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基于逆向工程的过程控制系统机电一体化设计.rar

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    编号:20181101165909270    类型:共享资源    大小:2.58MB    格式:RAR    上传时间:2019-04-08
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    金币
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    基于 逆向 工程 过程 控制系统 机电 一体化 设计
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    吉林化工学院课程设计第 1 页 共 47 页第一篇 上位机组态软件组态王介绍第一章 概 述第一节 组态王的构成“组态王”是运行于 Microsoft Windows 98/NT中文平台的全中文界面的组态软件,采用了多线程、COM 组件等新技术,实现了实时多任务,软件运行稳定可靠。组态王具有一个集成开发环境“组态王工程浏览器”,在工程浏览器中您可以查看工程的各个组成部分,也可以完成构造数据库、定义外部设备等工作。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和画面运行系统 TOUCHVEW来完成的。TOUCHMAK 是应用程序的开发环境。您需要在这个环境中完成设计画面、动画连接等工作。TOUCHMAK 具有先进完善的图形生成功能;数据库中有多种数据类型,能合理地抽象控制对象的特性;对变量报警、趋势曲线、过程记录、安全防范等重要功能都有简单的操作办法。TOUCHVEW 是“组态王”软件的实时运行环境,在TOUCHMAK中建立的图形画面只有在 TOUCHVEW中才能运行。TOUCHVEW 从工业控制对象中采集数据,并记录在实时数据库中。它还负责把数据的变化用动画的方式形象地表示出来,同时完成变量报警、操作记录、趋势曲线等监视功能,并生成历史数据文件。第二节 建立新工程的一般过程1.设计图形界面(定义画面)2.定义设备3.构造数据库(定义变量)4.建立动画连接5.运行和调试需要说明的是,这五个步骤并不是完全独立的,事实上,这四个部分常常是交错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时,要依照此过程考虑三个方面:图形 用户希望怎样的图形画面?也就是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。数据 怎样用数据来描述工控对象的各种属性?也就是创建一个具体的数据库,此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性,比如温度,压力等。连接 数据和图形画面中的图素的连接关系是什么?也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。吉林化工学院课程设计第 2 页 共 47 页第二章 开始一个新工程第一节 建立一个新工程要建立新的组态王工程,请首先为工程指定工作目录(或称“工程路径”)。“组态王”用工作目录标识工程,不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由“组态王”自动管理。启动“组态王”工程管理器(ProjManager),选择菜单“文件\新建工程”或单击“新建”按钮,弹出如图2.1 所示。图2.1 新建工程向导一单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之二对话框”. 在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径,或单击“浏览…”按钮,在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之三对话框”,如图2.2 所示。图2.2 新建工程向导三吉林化工学院课程设计第 3 页 共 47 页在工程名称文本框中输入工程的名称,该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于32 个字符,工程描述长度应小于40 个字符。单击“完成”完成工程的新建。系统会弹出对话框,询问用户是否将新建工程设为当前工程,单击“否”按钮,则新建工程不是工程管理器的当前工程,如果要将该工程设为新建工程,还要执行“文件\设为当前工程”命令;单击“是”按钮,则将新建的工程设为组态王的当前工程。定义的工程信息会出现在工程管理器的信息表格中。双击该信息条或单击“开发”按钮或选择菜单“工具\切换到开发系统”,进入组态王的开发系统。建立的工程路径为:C:\WINDOWS\Desktop\demo ( 组态王画面开发系统为此工程建立目录C:\WINDOWS\Desktop\demo 并生成必要的初始数据文件。这些文件对不同的工程是不相同的。因此,不同的工程应该分置不同的目录。这些数据文件列在附录AX 中)。具体工程管理器的使用方法。注意:建立的每个工程必须在单独的目录中。除非特别说明,不允许编辑修改这些初始数据文件。第二节 设计一个画面进入组态王开发系统后,就可以为每个工程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。这些画面都是由“组态王”提供的类型丰富的图形对象组成的。系统为用户提供了矩形(圆角矩形)、直线、椭圆(圆)、扇形(圆弧)、及按钮、趋势曲线窗口、报警窗口、报表等复杂的图形对象。提供了对图形对象在窗口内任意移动、缩放、改变形状、复制、删除、对齐等编辑操作,全面支持键盘、鼠标绘图,并可提供对图形对象的颜色、线型、填充属性进行改变的操作工具。“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。用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝,可重复使用以前的开发结果。第一步:定义新画面进入新建的组态王工程,选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面”,在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标,弹出对话框如图2.3 所示。吉林化工学院课程设计第 4 页 共 47 页图2.3 新建画面在“画面名称”处输入新的画面名称,如Test,其它属性目前不用更改,(关于其它属性的设置请参见“第四章 组态王开发环境——工程浏览器”)。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。如图2.4 所示。图2.4 组态王开发系统第二步:在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本”图标,绘制一个矩形对象和一个文本对象。在工具箱中选中“圆角矩形”,拖动鼠标在画面上画一矩形,如上图所示。用鼠标在工具箱中点击“显示画刷类型”和“显示调色板”。在弹出的“过渡色类型”窗口点击第二行第四个过渡色类型;在“调色板”窗口点击第一行第二个“填充色”按钮,从下面的色块中选取红色作为填充色,然后点击第一行第三个“背景色”按钮,从下面的色块中选取黑色作为背景色。此时就构造好了一个使用过渡色填充的矩形图形对象。在工具箱中选中“文本”,此时鼠标变成“I”形状,在画面上单击鼠标左键,输入“####”文字。选择“文件\全部存”命令保存现有画面。第三节 建立设备和变量组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括:下位机(PLC、仪表、模块、板卡、变频器等),它们一般通过串行口和上位机交换数据;其他Windows 应用程序,它们之间一般通过DDE 交换数据;外部设备还包括网络上的其他计算机。只有在定义了外部设备之后,组态王才能通过I/O 变量和它们交换数据。为方便定义外部设备,组态王设计了“设备配置向导”引导用户一步步完成设备的连接。本例中使用仿真PLC 和组态王通信。仿真PLC 可以模拟PLC 为组态王提供数据。假设仿真PLC 连接在计算机的COM1 口。定义IO 设备继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”,在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标,运行“设备配置向导”,如图2.5 所示。吉林化工学院课程设计第 5 页 共 47 页图2.5 设备配置向导一选择“仿真PLC”的“串行”项,单击“下一步”,弹出“设备配置向导”。 为外部设备取一个名称,输入PLC,单击“下一步”,弹出“设备配置向导”,如图2.6 所示。图2.6 设备配置向导三为设备选择连接串口,假设为COM1,单击“下一步”,弹出“设备配置向导”,如图2.7 所示。吉林化工学院课程设计第 6 页 共 47 页图2.7 设备配置向导四填写设备地址,假设为1,单击“下一步”,弹出“设备配置向导”,如图2.8 所示。图2.8 设备配置向导五设置通信故障恢复参数(一般情况下使用系统默认设置即可),单击“下一步”,弹出“设备配置向导”。 请检查各项设置是否正确,确认无误后,单击“完成”。设备定义完成后,可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC”。在定义数据库变量时,只要把IO 变量连结到这台设备上,它就可以和组态王交换数据了。吉林化工学院课程设计第 7 页 共 47 页第三章 让画面动起来第一节 动画连接定义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。“组态王”提供了21 种动画连接方式:属性变化、线属性变化、填充属性变化、文本色变化、位置与大小变化、填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动、值输出 模拟值输出、离散值输出、字符串输出、值输入、模拟值输入、离散值输入、字符串输入、特殊、闪烁、隐含、滑动杆输入、水平、垂直、命令语言、按下时、弹起时、按住时、一个图形对象可以同时定义多个连接,组合成复杂的效果,以便满足实际中任意的动画显示需要。创建动画连接继续上节的工程。双击图形对象——即矩形,可弹出“动画连接”对话框,如图3.1 所示。图 3.1 动画连接用鼠标单击“填充”按钮,在“表达式”处输入“a”,“缺省填充刷”的颜色改为黄色,其余属性目前不用更改, 单击“确定”,再单击“确定”返回组态王开发系统。为了让矩形动起来,需要使变量即a 能够动态变化,选择“编辑\画面属性”菜单命令。 单击“命令语言…”按钮,弹出画面命令语言对话框。在编辑框处输入命令语言:if(a<100)吉林化工学院课程设计第 8 页 共 47 页a=a+10;elsea=0;可将“每3000 毫秒”改为“每500 毫秒”,此为画面执行命令语言的执行周期。单击“确认”,及“确定”回到开发系统。双击文本对象“####”,可弹出“动画连接”对话框。用鼠标单击“模拟值输出”按钮。在“表达式”处输入“b”,其余属性目前不用更改。单击“确定”,再单击“确定”返回组态王开发系统。选择“文件\全部存”菜单命令。第二节 命令语言此菜单命令用于将另一组态王工程的画面和命令语言导入到当前工程中。单击“工程\导入”菜单,则弹出“画面和命令语言导入向导 ”画面,如图3.2 所示。图3.2 画面和命令语言导入向导单击“取消”按钮:用于退出画面和命令语言导入向导;单击“下一步”按钮:用于进入“第一步:选择路径”画面。在画面文本框中输入保存有组态王画面和命令语言文件的路径。若希望对路径进行选择,单击“浏览”按钮,弹出“打开”对话框,选择正确的路径,如:F:\ProgramFiles\Kingview6.5\Example\Demo2,单击“打开”按钮,则返回到“第一步:选择路径”对话框,选择的路径显示在路径文本框内。单击“上一步”按钮:用于返回“画面和命令语言导入向导”画面;单击“下一步”按钮:用于进入“第二步:选择画面和命令语言”画面。单击“画面”和“命令语言”后面“详细资料…”按钮可以对二者进行详细选择。单击“画面”—“详细资料…”按钮,弹出“选定画面”对话框。系统默认是全部 选中画面进行导入。在对话框中选择想要导入的画面,可用鼠标对画面进行逐一选择,也可点击“全选”按钮全部选中。单击“清除”按钮将清除全部选定画面。单击“确定”返回到“第二步:选择画面和命令语言”对话框。单击“命令语言”—“详细资料…”按钮,弹出“命令语言选项”对话框。吉林化工学院课程设计第 9 页 共 47 页在此对话框中对想要导入的命令语言进行选择,然后单击“确定”,返回到“第二步:选择画面和命令语言”对话框。单击“第二步:选择画面和命令语言”对话框中“完成”按钮。系统首先完成对画面的导入。画面导入完成后弹出“函数导入”对话框,如图3.3 所示。图3.3“函数导入”对话框在此对话框中选择对应用程序命令语言导入时处理同名(同类型)函数的规则。￿ “略过”:遇到同名(同类型)的函数时,不予导入。￿ “替换掉现有函数”:遇到同名(同类型)的函数时,将被导入文件中的同名(同类型)函数替换现有的函数。￿ “将函数内容合并”:遇到同名(同类型)的函数时,将被导入文件中的同名(同类型)函数的内容合并到现有的函数中。￿ “应用到全部”:选中此复选框,则对数据改变命令语言、事件命令语言、热键命令语言和自定义函数命令语言均应用同样的规则。否则将依次出现各种命令语言的“函数导入”对话框。单击“确定”,系统进行命令语言的导入。导入命令语言结束后,就将其他组态王工程中的画面和命令语言导入到当前的组态王工程中。此菜单命令用于将当前组态王工程的画面和命令语言导出到指定文件夹中。单击“工程\导出”菜单,则弹出“画面和命令语言导出向导”画面。单击“取消”按钮:用于退出画面和命令语言导出向导;单击“下一步”按钮:用于进入“第一步:选择路径”画面。在画面文本框中输入要导出组态王画面和命令语言所要保存的路径。若希望对路径进行选择,单击“浏览”按钮,弹出“打开”对话框,操作方法与导入画面和命令语言时选择路径相同。单击“下一步”按钮,进入“第二步:选择画面和命令语言”。单击“画面”和“命令语言”后面“详细资料…”按钮可以对二者进行详细选择。使用方法与导入画面和命令语言详细选择画面和命令语言相同。单击“完成”,系统完成对选定画面和命令语言的导出。可以在相应的导出路径下看到导出的文件。在文件夹中文件有三种类型的文件:*.pic(画面中所有图素的信息文件)、*.cfg(各种命令语言的信息文件)和*.dat(画面属性的信息文件)。吉林化工学院课程设计第 10 页 共 47 页注意:使用工程导入\工程导出菜单命令可以重新使用旧工程中的画面和命令语言,减少工程制作人员的工作量,使组态王工程具有可重用性。第四章 报警和事件为保证工业现场安全生产,报警和事件的产生和记录是必不可少的。“组态王”提供了强有力的报警和事件系统,并且操作方法简单。报警是指当系统中某些量的值超过了所规定的界限时,系统自动产生相应警告信息,表明该量的值已经超限,提醒操作人员。如炼油厂的油品储罐,如果往罐中输油时,如果没有规定油位的上限,系统就产生不了报警,无法有效提醒操作人员,则有可能会造成“冒罐”,形成危险。有了报警,就可以提示操作人员注意。报警允许操作人员应答。事件是指用户对系统的行为、动作。如修改了某个变量的值,用户的登录、注销,站点的启动、退出等。事件不需要操作人员应答。组态王中报警和事件的处理方法是: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是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到时,系统自动将报警和事件信息进记录。报警的记录可以是文本文件、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。往往在监控系统中,为了方便查看、记录和区别,要将变量产生的报警信息归到不同的组中,即使变量的报警信息属于某个规定的报警组。组态王中提供报警组的功能。报警组是按树状组织的结构,缺省时只有一个根节点,缺省名为RootNode(可以改成其它名字)。可以通过报警组定义对话框为这个结构加入多个节点和子节点。这类似于树状的目录结构,每个子节点报警组下所属的变量,属于该报警组的同时,属于其上一级父节点报警组。如在上述缺省RootNode 报警组下添加一个报警组“A”,则属于报警组“A”的变量同时属于“RootNode”报警组。组态王中最多可以定义512 个节点的报警组。通过报警组名可以按组处理变量的报警事件,如报警窗口可以按组显示报警事件,记录报警事件也可按组进行,还可以按组对报警事件进行报警确认。定义报警组后,组态王会按照定义报警组的先后顺序为每一个报警组设定一个ID 号,在引用变量的报警组域时,系统显示的都是报警组的ID 号,而不是报警组名称(组态王提供获取报警组名称的函数GetGroupName( ))。每个报警组的ID 号是固定的,当删除某个报警组后,其它的报警组ID 都不会发生变化,新增加的报警组也不会再占用这个ID 号。在组态王工程浏览器的目录树中选择“数据库\报警组”。
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