (S1==1) M1=0;（S1開啟時的動作）</p>&l

86、t;p>　　IF (S2==1) M2=0;（S2開啟時的動作）</p><p><b>　　3.3.5顏色選擇</b></p><p>　　畫面中的任何圖素都可一單擊左鍵選定，并且每個圖素的顏色：填充色、字符色、線條色、背景色、窗口色、透明色等都可以在調(diào)色板里進行選擇設置，下圖是調(diào)色板的功能區(qū)介紹：</p><p>　　圖3-14 調(diào)

87、色板界面</p><p>　　3.3.6表達式和運算符</p><p>　　連接表達式是定義動畫連接的主要內(nèi)容，因為連接表達式的值決定了畫面上圖素的動畫效果。表達式由數(shù)據(jù)字典中定義的變量、變量域、報警組名、數(shù)值常量以及各種運算符組成，與C語言中的表達式非常類似。在連接表達式中不允許出現(xiàn)賦值語句，表達式的值在“組態(tài)王”運行時計算。變量名和報警組名可以直接從變量瀏覽器中選擇，出現(xiàn)在表達式中，不

88、必加引號，但區(qū)分大小寫，變量的域名不區(qū)分大小寫。</p><p>　　連接表達式中可用到的運算符如下：</p><p>　　表3 本文程序所需使用的表達式和運算符</p><p><b>　　3.4運行系統(tǒng)</b></p><p>　　組態(tài)王軟件是由工程管理器、工程瀏覽器和畫面運行系統(tǒng)這三個部分組成。其中工程瀏覽器內(nèi)含有

89、組態(tài)王畫面制作開發(fā)系統(tǒng)，能自動生成人機界面工程。畫面制作開發(fā)系統(tǒng)中設計開發(fā)的畫面工程在畫面運行系統(tǒng)環(huán)境中運行。 工程瀏覽器和畫面運行系統(tǒng)各自獨立，由于一個工程可以同時被編輯和運行，所以這對工程的調(diào)試起著十分便捷的作用。本文加料過程監(jiān)控的運行系統(tǒng)界面如下圖所示。</p><p>　　圖3-15 本文運行系統(tǒng)的界面</p><p>　　點擊啟動按鈕后，加料過程控制系統(tǒng)就自動開始運行，點擊停止等

90、斗秤內(nèi)下料完畢后10秒后會自動切斷電源。</p><p><b>　　4 小結</b></p><p>　　4.1本文的主要工作</p><p>　　本文介紹了過程控制的一些基本知識和發(fā)展歷史及現(xiàn)狀。概略介紹了組態(tài)軟件的產(chǎn)生背景及國內(nèi)外的現(xiàn)狀，其中詳細介紹了國產(chǎn)組態(tài)軟件——組態(tài)王的功能特點。實現(xiàn)了應用組態(tài)王對火電廠各個系統(tǒng)進行監(jiān)控的系統(tǒng)的設計

91、與制作。詳細介紹了本監(jiān)控系統(tǒng)的制作過程。實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的模擬演示。實現(xiàn)報警、實時記錄、控制輸入。登錄、畫面切換等等功能。</p><p><b>　　4.2設計總結</b></p><p>　　由此容易看出組態(tài)王軟件提供了簡潔和便利的界面設計,并且能夠直觀的實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，而且還具有圖形功能十分完備很好的畫面開發(fā)能力的特點。界面的一致性流暢并且簡單易學，能很生動和形象的

92、仿真出工廠的各種生產(chǎn)流程，對以后我們進行工業(yè)流程設計提供了便捷和高效服務。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 翁維勤等. 過程控制系統(tǒng)及工程.北京：高等教育出版社. 2006年</p><p>　　2 馬國華. 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應用. 北京： 清華大學出版社.2001年</p><p>

93、;　　3 汪志鋒等. 工控組態(tài)軟件. 北京： 電子工業(yè)出版社.2007年</p><p>　　4 組態(tài)王version6.5使用手冊.北京亞控自動化軟件科技有限公司.2001</p><p>　　5 汪小澄 張鋒.PLC控制網(wǎng)絡的組建與監(jiān)控.計算機應用，2002，22（4）</p><p>　　6 SHI Li-ping,JIANG Zhao-ming,WEN Zh

94、en-jiang．Design of Coal Belt Conveyor </p><p>　　Monitoring System Based on PLC and Kingview［J］．Coal Mine Machinery，2012，33(9) ：</p><p><b>　　244-246</b></p><p>　　7 張揚. S7

95、-200PLC原理與應用系統(tǒng)設計. 機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　8 李勝多. 基于組態(tài)王和PLC的電梯控制系統(tǒng)設計[C]. 青島農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版)，2010.2：168-171</p><p>　　9 Yamamoto T., Shah S.L. . Design and experimental evaluation of a multivariable sel

96、f-tuning PID controller. IEE Proceedings of Control Theory and Applications, 2004, 5(151):645-652</p><p>　　10 肖寶興. 西門子S7-200PLC的使用經(jīng)驗和技巧. 機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　11 李寧. 基于組態(tài)王6.53和PLC的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]

97、. 廣西輕工業(yè)，2009.9(9)</p><p>　　12 Chotai A, Young P. C., Behzadi M.A.. Self-adaptive design of a nonlinear temperature control system. IEE Proceedings of Control Theory and Applications, 2002, 1(138):41-49</

98、p><p>　　13 李方園.人機界面設計及應用. 化學工業(yè)出版社，2008</p><p>　　14 王常力，工業(yè)控制計算機系統(tǒng)-設計與應用1993</p><p>　　10 高金峰，黃明明，趙昆.應用混沌控制降低Boost型變換器EMI水平的研究[電力電子技術]，2004, 38(3): 82-85.</p><p><b>　　

99、致 謝</b></p><p>　　感謝指導老師熊麗云老師在我們做畢業(yè)設計期間給予我們的大力支持!在我們剛開始學習組態(tài)王軟件的時候，對它特別的陌生，是熊老師不厭其煩的給我們講解。使我們對這個軟件逐步了解的同時按照周老師的要求熟練的運用這個軟件在自動加料過程監(jiān)控系統(tǒng)中。較好的完成了這次畢業(yè)設計。</p><p>　　感謝我在設計期間遇到的老師們，感謝他們給我的幫助，使我擁有更好的