任务3-1 设置报警与权限

项目3监控软件的应用设置

城市轨道交通电力监控系统的监控软件采用的是组态软件。使用组态软件，工程设计人员在组态设备时只需选择一些事先设计好的选项，或使用图形工具把被控对象（如开关、趋势曲线、报表等）形象地画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与工作设备的实时数据进行逻辑连接。当由状态软件生成的应用系统投入运行后，设备的数据变化会随着被控对象的属性变化，实现计算机控制设备。组态软件的优点是不用编程，用现有的平台功能组合特定的应用功能，方便在现场组态设备。在本项目单元，我们将学习如何用组态软件实现在计算机界面对现场设备的动画控制以及设备参数的表格化处理等。任务3-1设置报警与权限

本节学习要点行业背景1.报警事件示例2.权限操作示例相关知识1.间隔层设备四遥功能的实现2.监控软件的报警3.优先级和安全区任务实施1.报警设置2.优先级和安全区的设置思考与练习行业背景

1.报警事件示例PSCADA系统具备完善的报警功能，可将报警信息进行分级并筛选重组，建立一个报警体系。根据不同的需要，报警分为不同的类型，并提供实时的画面报警。用户在报警发生后可以立即查询报警的详细信息。（1）现场设备发生开关变位或装置异常后，PSCADA界面直接弹出对话框显示报警内容以及报警的类型：开关遥信变位、开关事故跳闸、设备异常或故障、微机保护动作、遥测越限、工况投退等。报警方式是画面报警，报警窗口如图3-1-1所示。

图3-1-1报警窗口（2）可通过选择工具条中的“报警”图标查看报警或确认所有报警，如图3-1-2所示。

图3-1-2报警事件2.权限操作示例SCADA监控软件系统启动时，弹出“用户登录”窗口，如图3-1-3所示，只有填入正确的“用户工号”，“用户名称”和“用户密码”，才可进入“一次系统图界面”。

图3-1-3监控软件“用户登录”窗口相关知识

1.间隔层设备四遥功能的实现此项目中的间隔层设备由两个微控制器Arduino1和Arduino2组成。以下的监控软件功能的测试，都是在监控这两个微控制器的基础上进行的。1）Arduino1、Arduino2（下位机）与笔记本电脑（上位机）的连接Arduino1、Arduino2与电脑用两根USB数据线相连，如图3-1-4所示。至于每个微控制器所用到的COM口，要根据实际使用的哪个USB接口决定。

图3-1-4笔记本电脑与微控制器的连接

2）Arduino1、Arduino2的电路组成

Arduino1监控两个数字量数据，分别代表断路器1和断路器2，其中断路器1用LED1表示，接在D7端口；断路器2用LED2表示，接在D8端口。Arduino2监控两个模拟量输入数据，分别代表电压1和电流1，电位器RW1分压产生的模拟电压接于A0端口，电位器RW2分压产生的模拟电压接于A1端口。其中模拟量输出端口连接一个发光二极管LED，代表模拟量负载，接于模拟量输出端口D6。如图3-1-5和图3-1-6所示。图3-1-5两个数字量数据的监控图3-1-6两个模拟量数据的监控3）Arduino1的程序编写此程序由两部分组成，在初始化功能块部分，使用定时器，定时采集D7、D8端口的状态信息并将它们发送给上位机。在主功能块部分，Arduino1实时检测通信端口，并根据上位机下发的命令，及时改变数字输出端口D7、D8的输出状态。如图3-1-7所示。

图3-1-7Arduino1的功能块4）Arduino2的程序编写Arduino2从模拟输入端口A0和A1获取模拟量电压和模拟量电流数据之后，不是立即将数据通过串口传送给上位机，而是先将数据进行转换。具体的转换方法是：从A0端口获取的模拟量电压数据无论数据位数是多少，先将其转换成字符串类型，然后判断字符串的位数，最终将其转换成6个字符“ab□□□□”的格式，通过串口发送给上位机。从A1端口获取的模拟量电流数据无论数据位数是多少，先将其转换成字符串类型，然后判断字符串的位数，最终将其转换成6个字符“cd□□□□”的格式，通过串口发送给上位机。编写程序时，将电压与电流数据转换的功能块放入每隔500ms执行一次的定时器里，这样每隔500ms，Arduino2就向上位机发送电压、电流的数据，如此循环。发送与接收数据相互不受影响。为了使程序结构更加清晰，可以将模拟量电压数据转换功能块和模拟量电流数据转换功能块用子程序表示。然后将子程序的功能块折叠起来，这样程序的结构看起来就容易理解多了，且程序的功能不变。如图3-1-8所示。

图3-1-8arduino2的功能块被折叠的A0、A1端口各模拟量电压数据转换的功能块子程序如图3-1-9和3-1-10所示。图3-1-9A0端口功能块子程序图3-1-10A1端口功能块子程序4）监控软件组态结果组态王组态完成后的监控画面如图3-1-11所示，在此画面基础上，我们将完成监控软件功能的测试。

图3-1-11组态王组态完成后的监控画面2.监控软件的报警

报警是指从间隔设备层采集的数据值超过了所规定的界限时，系统会自动产生相应警告信息，从而提醒操作人员。有了报警，就可以操作人员的注意，并对设备情况进行处理。事件是指用户对系统的行为、动作，即操作，软件都会有相应的记录。如修改了某个变量的值，用户的登录、注销和站点的启动、退出等。事件不需要操作人员应答。监控软件组态王中报警和事件的处理方法：当报警和事件发生时，组态王把这些信息存于内存中的缓冲区中，报警和事件在缓冲区中以先进先出的队列形式存储，所以只有最近的报警和事件在内存中。当缓冲区达到指定数目或记录定时时间的时候，系统自动将报警和事件信息进行记录。报警的记录方式可以是文本文件、开放式数据库或打印机。另外，用户可以从人机界面提供的报警窗中查看报警和事件信息。

3.优先级和安全区

监控软件组态王采用分优先级和分安全区的双重保护策略。组态王系统将优先级从低到高定为1到999级，可以对用户、图形对象、热键命令语言和控件分别设置不同的优先级。安全区功能在工程中使用广泛，在一个控制系统中一般包含多个控制过程，同时也有多个用户操作该控制系统。为了方便、安全地管理和控制系统中的不同控制过程，组态王引入了安全区的概念。将需要授权的控制过程的对象设置安全区，同时给操作这些对象的用户分别设置安全区，例如工程要求A工人只能操作车间A的对象和数据，B工人只能操作车间B的对象和数据，组态王中的处理是将车间A的所有对象和数据的安全区设置为包含在A工人的操作安全区内，将车间B的所有对象和数据的安全区设置为包含在B工人的操作安全区内，其中A工人和B工人的安全区不相同。应用系统中的每一个可操作元素都可以被指定保护级别（最高999级，最低1级）和安全区（最多64个），还可以指定图形对象、变量和热键命令语言的安全区。对应地，设计者可以指定操作者的操作优先级和工作安全区。在系统运行时，若操作者优先级低于可操作元素的访问优先级，或者工作安全区不在可操作元素的安全区内时，可操作元素是不可访问或操作的。组态王中可定义操作优先级和安全区的有：（1）三种用户输入连接：模拟值输入、离散值输入、字符串输入。（2）两种滑动杆输入连接：水平滑动杆输入、垂直滑动杆输入。（3）五种命令语言输入连接和热键命令语言：鼠标或等价键按下、按住、弹起时，鼠标进入、鼠标离开时。（4）其它：报警窗、图库精灵、控件（包括通用控件）、自定义菜单。（5）变量的定义：每个变量有相应的安全区和优先级。当用户登录成功后，对于动画连接命令语言和热键命令语言，只有当登录用户的操作优先级不小于该图素或热键规定的操作优先级，并且安全区在该图素或热键规定的安全区内时，方可访问该对象或执行命令语言。命令语言执行时与其中连接的变量的安全区没有关系，命令语言会正常执行。对于滑动杆输入和值输入除了要求登录用户的操作优先级不小于对象设置的操作优先级、安全区在对象的安全区内以外，还要求其安全区必须在所连接变量的安全区内，否则用户虽然可以访问对象（使对象获得焦点），但不能操作和修改它的值，在组态王的信息窗口中也会有对连接变量没有修改权限的提示信息。

任务实施

1.报警设置

该内容要求了解事件和报警窗口的作用，掌握它们相应的设置方法，以及在运行系统中如何对这些窗口进行操作。1）实时报警设置（1）定义报警组：选择“报警组”，双击进行编辑，添加报警组“变电所1”。“变电所1”里还可以添加分支组，如“模拟量组”，“数字量组”。如图3-1-12所示。

图3-1-12定义报警组（2）将变量加入报警组，设置变量的报警定义属性：双击“数据词典”，打开变量“电压1”，选中“报警定义”标签页，配置变量“电压1”的报警属性如图3-1-13所示。

图3-1-13配置变量“电压1”的报警属性变量“电流1”的报警属性配置如图3-1-14所示。

图3-1-14配置变量“电流1”的报警属性数字量变量“断路器1状态”报警属性的设置如图3-1-15所示。数字量变量“断路器2状态”报警属性的设置与此相同。

图3-1-15数字量变量“断路器1状态”报警属性的设置（3）创建实时报警和事件窗口画面：新建一个报警画面，如图3-1-16所示。

图3-1-16新建一个报警画面选择工具箱中的“报警窗”并绘制。如图3-1-17所示。

图3-1-17绘制“报警窗”双击报警窗口打开“报警窗口设置属性页”，给报警窗口命名为“实时报警”，报警窗口选择“实时报警窗”，其他属性默认。如图3-1-18所示。

图3-1-18报警窗口属性设置添加“电压”、“电流”显示，便于观察，添加“退出系统”按钮，便于操作。如图3-1-19所示。

图3-1-19添加电压、电流显示及退出系统按钮“退出系统”按钮设置方法如图3-1-20所示。

图3-1-20“退出系统”按钮设置方法测试实时报警结果：调节输入电压电流值，超出设定值则产生报警。在数据回到正常值时，报警信息消失。如图3-1-21所示。

图3-1-21测试实时报警结果2）历史报警设置如果想将报警信息保存下来方便以后查询，应当使用历史报警。按照相同方法，新建一个历史报警画面，画面名称为“历史报警”。绘制报警窗口，配置为“历史报警”。双击“报警窗口”，打开“报警窗口设置属性页”，给报警窗口命名为“历史报警”，报警窗口选择“历史报警窗”，其他属性默认。如图3-1-22所示。

图3-1-22设置历史报警窗运行结果如图3-1-23所示。历史报警将记录所有发生的报警事件，如果数据恢复正常，历史报警也会记录下来。

图3-1-23运行结果3）弹出报警画面的制作

在“画面属性”页面将“实时报警”报警画面类型设置为“弹出式”，如图3-1-24所示。

图3-1-24“弹出式”报警画面设置在“事件命令语言”里，编写脚本。如图3-1-25所示。当新报警发生时（新报警==1）作为事件描述。脚本语言的含义是，当报警发生时显示报警画面，然后要将新报警事件手动置0，因为其不能自动置0。

图3-1-25编写脚本运行结果：在监控画面上，有数据超限，弹出报警窗口。如图3-1-26所示。

图3-1-26运行结果开关量也可以设置报警提示。运行结果如图3-1-27所示。

图3-1-27开关量设置报警提示

2.优先级和安全区的设置

1）创建“首页”画面（1）创建一个新画面，画面名称为“首页”。如图3-1-28所示。

图3-1-28创建“首页”画面

（2）在画面中添加图片：将外部文件夹中的图片添加到画面中，“工具箱”→“点位图”，在画面中拖出一个矩形，在矩形里右击鼠标，点击“从文件中加载”，找到需要的图片，添加进去即可。效果如图3-1-29所示。

图3-1-29在画面中添加图片效果（3）添加按钮：添加“登录系统”和“退出系统”两个按钮。选中“按钮”，右击鼠标，在“按钮风格”里选中“透明”，效果如图3-1-30所示。

图3-1-30添加按钮效果（4）添加“用户”：退出到工程浏览器界面，点击工具栏里的“用户”按钮，弹出“安全管理系统”窗口。建立一个“潘安湖变电所”用户组，组里添加两个用户，一个是“操作员”，优先级是“200”，密码是“222222”。一个是“工程师”，优先级是“400”，密码是“444444”。操作员设置如图3-1-31所示。

图3-1-31操作员设置 工程师设置如图3-1-32所示。

图3