温度控制系统开发教程

温度控制系统开发教程前言本教程的目的：本教程是学习“组态王6.5”系列软件的初级教程，覆盖了“组态王6.5”系列软件的下列将向您讲解如何：♦建立新工程♦绘制画面♦和IO设备通讯，建立数据变量♦产生动画效果♦使用图库♦查看报警事件信息和趋势曲线♦使用报表和自定义报表♦使用控件参考手册：《组态王6.53使用手册》《组态王6.53函数速查手册》组态王软件的联机帮助目录第一讲概述…………………4第二讲建立一个新工程……7一、工程管理器二、工程浏览器三、定义外部设备和数据变量第三讲创建组态画面………28一、建立画面二、动画连接第四讲命令语言……………31一、命令语言二、常用功能第五讲趋势曲线……………36一、实时趋势曲线二、历史趋势曲线第六讲控件…………………40第七讲报表系统……………43一、实时数据报表二、历史数据报表第一讲概述概述组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个公司内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于MicrosoftWindowsXP/NT/2023操作系统，用户可以在公司网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运营系统三部分构成。工程管理器：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：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运营系统配置等的系统组态工具。运营系统：工程运营界面，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。本教程重要是基于“温度控制系统”来讲解组态王工程的开发，以及与硬件的通讯、控制。组态王与I/O设备：组态王软件支持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等通过常规通讯接口（如串口方式、USB接口方式等）进行数据通讯。本例程采用鼎升力创的智能模块R-8520、R-8065D、R-8036进行讲解。组态王软件与IO设备进行通讯一般是通过调用*.dll动态库来实现的。我们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，对用户来说既简朴又方便。建立应用工程的一般过程：通常情况下，建立一个应用工程大体可分为以下几个环节：第一步：创建新工程为工程创建一个目录用来存放与工程相关的文献。第二步：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，涉及内存变量和I/O变量。第三步：制作图形画面并定义动画连接按照实际工程的规定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。第四步：编写命令语言通过脚本程序的编写以完毕较复杂的操作控制。第五步：进行运营系统的配置对运营系统、报警、历史数据记录、网络、用户等进行设立，是系统完毕用于现场前的必备工作。第六步：保存工程并运营完毕以上环节后，一个可以拿到现场运营的工程就制作完毕了。如何得到组态王的帮助组态王帮助文档分组态王产品帮助文档和I/O驱动帮助文档两部分，可以通过如下几种方法打开：方法一：单击桌面“开始”－“所有程序”－“组态王6.53”－“组态王文档”，此选项中涉及组态王帮助、组态王驱动帮助和使用手册、命令语言函数手册方法二：在工程浏览器中单击“帮助”菜单，此帮助文档中包含组态王软件帮助和驱动帮助文档。方法三：在工程浏览器中或开发系统中通过“F1”快捷键弹出组态王软件帮助文档。本教程最终实现的功能本教程将具体讲解如何开发一个完整的、实用的温度过程控制工程。参照本教程，将会对组态软件有更深层次的了解，对过程控制的控制思想有更深的体会。第二讲建立一个新工程一、工程管理器：1、点击“开始”---〉“程序”---〉“组态王6.53”---〉“组态王图2-1工程管理器2、点击工程管理器上的“新建”，弹出“新建工程向导之一”如图2-2：图2-2新建工程向导3、点击“下一步”弹出“新建工程向导之二”，输入工程途径点击“浏览”，选择新建工程所要存放的途径；如图2-3：图2-3选择新工程途径4、点击“下一步”进入“新建工程向导之三”，如图2-4，在“工程名称”处输入新工程的名称。“工程描述”是对工程进具体说明（注释作用），我们的工程名称是“温度控制”，工程描述是“温度控制监控中心”。图2-4工程名称及描述5、点击“完毕”会出现“是否将新建的工程设为组态王当前工程”的提醒，如下图2-5：图2-5将新工程设为当前工程6、选择“是”，完毕新工程的创建，生成下图2-6所示：组态王的当前工程的意义是指直接进开发或运营所指定的工程。图2-6工程管理器下面简朴介绍一下工程管理器命令窗口中的几个图标的作用：搜索：单击此快捷键，在弹出的“浏览文献夹”对话框中选择某一驱动器或某一文献夹，系统将搜索指定目录下的组态王工程，并将搜索完毕的工程显示在工程列表区中。删除：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键删除选中的工程清单及硬盘中保存的工程。使用时应谨慎使用。属性：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键弹出工程属性对话框，在工程属性窗口中可以查看并修改工程名称及工程描述。备份：工程备份是在需要保存工程文献的时候，把组态王工程压缩成组态王自己的“.cmp”文献。开发：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键进入工程的开发环境。运营：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键进入工程的运营环境。二、工程浏览器：点击命令窗口中的图标，或者直接双击选中的工程名，进入“工程浏览器”界面，如图2-7所示。图2-7工程浏览器三、定义外部设备和数据变量本实验系统中用到的外部设备重要是：220VAC-24VDC电源、电平转换模块R-8520、数据采集模块R-8036（鼎升力创）、继电器输出模块R-8065D（鼎升力创）。在定义外部设备之前，一方面查看USB的串标语及检查R-8036、R-8065D的设备地址（模块出厂的默认地址为“1”将电路连接完整：eq\o\ac(○,1)将R-8036、R-8065D的DATA+分别于R-8520的DATA+连接在一起，将R-8036、R-8065D的DATA-分别于R-8520的DATA-连接在一起；eq\o\ac(○,2)将热敏电阻连接到Rm-8036上；eq\o\ac(○,3)用USB串口线将R-8520模块与计算机连接起来。1、查看串标语：eq\o\ac(○,1)右击“我的电脑”弹出菜单栏，点击“属性”，弹出“系统属性”对话框，如图2-8所示；图2-8计算机系统属性eq\o\ac(○,2)点击“硬件”——“设备管理器”，弹出“设备管理器”对话框如图2-9所示，打开树形目录中的“端口”下的子目录，查看串标语如图为“COM5”。图2-9设备管理器2、检查R-8036、R-8065D的设备地址：eq\o\ac(○,1)在计算机中安装RemoDAQ-8000-9000SeriesUtility工具软件。eq\o\ac(○,2)线路检查无误后接通设备电源，打开RemoDAQ-8000-9000工具软件，在串口选择中选“COM5”通讯延时50ms，无校验，无奇偶性，1位停止位，波特率9600。如图2-10所示；图2-10端口测试工具eq\o\ac(○,3)点击“Search”按钮，假如只搜索到一个设备的地址，如图2-11所示，图2-11设备信息点击“Stop”按钮停止搜索，双击搜索到的设备名称“8065”进入模块属性页，如图2-12所示；图2-12模块属性页eq\o\ac(○,4)在模块设立栏中将地址修改为“2”，点击“Setting”设立完毕，弹出提醒对话框如图2-13所示；图2-13设立成功eq\o\ac(○,5)点击“Cancel”按钮关闭设备搜索界面，选择菜单栏“QUERY”目录下的“Start”,重新进行硬件搜索，直到搜索到R-8036、R-8065D两个模块，如图2-14所示；图2-14设备信息eq\o\ac(○,6)点击“Stop”停止搜索，双击设备名“8036”进入硬件属性界面可以查看模块各输入通道的连接情况，如图2-15所示；图2-15Rm-8036模块信息定义外部设备：组态王把那些需要与之互换数据的硬件设备或软件程序都作为外部设备使用。1、在组态王工程浏览器树型目录中，选择设备，在右边的工作区中出现了“新建”图标,双击此“新建”图标，弹出“设备配置向导”对话框，如图2-16所示：图2-16设备配置向导2、选择“智能模块”，由于组态王6.53中尚未收录R-8036的串口驱动，因此我们选择同为6路输入的“泓格I-7000”系列的“I-7015图2-17选择串口驱动3、点击“下一步”，进入“逻辑名称”页，输入“R8036”，图2-18逻辑名称点击“下一步”，进入“选择串标语”页，根据前面查询到的串口选择COM5口，如图2-19所示。图2-19选择串口点击“下一步”，进入“设备地址设立指南”页，设立地址号为1，如图2-20所示；图2-20设立地址4、点击“下一步”，进入“通讯参数”设立界面，采用系统默认值，如图2-21；图2-21通讯参数点击“完毕”按钮，完毕设备安装向导。5、按照上述1~4步定义外部设备R-8065D，设备地址为2。设备定义完毕后，您可以在COM5项下看到新建的设备R-8036、R-8065，如图2-22所示；图2-22工程浏览器6、双击COM5口，弹出串口通讯参数设立对话框，设立波特率为9600，无校验，8位数据位，1位停止位，通信超时3000ms，通讯方式为RS232。如图2-23所示；图2-23设立串口通讯参数定义外部设备变量：此处仅介绍两个与外部设备的连接的变量。在工程浏览器树型目录中选择“数据词典”，在右侧双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，在“基本属性”中填写变量的基本属性，如图2-24、2-25所示。并在“记录和安全区”中选择“数据变化记录”。图2-24定义输入变量图2-25定义输出变量2、我们还可以根据实际需要定义不同的变量，定义完毕后的变量如图2-26所示：图2-26工程浏览器第三讲创建组态画面一、建立画面为建立一个新的画面请执行以下操作：1、在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项，在右侧视图中双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，建立画面“对象特性测试实验”画面，如图3-1所示：图3-1建立新画面2、点击“拟定”，一个新画面就已经建立。3、设计画面，此处工具箱、调色板、图库管理器等的使用不再敖述，请读者参考《组态王使用手册》自行学习使用。设计完毕的画面如图3-2所示；图3-2新建的画面二、动画连接所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的相应关系。此处仅以采样时间为例进行简朴说明。1、在工具箱中选择文本工具，在画面中输入“采样时间ts：”，再在工具箱中选择文本工具，在“采样时间ts：”后面输入任意字符串，如“XXX”字样。2、双击文本对象“XXX”，弹出动画连接对话框，在此对话框中选择“模拟值输出”选项，弹出模拟量输出动画连接对话框，如图3-3；图3-3输出动画连接对话框设立如上图所示。3、单击“拟定”按钮完毕此动画连接的设立。选择“模拟值输入”选项，弹出模拟值输入动画连接对话框，对话框的设立如图3-4所示；图3-4输入动画连接4、单击“拟定”按钮完毕此动画连接的设立。再单击“拟定”按钮完毕整个动画连接。第四讲命令语言一、命令语言命令语言的格式类似Ｃ语言的格式，它涉及：应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言、自定义函数命令语言、画面命令语言和按钮命令语言等。此处我们着重介绍应用程序命令语言、画面命令语言以及按钮命令语言。1、应用程序命令语言可以在程序启动时、关闭时或在程序运营期间周期执行。假如希望周期执行，还需要指定期间间隔。在工程浏览器左侧的树形目录中选择“命令语言”下的“应用程序命令语言”，双击右侧空白处的“新建”图标，会弹出应用程序命令语言编辑框，在编辑框中可以编辑工程启动、运营、停止时所规定执行的程序。如图4-1所示，表达在每次启动这个工程时将指定的变量赋初值。图4-1启动时应用程序命令语言图4-2表达在工程运营时程序按照100ms周期性的执行，直到整个工程退出运营。图4-2运营时应用程序命令语言图4-3表达在每次工程退出运营时对指定的变量赋值，以保证在工程退出运营后控制系统处在指定的状态或安全的状态。图4-3退出运营时的命令语言2、画面命令语言在画面显示时、隐含时或在画面存在期间周期性的执行画面命令语言。在开发状态下打开画面，右击画面弹出菜单栏，点击“画面属性”，弹出画面属性对话框，单击“命令语言”弹出画面命令语言编辑框。在此编辑框中可以编辑当前画面的命令语言。如图4-4所示；图4-4画面命令语言3、按钮命令语言在定义画面中的各种图素、按钮的动画连接时，可以进行命令语言的连接。在图3-2中，双击“数据报表”按钮，弹出动画连接对话框，选择命令语言连接下的“弹起时”，会弹出命令语言编辑框，编辑点击该按钮弹起时所应执行的程序，如图4-5所示；图4-5按钮命令语言第五讲趋势曲线趋势曲线用来反映变量随时间的变化情况。趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。一、实时趋势曲线选择工具箱中的（实时趋势曲线）工具，在画面上绘制一实时趋势曲线窗口，如图3-2中所示。双击“实时趋势曲线”对象，弹出“实时趋势曲线”设立窗口，在曲线表达式目录下单击“曲线1”编辑框后的按钮，在弹出的“选择变量名”对话框中选择所要显示的变量。如图5-1所示；图5-1定义实时趋势曲线在标志定义界面中可以对曲线的属性进行编辑，如图5-2所示；图5-2定义坐标轴二、历史趋势曲线1、选择工具箱中的（插入通用控件）工具，在插入控件对话框中选择“历史趋势曲线”，点击“拟定”，在画面上绘制一历史趋势曲线窗口。双击历史曲线对象，弹出动画连接属性对话框，在对话框中输入控件名称如图5-3所示；点击“拟定”按钮，完毕控件建立。图5-3输入控件名称2、右键单击历史曲线对象，弹出菜单栏，点击控件属性，弹出控件属性对话框，如图5-4所示；图5-4定义控件属性点击右侧的“历史库中添加”按钮，选择要添加的变量并进行曲线定义设立（此处只有在定义变量时选择了“数据变化记录”的变量才干被添加）。用户还可以对属性对话框中的其他类进行设立，此处不再具体讲解。点击“拟定”即完毕历史趋势曲线属性设定。3、保存所有的设立，切换都运营时的历史趋势曲线如图5-5所示；图5-5历史趋势曲线第六讲控件控件可以作为一个相对独立的程序单位被其他应用程序反复调用。控件的接口是标准的，凡是满足这些接口条件的控件，涉及第三方软件供应商开发的控件，都可以被组态王直接调用。此处我们仅讲解如何在画面中使用棒状图控件。1、选择工具箱中的（插入控件）工具，弹出创建控件对话框，如图6-1所示；在左侧种类栏中选择“趋势曲线”，选择右侧窗口中的“立体棒图”，点击“创建”，在画面中选择区域完毕控件创建。图6-1创建控件2、控件创建完毕后双击控件对象，弹出“属性”对话框。在对话框中输入控件名称如“Ctrl02”，图6-2控件属性设立点击“拟定”完毕控件属性设立。3、控件创建完毕后可以将棒状图控件与变量关联。打开画面命令语言，在“显示时”工作区中写入棒图函数“chartAdd()”添加新的条形图：chartAdd("Ctrl02",\\本站点\SV,"设定值");chartAdd("Ctrl02",\\本站点\Tx,"测量值");在“存在时”工作区中写入棒图控件设定/修改索引值函数“chartSetValue()”修改棒图参数：chartSetValue("Ctrl02",0,\\本站点\SV);chartSetValue("Ctrl02",1,\\本站点\Tx);4、保存命令语言编辑器，保存画面，则运营时该棒状图如图6-3所示；图6-3运营时的棒图控件当画面中的棒图不再需要时，可以用chartClear()函数清除当前的棒图，然后再使用chartAdd()函数重新添加。第七讲报表系统一、实时数据报表建立一个实时数据报表：1、选择工具箱中的（报表窗口）工具，在画面上绘制一实时数据报表窗口，如图7-1所示：图7-1建立数据报表“报表工具箱”会自动显示出来，双击窗口的灰色部分，弹出“报表设计”对话框，如图7-2所示：图7-2报表设计对话框设立如上图所示。2、输入静态文字和动态变量：输入静态文字：选中A1到D1的单元格区域，执行“报表工具箱”中的“合并单元格”命令并在合并完毕的单元格中输入“实时报表”，运用同样方法输入其它静态文字。插入动态变量：合并B2和C2单元格，并在合并完毕的单元格中输入：=\\本站点\$时间（变量的输入前面必须加“=”）。运用同样方法输入其它动态变量，如图7-3所示；图7-3报表设计3、保存所有的设立，则运营时的画面中显示的实时报表如图7-4所示；图7-4运营中的报表实时数据报表的打印存储等功能的使用可以查看《组态王使用手册》。二、历史数据报表历史数据报表的建立与实时数据报表的建立方法基本同样，只但是历史数据报表的行列数较多。建立一个历史数据报表：1、建立一个新的数据报表“Report”，200行、5列。2、在新建的数据报表中输入所需要的静态文字和动态变量，如图7-5所示；图7-5创建历史数据报表3、建立报表的时间查询功能：eq\o\ac(○,1)建立日历控件：点击工具箱中的（插入通用控件）工具，选择“MicroftDateandTimePickerControl6.0(sp4)”日历控件，如图7-6所示；图7-6插入控件点击“拟定”，在画面上绘制出日历窗口，双击日历对象，弹出动画连接属性对话框，在“常规”界面中的控件名中输入控件名如“Ctrl2”，如图7-7所示；图7-7定义日历控件点击“属性”，在属性界面中分别将Year、Month、Day与新建的变量日历年、日历月、日历日关联起来，如图7-8所示；图7-8