监控组态软件的功能和使用课件

第五章监控组态软件的功能和使用5.1 计算机监控系统的组成 5.2 现代软件技术5.3 监控组态软件原理5.4 WinCC的功能介绍5.1 计算机监控系统的组成1.计计 算算 机机2.3.4.5.2 现代软件技术 1面向对象技术（面向对象技术（OO）是一种是一种以对象为基础以对象为基础，以事件或消息来驱动以事件或消息来驱动对象执行处理对象执行处理的程序设计技术。具有的程序设计技术。具有抽象性抽象性、封装性封装性、继承性继承性及及多态性多态性。从现实世界中客观存在的事物（即对象）出从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式运用人类的自然思维方式。具有具有程序结构清晰程序结构清晰自动生成程序框架自动生成程序框架，实现简单，可有效地，实现简单，可有效地减少程序的维护工作量，代码重用率高减少程序的维护工作量，代码重用率高软件开发效率高软件开发效率高等优点等优点2动态数据交换技术（动态数据交换技术（DDE）（1）Windows数据交换方式 剪贴板、动态连接库DDL、动态数据交换DDE（Dynamic Data Exchange）以及对象链接与嵌入等。（2）DDE技术 动态数据交换技术（DDE）是在Windows系统中支持的进程间的通信机制。它是以共共享全局（享全局（GlobalGlobal）内存）内存来实现数据交换的。DDE可以用来实现许多应用程序功能（包括：连接实时数据、建立综合文档、执行应用程序之间的数据查询）。（3 3）DDEDDE应用程序分类应用程序分类 DDEDDE应用程序可以分为应用程序可以分为客户应用程序客户应用程序和和服服务器应用程序务器应用程序。发起对话请求数据交换的应用程序称为发起对话请求数据交换的应用程序称为客户应用程序，响应请求的应用程序称为服客户应用程序，响应请求的应用程序称为服务器应用程序。务器应用程序。（4 4）DDEDDE的三种对话方式的三种对话方式 DDEDDE有三种对话方式：有三种对话方式：热链路热链路（Hot Hot linklink）、）、冷链路冷链路（Cool linkCool link）和）和温链路温链路（Warm linkWarm link）。）。热链路：热链路在客户向服务器请求的数据得到之后，如服务器的数据发生了变化，而客户又希望得到变化后的数据，这是由服务器主动将变化后的数据发送给客户。通过一次热链对话请求，客户可以多次从服务器获得数据。冷链路 冷链路使一种仅仅由客户向服务器请求数据传递的对话方式，如客户向服务器多次请求数据，就要多次请求数据传递对话。温链路 温链路是一种仅仅由客户向服务器请求的数据获得后，如服务器的数据发生了变化，由服务器主动将变哈后的数据发送给客户，但在通知时并不带变化后的数据，仅当客户确认需要该数据后再将该数据传递给客户。（5）热链路的建立过程 建立对话、请求数据、数据交换、终止对话。3对象的嵌入与链接（对象的嵌入与链接（OLE）技术技术 OLE（ObjectLinkingandEmbedded）是是在在DDE技技术术基基础础上上发发展展起起来来的的新新技技术术。OLE的的任任务务不再是交换数据，不再是交换数据，而而是交换完整的对象。是交换完整的对象。（1）在）在Word中插入中插入Excel表格（对象）。表格（对象）。对象显示在对象显示在Word视图中；视图中；数据存储在数据存储在Word文档中；文档中；编辑时，双击对象，调出对象操作程序；编辑时，双击对象，调出对象操作程序；Word能能够够对对对对象象进进行行存存储储和和管管理理，不不知知道道对对象的数据格式。象的数据格式。（2）OLEOLE是是将将不不同同应应用用软软件件、不不同同操操作作系系统统中中的的对对象象组组合合成成一一个个功功能能强强大大的的新新应应用用；可可以以使使得得个个应应用用程程序序能能够够紧紧密密正正确确地地使使用用另另一一个个应应用用程序的服务。程序的服务。OLE是是一一种种高高级级的的进进程程间间通通信信机机制制。它它把把用用户户从从应应用用程程序序为为中中心心的的应应用用环环境境解解脱脱出出来来，代代之之以以文文档档为为中中心心的的计计算算环环境境。在在前前一一种种环环境境中中，完完成成任任务务的的工工具具是是单单个个的的应应用用程程序序，而而以以文文档档为为中中心心的的计计算算环环境境，用用户户能能综综合合使使用用多多种种程序来完成任务。程序来完成任务。（3 3）OLEOLE应用程序的分类应用程序的分类 在在大大多多数数OLEOLE文文档档中中，应应用用程程序序分分为为客客户户应应用用程程序序（Client Client applicationapplication）和和服服务务器器应应用用程程序（序（Sever applicationSever application）。）。能能创创建建、编编辑辑对对象象，运运行行对对象象中中含含有有详详细细数数据据结结构构的的应应用用程程序序称称为为服服务务器器应应用用程程序序（或或对对象象服服务务器器）。当当用用户户激激活活对对象象时时，服服务务器器应应用用程程序序开开始始启启动动，然然后后用用户户可可以以编编辑辑和和播播放放在在服服务务器器应应用窗口内的对象。用窗口内的对象。创创建建对对象象的的程程序序称称为为客客户户应应用用程程序序，它它可可以以接接受受、显显示示和和存存储储对对象象。客客户户应应用用程程序序能能够够接接受受、指指向向、显显示示和和存存储储由由OLEOLE服服务务器器程程序序创创建建的的对对象象（这这些些对对象象本本身身可可包包含含各各种种数数据据），提提供供工工具具给给用用户户激激活活和和操操作作对对象象，提提供供方方法法将将链链接接和和嵌嵌入入的的对对象象放放入入或或移移出出文文档档，并并能能在在需需要要时时激激活活服服务务器器应应用用程程序。序。某某些些应应用用程程序序既既可可以以是是服服务务器器应应用用程程序序，也也可可以是客户应用程序，如以是客户应用程序，如WordWord、ExcelExcel等。等。（4 4）存储和寻址方式存储和寻址方式 OLEOLE对象的存储和寻址方式：对象的存储和寻址方式：链接链接和和嵌入嵌入。嵌嵌入入是是将将对对象象的的数数据据信信息息完完整整地地放放置置在在客客户户机机应应用用程程序序的的过过程程。链链接接时时在在客客户户机机应应用用程程序序中中存存储储对对象象的的一一些些描描述述信信息息和和过过程程。这这些些描描述述包包括括对对象象文文件件及及其其路路径径名名称，编辑这个对象的服务器应用程序的名称等。称，编辑这个对象的服务器应用程序的名称等。对对于于嵌嵌入入，原原始始对对象象的的改改变变无无法法影影响响那那些些已已嵌嵌入入的的对对象象，而而链链接接方方式式中中的的对对象象可可以以不不依依赖赖于于超超文文本本而而自自身身发发生生变变化化，并并且且链链接接对对象象的的应应用用可可以以胡胡斯斯文文档档相相对对较较小小一些，因为链接对象只有一个而同时被多个文档所共用。一些，因为链接对象只有一个而同时被多个文档所共用。4 4COM/DCOM（1 1）面向对象未解决的困难面向对象未解决的困难 软软件件开开发发周周期期长长、维维护护困困难难、开开放放性性差差、难以重用。难以重用。（2 2）组件技术组件技术 组组件件是是独独立立于于特特定定的的程程序序设设计计语语言言和和应应用用系系统统，具具有有可可重重用用性性、能能自自包包含含的的软软件件部部分分。将将一一个个庞庞大大的的软软件件分分成成多多个个模模块块，每每个个模模块块保保持持一一定定的的功功能能独独立立性性，在在协协同同工工作作的的同同时时，通通过过互互相相之之间间的的接接口口交交换换信信息息来来完完成成任务，将这样的软件模块称为组件。任务，将这样的软件模块称为组件。（3 3）两个组件技术标准）两个组件技术标准1 1）公共对象请求代理体系结构（）公共对象请求代理体系结构（CORBACORBA）Common Common Object Object Request Request Breaker Breaker ArchitectureArchitecture对对 象象 管管 理理 组组 织织（OMGOMG，Object Management GroupObject Management Group）；）；2 2）组组件件对对象象模模型型/分分布布式式组组件件对对象象模模型型（COM/DCOMCOM/DCOM）Component Component Object Object Model Model/Distributed Distributed Component Component Object Object ModelModelMicrosoftMicrosoft（4 4）COMCOM组件技术的原理及特性组件技术的原理及特性 COMCOM不不仅仅仅仅提提供供了了组组件件之之间间接接口口的的标标准准，还还引引入了面向对象的思想。入了面向对象的思想。COMCOM组件、组件、COMCOM对象、对象、COMCOM接口之间的关系：接口之间的关系：COMCOM规范有以下几个特性：规范有以下几个特性：（1 1）客户客户/服务其模型服务其模型（2 2）语言无关性语言无关性（3 3）进程透明性进程透明性（4 4）应用程序级可重用性应用程序级可重用性5 5用于过程控制的用于过程控制的OLE（OPC）规范规范（1 1）什么是）什么是OPCOPC？用用于于过过程程控控制制的的对对象象链链接接与与嵌嵌入入技技术术（OPC，OLE for Process Control），是是基基于于MicrosoftMicrosoft的的COM/DCOMCOM/DCOM和和Active Active X X的的技技术术。包包含含了了工工业业自自动动化化应应用用中中使使用用的的一一整整套套的的接接口口、属属性性和和方方法法的的标标准准，是是把把OLEOLE应用在过程控制中的技术。应用在过程控制中的技术。OPCOPC提提供供了了应应用用程程序序与与I/OI/O接接口口设设备备之之间间数数据据通通信的共同接口，与过程中的控制软件或装置无关。信的共同接口，与过程中的控制软件或装置无关。（2 2）OPCOPC技术产生的背景技术产生的背景在在传传统统的的控控制制系系统统中中，I/OI/O智智能能设设备备之之间间及及I/OI/O智智能能设设备备与与控控制制系系统统之之间间的的数数据据通通信信是是通通过过驱驱动动软软件件来来实现的。加重了开发商的负担，同时有以下弊端：实现的。加重了开发商的负担，同时有以下弊端：1 1）为为特特定定硬硬件件开开发发启启动动程程序序，采采用用不不同同的的数数据据交交换换协议，无法优化操作；协议，无法优化操作；2 2）I/OI/O设备任何变化都会造成设备任何变化都会造成驱动程序不兼容驱动程序不兼容；3 3）两个应用程序不能同时访问同一设备两个应用程序不能同时访问同一设备；4 4）不能即插即用。不能即插即用。（3 3）OPCOPC的意义的意义 OPCOPC的的意意义义就就如如即即插插即即用用技技术术对对于于计计算算机机工工业业的的意意义义一一样样重重要要。采采用用OPCOPC技技术术的的主主要要好好处处为为：更更多多的的选选择择性性，对对过过程程数数据据的的方方便便存存取取，监监控控设设备备的的即即插插即即用用，开开发发工工具具的的高高效效率率应应用用，彻彻底底解解决决了了不不同同厂厂家家设设备备之之间的互操作问题。间的互操作问题。现现在在，OPCOPC已已经经不不单单纯纯是是应应用用程程序序与与I/OI/O（硬硬件件）设设备备的的接接口口，它它实实际际上上还还可可以以作作为为WindowsWindows应应用用程程序序之间交换数据的通用规范。之间交换数据的通用规范。（4 4）OPCOPC的特点的特点1 1）采用客户）采用客户/服务器模式服务器模式2 2）减轻硬件开发商的工作）减轻硬件开发商的工作3 3）减轻应用程序开发人员的工作）减轻应用程序开发人员的工作4 4）开放性增强）开放性增强5 5）将软硬件开发工作分离）将软硬件开发工作分离5.3 监控组态软件原理监控组态软件概述监控组态软件概述现代计算机监控系统的功能越来越强，除了完成基本的数据采集和控制功能外，还要完成故障诊断、数据分析、报表的形成和打印，与管理层交换数据，为操作人员提供灵活方便的人机界面。另外，随着生产规模的变化，计算机接口的部件和控制部件也随着系统规模的变化进行增减。计算机监控系统的组态软件技术：计算机监控系统的组态软件技术：图形界面技术图形界面技术面向对象编程技术面向对象编程技术（Object 服务器Oriented Program，OOP）组件技术组件技术（Component Object Model，COM）1 1组态及组态软件的概念组态及组态软件的概念“组态”的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机硬件及软件的各种资源进行配置，使其达到设计要求，满足用户需要。也就是通过对软件采用非编采用非编程的操作方式程的操作方式，进行参数填写、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。2 2组态组态二次开发二次开发监控组态软件监控组态软件 开发商事先开发好一套具有一定通用性的软件开发平台，生产若干种规格的硬件模块（如I/O模块、通信模块、控制模块），然后，再根据用户的要求在软件平台上进行二次开发以及硬件模块的连接。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“监控组态软件监控组态软件”，简称“组态软组态软件件”。“组态”一词既可以用做名词也可以用做动词。二次开发人员根据具体的系统要求根据具体的系统要求，建立模建立模块块（创建对象）然后定义参数定义参数（对象属性），最后生成可供运行的应用程序最后生成可供运行的应用程序。组态实际上是生成一系列可以直接运行的程序代生成一系列可以直接运行的程序代码码，这些程序代码可以在用于组态的计算机上直在用于组态的计算机上直接运行接运行，也可以下装到其他的计算机上下装到其他的计算机上。组态可以分为离线组态离线组态和在线组态在线组态两种。3 3HMI/SCADAHMI/SCADA软件软件组态软件的更确切称呼应该是人人机机界界面面HMI（Human Machine Interface）/监监控控与与数数据据采采 集集 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件。实现HMI或MMI（Man Machine Interface）和控制控制功能；实实时时数数据据库库、实实时时控控制制、SCADA、通通信信及及联联网网、开放数据接口开放数据接口、对对I/O设备的广泛支持设备的广泛支持。4 4组态软件的特点组态软件的特点 组态软件的突出特点是实时多任务实时多任务。（1）提供开发环境和运行环境开发环境和运行环境；（2）采用客户客户/服务器服务器模式；（3）软件采用组件方式采用组件方式构成；（4）采用DDEDDE、OLEOLE、COM/COM/DCOMDCOM、ActiveActive X X技术；（5）提供ODBCODBC、OPCOPC、APIAPI接口；（6）支持分布式应用分布式应用；（7）支持多多种种系系统统结结构构，如单用户、多用户（网络），甚至多层网络结构；（8）支持支持InternetInternet应用。应用。5 5组态软件主要解决的问题组态软件主要解决的问题 （1）如何与采集、控制设备间如何与采集、控制设备间进行数据交换进行数据交换；（2）使来来自自设设备备的的数数据据与计算机图图形形画画面面上上的的各各元元素素关联关联起来；（3）处理数据报警数据报警及系统报警系统报警；（4）存储历史数据历史数据并支持历史数据的查询支持历史数据的查询；（5）各类报表的生成报表的生成和打印输出打印输出；（6）为使用者提提供供灵灵活活、多多变变的的组组态态工工具具，可以适应不同应用领域的需求；（7）最终生成的应用系统运行应用系统运行稳定可靠稳定可靠；（8）具有与第三方程序的接口具有与第三方程序的接口，方便数据共享。6 6组态软件的系统构成组态软件的系统构成必备的典型组件包括：必备的典型组件包括：（1）应用程序管理器提供应用程序的搜搜索索、备备份份、解解压压缩缩、建建立立新应用新应用等功能的专用管理工具。（2）图形界面开发程序是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在图形编辑工具的支持下进进行行图图形形系系统统生生成成工作工作所依赖的开发环境。（3）图形界面运行程序在系统运行环境下，图图形形目目标标应应用用系系统统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行。（4）实时数据库系统组态程序建建立立实实时时数数据据库库的的组组态态工工具具，可以定义实时数据库的结构、数据来源、数据连接、数据类型及相关的各种参数。提高系统的实时性提高系统的实时性，增强处理能力。（5）实时数据库系统运行程序在系统运行环境下，目目标标实实时时数数据据库库及及其其应应用用系系统统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历历史史数数据据的的查查询询、检检索索、报报警警的的管管理理都是在在实实时时数数据据库库系系统运行程序中完成的统运行程序中完成的。（6）I/O驱动程序是组态软件中必不可少的组成部分，用用于和于和I/OI/O设备通讯设备通讯，互相交换数据互相交换数据，DDEDDE和OPC OPC Client是两个通用的标准I/O驱动程序，用来和支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。多数组态软件的DDE驱动程序被整合在实时数据库系统或图形系统中，而OPC Client则多数单独存在。扩展可选组件包括：扩展可选组件包括：（1）通用数据库接口（ODBC接口）组态程序通用数据库接口组件用来完成组组态态软软件件的的实实时时数数据据库库与通通用用数数据据库库的互互联联，实现双双向向数数据据交交换换，通用数据库既可以读取实时数据，也可以读取历史数据；实时数据库也可以从通用数据库实时地读入数据。（2）通用数据库接口（ODBC接口）运行程序已组态的通用数据库连接被装入计算机内存，按照预先指定的采样周期，对规定时间区段按照组态的数据库结构建建立立起起通通用用数数据据库库和和实时数据库间的数据连接。实时数据库间的数据连接。（3）策略（控制方案）编辑组态程序策策略略编编辑辑/生生成成组组件件是以以PCPC为为中中心心实实现现低低成成本本监监控控的的核核心心软软件件，具有很强的逻辑、算术运算能力和丰富的控制算法。（4）策略运行程序组组态态的的策策略略目目标标系系统统被被装装入入计计算算机机内内存存并并执执行行预预定定的的各各种种数数据据计计算算、数数据据处处理理任任务务，同时完成与实时数据库的数据交换完成与实时数据库的数据交换。（5 5）实用通讯程序组件实用通讯程序组件实实用用通通讯讯程程序序极极大大地地增增强强了了组组态态软软件件的的功功能能，可可以以实实现现与与第第三三方方程程序序的的数数据据交交换换，是是组组态态软软件件价价值的主要表现之一。通讯实用程序具有以下功能：值的主要表现之一。通讯实用程序具有以下功能：可以可以实现操作站的双机冗余热备用实现操作站的双机冗余热备用；实现实现数据的远程访问和传送数据的远程访问和传送；通讯实用程序通讯实用程序可以使用以太网、可以使用以太网、RS485RS485、RS232RS232、PSTNPSTN等多种通讯介质或网络实现其功能等多种通讯介质或网络实现其功能。7 7组态软件的设计思想组态软件的设计思想 组态软件普遍组态软件普遍使用使用“面向对象面向对象”（Object Object Oriented Oriented，OOOO）的编程和设计方法。的编程和设计方法。组成：组成：图形界面系统图形界面系统 实时数据库系统实时数据库系统 第三方程序接口组件第三方程序接口组件 控制功能组件。控制功能组件。（1 1）图形界面系统）图形界面系统构成现场各过程的图形的画面被划分成三类简单的对象：线线、填充图形填充图形和文本文本。静态属性在系统投入运行后保持不变静态属性在系统投入运行后保持不变，与原来组态时一致。而动态属性则与表达式的值有关动态属性则与表达式的值有关，表达式可以是来自来自I/OI/O设备的变量设备的变量，也可以是由变量和由变量和运算符组成的数学表达式运算符组成的数学表达式。这种对象的动态属性随表达式的值的变化而实时改变，这种组态过程通常叫做动画链接动画链接。在图形界面上还具备在图形界面上还具备报警通知和确认报警通知和确认、报表、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。组态及打印、历史数据查询与显示等功能。各种报警、报表、趋势都是动画链接的对象，各种报警、报表、趋势都是动画链接的对象，其数据源都可以通过组态来指定。其数据源都可以通过组态来指定。（2 2）控制功能组件）控制功能组件以以基于基于PCPC的策略编辑的策略编辑/生成组件生成组件（也称之为软（也称之为软逻辑或软逻辑或软PLCPLC）为代表，是组态软件的重要组为代表，是组态软件的重要组成部分。成部分。（3 3）实时数据库）实时数据库实时数据库实时数据库可以存储每个工艺点的多年数据可以存储每个工艺点的多年数据，用户既，用户既可以浏览工厂当前的生产情况，又可以过去的生产情可以浏览工厂当前的生产情况，又可以过去的生产情况。况。（4 4）通信及第三方程序接口组件）通信及第三方程序接口组件开开放放系系统统的的标标志志，是是组组态态软软件件与与第第三三方方程程序序交交互互及及实实现远程数据访问的重要手段之一。它的主要作用：现远程数据访问的重要手段之一。它的主要作用：（1 1）用于双机冗余系统用于双机冗余系统中，中，主机与从机间的通信主机与从机间的通信。（2 2）用于）用于构建分布式构建分布式HMI/SCADAHMI/SCADA应用时多机间的通信。应用时多机间的通信。（3 3）在在基基于于InternetInternet或或Browser/ServerBrowser/Server（B/SB/S）应应用用中中实现通信功能。实现通信功能。8 8组态软件的数据流组态软件的数据流5.4 WinCC的功能介绍5.4.1 WinCC系统综述 5.4.2 WinCC的SCADA基本功能 5.4.1 5.4.1 WinCCWinCC系统综述系统综述一一WinCCWinCC系统综述系统综述（一）什么是（一）什么是WinCCWinCC WinCC是在Microsoft Windows NT和Windows 2000环境下的一种高效HMI系统，用于实现过程的可视化，并为操作员开发图形用户界面。WinCC是“Windows Control Center”（视窗自动化中心）的缩写。通信通信1操作员使用WinCC对过程进行观察，并以图形化的方式显示在屏幕上。一旦过程的状态发生变化，屏幕显示便会随之刷新。2操作员使用WinCC对过程进行控制。3一旦出现临界过程状态，WinCC自动发出报警信号。4在使用WinCC进行工作时，既可以打印过程值，也可以对过程值进行电子归档。（二）（二）WinCCWinCC的系统结构的系统结构WinCC具有模块化的结构基本组件基本组件 组态软件组态软件（CSCS）运行软件运行软件（RTRT)WinCCWinCC选项选项WinCCWinCC附加软件附加软件1 1组态软件组态软件（1）图形系统图形系统用于创建画面的编辑器创建画面的编辑器，也称作图图形编辑器。形编辑器。（2）报警系统报警系统对报警信号进行组态报警信号进行组态的过程，也称报警记录报警记录。（3）归档系统归档系统变量记录编辑器变量记录编辑器，用于确定对何种确定对何种数据进行归档。数据进行归档。（4）报表系统报表系统用于创建报表布局的编辑器创建报表布局的编辑器，也称作报表编辑器报表编辑器。（5）用户管理器用户管理器用于对用户进行管理的编辑器对用户进行管理的编辑器。（6）通讯通讯提供WinCCWinCC与与SIMATICSIMATIC各系列可编程控制各系列可编程控制器的连接。器的连接。2 2运行软件运行软件用户通过运行软件对对过过程程进进行行操操作作和监监控控，主要执行下列任务：（1）读出已经保存在读出已经保存在CSCS数据库中的数据数据库中的数据；（2）显示屏幕中的画面显示屏幕中的画面；（3）与自动化系统通讯与自动化系统通讯；（4）对当前的运行系统数据进行归档进行归档；（5）对过程进行控制。对过程进行控制。5.4.2 5.4.2 WinCCWinCC的的SCADASCADA基本功能基本功能（一）（一）用户接口用户接口和和操作操作（二）（二）图形系统图形系统（三）（三）报警记录报警记录 （四）（四）归档系统归档系统（五）（五）报表系统报表系统（一）用户接口和操作（一）用户接口和操作 1 1可组态的用户接口可组态的用户接口配置标标准准、用用户户化化的的WinCCWinCC操操作作界界面面，保证生产过程的安全可靠，使操作员能够优化生产过程，其硬件配置主要包括键键盘盘、鼠鼠标标和和触触摸屏摸屏等。画面总览表现为结构树结构树的形式，并由画面树画面树管理器（管理器（Picture Tree ManagerPicture Tree Manager）管理管理。2 2访问授权和用户管理访问授权和用户管理可可以以禁禁止止访访问问每每一一个个生生产产过过程程、记记录录或或WinCCWinCC的的操操作作，以防止没有授权的存取，包括修改设定值、选择图形画面或从过程控制中调用组态软件。WinCC含有多多达达10001000个个不不同同的的访访问问级级别别，可可建建立立分分级级的的访访问问保保护护，也可为个别用户提提供供唯唯一的用户访问权限。一的用户访问权限。3 3语言切换语言切换每一个项目在组态时都可以指定可以指定1010种运行种运行（runtimeruntime）语言。语言。（二）图形系统（二）图形系统在组态工作中，图形系统用于创建并显示过程的画面创建并显示过程的画面1 1图形系统的任务图形系统的任务（1）显示静态画面显示静态画面和操作者可控制的画面元素可控制的画面元素，例如文本、图形或按钮等；（2）更新动态画面元素更新动态画面元素，例如根据过程值的变化修改棒图长度；（3）对操作员输入作出反应对操作员输入作出反应，例如单击按钮、或输入域中的文本输入等；2 2图形系统组件构成图形系统组件构成（1）图形编辑器是图形系统的组态组件，是用于用于创建画面的编辑器。创建画面的编辑器。（2）图形运行软件是图形系统的运行组件图形运行软件是图形系统的运行组件，显示显示运行系统中的画面上的图片运行系统中的画面上的图片，并管理所有的输入管理所有的输入和输出。和输出。3 3模块库模块库模块库模块库有助于用户高效创建用户画面高效创建用户画面，在组态期间采用拖放方式将模块库中的对象插入拖放方式将模块库中的对象插入过程画面。过程画面。（1）模块库含有大量的已预编译的对象含有大量的已预编译的对象，这些对象根据相关主题（例如阀、电机、电缆、阀、电机、电缆、显示仪器显示仪器等）进行排序。（2）用户自己创建的对象也可保存在项目库自己创建的对象也可保存在项目库中中，需要时可再次调出需要时可再次调出。（三）报警记录（三）报警记录1 1报警记录的任务报警记录的任务报报警警记记录录编编辑辑器器负负责责消消息息的的采采集集和和归归档档，包括过过程程、预预加加工工、表表达达式式、确确认认及及归归档档等等消消息的采集功能。息的采集功能。报警系统给操作员提提供供关关于于操操作作状状态态和和过过程程故故障障状状态态的的信信息息，使操作员能能了了解解早早期期阶阶段段的临界状态。的临界状态。2 2报警记录的组件构成报警记录的组件构成（1）报警记录组态系统组件为报警记录编辑报警记录编辑器器，用来定义显示何种报警、报警的内容、定义显示何种报警、报警的内容、报警的时间。报警的时间。（2）报警记录运行系统组件主要负责过程值主要负责过程值的监控、控制报警输出、管理报警确认的监控、控制报警输出、管理报警确认。3 3报警的消息块报警的消息块（1）系统块系统块（2）过程值块过程值块（3）用户文本块用户文本块 4 4报警的基本状态报警的基本状态（1）已激活已激活（2）已清除已清除（3）已确认已确认5 5组消息组消息在组态期间，一定数目的报警均可概括在一一定数目的报警均可概括在一组报警中。组报警中。6 6消息类型和等级消息类型和等级将消息划分为消息划分为1616个类别个类别，每个消息类别下还还可以定义可以定义1616种消息类型。种消息类型。7 7报警的归档报警的归档短期归档短期归档和长期归档长期归档（四）归档系统（四）归档系统1 1归档系统的任务归档系统的任务过程值归档过程值归档的目的是采集、处理和归档工业采集、处理和归档工业现场的过程数据现场的过程数据，所获得的过程数据可用于获取与设备的操作状态有关的管理获取与设备的操作状态有关的管理和技术标技术标准。准。归档系统除了用于过程值的处理外，还用于对报警进行归档。对报警进行归档。2 2归档系统的组件归档系统的组件（1）变变量量记记录录是归档系统的组态组件，用用于于确确定定对对哪哪些些过过程程值值进进行行归归档档以以及及何何时时归归档档。图形编辑器提供在线趋势控件和在线表格控件，在画面中显示过程值当前的发展进程，其中在线趋势控件提供图形显示，而在线表格控件提供表格显示。（2）变变量量记记录录运运行行系系统统是归档系统的运行系统组件，负责把运行系统中必须进行归档的过过程程值值写写入入过过程程值值归归档档，以及从从过过程程值值归归档档中读出已归档的过程值。中读出已归档的过程值。3 3归档的设置归档的设置可用事件来启动和停止过程值归档可用事件来启动和停止过程值归档。非周期、连续周期非周期、连续周期和可选择周期可选择周期等。过过程程值值归归档档：在组态过程值归档时，选择要归档的过过程程变变量量和存存储储位位置置；压缩归档：在组态压缩归档时，选择计算的方法和压缩的周期。（五）报表系统（五）报表系统 1 1报表系统的任务报表系统的任务报表包括项目文档报表文档报表和运行系统数据报表运行系统数据报表：项目文档报表项目文档报表输出输出WinCCWinCC项目的组态数据项目的组态数据，运运行系统数据报表行系统数据报表在运行期间输出过程数据。输出过程数据。报表有下列基本类型：（1）报警消息顺序报表报警消息顺序报表（2）报警归档报表报警归档报表（3）变量记录运行报表变量记录运行报表2 2报表系统的组件报表系统的组件（1）报表编辑器报表编辑器是报表系统的组态组件报表系统的组态组件，包括页面布局编辑器页面布局编辑器和行布局编辑器行布局编辑器。（2）报表运行系统报表运行系统是报表系统的运行系统组件报表系统的运行系统组件3 3打印作业打印作业WinCC中的打打印印作作业业用用于于项项目目文文档档和和运运行行系系统统文文档档的的输输出出。在布局中对输出外观和数据源进行组态；在打印作业中对输出介质、打印数量、打印开始时间以及其他输出参数进行组态。（六）通讯（六）通讯1 1通讯方式通讯方式WinCC与其它应用程序的通讯借借助助于于OPC(OPC(过过程程控控制制用用OLEOLE（目标的连接与嵌入）)来来实实现现，由WinCCWinCC提提供供集集成成的的OPCOPC服服务务器器来完成，其它OPC服务器的数据也可通过OPC客户机由WinCC来接收。WinCC与自动化系统之间的通讯可以通过各自的过过程程总总线线（例如以以太太网网或PROFIBUSPROFIBUS）来实现，也可以由专专门门通通讯讯驱驱动动程程序序“通道”与SIMATIC S5/S7/505等系列的PLC相连接。2 2WinCCWinCC通讯的结构及原理通讯的结构及原理WinCC使用变变量量管管理理器器来处处理理项项目目产产生生的的数数据据以及存存储储在在项项目目数数据据库库中中的的数数据据，其过程并不能为用户所见。WinCC的所有应用程序必须以WinCCWinCC变变量量的的形形式式从变量管理器中请求数据，这些应用程序包括图图形形运运行行系系统统、报报警警记记录录运运行行系系统统和变变量记录运行系统量记录运行系统等。变量管理器管理运行时的变量管理器管理运行时的WinCCWinCC变量变量，通过集成在WinCC项目中的通讯驱动程序从过程中取出请求的变量值。通讯驱动程序利用其通道单元构成WinCC与过程处理之间的接口，在大多数情况下其硬件连接是利用通讯处理器来完成的。WinCC通讯驱动程序使用通讯处理器向PLC发送请求消息，然后，通讯处理器将相应请求的回答发回WinCC。3 3通道单元、逻辑链接、过程变量通道单元、逻辑链接、过程变量WinCCWinCC与自动化系统之间的通讯与自动化系统之间的通讯通过逻辑链接通过逻辑链接来实现来实现，这些逻辑连接以分层方式排列成多个等级，每个的等级都反映在WinCC资源管理器的分层结构上。通讯驱动程序位于最高等级，也称作通道通讯驱动程序位于最高等级，也称作通道；通道的通讯拥有一个或多个协议，协议用于通道的通讯拥有一个或多个协议，协议用于确定所用的通道单元确定所用的通道单元(例如例如“MPI”)MPI”)，该通道单元和协议一起用来访问某个特定类型的自动化系统。4 4运行系统中的通讯过程运行系统中的通讯过程P118复习题：复习题：1计算机监控系统主要包括哪几部分？2简述操作系统的五大管理功能。3用于工业控制的计算机操作系统和办公用的操作系统有何区别？4谈谈OPC对计算机监控技术的意义5了解ODBC以及对计算机监控技术的作用6Active X及其对计算机监控技术的作用7OLE、Active X和COM的关系8.监控组态软件主要解决哪些主要问题?9.按照软件划分,监控组态软件由哪些部分构成?10.WinCC的SCADA基本功能有哪些?1.监控组态软件主要解决哪些问题?2.组态软件按照使用环境划分分为哪两部分?3.组态软件按照软件组成划分分为哪几部分?4.组态软件WinCC的基本组件有哪些?第五章第五章 课堂提问课堂提问