组态软件报告

一、实验目的1了解计算机控制系统的组成。2熟悉 WINCC 组态软件。二、实验要求认识掌握组态软件，并利用WINCC软件创建一个组态项目实例。三、组态软件简介组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控的软件， 在国 外一般称 为 SCADA( Supervisory Control And Data Acquisition )软件，也称 为 HMI/MMI ( Human Machine Interface/Man Machine Interface )软件，在国 内俗称 “组态软件 ”。这个 称谓源自早期的 DCS 系统， DCS 系统从上世纪八 十年代开始进入国内， 其系统软 件能够在不编写计算机程序的前提下，通 过一种简单过 程来搭建最终的 DCS 控制系统。这种搭建的 过程包括选择控 制系统的结构、数据采集模块、 信号的量程和转换， 选择和配置各种控制 策略，绘制操作员界面等 等。这个过程被称为 “组态”，对应的软件被称为 “组 态软件”。随着个人计算机的发展 ，早期的自动化软件工程师 借鉴了 DCS 系 统组态软件的 “组态”理念，试图在个人计算机上开发一种 通用的软件，能适 应不同的控制系统和不同的控制 场合的应用要求。其功能主要包括能连接 不同的控制系统，实现和他们的 通信和数据交换，能以图形的方式直观地 显示控制系统中的数据，并对数 据进行报警、记录等个人计算机擅长的数 据管理功能 。除了缺少控制功能或控 制功能比较弱以外，这类 软件和 DCS 系统中的组态 软件都比较类似， 就被大家继续沿用了 “组态软件 ”的概念 。 因 此组态软件的 概念在国内不仅仅指 DCS 系 统中的组态软件， 还包括 DCS 系 统之外的通用 组态式监控系统软件。“组态 (Configure) ”的含 义是“配置”、 “设定 ”、“设置 ”等意思，是指用户通 过类似“搭积木”的简单方 式来完成自己所需要的软件功 能，而不需要编写计 算机程序 。 “组态”有时候也称为 “二次开发”，组态软件的组态子 系统就称为 “二次开发平台 ”。“监控( Supervisory Control ) ”，即 “监视和控制 ”，是指通过 计算机信号 对自动化设备 或过程进行监视、控制和管理。简单地说，组态 软件能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。它 能从自动化过程和装备中采集各 种信息，并将信息以图形化等更易于理解 的方式进行显示，将重要的信息 以各种手段传送到相关人员，对信息执行 必要分析处理 和存储，发出控制指令等等。组态软件提供各种通用的用于工业自 动化监控的功能，用户根据自己 的实际需要进行选择和配置等较 为简单的工作过程来建立自己最终的监控 系统。用户之所以需要组态软件，在它的基 础上进行应用开发，而不是完全 按照用户的需要从零开始编写软 件（客户定制），是因为自动化软件编程 涉及的面广、复杂，如硬件设备 的通信、图形动画、数据库、报表等的编 程等，这对专业的计算机编程人 员都是巨大的挑战，更何况没有经过专业 编程训练的自动化工程人员。定 制软件即使实现了最终用户需要的功能， 但在稳定性、专业性、扩展性上 还往往不能满足要求。另外最终用户的需 求有时候会经常变化，这就意味 着定制软件需要在满足功能、性能、稳定 性、扩展性等要求的基础上，能 快速修改更新，这对非专业的编程人员来 说，确实是巨大的挑战。这为通 用的组态软件提供了巨大的适用和发展空 间。组态（ Configuration ） 为模块化 任意组合。通用组态软件主要 特点：（1）延续性和可扩充性 。用通用组态软件开发的 应用程序，当现场（包 括硬件设备或系统结构）或用户 需求发生改变时，不需作很多修改而方便 地完成软件的 更新和升级；（ 2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的 功能都用一种方 便用户使用的 方法包装起来，对于用户，不需掌握太多 的编程语言技术（甚 至不需要编程 技术），就能很好地完成一个复 杂工程所要求的所有功能；（ 3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用 组态软件提供的 底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、 开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据 处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行 业限制。四、WINCC软件简介WinCC :是西门子公司发布的组态 开发环境，Simens提供类C语言的 脚本，包括一个调试环境。 WinCC 内嵌 OPC 支 持，并可对分布式系统进行 组态。 SIMATIC WinCC 是第一个使用最新的 32 位技术的 过程监视系统， 具有良好的开 放性和灵活性。通用的应用程序，适合所有工业领域 的解决方案；多语言支持，全球 通用 ；可以集成到所有自动 化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可 简单、有效地 进行组态；可基于 Web 持续延展，采用开放 性标准，集成简 便；集成的 Historian 系统作为 IT 和商务集成的平台；可 用选件和附加件 进行扩展 ；“全集成自 动化” 的组成部 分，适 用于所 有工业 和技术 领域的 解决方案。WinCC 集生产自动化和过 程自动化于一体，实现了相互之 间的整合， 这在大量应用 和各种工业领域的应用实例中业 已被证明，包括：汽车工业、 化工和制药行业、印刷行业、能 源供应和分配、贸易和服务行业、塑料和 橡胶行业、机械和设备成套工程 、金属加工业、食品、饮料和烟草行业、 造纸和纸品加 工、钢铁行业、运输行业、水处 理和污水净化。五、利用WINCC创建组态项目图 1.1 组态项目实例 图利用 wincc 组 态软件创建如上图所示的 组态项目实例。该组态包 括五个 图形按 钮，用 于画面 的切换 ；文本 框用于 显示容 器与 开关的状 态；滚 动条用 来调节容 器的液 面高度 ；两个 开关用 来控制 两个泵 的开关。 图形画 面包括 ：过程画 面、报 警画面 、趋势 画面、 报表管 理画面 和退出系统按 钮。六、项目实例的具体实现步骤1.创建一个新项目。打开wince项目管理器，单击 NEW 按钮，在弹 出的 窗口类型 中选择“ Single-User Project ”，然 后确认， 在弹出窗 口中填 上新建文 档名， 并选择 文件保存 路径（ 这里选 择默认 文件保 存路径 ），单击创建按钮， 此时 wincc 生成了一个待 开发的项目。2.为项目添加 驱动程序。鼠标右键单击“ Tag Management ” 选择“ Add New Driver ”选项，在弹出的驱动程 序列表中选择 system info.CHN 单击打 开，此 时 system info 驱动程序被加入到内部变量管理器中 ，打开变量管理 器为 system info 组态 握手连接，右键单击 system info 在弹 出的窗口中设置 连接名称为MyPC，单击确定，此时握手 连接图标出现在system info图标下。-删+ :I i-l-j- Graphics Deb ：| Alarm LoggingInterna5Y5TEIVStructure tcTag Manag3. 为项目添 加组态变量和内部变量。 鼠标右键单 击 MyPC 的握手图标选择添 加变量，在弹 出窗口中输入 变量名 time， 设置文本变量类 型，输入 变量长度 为 30 个字符，单击 选择按钮， 在系统功能下选 择 time 并选择显示 格式，然 后单击 确认关 闭变量对 话框， 此时这 一变量 创建完 毕。用 同样的 方法创 建 CPU_UTIL 变量，选择数据类型 为 32 位浮点类型 ，系统功能选择 cpu utilization 设置显示格式为 百分 比格 式。 按相 同的 流程 创建 RAM 和 HDD_C变量。在内部 变量右键单击，建立变量组，起名为 TANK，在此变IF-胖 System Info忌询-UIJJ胃.BStructure tag Graphics Designe Alarm Logging Tag Logging Report Designer Global Script Text Library量组下分别建 立变量 tank100 、 p99 和 p100。4. 创建图形画 面。鼠标右键单击图形设 计菜单，选择新建，此时建立了 一个新的图形画面文件。鼠标右 键单击此图形画面，选择重命名，为文件 进行重命名。重命名完后，鼠标 双击或右键单击选择打开，来打开此图形 画面，图形画 面打开后可以对此图形画面进行 一些设置。5. 从图形库中添加对象。在工具栏中点击view，选择库，在弹出的图Full Screen形库窗口中选 择图形对象添加到窗口中。选择 一个 Tank 容器、两个开关、 一个滚动条、一 个 I/O 域、一个显示域和管道若干。通过右 键属性来改变个 图形的属性。 将个图形连接并布局个图形对象 。1 H Graphics Designer - Process.pdl|n|x|-j- File Edit View Insert Arrange ToolsWindow Help,_, ,_會 PropertiesdToolbars.6.为图形对象 连接到变量。首先为 I/O 域对象 连接变量，右键单击并选 择属性，在属性窗口中选择输入 输出项并未输出项连接变量，鼠标右键点击后面的白色 灯泡选择变量，在弹出的变量浏 览器中选择选择变量 Tank100 然后确认 ，此时灯泡变为绿色 。同样，为容器添加变量 为 Tank100 ，为滚动 条添加变量 为 Tank100 ，同理为其他 对象添加变量。保存并测试运行此组态7. 创建报警 。在 wincc 报警管理器 右键单击选择打开报警，在消息列表中右键单击添加新消息，然后选 择新建消息的属性，在属性窗口中对消息的属性进行设 置。在图形设计管理器重为报警 管理创建窗口画面。8.创建归档 。鼠标右键单击变量记录 图标打开此归档编辑器 ，右键单击 archive 图 标选择归档向导 ，按照向导为变量创建归档。在 图形设计管理器中位归档文件 创建窗口画面。Miarm Logging:ffl_“Process.pdl |7 alarms.pdlu aiPropertiesOpen picture(rename picture Delete picture Define 百匸reen9.创建趋势显 示。在 wincc 项 目管理器的图形设计管理器中 创建新图形 画面，添加 tank 图形对象 和帮图对象，在 wincc 图形选项板中选择 wincc 在线趋势控件，右键单击设置趋 势显示窗口的属性并关联在线变量。并在 curves 中关联 相应曲线图的变量。ComputerTag Management Structure tag Graphics Designer Alarm LoggingTag Logging Report Designer Global Script Text LibraryUser Administrator10. 添加五个 按钮对象并 右键单击修改 其属性，为 其关联相应的 图形画 面。11.保存并运行组态项目。七、结语组态软件已经成为工业自动化系统的必要组成部分，即“基本单元”或“基本元件 ”。组态软件作为 自动化领域里一种重要的软件 类型，经过二十多 年的发展，已经逐渐渗透到传统 工业自动化领域之外的其它领域，成为自 动化和信息化 领域中的一个非常重要的组成部 分。组态软件面向所有应用领域，和行业 无关，可以广泛应用于机械、钢 铁、汽车、包装、矿山、水泥、 造纸、水处理、环保监测、石油化工、电 力、纺织、冶金、智能建筑、交 通、食品、智能楼宇、实验室等凡是涉及 自动化监控的 场合。组态软件在生产中有着重要的作用。 通过本次实验，让我对组态软件 有了初步的了 解，了解了它的功能和简易操作 。