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浙江i 。业人学毕业没汁论文 基于组态技术的供水泵站监控管理系统的研究设计 摘要 随着城市建设的不断发展，城市供水行业的自动化水平和管理水平有了较大的 进步。在市政建设中，泵站是给水排水工程必要的组成部分，是给水排水系统正常 运转的枢纽。故泵站工作状态正常与否，直接关系到供水企业生产能否正常进行， 因此就必须对它的运行情况进行实时监控。所以提高水厂的自动化管理不仅对硬件 设备有很高的要求，监控软件的选择也是至关重要的。而组态王软件k i n g v i e v , , 6 5 能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象 和控制要求任意组态，完成最终的自动化控制系统。论文以某水厂的送水泵站为研 究对象，应用组态监控系统提高了自动化水平，保证了系统的安全运行，提高了经 济效益，改善了劳动条件。 论文从泵站监控系统的现状、发展及研究意义，分析课题的研究目的和丰要内 容；阐述了组态王软件的历史与现状，简单介绍了国内外品牌组态软件，重点介绍 组态王软件k i n g v i e w 6 5 并通过对泵站监控系统的实施方案设计完成其丰要功能及 主要测控部分；还详细介绍了组态王监控软件的设计过程及应用。同时，还完成了 西门子s 7 3 0 0 p l c 的硬件选取和程序的编写。在实际运行中，操作者通过手工点击 屏幕或自动控制将命令传给p l c ，完成了上位机组态王与下位机p l c 之间的通信作 用。并通过多种网络连接和串口通讯等方式实现了各个系统的有机结合，：博各单元 数据信息集中反映到综合监控系统服务器，从而实现对站内各系统参数的检测和监 控功能，真正使操作人员达到了一目了然的效果，很好的满足了实际应用的需要。 关键词：泵站，监控系统，组态软件，组态王，p l c 浙江i 业人学毕业没计论文 侩l t e rp u m p i n gs t a t l 0 nc o n f i g i 瓜p 汀i o n t e c h n o l o g yb a s e dm o n i t o r i n ga n d m a n a g e m e n ts y s t e mr e s e a r c ha n dd e s i g n a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fu r b a nc o n s t r u c t i o n ，u r b a nw a t e r s u p p l yi n d u s t r y , t h ea u t o m a t i o nl e v e la n dm a n a g e m e n tl e v e lh a sm a d es i g n i f i c a n t p r o g r e s s i nt h e m u n i c i p a lb u i l d i n g ，w a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g ew o r k s ，p u m p i n gs t a t i o n si san e c e s s a r y c o m p o n e n t ，i st h en o r m a lo p e r a t i o no fw a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g es y s t e mh u b t h e r e f o r e ， t h en o r m a l w o r k i n gc o n d i t i o no rn o tp u m p i n gs t a t i o n s ，w a t e rp r o d u c t i o ni sd i r e c t l y t r e l a t e dt ow h e t h e rt h en o r m a l ，s oi tm u s tb er e a l t i m e m o n i t o r i n go ft h eo p e r a t i c r a ：， t h e r e f o r e ，t oi m p r o v ew a t e rm a n a g e m e n tn o to n l yf o ra u t o m a t e dh a r d w a r er e q u i r e m e n t s a r ev e r yh i g h ，t h ec h o i c eo fm o n i t o r i n gs o f t w a r ei sa l s oe s s e n t i a l t h ec o n f i g u r a t i o n s o f t w a r ek i n g v i e w 6 5c a ns o l v et h et r a d i t i o n a li n d u s t r i a lc o n t r o lp r o b l e m si nt h e s o f t w a r e ，a l l o w i n gu s e r st oc o n t r o lo b j e c t sa c c o r d i n gt ot h e i ro w na r b i t r a r yc o n f i g u r a t i o n a n dc o n t r o lr e q u i r e m e n t s ，t h ec o m p l e t i o no ft h ef i n a la u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e m p a p i e rt o aw a t e rp l a n to fb o t t l e dw a t e rp u m p i n gs t a t i o nf o rt h es t u d y , a p p l i c a t i o nc o n f i g u r a t i o n m o n i t o r i n gs y s t e mt oi m p r o v et h el e v e lo fa u t o m a t i o nt oe n s u r et h es a f eo p e r a t i o no ft h e s y s t e m ，i m p r o v ee c o n o m i ce f f i c i e n c y , i m p r o v ew o r k i n gc o n d i t i o n s p a p i e rf r o mt h ep u m ps t a t i o nm o n i t o r i n gs y s t e ms t a t u s ，d e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c h s i g n i f i c a n c e ，a n a l y s i so f t h em a i nt o p i c so fr e s e a r c ho b j e c t i v e sa n dc o n t e n t ；c o n f i g u r a t i o n s o f t w a r ed e s c r i b e st h eh i s t o r ya n dc u r r e n ts i t u a t i o n ，ab r i e fc o n f i g u r a t i o ns o f t w a r eb r a n d s a th o m ea n da b r o a d ，f o c u s i n go nt h ec o n f i g u r a t i o ns o f t w a r ek i n g v i e w 6 5a n dp u m p s t a t i o nm o n i t o r i n gs y s t e mt h r o u g ht h e i m p l e m e n t a t i o no ft h ep r o g r a md e s i g n i s c o m p l e t e da n dc o n t r o lo fi t sm a i nf u n c t i o na n dm a i np a r t s ；d e t a i l sk i n g v i e wm o n i t o r i n g s o f t w a r ed e s i g np r o c e s sa n di t s a p p l i c a t i o n a l s oc o m p l e t e das i e m e n ss 7 3 0 0 p l c h a r d w a r es e l e c t i o na n dp r e p a r a t i o np r o c e d u r e s i na c t u a lo p e r a t i o n ，t h eo p e r a t o rm a n u a l l y c l i c ko nt h es c r e e no ra u t o m a t i cc o n t r o lc o m m a n da r et r a n s m i t t e dt ot h ep l c ，d e s i g n e da 浙江i 业人学毕业改汁论文 c o m p u t e rc o n f i g u r a t i o na n dt h en e x t b i tm a c h i n ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt h ep l c e f f e c t a n dt h r o u g hm u l t i p l en e t w o r kc o n n e c t i o n sa n ds e r i a lc o m m u n i c a t i o nm o d et or e a l i z et h e o r g a n i cc o m b i n a t i o no fe a c hs y s t e m ，e a c hu n i t d a t ai n f o r m a t i o nr e f l e c t st ot h e c o m p r e h e n s i v em o n i t o r i n gs y s t e ms e r v e r , t h u sr e a l i z i n gt h es t a t i o nt h es y s t e mp a r a m e t e r d e t e c t i o na n dm o n i t o r i n gf u n c t i o n ，m a k eo p e r a t i o np e r s o n n e lt os t i c ko u tam i l ee f f e c t ， g o o dt om e e tt h en e e d so fp r a c t i c a la p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：p u m p i n gs t a t i o n ，d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m ，c o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e k i n g v i e w ，p i c 浙江j ：业人拳毕业没计论文 第一章绪论 1 1课题的来源与背景 水是人类生存和发展必须的，又是极为有限、不可替代的自然资源。随着时代的 前进，科学技术的飞速发展，人口的日益增加，人民生活水平的不断提高，促使城市 建设也加快了步伐，人类社会对水资源的数量和质量的要求也越来越高。加之改革开 放以来，伴随国民经济的飞跃发展，我国城市化进程不断加快，给水事业得到了前所 未有的巨大发展，城市给水规模不断扩大【1 1 。长期以来，城市供水行业为保证城市供 水开展了大量的工作，其自动化水平和管理水平有了较大的进步。尤其是近年来出现 的s c a d a ( s u p e i v i s o r y c o n t r o la n dd a t a a c q u i s i t i o n ，监控与数据采集) 系 统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、测量、信号报警、设 备控制及参数调节等各项功能。在供水系统中建立s c a d a 系统，给自来水企业自动 化控制管理带来了新的曙光，对实现供水系统实时监测、管网测漏、数据管理都有着 十分重要的意义。 在市政建设中，泵站是给水排水工程必要的组成部分，是给水排水系统正常运转 的枢纽。泵站作为一类典型的水利工程，其基础自动化系统的建设内容代表着整个水利 工程自动化控制系统应用的主要趋势【2 】。泵站工作状态正常与否，直接关系到供水企 业生产能否正常进行，因此就必须对它的运行情况进行实时监控。泵站自动化监控是 个系统工程，它需要系统中各个部分如硬件、软件、网络结构、自动化执行元件等 有机组合【2 】。所以提高水厂的自动化管理不仅对硬件设备有很高的要求，监控软件的 选择也是至关重要的。在传统工业控制软件开发过程中，只要被控的对象有变动，就 需要修改控制系统的程序，致使其开发周期变长；已开发成功的工控软件又因为每个 控制要求的不同导致它的重复使用率很低，；在修改工控软件的程序时，编程的人员 不在现场时，更换其他人员或新手来修改源程序，那是相当困难的。为解决上述实际 工程问题，通用组态软件出现了。它能够很好地解决传统工业控制软件存在的上述等问 题，使用户能根据自己的控制对象和控制的要求任意组态，完成最终的自动化控制系 统。 浙江i ：业人学毕业没汁论文 本文以某水j - d n 压泵站为对象，研究组态软件在水厂泵站监控系统设计中的应 用。 1 2 泵站监控系统的现状、发展及研究意义 1 2 1 国内外泵站监控系统的现状 水利是关乎国计民生的重要基础设施，泵站是水利工程的重要组成部分，是保护 和发展粮食生产的关键。目前，我国的泵站存在着以下一些问题，比如：不合理的规 划设计，较低的工程效益，流量减少等。很多泵站的进出水设计不合理。特别是进水 的设计不够规范，造成进水条件变差，使水泵的工作效率和性能迅速下降。而一些六 七十年代兴建的泵站，至今已运行了三十年以上。许多淘汰过时的设备，给泵站的安 全生产和经济运行带来巨大威胁。尤其是泵站普遍缺少自动化监控设施和基本的信息 化手段，泵站各机组之间不相匹配，无法实现优化运行和调度。从整体而言，相对币； 我国其他相关行业，泵站的管理系统更为落后。我国不同省份的泵站相比，甚至在同 省的不同地区，管理方法相差甚远，还达不到现代化管理的要求【3 】。 目前，从泵站的控制和管理机制看，国内大部分与国外相比还处于落后状况，一 些引进的先进技术在生产过程中没有完全体现，不能保证技术先进性。泵站自动化监 控程度低，大部分泵站的管理记录和统计还都是手工操作，而人工监测和管理泵站的 运行数据，会有一些弊端，如难以准时，全面收集运行时各种参数，不利于全面掌握 泵站运行状态，并进行对比分析、预报趋势；人工操作容易因责任心不强等造成错误， 难以对记录数据进行快速分析进而采取决策，有可能延误时机，造成损失；人工检测 的参数精度不够，因而数据精度和可靠性不高；记录的数据容易丢失，不利于对历史 数据进行科学管理，总结规律【4 】。而国外泵站的自动化程度较高，对泵站运行的各种 指标、长期跟踪、监测和记录，随时发现问题可随时加以解决。同时，记录下来的数 据也将成为水泵开发和性能完善的依据。另外，自动化大大减少了事故的发生，也减 少了泵站的治理工作人员。如美国，几十公里的输水干线上，只有几个工作人员。在 欧洲，泵站自动化程度也较高。荷兰、奥地利的些泵站，基本上都实现了全自动监 控。荷兰泵站采用的自动化仪表多为智能型，这种仪表能先进，如功率表、水位表、 水位计等，它本身能长期进行自动记录，一般数据不存档【5 】。而泵站监控系统的运行 2 浙江i ：业人学毕业殴汁论文 使上述状况在很大程度上得到了改善。 1 2 2 泵站监控系统的发展 泵站监控系统发展至今，经历了如下三个阶段： 1 以常规控制为主、计算机为辅的计算机辅助控制系统( c a s c ) 。 2 计算机监控和常规控制并存的系统( c c s c ) 。 3 以计算机控制为基础的监控系统( c b s c ) 2 1 。 其中c a s c 系统只是一种过渡模式，最终还是要发展成为c b s c 模式。c c s c 模 式的最大优点是可靠性很高，由于常规控制系统比较完善，会使系统变得复杂，并增 加设计、安装调试等工作量和提高整个系统的造价。随着计算机技术的飞速发展，跟 c a s c 系统一样，c c s c 系统也会逐渐向c b s c 系统转化。以计算机为基础的监控系 统( c b s c ) 是今后水电厂实现计算机监控的主要方向，目前国内外大中型水电厂基本上 都采用这种模式。在实际运行中具有极高的可利用率。矗 在整个泵站监控系统的发展过程中，最早将计算机用到水电厂计算机监控系统的 是美国。那还是二十世纪的6 0 年代，由于当时的计算机体积大、性能差、缺乏软件 支持，所以当时的监控系统只能承担电厂运行参数的记录和报警等。7 0 年代，国外计 算机在水电厂得到了比较广泛的应用，完成的功能也比较复杂。1 9 7 4 年美国在哥伦比 亚河梯级电站的大古力水电站实现闭环控制。大古力水电站现在装机容量为6 0 0 万 k w ，是世界上第一个实现闭环控制的最大的水电站，尽管它的控制系统存在许多不 足，直到现在还在不断地进行改进，但它是水电站计算机控制发展史上的一个重要里 程碑。7 0 年代以后，随着计算机技术向较高的水平的不断发展，不论是硬件的集成度、 可靠性、经济性和综合技术指标，还是软件配置的丰富程度和适应性等方面，都使得 计算机在水电站监控系统中应用条件日趋成熟，已能承担起重要的角色。从那时开始， 一些工业发达国家，在水电站中逐步采用计算机监控系统，取得了显著的效益。从应 用的水平上看，各国是不平衡的，其中美国、日本、法国等国家处于领先地位。 在我国，水电厂自动化应用计算机起步较晚，专业技术人员短缺，计算机资源不 足，应用范围还较窄，深度也较浅。较早的主要进行以数据采集为主的试验和研究工 作。“六五”期间，开始了以水电厂的监控、水轮发电机调速、水情的自动监测等方面 为重点的试点工作。这些都取得了一定的成效。在“七五”期间又有了新的突破。1 9 8 7 浙江i ：业人学毕业殴汁论文 年1 0 月，原水利电力部在南京召开了全国水电厂自动化技术总结和规划落实工作会 议，在总结经验的基础上，制定了“七五”期间水电厂自动化计算机应用规划。按 照规划要求，而在“七五”期间，我国将有3 0 个左右的水电厂实现了计算机监控和经 济运行，其中有五个水电站的梯级实现了实时经济调度，一个水电厂将试行无人值班。 并且实现了“七五”规划的要求，使我国这一领域走上了实用推广的战略目标。通过近 些年来的执行，我国水电厂自动化水平有了很大的提高，已有几十个水电厂实现了计 算机监控。并对几个“无人值班，少人值守”的电站进行了重点实施，目前已取得了一 些经验，这些成果和经验对我国水电厂计算机监控系统的发展必将发挥很好的推动作 用。 隔河岩电厂的计算机监控系统，取消了常规控制部分，采用了加拿大c a e 公司 供货，由c a e 和长委合作开发的、国内首次实现的全计算机监控系统。该系统已于 1 9 9 3 顺利投入运行，代表了国外9 0 年代初水电厂计算机监控系统的发展水平。? 1 2 3 课题研究意义 泵站计算机监控系统之所以被引起如此的关注，并得以如此高速的发展，主要在 于它具备有完成自动化功能的性能条件，即它具有大的存贮容量，快的运算速度和高 的精确度等。 本文以某水一的送水泵站为研究对象，应用组态监控系统对提高自动化水平，保 证安全运行，提高经济效益，改善劳动条件，促进技术进步都具有十分重要的意义。 1 3 课题的研究目的和主要内容 1 3 1 课题研究目的 计算机监测控制系统是指具有数据采集、监测、控制功能的计算机系统，加上监 测装置、执行机构与被监测控制的对象( 生产过程) 共同构成的系统。在这个系统中， 计算机直接参与被控对象的检测( m o n i t o r ) 、监督( s u p e r v i s e ) 、控制( c o n t r 0 1 ) 【6 】 o 本文针对某水厂加压泵站，根据现场控制要求及系统实现方法，应用组态技术使 监控系统达到自动化监测和管理的目的。从而实现对泵站工艺流程进行实时监测，及 时、准确地反映生产现场各组成部分的运行情况。本控制系统主要涉及对现场数据的 4 浙江- 1 1 ：业人学毕业设计论文 准确实时采集、现场采集数据的远程可靠通信、控制中心数据实时监控等几个方面。 通过该项目的实施，达到如下目的： 1 用组态软件实现对水，泵站的监控管理： 对现场数据的准确实时采集，进一步提高数据采集的准确性，并加强现场采集数据的 远程通信的可靠性：实现系统报警、报表打印、数据库查询等管理功能； 2 对泵站机泵设备的运行情况( 压力、流量、水池水位，阀门运行状态) 进行监 测，以便于维护和节约成本。 1 3 2 课题研究的主要内容 整个供水泵站监控管理系统实现以下控制功能： 1 水池液位自动监测控制部分：水池液位平衡、水池余氯监测、浊度监测，水 池进水阀自动控制等； 2 水池加氯自动控制部分：二氧化氯发生器、余氯监测仪、计量泵、p l c ：控制：、 等： 3 流量监测系统部分：现场实时计量数据监测，进水和出水流量监测： 4 变频器电机控制系统部分：根据出水管网压力，通过变频器动态控制电机的 运行状态，以使供水管网达到动态平衡； 5 供水泵站视频监控系统：在厂区周围、加药房、泵房内装有摄像头，供后期 监测录像调用。 5 浙江i j 业人学毕业设计论文 第二章组态软件 2 1组态软件简介 组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。与 硬件生产相对照，组态好比组装。组装电脑，是根据需要把各种硬件拼凑组合成电脑。 当然软件的组态相对有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件模块”更 多，而且每个“部件模块”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可 以改变其规格( 如大小、性状、颜色等) 。在工业计算机控制中最早出现组态的概念。 即用软件或功能模块提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是 执行程序。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。】： 组态软件，s c a d a 是s u p e r v i s o r yc o n t r o la n dd a t aa c q u i s i t i o n 的英文缩写，国内 流行叫法为监控组态软件。它是指数据采集与过程控制的专用软件。他们是在自动控 制系统监控层一级的软件平台和开发环境中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，其预设值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 0 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。从字面上讲，它不是完整的控制系统，而是位于控制设备之 上，侧重于管理的纯软件。s c a d a 所接的控制设备通常是p l c ( 可编程控制器) ，也可 以是智能表，板卡等。组态软件的应用领域很广，下面简单介绍其重要功能： 一、强大的人机界面显示功能。目前，工业控制组态软件大都运行于w i n d o w s 环境下，丰富的图形控仵和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。丰富 的作图工具，可绘制组合生成出各种工业界面，还可任意组合自由编辑，从而把开发 人员从大量的界面设计工作中解放出来，还具有丰富的各种动画连接方式，大大提升 了界面的仿真度。 二、过程报警 过程报警是过程数据库的基本功能。报警是对测量值的范围、变化速度的预警。 浙江i + 业人。馨毕业没汁论文 报警包括限值报警，变化牢报警，偏差报警，异常报警等。更复杂的报警可以通过对 测量值进行数学运算，然后对运算结果进行报警检查而产乍。 三、历史存储 对即时数据可以进行历史存储。历史数据对于生产状况分析、实现先进优化控制、 以及生产事故分析非常重要，所以将重要的工艺数据都会进行长期历史保存。 四、脚本语言 用户脚本语言是由用户自行编制的用来完成特定操作和处理的程序，除了一些固 定的功能，s c a d a 还允许用户使用s c a d a 眺 部的编程语言来定义一些特殊的逻辑及运 算。s c a d a 所提供的编程环境有的是内嵌v b a 编译器，有的是a 定义的类似b a s i c 或类 似c 语言的编译器。但在概念和使用上更简单直观。通过脚本用户可以自由扩展系统 功能。脚本与许多编程语言相似，在脚本中提供多种运算操作，控制语句，以及内置 函数等。脚本的触发方式有很多：比如一次性执行；周期执行；事件触发执行等二：对 、 于大多数简单的应用系统，组态王的简单组态就可完成。只有比较复杂的系统，才需 要使用脚本语言，但正确的编写脚本程序，可简化组态过程，大大提高工作效率，优 化控制过程。 2 2 组态软件的历史与现状 新型的组态软件是伴随着计算机技术的突飞猛进发展起来的。2 0 世纪6 0 年代虽 然计算机开始涉及工业过程控制，但由于计算机技术人员缺乏工厂仪表和工业过程的 知识，导致计算机工业过程控制系统在各行业的推广速度比较缓慢。2 0 世纪7 0 年代 初期，微处理器的出现，促进了计算机控制走向成熟。微处理器在计算机能力、数据 处理能力的提高的同时，计算机的硬件成本大大下降，计算机体积减小，p c 机广泛 使用。在这种情况下，很多从事控制仪表和原来一直从事工业控制计算机的公司先后 推出了新型控制系统，这一历史时期较有代表性的是1 9 7 5 年美国推出的世界上第一 套d c st d c 2 0 0 0 ，而随后的2 0 年间，d c s 及其计算机控制技术日趋成熟，得到了 广泛的应用，此时的d c s 已具有较丰富的软件，包括计算机系统软件( 操作系统) 、 工业组态软件、控制软件，其他辅助软件等巾j 。 这一阶段虽然d c s 技术、市场发展迅速，但软件仍是专用和封闭的，除了在功 浙江l ：业人学毕业没汁论文 能上不断加强外，软件成本一直居高不下，造成d c s 在中小型项目上的成本过高， 使d c s 在中小型应用项目上很难推广。2 0 世纪8 0 年代中后期，随着个人计算机的普 及和开放系统概念的推广，基于个人计算机的监控系统开始进入市场，并发展壮大。 工业组态软件作为个人计算机监控系统的重要组成部分，比p c 监控的硬件系统具有 更为广阔的发展空间p j 。 目前的多数组态软件是在w i n d o w s 3 1 或3 2 操作系统下逐渐成熟起来的，国外少 数组态软件可以在o s 2 或u n i x 环境下运行。目前绝大多数组态软件都运行在 w i n d o w s 9 8 n t 环境下。较理想的环境是w i n d o w s n t 或w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统l fj 。 2 3 国内外品牌组态软件介绍 2 3 1 国外品牌组态软件 i n t o u c h i n t o u c h 软件是最早进入我国的组态软件，为用户提供了今天的h m i 和监控应用。 所需的能力和通用性。w o n d e r w a r e 在研究与开发中进行了大量投入，为用户提供功能 强大的、新一代的产品。i n t o u c h 提供了丰富的图库资源，但早期的i n t o u c h 软件与 驱动程序通信，性能较差，最新的版本已经完全基于3 2 位的w i n d o w s 平台，并且提 供了o p c 支持。 i f i x 在水利、电力、石化、医药、生物科学、包装、食品等各种工业自动化应用当中， i f i x 具有安全性、通用性和易用性等强大功能。利用i f l x 各种先进的独创技术， 可以帮助用户制定出更快、更高效的生产决策，增强了企业在市场中的竞争力。f i x 和i f i x 是先后推出的两个组态软件，技术成熟，应用领域十分广泛。 w i n c c s i m e n s 的w i n c c 也是一套完备的组态开发环境，它提供与c 语言类似的脚本， 包括一个调试环境。w i n c c 不但可对分布式系统进行组态，还可以与多种自动化设备 及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能 也非常强大。如今，w i n c c 已发展成为欧洲市场中的领导者，乃至业界遵循的标准。 e c h m 浙江l ：业人拳毕业没汁论文 e c h m i 是一个通用的人机介面组态软件。e c h m i 从2 0 0 1 年的最低版本至今，通过 不断的应用、改进，逐渐完善为一个功能齐全的工控组态软件，和其他同类软件相比 有其特有的特点，l l - , 女n 动态模扳，了图同步更新。e c h m i 包含以下5 部分：e c m a k e 开 发环境、e c v i e w 运行系统、实时库、历史库、w e b 系统。 2 3 2 国内品牌组态软件 组态王 组态王软件是国内较早出现的组态软件产品之一。“组态王”是北京亚控科技推 出的一款工业组态软件，从诞生至今已有十多年的时间。它经过七年开发，五年的各 种突发环境的真实考验，九千例工程( 钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通讯，环 保，水处理等各个行业) 的现场运行，现逐步成为国内组态软件的领头羊，并且是国 内第一个应用于国防的组态软件，航空航天等重大领域。号称市场占有率达到了4 0 ， 应该是目前市场上最为常见的一款工业组态软件之一。它具有适应性强、开放性好申 易于扩展、经济、开发周期短等优点【9 】。 力控 三维力控可以使不同的软件厂商和硬件厂商之间通过g p r s 网络进行透明传输， 如使用国外专用的自动化监控软件和硬件厂商通过国内厂家的g p r s 设备来进行通信， 完全做到透明的传输，不需要做额外的工作。只要作为力控监控组态软件的一个组件， 可以和力控软件进行无缝的集成。通过该组件可以起到一个软件网关的作用，通过该 软件可以通过2 3 2 、4 8 5 、g p r s 等进行任何协议的转换和透明传输，适合电力、环保 等透明的数据传输，起到一个透明通信的作用，发挥了g p r s 透明传输的特点【10 】。 h i c g s i c g s 是由北京昆仑通态自动化软件公司开发的一套应用于w i n d o w s 系统，用于快 速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。m c g s 5 5 版本无论在界面的友好性、 内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞 跃，是国内组态软件众多品牌中的佼佼者，必定引领国内的组态软件更上一层楼。 2 4 组态王软件k i n g v i e w 6 5 2 4 1 组态王软件的结构 9 浙江l ：业人学毕业设计论文 “组态王6 5 ”是运行于m i c r o s o f tw i n d o w sx p n t 2 0 0 0 中文平台上的全中文界 面的人机界面软件( h m i ) ，窗体框架结构，界面直观容易掌握。采用了多线程、c o m 组件等新技术，实时多任务且软件稳定性高，安全可靠。 “组态王6 5 ”软件包由工程管理器p r o j m a n a g e r 、工程浏览器t o u c h e x p l o r e r 、 画面开发系统t o u c h m a k 和运行系统t o u c h v e w 四部分组成。工程管理器用于新建工程 和已有工程的管理，在工程浏览器中您可以查看、配置工程的各个组成部分，画面制 作系统t o u c h m a k 用于画面的开发，运行则由工程运行系统t o u c h v e w 来承担。工程浏 览器( t o u c h e x p l o r e r ) 和运行系统( t o u c h v e w ) 是各自独立的w i n d o w s 应用程序， 均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面 应用程序必须在画面运行系统( t o u c h v e w ) 运行环境中才能运行； 1 、工程管理器( p r o j m a n a g e ) ：工程管理器实现了对组态王各种版本工程的集中 管理，更使用户在进行工程开发和工程的备份、数据词典的管理上方便了许多。正 程管理器实现了对组态王各种版本工程的集中管理，更使用户在进行工程开发和工程 的备份、数据词典的管理上方便了许多。 图2 1 l o 浙江i ：业人学毕业没计论文 2 、工程浏览器( t o u c h e x p l o r e r ) ：工程浏览器是组态王的一个重要组成部分， 它将图形画面、命令语言、设备驱动程序、配方、报警、网络等工程元素集中管理， 工程人员可以一目了然地查看工程的各个组成部分。工程浏览器简便易学，操作界 面和w i n d o w s 中的资源管理器非常类似，为工程的管理提供了方便高效的手段。组态 王开发系统内嵌于组态王工程浏览器，又称为画面开发系统，是应用程序的集成开 发环境，工程人员在这个环境里进行系统开发。 图2 2 3 、画面开发系统( t o u c h m a k ) ：画面开发系统是应用工程的开发环境。在这个环 境中可以进行图形画面的设计、动画连接、命令语言的编译等功能。它具有较为完善 的图形设计功能；数据词典库提供各种数据类型，能合理的对控制对象进行变量定义； 对变量报警、历史数据查询、报表、安全防范等功能进行操作。 浙江一i 业人。学毕业没汁论文 图2 - 3 4 、运行系统( t o u c h v e w ) ：运行系统是组态王软件的实时运行环境，在应用工程 的开发环境中建立的系统工艺流程图只有在运行系统中运行才能实时反应现场的运 行情况。运行系统承担着从控制系统中采集实时数据，并存储于实时数据库中。它还 发挥把数据的变化以动画的形式直观地表示出来的作用。 5 、信息窗d 1 ：“组态王信息窗i z l ”是一个独- g _ 的w i n d o w s 应用程序，用来记录、 显示组态王开发和运行系统在运行时的状态信息。信息窗口中显示的信息可以作为一 个文件存于指定的目录中或是用打印机打印出来，方便用户查阅。 信息重看于 2 0 1 i 0 4 2 & 2 0 11 1 0 4 1 2 6 2 0 11 ，0 4 1 2 6 2 0 1 1 1 0 4 ，嚣 2 0 ji 0 4 ，2 61 0 3 73 8 8 i 2 0 i i ，0 ，2 61 03 92 28 2 8 2 0 1l l o c i ，2 6 1 0 3 92 67 0 3 2 0 i i 0 4 ，2 61 03 93 56 8 7 2 0 1 1 1 0 4 1 2 61 03 93 t5 9 3 2 0 1 1 1 0 4 1 2 8 1 04 03 6 1 2 5 2 0 1 1 1 0 4 2 61 0 4 03 10 7 8 2 0 i i 0 4 ，蕊1 04 03 l 2 0 1 i 0 4 ，2 61 0 4 0 玎l 2 0 l l ，帆，2 6 】04 0 3 7l 2 0 1 1 1 0 4 1 2 51 04 0 卵1 0 9 2 0 1 l ，们1 2 61 0 。4 0 3 71 2 0 l i o q 2 61 04 0 盯l s 6 2 0 1 1 1 0 4 2 61 04 0 研2 0 3 2 0 1 1 1 0 4 ，2 e l o4 i 们5 蛆 2 0 1 l ，0 ，2 6l o 4 l0 75 6 2 2 0 1 1 1 0 4 ，铺1 0 ：4 lo t5 艟 2 0 1 1 1 0 4 ，2 51 0 4 l 1 00 3 2 0 ii 0 4 1 2 61 04 20 20 6 2 2 0 1 i 0 4 2 61 0 。4 20 66 5 6 2 0 1 i 0 4 1 2 61 04 21 32 0 3 2 0 ii ，0 4 ，2 6 1 0 ：4 21 32 5 0 2 0 1 1 1 0 4 2 e1 0 14 21 32 5 0 2 0 1 1 1 0 4 2 51 0 4 21 32 9 s 2 0 11 1 0 4 1 2 e1 0 4 2 。j 32 9 6 2 0 1 1 1 0 4 ，2 61 0 。4 21 33 5 9 2 叭i 0 4 2 61 0 4 22 02 6 5 2 0 l1 1 0 4 2 61 04 22 28 1 2 运行轰抗 运开幕筑 运行幕兢 开发盖娆 开发系统 开接幕统 并筮景统 开筮轰戛 运行暮统 运 j 系缝 运行量妻毫 运行轰兢 运行茅坑 运行董绕 运行善抗 运行系统 运行系坑 运行_ 蒹兢 j 至行幕垃 运行蔗统 运行蒹兢 开发景嫡 运行五线 运行幕兢 运 亍累兢 运行荼兢 运行景兢： 运行系统 运行_ 蒹蜿1 远行置境： 远行景娆。 铀l 】- i 豢桔梗桎己正确我入 符止记录历史粒据， 退出 开发茅坑退出 开发紊境且动 开发系统退出 c t0 ”nt h tr 1 1 d 、d 6 t h l o - h 、- i 呻d 、 开发蕞妩启动 启动 卓机诬；e 运行 打开j 曼讯设备或功一 设备切蛄化成功- - - l c i nt h d _ ld = 5 4 4 打开通讯设备成功l 设备拐始化成功一p l c 2 - nt 1 r d 一- d = 5 7 2 c 仲t k 锻l 呈5 4 4 关联了设备p l c c 帅t r 畦程5 7 2 芙联了设备f l c 2 开拈记豪历史数据! 怯nt h r l 工d = 5 4 4 退出设备：p 让l “i tt i i r 越d = 5 7 2 退出设鲁：p i ：2 停止记录历史盘据t 遽出 c t0 p t nt h r i l d 、d o t n l 如、 l 】1 t 、 启动 单机疆宝：运行 打开通讯谩鲁成功 设；初挡化成功一一p i c i - nt h r 一id ：5 4 b 葬是童擎簇叁并4 退出设备” 蓬告记录历盅数菇 、供对：泵i 、如e 、r d b r t c s “t l n 、供水泵i 、助b 、劬b n c s t r v t r “t 图2 4 1 2 3 8 8 l圬站临垮”竹” 0 o 0 0 浙江l 业人学毕业设计论文 值得注意的是，组态王软件包的这五个组成部分结合得很紧密，我们不应该将他 们割裂开来，而应将他们作为一个整体来看待。 2 4 2 组态王软件的主要功能特点 目前的微机监控系统中，制作上位机的监控程序方法有多种，由于本系统涉及变 量较多，功能要求齐全，所以选用工业组态软件来开发。在当前流行的众多组态软件 当中组态王6 5 性价比高，网络通讯功能比较完善，能满足本系统要求，故采用之【1 ”。 “组态王 是运行于w i n d o w s2 0 0 0 w i n d o w sx p , 文操作系统工作环境上建立 的工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它充分利用丁 w i n d o w s 图形功能完备， 界面友好，易学易用的特点。大大减少了工控软件开发者的重复性工作，并可运用p c 机丰富的软件资源进行二次开发，实现了质的超越。 组态王6 5 完全基于网络的概念，支持真正客户一服务器模式和i n t e r n e t i n t r a n e t 浏览器技术，并且是一种可任意组合的柔性结构，根据网络规模，可以将不， 同功能站点模块化，设计成i o n 务器、数据服务器、报警服务器、登录服务器、校 时服务器、客户机等，应用非常灵活。组态王6 5 设计成全冗余结构，在五个层面上 提供了冗余：1 0 通道冗余、双设备冗余、双网冗余、双机冗余、双系统冗余。 组态王6 5 设计成一个完全意义上的软件平台，允许用户进行功能扩展和发挥， 它是一个a c t i v e x 容器，无须编程即可将第三方控件直接连入组态王中：组态王6 5 不 仅是0 p c 客户，还是o p c n 务器，可向任意支持0 p c 协议的软件提供数据：组态王6 5 中 的报警信息可直接输出到带0 d b c 接口的数据库中，象a c c e s s 、s o ls e r v e r 等；我们还 提供了一套动态连接库，允许用户用v b 、v c 直接访问组态王的数据库，构筑功能更加 强大的工控系统【1 5 1 。 组态王6 5 设计了报表系统和图库系统。可与e x c e l 相媲美的内嵌式报表，功能 强大，使用方便；强大的辅助工具使组态王6 5 在国内应用非常广泛，一定程度上优 于进口的组态软件。 组态王的主要功能如下【12 】： 1 人机界面功能 全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面。系统提供形象、直观、丰富、友好 的操作界面和方便易用的控制操作台面，提供在线帮助。 浙江j - , _ i i u 学毕业设汁论文 2 强大的通讯功能 组态王软件通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集采集和发 送设备指令。设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状 态的特征数据采集进来或发送出去。将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统 的通讯过程。组态王软件目前能连接p l c 、智能仪表、板砖、模块、变频器等几百种 外部设备，为实现和外部设备的通讯，组态王内置了大量设备的驱动作为组态王与外 部设备的通讯接口。 组态王与i o 设备之间的数据交换采用以下五种方式：串行通讯方式、d d e 方式、 板