基于组态王的监控管理系统的开发_毕业论文.doc

本科生毕业论文（设计） 题 目： 基于组态王的监控管理系统的开发 学 院： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 i 基于组态王的监控管理系统的开发 摘 要 随着工业自动化水平的迅速提高，计算机广泛的应用于工业领域中。人们对工业自 动化 越来越高的 要求 及其 种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传 统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。界面和通讯是火电厂监控系统的两个重 要组成部分，良好的组态软件可将界面和通讯有机结合，以达到监控真实机组运行的目的。 木文论述了界面组态软件的整体框架和设计方法。本系统通过动态直观的现场状态显示界面， 方便快捷的对现场情况进行监控，使系统动态的跟随现场条件而变化，降低了对操作人员的 技术要求，完善了控制过程，使得控制更加的自动化，并且避开了一些危险的动作。 为了实现更好的监控，本文基于国产组态软件组态王，利用visualbasic 编 程和 dde 链接，使显示与控制在计算机上实现，从而得到一个成本低、性能好的监控系 统。 关键词关键词：图形界面系统； 组态王； 监控系统 ii development of performance充分考虑自动化近期的发展方向，包括电 站综合自动化、电站无人值守、发电控制与生产管理系统紧密结合。 近年来，计算机软硬件技术的飞速发展，特别是 windows nt 操作系统的推出，高 性能的系统微机(奔腾代微机)的出现，为新一代电厂计算机监控系统的开发提供了坚实 的技术基础。这样基于 windows 平台，采用分布开放式系统结构，集成所有的监控功能， 为厂站综合自动化提供完整的有效信急，从而更好地为电站生产和管理服务，全而提高 自动化运行和管理水平，提高生产率和经济效益，并有助于提高电网的自动化运行水平 和经济水平。因此，使用全分布开放式计算机监控系统将是中国厂站监控技术的发展方 向。 8 第二章第二章 国产优秀组态软件国产优秀组态软件组态王组态王 当前，一个学习和应用工控组态软件的热潮正在兴起！基于 pc（pc-based）的自动 化以及电子技术的现代化日益受到人们的注意和青睐，并深刻地改变着自动化及电子世 界的面貌，而基于 pc 和 windows 的组态软件区别于 c+和 vb 等通用计算机语言，它是一 种适合工业和实验室的实时语言，是工程师、科学工作者、教学工作者和工人们的日常 工作语言，因此格外受到欢迎，这种语言也可称为工业及实验室实时语言 ialtl（industry and laboratory time language），这种语言日益成为高等学校理工 类学生必修的语言，正如办公自动化语言 office 是所有大学生必修的语言一样。这种语 言本身由 c+和 vb 开发而成，因而层次更高，使用更方便。组态软件具备强大的图形处 理、信息处理、通讯、数学运算、数据采集、数据处理和数据存储功能，特别适合于映 射工业对象动作和各种特性以及电子信号的图形显示和动画处理，也具备较强的控制功 能。相对而言，根据国际电气标准 iec61131-3 规定的 plc 的 5 种语言基于图形的功能 块图 fbd（function block diagram）、梯形图 ld(ladder diagram)、顺序功能图 sfc(sequential function chart)，基于文本的指令表 il(instruction list)和结构化 文本 st(structured text)是当今功能最强大的进行逻辑与过程控制的工业实时语言， 相对于普通组态软件进行控制时常采用的类 c 和类 basic 语言，plc 语言的可视性和可读 性要强得多。据此，某些组态软件将原本属于 plc 的 5 种语言嵌入进来，形成“软 plc”， 并支持插在 pc 机 isa 和 pci 插槽中的各类 i/o 卡，这时候的 pc 机或基于 pc 的 ipc 也可 称为广义 plc。事实上，当今一些著名的 plc 厂商已经开发出软硬件基于 pc 的完全开放 式的 plc 产品。这样，可将组态软件有关控制的职能移交给内置的“软 plc”，而如何进 一步完善、加强和应用作为主体的图形显示、动画处理、信息处理和数据存储等功能显 得格外迫切，尤其是图形显示和动画处理，即人机界面 hmi 最为重要。 组态王工控组态软件是由北京亚控自动化软件科技有限公司开发的基于 windows 98 else 高压报警=1; if(低压400) 低压报警=0; else 低压报警=1; 26 if(凝汽器水压920) 凝汽器水压 1=0; else 凝汽器水压 1=1; 颜色选择颜色选择 画面中的任何图素都可一单击左键选定，并且每个图素的颜色：填充色、字符色、 线条色、背景色、窗口色、透明色等都可以在调色板里进行选择设置，下图是调色板的 功能区介绍。 图 17 调色板 3.3.2 滑动杆、闪烁、隐含的属性的制作 要实现对实际对象的控制则要有控制的按钮、滑杆等的动画链接，并且有些功能的 实现闪烁和隐含等特性也是必不可少的。 滑动杆的制作滑动杆的制作 先在画面中画好浮动的浮标和滑动杆，然后单击右键选择动画链接向导查出移动的 范围，出现如下对话框。 基本颜色选择 用户调色窗 图素对象选择按钮 用户调色窗显示/关闭 基本颜色选择区 27 图 18 在对应值中填入想要滑动的对应值，从右边的问号中选择变量名，弹出变量管理器 窗口，如图 19 所示。选择完成后即可完成滑动杆的动画链接。 图 19 变量管理器窗口 当然，也可以选择在系统运行时单击某一图素直接输入变量值，模拟值输入连接是 使被连接对象在运行时为触敏对象，单击此对象或按下指定热键将弹出输入值对话框， 用户在对话框中可以输入连接变量的新值，以改变数据库中某个模拟型变量的值。在开 发系统界面双击图素弹出动画链接对话框后选择“值输入”部分的“模拟值输入”弹出 28 下列对话框，图 20。例如，在变量名中选择汽轮机转速，最大值设定为 1000，最小值为 0。点击“确定” 。然后开组态王开发系统画面点击右键选择“切换到 view”,则转入组 态王运行系统，打开画面，鼠标单击图素出现如图 21 所示的模拟值输入框。 图 20 在运行状态鼠标指向该图素时，图素周围双方框显示，单击则弹出如下界面，如图 21 所示。 29 图 21 闪烁、隐含的制作闪烁、隐含的制作 画面中的一些元素，如箭头等，为了表达流动的方向，在做好了静态画面后，除了 设置了水平或者垂直移动以外，还设置了让他们集体闪烁的效果。另外，比如螺旋桨的 制作，要事先画好多幅相位相差一定度数的叶片，然后在运行系统时令其交替闪现即可。 下面是闪烁和隐含的动画链接窗口。 图 22 图 23 3.3.3 其他应用 图素的拆分和组合、前移和后移图素的拆分和组合、前移和后移 在动画制作过程中元素的拆分和组合，元素的前移和后移也是比较常用的操作。如 果想把那几个元素组合在一起以便移动等操作，可以按住“ctrl”键后逐个点击元素进 行选定。选定后点击工具箱中的合成单元按钮即可。如下图 30 合成单元图标 图 24 如果想要对合成的单元进行拆分，在选定元素后点击分裂单元即可（合成单元后面 的图标） 。如要对图素进行前移或者后移，那么排列菜单的图素前移和图素后移命令可使 一个或多个选中的图素对象移至所有其它与之相交的图素前面和后面，作为背景。 表达式和运算符表达式和运算符1 连接表达式是定义动画连接的主要内容，因为连接表达式的值决定了画面上图素的 动画效果。表达式由数据字典中定义的变量、变量域、报警组名、数值常量以及各种运 算符组成，与 c 语言中的表达式非常类似。在连接表达式中不允许出现赋值语句，表达 式的值在“组态王”运行时计算。变量名和报警组名可以直接从变量浏览器中选择，出 现在表达式中，不必加引号，但区分大小写，变量的域名不区分大小写。 连接表达式中可用到的运算符如下： 取补码，将整型变量变成2的补码。 *乘法 /除法 模运算 加法 减法（双目） vb 应用程序运行在后台,一般情况下并不可见 (当需要进行控制参数调整时,可将其激活置于前台)。在组态王与应用程序建立 dde 链接 后,组态王首先作为服务器,vb 应用程序作为客户端从服务器(组态王)动态取出各运行参 数值,按照事先的控制算法进行运算,并将结果(返回值)迅速传回组态王,此时,vb 应用程 序作为服务器,组态王为客户端。这个过程自系统运行开始始终进行着,该返回值即为控 制信号。 当然，加强自己的理论知识也是必不可少的，在以后的学习和工作中，我一定会更 加注重理论基础的学习。 4.34.3 组态监控系统的发展前景组态监控系统的发展前景 组态软件是工业自动化系统的人机界面，是一种软件平台。早些年，组态软件基本 是基于 dos 的产品，如 allen-bradley 公司的 control view, intec 公司的 paragon 等 等;而当今的产品，如 wonderware 公司的 intouch, intellution 公司的 fix dmacs 和 usdata 公司的 factorylink 则均是基于 w indows 的产品;也有基于 os/2 的产品，如 heuristics 公司的 onspec 等等。 组态软件的硬件平台之一是个人计算机(pc)或者工业用个人计算机(ipc )，而 windows 正是这些计算机的主导操作系统。windows 可以使用动态数据交换(dde)和对象 链结与嵌入(ole)进行信息交换，为工控组态软件提供了强有力的支持环境。这样就为监 40 控组态软件的迅猛发展提供了广阔的空间。 可以预见基于 windows 的工控组态软件平台将处于流行和主导地位，逐步替代基于 dos 及其他操作系统的组态软件.基于 windows 以外的操作系统如 dos 的组态软件将会逐 步直至完全退出市场;基于 os/2 的组态钦件在市场也将只会占有较少的用户。 目前国内外普遍采用的工控组态软件，特别是解决了汉语界面的软件产品在相当长 的时间内仍然会受到中国用户的欢迎。 随着中国现代化事业的发展，特别是“十一五”期间将有许多对自动化程度要求较 高的新建和改造项目要进行，因此，中国市场对工控软件的需求是很大的，这对我们来 说是一个挑战和动力。相信中国软件工程技术人员一定会抓住机遇，对先进的技术进行 及时的“消化、吸收、创新” ，使民族软件产业在不久的将来得到较大的发展。中国人在 工控软件领域将会创立自己的知识产权，自主开发的工控组态软件将会崛起，在产品成 熟和适合中国国情的条件下迅速占领市场，获得广泛的用户。 41 致致 谢谢 感谢我的导师魏崇毓老师、高鸿雁老师！老师渊博的知识、严谨的治学态度和敏锐 的洞察力使我受益非浅，老师正直、宽厚的为人更使我终生难忘。感谢导师魏崇毓老师 和高鸿雁老师在毕业设计中对我无微不至的关心和指导。在做毕业论文过程中，老师对 我提出了许多建议和宝贵的意见。能得到老师的指导，我感到无比荣幸，在此表示诚挚 的谢意。 感谢我在设计期间遇到的老师们，感谢他们给我的帮助，使我拥有更好的设计环境， 学到更多的知识和得到更多的指导。 感谢与我一同设计的同学，在与他们的交往和讨论中，我学到了很多东西同时我也 得到了他们的很多帮助。 还有很多我没有提到的师长和朋友，他们也给了我很多帮助，也向他们表示深深的 感激之情。 42 参考文献参考文献 1组态王 6.5 使用说明.北京亚控科技发展有限公司. 2熊信银.发电厂电气部分(第三版).中国电力出版社,2004.8. 3李杰训等.计算机过程控制系统的应用与发展.油气田地面工程第 22 卷第 11 期(2003. 11). 4徐湘元,毛宗源.过程控制的发展方向-智能控制.化工自动化及仪表，1998, 25 ( 2) : 15. 5马国华.监控组态软件及其应用.清华大学出版社，2003 年 7 月第三版. 6葛玻,沈文杰,赵旎.工控组态软件的对比及应用.计算机测量与控制,2002. 10( 8). 7刘念,谢驰,滕福生.发电厂计算机监控技术展望.四川电力技术2004 年第 3 期. 8张旭霞,李生民,张维娜.工业自动化通用组态软件“组态王”的功能分析及应用. eic vol.8 2001 no.4，2931. 9中国工控网. 10组态王操作指南.组态系统的设计与实现.微机发展,2000 年 1 月. 11林伟.浅谈组态软件发展趋势.自动化博览,2003 年 1 月. 12沈箐.火电站监控组态软件的研究与设计.东南大学硕士学位论文,2006 年. 13李蔚.基于免疫-禁忌混合算法的汽轮发电机组优化运行研究.浙江大学博士学位 论文,2006 年. 43 附录附录 附录 a：系