04 监控组态软件Kingview.ppt

1、计算机测控系统,李江全,石河子大学机电学院电气工程系 2009年11月, 监控组态软件Kingview,监控组态软件概述,组态软件的含义,组态（configuration）有设置、配置等含义，是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置（包括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等）用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的，也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。,组态软件更确切的称呼应该是人机界面HMI（Human Machine Interface）/控制与数据采集S

2、CADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件。 组态软件最早出现时，实现HMI和控制功能是其主要内涵，即主要解决人机图形界面和计算机数字控制问题。,组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统控制层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式（而不是编程方式）为用户提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成控制层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与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

3、。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。,在工业控制中，组态一般是指通过对软件采用非编程的操作方式，主要有参数填写、图形连接和文件生成等，使得软件乃至整个系统具有某种指定的功能。由于用户对计算机控制系统的要求千差万别（包括流程画面、系统结构、报表格式、报警要求等），而开发商又不可能专门为每个用户去进行开发。所以，只能是事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产（或者选择）若干种规格的硬件模块（如I/O模块、通信模块、现场控制模块），然后，再根据用

4、户的要求在软件开发平台上进行二次开发，以及进行硬件模块的连接。这种软件的二次开发工作就称为组态。相应的软件开发平台就称为控制组态软件，简称组态软件。“组态”一词既可以用做名词也可以用做动词。计算机控制系统在完成组态之前只是一些硬件和软件的集合体，只有通过组态，才能使其成为一个具体的满足生产过程需要的应用系统。,从应用角度讲，组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与控制层沟通的人机界面的软件平台，它主要应用于工业自动化领域，但又不仅仅局限于此。在工业过程控制系统中存在着两大类可变因素：一是操作人员需求的变化；二是被控对象状态的变化及被控对象所用硬件的变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码

5、不变的基础上，通过改变软件配置信息（包括图形文件、硬件配置文件、实时数据库等）适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的控制系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。,常用的组态软件,专用的组态软件: 主要是由一些集散控制系统厂商和PLC厂商专门为自己的系统开发的，例如Honeywell的组态软件、Foxboro的组态软件、Rockwell公司的RSView、Simens公司的WinCC、GE公司的Cimplicity。,通用组态软件: 国外开发的组态软件有： Fix/iFix、InTouch、Citech

6、、Lookout、TraceMode以及Wizcon等。 国产的组态软件有：组态王（Kingview）、MCGS、Synall2000、ControX 2000、Force Control和FameView等。,组态软件的功能,1强大的界面显示组态功能 2良好的开放性 3丰富的功能模块 4强大的数据库 5可编程的命令语言 6周密的系统安全防范 7仿真功能,组态软件的特点: 1封装性 2开放性 3通用性 4方便性 5组态性,从总体结构上看，组态软件一般都是由系统开发环境（或称组态环境）与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实时数据库，三者之间的关系如图2-1所示。

7、,组态软件的系统构成,常见的组态方式 :,1）系统组态 2）控制组态 3）画面组态 4）数据库组态,5）报表组态 6）报警组态 7）历史组态 8）环境组态,组态王,工业通用监控软件-,今天，随着对工业自动化的要求越来越高，以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，“监控和数据采集系统”越来越受到用户的重视，从而导致组态软件的大量使用。,组态王是运行在Windows98/NT/2000/XP 上的一种组态软件。使用组态王，用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”，在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室，保证信息在全厂范围内的畅通。,组态王的网络功能使企业的基层和其它 部

8、门建立起联系，现场操作人员和工厂 管理人员都可以看到各种数据。管理人 员不需要深入生产现场，就可以获得实 时和历史数据，优化控制现场作业，提 高生产率和产品质量。,组态王易于学习和使用，拥有丰富的 工具箱、图库和操作向导，既可以节 省您的大量时间，又能提高系统性能。,组态王可用于电力、制冷、化工、机械制造、交通管理等多种工程领域。 无论您的应用场合如何，您都可以使 用组态王构造有效的监控和数据采集系统。,使用组态王，您可以：, 使用清晰准确的画面描述工业控制现场 使用图形化的控制按钮实现单任务和多任务 设计复杂的动画显示现场的操作状态和数据 显示生产过程的文字信息和图形信息 为任何现场画面指定

9、键盘命令 监控和记录所有报警信息 显示实时趋势曲线和历史趋势曲线 使用多样而灵活的方式查询历史数据 时间驱动和事件驱动的报表的打印 设计多级安全控制和访问权限,数据辞典与变量,数据词典（数据库）是组态王软件的核心 部分。 在组态王（TOUCHVEW）运行时，工业 现场的生产状况要以动画的形式反映在屏 幕上，同时工程人员在计算机前发布的指 令也要迅速送达生产现场，所有这一切都 是以实时数据库为中介环节，数据词典 （数据库）是联系上位机和下位机的桥梁。,组态王系统支持多种变量类型。组态王的 变量包括系统变量和用户定义变量两大类。 变量定义在工程浏览器的“数据词典”中进 行，定义时要指定变量名和变量

10、类型，某 些类型的变量还需要一些附加信息。不同 类型的变量具有不同的变量属性，在定义 变量时，有时需要设置它的部分属性。,变量的类型,组态王系统中定义的变量与一般程序设计 语言，比如BASIC、PASCAL、C语言定 义的变量有很大的不同，既能满足程序设 计的一般需要，又考虑到工控软件的特殊 需要。,组态王中变量主要分为基本类型变量 与特殊类型变量两大类。,1 ）基本类型变量 基本类型变量与一般程序设计语言， 比如BASIC、PASCAL、C语言定义 的变量相似，分为内存变量、I/O变量 和结构变量三类。 内存变量有内存离散变量、内存实型变量、 内存字符串变量、内存长整数变量。 I/O变量有I

11、/O离散变量、I/O实型变量、 I/O字符串变量、I/O长整数变量。,2 ）特殊类型变量 特殊类型变量是考虑到工控软件的特殊 需要而设计的变量。特殊类型变量正是 体现了“组态王”系统面向工控软件、自 动生成人机接口的特色。包括报警窗口 变量、历史趋势曲线变量、系统预设变 量三种。,内存变量 不需要和其它应用程序交换数据、也不 需要从下位机得到数据、只在“组态王” 内需要的变量，比如计算过程的中间变 量，就可以设置成内存变量。,I/O变量 “I/O变量”担负着“组态王”与下位机设备或其 它应用程序（包括I/O服务程序）交换数据的 重任。这种数据交换是双向的、动态的，就是 说：在“组态王”系统运行

12、过程中，每当I/O变 量的值改变时，该值就会自动写入远程应用程 序；每当远程应用程序中的值改变时，“组态 王“系统中的变量值也会自动更新。所以，那 些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指 令，比如“反应罐液位”、“电源开关”等变量， 都需要设置成I/O变量。,结构变量 当组态王工程中定义了结构变量时，在变量 类型的下拉列表框中会自动列出已定义的结 构变量，一个结构变量做为一种变量类型， 结构变量下可包含多个成员，每一个成员就 是一个基本变量，成员类型可以为：内存离 散、内存整型、内存实型、内存字符串、IO 离散、IO整型、IO实型、IO字符串。,内存离散变量、I/O离散变量 类似一般程序设计

13、语言中的布尔 （BOOL）变量，只有0，1两种 取值，用于表示一些开关量。,内存实型变量、I/O实型变量 类似一般程序设计语言中的浮点型 变量，用于表示浮点数据，取值范 围10E-3810E+38，有效值7位。,内存字符串型变量、I/O字符串型变量 类似一般程序设计语言中的字符串变量， 可用于记录一些有特定含义的字符串， 如名称，密码等，该类型变量可以进行 比较运算和赋值运算。字符串长度最大 值为128个字符。,内存长整数变量、I/O长整数变量 类似一般程序设计语言中的有符号长整数 型变量，用于表示带符号的整型数据，取 值范围 21474836482147483647。,报警窗口变量 这是工程

14、人员在制作画面时通过定义报警窗口 生成的，在报警窗口定义对话框中有一选项为 ：“报警窗口名”，工程人员在此处键入的内容 即为报警窗口变量。此变量在数据词典中是找 不到的，是组态王内部定义的特殊变量。可用 命令语言编制程序来设置或改变报警窗口的一 些特性，如改变报警组名或优先级，在窗口内 上下翻页等。,历史趋势曲线变量 这是工程人员在制作画面时通过定义历史趋势 曲线时生成的，在历史趋势曲线定义对话框中 有一选项为：“历史趋势曲线名”， 工程人员在 此处键入的内容即为历史趋势曲线变量(区分大 小写)。此变量在数据词典中是找不到的，是组 态王内部定义的特殊变量。工程人员可用命令 语言编制程序来设置或

15、改变历史趋势曲线的一 些特性，如改变历史趋势曲线的起始时间或显 示的时间长度等。,系统预设变量 预设变量中有8个时间变量是系统已经在数据库中定义的， 用户可以直接使用这些变量。 $年：返回系统当前日期的年份。 $月：返回1到12之间的整数，表示一年之中的某一月。 $日：返回1到31之间的整数，表示一月之中的某一天。 $时：返回0到23之间的整数，表示一天之中的某一钟点。 $分：返回0到59之间的整数，表示一小时之中的某分钟。 $秒：返回0到59之间的整数，表示一分钟之中的某个秒。 $日期：返回系统当前日期。 $时间：返回系统当前时间。 以上变量由系统自动更新，工程人员只能读取时间变量，而不能改

16、变它们的值。,基本变量的定义 内存离散、内存实型、内存长整数、内存字符 串、I/O离散、I/O实型、I/O长整数、I/O字符 串，这八种基本类型的变量是通过变量属性对 话框定义的，同时在变量属性对话框的属性卡 片中设置它们的部分属性。,特殊变量的定义 报警窗口变量和历史趋势曲线变量分别是在 画面上绘制报警窗口和历史趋势曲线时自动 定义的，设置它们的属性只需用鼠标左键双 击画面上的报警窗口或历史趋势曲线。参见 下面“定义报警窗口变量”和“定义历史趋势曲 线变量”。报警组变量是在报警组定义对话框 中定义的。时间变量是系统已经定义过的， 工程人员直接引用即可。,建立组态王应用程序项目 的一般过程,1

17、. 建立新工程项目,输入工程名称对话框,新工程建立,2、制作图形画面 用户可以为每个应用程序建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。组态王提供类型丰富的绘图工具，还提供按钮、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警窗口等复杂的图形对象。 组态王采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。用户构图时可以象搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。,工程浏览器是组态王软件的核心部分和管理开发系统，它将画面制作系统中已设计的图形画面、命令语言、设备驱动程序管理、配方管理、数据报告等工程资源进行集中管理，并在一个窗口中进行树形结构排列。,画面开发系统是应用程序的

18、集成开发环境，工程人员在这个环境里进行系统开发。,开发系统-空白画面,图库管理器内存放的是组态软件的各种图素（称为图库精灵），用户选择需要的图库精灵就可以设计自己需要的界面。使用图库管理器有3方面好处：降低人工设计界面的难度，缩短开发周期；用图库开发的软件将具有统一的外观；利用图库的开放性，工程人员可以生成自己的图库精灵。,图形画面,2、定义变量 数据库是组态王软件的核心部分，在TOUCHVEW 运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画 面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类 型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据变 量的集合称为“数据词典”。,定义变量在工程浏览器“数据词典”中

19、进行。 在工程浏览器的左侧树形菜单中选择“数据库/数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“定义变量”对话框。,定义内存整数变量num,定义内存离散变量deng,4、动画连接 动画连接是指在画面的图形对象与数据库的 数据变量之间建立一种关系，当变量的值改 变时，在画面上以图形对象的动画效果表示 出来；或者由软件使用者通过图形对象改变 数据变量的值。,以上绘制的画面是静态的，要逼真地显示系统的运行状况，必须将图素和数据库中已设定的相应变量联系起来，即让画面“动”起来。 将画面中的图形对象与数据库中的对应变量建立对应关系的过程称为“动画连接”，当数据库中的变量值改变时，图形对象就可以按照设定的动画连接随之做同步的变化，或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值。,文本对象“000”的动画连接,“指示灯”对象的动画连接,“关闭”按钮的动画连接,5.命令语言编程,各种命令语言通过“命令语言”对话框编辑输入，在组态王运行系统中被编译执行。,5. 运行和调试 在组态王软件的实时运行环境 TOUCHVEW中，运行和调试 在画面制作系统中建立的动画 图形画面。,配置主画面：在工程浏览器中，点击快捷工具栏上“运行”按钮，出现“运行系统设置”对话框，如图所示。单击“主画面配置”选项卡，选中制作的图形画面名称“整数累加”，单击“确定”按钮即将其配置成