组态王软件应用实例

组态王软件应用实例（通用6篇）

篇1：组态王软件应用实例

电控学院

基于力控组态软件的锅炉监控系统设计

院（系）：

电气与控制工程学院

专业班级：

10级测控1班

姓

名：

张坡坡

学

号：

1006070127

2013年 4月 29日

目录

1.力控组态软件PCAuto...................................3 1.1软件的认识...............................................3 1.2软件的使用...............................................3 2.系统功能概述.........................................3 3.系统设计.............................................4 3.1设计思想..................................................4 3.2软件组态设计..............................................4 3.3系统功能实现的脚本程序....................................11 4.设计心得体会.........................................12

1.力控组态软件PCAuto 1.1软件的认识

力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。

力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式” 进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大地提高了集成效率。

力控的应用范围广泛、可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监测、远程监测/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。

PCAuto组态软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式人-机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口。先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。1.2软件的使用

在组态软件中填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(温度计、压力计、锅炉、趋势曲线、报表、温控曲线等)形象的画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。

2.系统功能概述

基于力控组态软件的锅炉监控系统的设计主要是充分利用软件的优势，通过 3 对锅炉系统中的三个主要参数，即锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度的控制来实现对锅炉系统的实时监控。具体的控制原则为：当锅炉液位“LEVEL”的值高于100时，系统产生报警，对应的入水阀门会变小到5%；当炉内压强“YQ” 的值高于0.11Mpa时，系统也会报警，同时出气阀门开启；同样，当锅炉内温度“WD”的值高于90时，系统也产生报警信息，同时进气阀门会变小到5%。其中锅炉水位由仿真PLC的常量寄存器控制，炉膛压力和锅炉内温度也分别由仿真PLC的常量寄存器控制，由于无法准确地建立锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度三者之间的函数关系，在设计时人为设定炉膛压力和锅炉内温度分别随锅炉水位增减情况的不同而有不同的增减量变化。系统的启停则由“开始”按钮进行控制。系统报警时，会生成报警曲线。温度过高时，加热设备停止加热，其中是否加热有动画连接实现，加热时加热设备一直闪烁，否则停止闪烁。

3.系统设计

3.1设计思想

锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要的输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化，因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。由于条件限制及能力有限，本控制系统将主要控制三个变量：锅炉水位、炉内温度、炉内压力。

在本控制系统的图形界面上具备报警通知及确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。各种报警、报表、趋势都是动画连接的对象，其数据源都可以通过组态来指定。每个画面的内容可以根据实际情况灵活设计。3.2软件组态设计

基于力控PCAuto组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O设备设置、创建实时数据库、数据连接。

① 画面创建

根据本系统的特点，设计了锅炉监控系统主界面，数据的采集、保存及查询界面，报警信息，温控曲线四个界面。主界面如图1所示，主要包括了系统开关，锅炉精灵，压力、温度的精灵，加热设备和一些控制阀门。

图1 锅炉监控系统主界面

数据的采集、保存及查询界面如图2所示，说明了系统的实时数据信息，及相关历史数据的查询。主要包含趋势曲线和历史报表。“历史报表”工具可以方便的实现报表打印功能

图2 数据的采集、保存及查询界面

报警信息界面如图3所示，由报警组态及相关报警设置来完成系统的报警任务。

图3 报警信息界面

温控曲线界面如图4所示，主要有温控曲线组件完成，便于更好的实现锅炉内温度的控制与观测。

图4 温控曲线界面

② 动画连接

动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。建立了连接后，在监控系统运行时，根据变量或表达式的数据变化，图形对象改变颜色，大小等外观，文本会进行动态刷新。这样就将现场真实的数据放映到计算机的监控画面中，从而达到监控的目的。

此控制系统中分别对开关精灵、报警灯、界面切换、加热设备等进行了相关的动画连接。从而可以动态的实现系统的良好控制。具体实现方法如图5中各图所示。

(a)开关的相关动画连接

(b)阀门的相关动画连接

(c)各界面切换的相关动画连接

图5 动画连接

③ I/O设备设置及管理

I/O设备设置是指对包括应用程序的“软件设备”和现场数据采集交换的硬件设备在内的广义上I/O设备驱动程序进行配置，使其与组态软件建立通信，构 成一个完成的系统。在被监控系统中，分别对锅炉的液位“LEVEL”，入口泵“IN_WATER”，出口阀门“OUT_WATER”，进行了定义，地址的分配，通信方式的选定等操作。在监控系统中建立的仿真PLC，其实现方法如图6所示。

图6仿真PLC的建立

配置I/O设备的过程在图形开发环境Draw的导航器中进行，按照设备安装对话框的提示就可以完成I/O设备的配置工作。I/O设备配置完成后，在导航器中将列出I/O设备的设备名称，同时生成的设备名称即可用于数据连接过程。在系统运行时，力控通过内部管理程序自动启动相应的I/O驱动程序，I/O驱动程序负责与I/O设备的实时数据交换。

④ 创建实时数据库

实时数据库(DB)是整个监控系统的核心。它负责整个系统的实时数据处理和历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据采集的双向数据通信。在本系统中，经过创建点参数、定义I/O设备、数据连接等几个步骤便可以完成数据库的创建。系统中采用的I/O设备的数据采集与回送是实时数据库的一个最基本的功能。因为实时数据库系统应用所面向的监控对象最终还是要落实到具体的硬件设备。力控数据支持的I/O设备包括DCS、可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表、控制器、变频器等。数据库与I/O设备之间的数据交换方式也相应的有很多种。本系统实时数据库的建立过程如下所示： 以“LEVEL”点参数的建立、修改为例，包括基本参数、报警参数、数据连接、历史参数等的设置。

图7 相关点参数的设置 3.3系统功能实现的脚本程序 调出程序脚本串口，编写程序如下：

图8 脚本程序

程序：

IF RUN.PV==1 THEN

LEVEL.PV=LEVEL.PV-3;WD.PV=WD.PV-2;YQ.PV=YQ.PV+0.001875;

IF IN_WATER.PV==100 THEN LEVEL.PV=LEVEL.PV+6;ENDIF IF IN_WATER.PV==5 THEN LEVEL.PV=LEVEL.PV+0.3;ENDIF IF IN_GAS.PV==100 THEN WD.PV=WD.PV+4;ENDIF IF IN_GAS.PV==5 THEN WD.PV=WD.PV+0.2;ENDIF IF OUT_GAS.PV==1 THEN YQ.PV=YQ.PV-0.00375;ENDIF

IF LEVEL.PV<=80 THEN IN_WATER.PV=100;ENDIF IF WD.PV<=60 THEN IN_GAS.PV=100;ENDIF IF YQ.PV<=0.11 THEN OUT_GAS.PV=0;ENDIF IF LEVEL.PV>=100 THEN IN_WATER.PV=5;ENDIF IF WD.PV>=75 THEN IN_GAS.PV=5;ENDIF IF YQ.PV>=0.11 THEN OUT_GAS.PV=1;ENDIF ENDIF 4.设计心得体会

通过这次对力控组态软件的使用，我们在搜集大量资料和观看一系列力控软 12 件实例的基础上，很好的完成了本次锅炉监控系统的设计任务，掌握了组态软件课理论与实际间的联系，也熟练了数据库的建立，数据采集的创建，报警的运用等等，通过繁琐的动画连接和实时数据库中各种变量的建立，找到了一定的规律。通过简单的控制语句的编程，发现了其中很多控制变量间的编程规律，很好的实现了组态功能。设计的过程中遇到过不少问题，软件的安装也尝试了好几个版本，或者是程序的编写问题，或者是变量的创建不合适，再或者是动画的关联，等等，通过大家一起探讨，一起研究，解决了一系列的困难，最终能够在一台电脑上将实验中的各种现象完美的展现出来，但是还是有的地方没有弄太明白，不过最终仍旧根据要求圆满地完成了设计的任务，在困难的陪同下体验了一下成功的喜悦，增强了以后学习和解决困难、问题的信心，更增添了对力控软件的研究兴趣。最后感谢老师对我们的教学和指导，也希望在以后的设计中老师能够给予帮助与鼓励。

作业

1.力控支持多种形式的网络通信，主要有哪几种？

答：力控支持的网络通信方式包括DDE,OPC,ODBC.2.什么是网络数据库连接？

答：网络数据库：（1）在网络上运行的数据库；（2）网络上包含其他用户地址的数据库；（3）信息管理中，数据记录可以以多种形式相互关联的一种数据库。网络数据库是跨越电脑在网络上创建、运行的数据库。网络数据库中的数据之间的关系不是一一对应的，可能存在着一对多的关心，这种关系也不是只有一种路径的涵盖关系，而可能会有多种路径和从属关系。网络数据库连接即将网络数据库作为服务器和客户端提供或接收数据。3.若要自启动力控的WebServe和网络服务器程序，应该如何设置？

答：双击系统配置导航器中的“系统配置/初始启动程序”，在力控程序启动设置查看Web服务器HttpSvr和NetServer是否已经选中。如果没有选择，手动选择这个程序。选择后启动力控程序是否将会自动启动力控的Web服务器程序。

4.解释“系统冗余”和“双机热备”，力控软件冗余系统如何配置？

答：“系统冗余”：在一些对系统可靠性要求很高的应用中，需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。

“双机热备”：特指基于高可用系统中的两台服务器的设备（或高可用），因两机高可用在国内使用较多，故得名双机热备。

力控冗余系统配置：假设构成双机冗余系统的两个节点计算机分别为M机和S机。将M机当做主机，S机当做从机。将组态好的力控工程分别安装到M机和S机上。（1）主站配置：在M机上打开应用工程，在开发系统Draw导航器中选择“系统配置/节点配置”，“本机配置”采用缺省的“默认配置”。双机“网络节点”，从而增加一个代表从机（S机）的节点配置项。（2）从机配置：在S机上打开应用工程，在开发系统Draw导航器中选择“系统配置/节点配置”，“本机配置”采用缺省的“默认配置”。双机“网络节点”，从而增加一个代表主机（M机）的节点配置项。在导航器中“系统配置/双机冗余” 选项中设置本机类型为从机，主机节点为“M”,其他同主站配置。

篇2：组态王软件应用实例

基干组态王的水箱液位控制与检测报告

一、绪论

水箱液位控制与检测在工业过程控制中应用非常广泛。在串联双容水箱水过组态软件对整个过程进行模拟，同时绘制实时曲线和历史曲线，建立报表，设置报警等对现场实现实时监控。组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

二、系统需求分析

在本次设计中，分别使用了三个水箱：上小水箱、下小水箱、储水箱。使用马达作为动力来源往高处送水。同时采用三个阀门：阀门

1、阀门

2、阀门3来控制管道的流动状态。在采用三个显示表来分别显示上小水箱、下小水箱、储水箱的液位高度。在动态链接之前首先要定义程序中用到的变量，在组态王的数据词典中定义I/O 变量、内存变量和中间变量，数据是用来描述工控对象的属性，组态王定义的各种变量组成数据库。这里我们定义：电机开关控制、阀门

1、阀门

2、组态王课程设计

图4-1 系统登陆画面

图4-2 主控画面

组态王课程设计

图4-5 实时曲线

五、数据字典设计

电机开关控制、阀门

1、阀门

2、阀门3为内存离散量，上小水箱液面、下小水箱液面、储水箱、控制水流为内存整数。各变量及参数类型如下图所示：

图5-1 数据字典截图

组态王课程设计

篇3：组态王-单片机通讯设计及应用

随着工业自动化要求的提高, 以及控制设备和过程监控装置之间通信的需求, 使用组态软件设计的监控系统在逐渐普及。组态软件因其工作性能稳定可靠、人机界面良好、硬件配置方便以及编程简单等特点而得到了大量使用。常见的组态软件有MCGS、King View、Win CC等。这些软件都支持标准的控制设备, 如PLC等。但在工业现场, 使用PLC等模块的系统成本较高, 而且在具有大量模拟量检测的工业现场, 复杂的外围电路也会影响系统的稳定可靠性。单片机具有体积小、质量轻、价格低、应用开发便利等优点。接口功能丰富, 可以与前端电路制作在一块电路板上, 提高系统的可靠性。将单片机运用到测控系统中, 能将测量的灵活性和工控软件的控制稳定性有效的结合起来, 从而优化现场测控系统的总体性能和性价比[1]。

将单片机的应用开发便利、价格低、体积小和组态软件的稳定可靠等优点相结合, 必将成为工业生产的趋势。其中, 两者间的数据交互是整个系统采集控制关键。

1 系统总体架构

为了实现组态软件和单片机的通信, 采用三容水箱实验平台作为物理平台进行验证, 将通信程序运用到三容水箱的液位控制系统中。

三容水箱液位控制系统通过对各路水泵和阀门的控制, 可以模拟现代工业生产过程中对液位、流量、压力等参数的测量、控制, 也可以观察系统参数的变化特性, 因此在工业应用中具有很强的代表性[2,3]。

本系统通体由透明有机玻璃制作而成, 主要有2个小水箱、1个大水箱、不锈钢台面、电器盒、水槽4部分组成。并装有6个进水手动阀, 2个手动溢水阀, 2个手动连通阀, 3个电动阀作为出水阀;水槽中安装2个潜水泵用于打水;一个潜水泵作循环泵。如图1所示。

硬件系统采用美国AD公司推出的ADμC834单片机作为主控芯片, 主要由处理器模块、采集模块、控制模块和通信模块组成, 可以实现对3个水箱的液位、2路流量、1路温度信号的采集;2路水泵、1路循环泵和3个电动球阀的控制;通过RS 232和RS 485通信模块和上位机进行通信[4]。如图2所示。

在实验过程中, 用户通过改变水泵两端电压改变水泵打水功率, 水泵从水槽中抽水, 经过进水手动阀使水流入设定的水箱。液位传感器、压力传感器等将检测到的数据传输到控制器, 并由控制器根据用户设定电动阀的出水开口度, 可由此控制液位高度。在验证组态软件和单片机通信实验中, 可以采用一阶简单一阶液位控制, 即通过设置电动阀1开口度和控制水泵1打水功率实现水箱1的液位平衡。

2 系统软件设计

2.1 通信程序设计

作为工业采集现场常用的控制器, 单片机和组态王的数据交换是整个系统采集和控制间联系的关键。传统单片机和组态王的通信方式主要有3种:

1通过动态数据交换 (DDE) 进行通信, 但这种方式操作复杂, 对开发人员要求较高, 也会带来额外的开销, 如系统的实时性较差, 增加系统的不可靠性等;

2利用组态王的驱动程序开发包自己根据需求开发通信驱动程序, 但这种方法对开发人员要求更高, 有一定的技术难度, 且增加开发周期和成本;

3利用组态王提供的单片机通用通信协议进行通信, 该方法操作简便且实时性好, 适用于一般用户[5]。

最新版本的组态王提供HEX型和ASCII型两种单片机通用通信协议, 可以通过串口直接和单片机进行通信。通信方式有RS 232, RS 422, RS 485三种, 可进行奇偶检验, 波特率最高可达256000bps。因为ASCII型通信协议具有设计简单、程序易读易写等优点, 所以本液位控制系统采用ASCII型通信协议进行数据交互。

根据组态王提供的通用单片机ASCII型通信协议, 组态王和单片机通信的命令格式主要分为读/写两种格式[6], 如下:

除字头、字尾外所有字节均为ASCII码。

字头:1个字节1个ASCII码, 组态王中默认为40H。

设备地址:1个字节由2个ASCII码表示, 对应组态王软件中设置的0~255 (即0~0x0FFH) 。

标志位:1个字节数据由2个ASCII码 (bit0~bit7) 表示, 其中低4位有效:

bit0=0:读, bit0=1:写;

bit1=0:不打包, bit1=1:打包;

bit3bit2=00:数据类型为字节 (BYTE) ,

bit3bit2=01:数据类型为字 (UINT) ,

bit3bit2=1x:数据类型为浮点数 (FLOAT) 。

数据地址:2个字节由4个ASCII码表示, 范围为0x0000~0x FFFF:

当单片机中定义的数据类型为BYTE型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X0, X1, X2, X3, …开始对应单片机中开始地址为0, 1, 2, 3, …的占用一个字节的变量;

当单片机中定义的数据类型为UINT型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X100, X102, X104, X106, …开始对应单片机中开始地址为100, 102, 104, 106, …的占用2个字节的变量;

当单片机中定义的数据类型为FLOAT型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X200, X204, X208, X212, …开始对应单片机中开始地址为200, 204, 208, 212, …的占用4个字节的变量。

数据字节数:1个字节由2个ASCII码表示, 范围在1~100间;

数据:实际传送的数据, 由ASCII码表示, 个数为字节数的2倍;

异或:1个字节由2个ASCII码表示, 用于对传输数据的正确与否进行校验, 去除字头从设备地址开始逐位进行异或校验得到校验码;

CR:一个字节0x0d, 表示一帧数据结束。

初始化设定波特率和上位机标准口中设置的一致时, 上位机 (组态王) 发出命令帧, 下位机 (ADμC834单片机) 接受到数据后, 对数据进行解析:

在接收到帧头 (40H) 后, 对上位机下传的设备地址和单片机程序中定义的设备号进行匹配, 如果相同则进一步接收数据至该帧数据的结束码 (0x0d) , 否则退出接收。

上位机发送读命令, 主要用于单片机对数据的采集, 格式为:

在三容水箱液位控制系统中, 上位机发送该命令向单片机请求读取液位传感器采集的液位值, 单片机将采集到的AD值以ASCII码格式发送到上位机。

根据组态王读命令的格式要求, 设备地址设置为01, 标志位为04 (数据类型为字, 不打包, 读) , 数据地址为104 (16进制为68, 4个ASCII码表示为30 30 36 38) , 数据长度2个字节, 因此上位机发送的一帧读数据为:

其中“35 30 30 44”即为采集到液位的A/D值 (ASCII码表示, 16进制为500D, 即十进制20 493) 。

以上过程可用串口调制工具实现。上位机发送写命令, 主要将控制命令发送给单片机, 格式为:

单片机应答, 若校验正确:

若错误:

组态王通过写命令将水泵和球阀的控制命令发送给单片机, 再由单片机将数据进行解析后对水泵打水功率和球阀开口度进行控制, 并向组态王反回应答响应帧。本系统采用控制开关电源调节24 V水泵的打水功率, 开关电源输出电压由5 V信号16位PWM控制。16位PWM控制范围在0~65 535, 对应0~24 V水泵电压成线性比例关系。假设水泵的打水电压为15 V, 根据对应的线性关系可以推算出单片机输出的PWM值应为:15× (65 535/24) =40 959, 换算成16进制为9FFF。对同一台实验台采用设采集液位相同的设备地址 (01) , 标志位05 (数据类型为字, 不打包, 写) , 数据地址为100 (16进制为64, 4个字节ASCII码表示为30 30 36 34) , 数据长度2个字节, 数据为9FFF (ASCII码39 46 4646) , 因此上位机发送的一帧读数据为:

如校验正确, 单片机返回应答帧:

其中, “23 23”为“##”的ASCII码。

同理, 球阀开口度可从0~100%间调节, 设备地址 (01) , 标志位05 (数据类型为字, 不打包, 写) , 数据地址为102 (16进制为66, 4个字节ASCII码表示为30 30 36 36) , 数据长度2个字节, 数据为001E (十进制为30, ASCII码30 30 31 45) , 因此上位机发送的一帧读数据为:

若校验错误, 则返回应答帧:

其中, “2A 2A”为“**”的ASCII码。

2.2 组态王软件和算法设计

根据单片机程序中对水泵 (100) 、球阀 (102) 和液位传感器 (104) 设定的数据地址和数据类型, 设置组态王中的数据词典, 并设定采集液位值的采集频率 (本系统中采用0.1 s发送一次读指令) 。制作组态王界面, 对相关变量进行关联, 其中有关I/O变量的数据词典如表1所示。

在应用程序命令语言中写入程序的运行流程, 并设置每1.5 s运行一次[7]。在程序命令中, 主要写入命令为对水泵和球阀的控制, 并在此加入PID控制算法, 如图3框图所示, 对液位平衡进行控制。

根据PID控制算法的原理, 本系统采用水泵主控的方法进行控制[8]。

由上式可以得到第k时刻对水泵的控制量u (k) , 将该值赋给水泵即可实现对水泵的控制。

由图4可以看到, 通过调节PID参数, 液位能很快稳定在150 mm的设定高度上[9]。

3 结论

综上所述, 本系统很好地实现了ADμC834单片机和组态王基于ASCII码的通信, 并运用到三容水箱液位控制系统中, 通过PID的参数整定快准稳的将液位稳定在目标液位上。成功将组态软件具有的工作性能稳定、人机界面良好、配置方便以及编程简单和单片机体积小、价格低、应用开发便利等优点相结合, 为实际工业控制中运用组态王和单片机进行控制奠定良好的实际应用基础。

摘要：设计一种基于单片机的组态王King View液位控制系统;描述系统管路设计和底层硬件, 着重对组态王和单片机之间的ASCII码型通信协议, 以及单片机在组态王中的通信格式设置进行说明。将其应用到设计的以ADμC834为主控芯片的三容水箱液位控制系统中, 加入简单PID控制算法, 进行了实物验证, 使系统液位能快准稳的稳定在目标液位上, 显示该系统具有可靠性高、集成度高和成本低等优点。

关键词：组态王,三容水箱液位控制,PID,ASCII码

参考文献

[1]赵学军.单片机与组态王的通信程序设计[J].工业控制计算机, 2006, 19 (9) :35-37.

[2]SACO R, PIRES E, GODFRID C.Real time controlled laboratory plant for control education[J].Frontiers in Education, 2002, 1:102-112.

[3]Amira Gmbh.Handbook of laboratory equipment three tank system[M].Germany:Amira Gmbh, 1998.

[4]冯毅萍, 乐嘉华.计算机液位控制系统实验装置的研制[J].实验室研究与探索, 2000 (2) :78-81.

[5]蔚俊兰, 丁振荣.组态王6.5与单片机的通信方法[J].工业控制计算机, 2004, 17 (10) :58-59.

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[8]王晓静.基于三容水箱系统的模糊PID控制算法研究及实验教学系统开发[D].长沙:中南大学, 2009.

篇4：组态王软件应用实例

摘 要：针对大连海洋大学信息工程学院自动化专业PLC课程缺少组态实验的问题，以电梯控制实验为例，使用组态王软件设计了上位机画面用于监控，并成功实现了上下位机的连接，录制了操作视频，不仅锻炼了学生的动手能力，而且为今后的PLC课程教学改革提供了素材。

关键词：PLC；教学改革；组态王

中图分类号： TP27 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-160-2

0 引言

现代社会高楼林立，电梯已经越来越普遍的成为民用和商用的登楼代步设施。而伴随着现代电子和电子信息技术的发展，微机及可编程控制器逐渐在电梯控制中显示出一系列不可替代的优势。组态王软件是一种可以进行自主编程和演示画面编写的监控软件，它针对监控对象的控制过程和运行顺序进行设备通信，可以生动有效地控制现场的一些重要参数，实时的以演示动画的形式反馈给监控方。很多研究者在完成PLC控制程序设计后，用该软件实行对程序的动态模拟，以实现程序的客观性和可用性，近一步确保理论设计与实践环节的吻合[1]。因此该题目的研究具有良好的前景。基于上述原因以及本校现有条件，本文将研究对象定为电梯，研究的问题是基于PLC和组态王的电梯控制。利用组态王和实验室的现有PLC设备，通过查阅相关文献以实验的方式进行实践和创新。

1 电梯控制系统简介

电梯之所以能够上下飞腾，灵活而听话的随叫随到，来满足使用者的需求，是因为它有着一个能够“听”懂人话的大脑——就是它的控制系统。现实中电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、调速系统构成，其中PLC负责完成逻辑控制部分[2]。即PLC接收各种逻辑信号并将接收到的信号与预先设定的程序中的信号作对比，然后基于程序规则做出判断发出不同的反馈信号，即向变频器发出起停信号以此完成逻辑控制。这个过程中变频器会将自身的工作状态以信号的模式发送给PLC，二者形成较长作用时间的双相联系。这种控制可以很好地发挥PLC自身的优势，为电梯提供一个稳定灵活的“大脑”。

电梯由安装在各楼层厅门口的上升呼叫按钮和下降呼叫按钮进行呼叫控制，其控制内容为电梯运行方向[3-4]。电梯轿厢内部设有楼层内选按钮S1～S3，用以乘客选择需停靠的楼层；L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，指示灯亮，表示电梯将要到达该层或停于该层；SQ1～SQ3为检测电梯轿厢所在位置的行程开关，是接收外界信号转入PLC内部的重要传感器，实验中需要人为操作给出信号。电梯轿厢在上升途中只响应上升呼叫信号，下降途中只对下降呼叫信号做出反馈，任何反方向的呼叫均不起效果。

基于校实验室现有设备允许的条件（S7-200实训操作台），将楼层定位三层。三层电梯一定程度上可以代表多乘电梯的控制方式，更高层电梯的实际控制是源于三层的控制理念并将这种控制方法重复的计算和判断下去。因此三层电梯是现有条件与控制方案研究相结合的最佳层数。确定电梯层数后我们通过穷举法举出电梯所有可能运行的方式。根据逻辑计算判断各种情况间的关系，得出结果。作为控制的核心部分，也是电梯的运行程序，我们必须考虑到电梯可能存在或处于的所有状态。并根据这种状态来给出响应判断，并指挥电梯进行下一步的运行。确定楼层为三层后，我们就可以根据层数来逐层分析电梯状态即可能发生的情况。

2 梯形图程序设计与分析

梯形图语言是与电气电路控制相呼应的图形语言，本次设计的电梯控制程序使用这种程序来完成控制要求[5]。下面举例说明一些主要环节的程序设计。系统的输入输出分配表如表1。

这段程序是为了完成控制要求中“电梯此时停靠于一层，一层门厅口有上升呼叫信号，进入电梯的乘客按动了三层内选按钮S3，或有三层外部呼叫信号”的程序事件。输入量I0.7是一层行程开关。根据电梯所在位置，I0.7的输入值会发生相应变化。当行程开关SQ1感应到电梯在一层时，I0.7会接通。因为电梯在最低层，因此电梯只能进行上升运行。I0.5表示一层门厅口上升呼叫信号的校验。以常闭指令装入的触点，一般是和网络本身相冲突或存在互锁关系的事件。下方设有相对应的事件自锁环节。网络2是在网络1基础上延伸，即在确定一层并有向上运行的趋势后，确定需要到达的楼层。I0.0表示进入电梯的乘客按动了三层内选按钮S3，此时电梯就产生了升至3层的需要，事件M2.3是程序后文单独定义的“电梯此时停靠于一层，一层门厅口有上升呼叫信号，三层外部呼叫信号”，事件M2.2是程序后文单独定义的“电梯此时停靠于一层，一层门厅口有上升呼叫信号，电梯内有三层内部呼叫信号”，M2.2与M2.3所产生的运行轨迹是相同的，因此可以归结为一个事件方便运行的判断。其他控制要求和控制程序原理相类似。电梯停靠显示的实现举例：

上图程序是在完成电梯所有可能出现的控制事件编程后，通过对事件间的逻辑关系来进行逻辑判断最终给出输出信号的程序。Q0.2是判断后的最终输出结果，有输出分配表得知，其代表一层指示，即电梯运行的过程中会经过或停于此处。将这些可能产生的控制事件具体成编程事件，则有M0.2表示电梯此时停靠于一层，一层门厅口有上升呼叫信号，进入电梯的乘客按动了三层内选按钮S3，或有三层外部呼叫信号；M0.3表示电梯此时停靠于一层、二层门厅口有上升呼叫信号，进入电梯的乘客按动了二层内选按钮S2；M1.1是前两者的同时交集，表示电梯此时停靠于一层、二层和三层门厅口同时有上升呼叫信号，或者进入电梯的乘客同时按动了二层和三层内选按钮S2等情况，即表示电梯需要先去一层后去二层。这三种情况都是电梯轿厢离开一层时的情况，显示电梯位置的指示信号应该是从有到无，这个过程由计时器来控制，在现实使用过程中可以根据电梯的运行加速、减速、平层时间来控制，在此次设计中只给出逻辑计算后的结果。M10.0代表的事件是电梯此时停靠于三层，三层门厅口有下降呼叫信号，进入电梯乘客按动了一层内选按钮S1，或有一层外部呼叫信号；M0.7表示电梯此时停靠于二层，二层门厅口有下降呼叫信号，进入电梯乘客按动了一层内选按钮S1，或有一层外部呼叫信号。M1.2是前两者的交集，电梯从三层下降至二层，停靠开门、关门后再次运行下降至一层。这三种情况都是电梯轿厢从其他层前往一层时的情况，显示电梯位置的指示信号应该是从无到有，这个过程也由计时器来控制。一些互斥的事件间需要设置互锁环节来保证二者不能同时发生，如离开一层时一层内选信号应该为无。

3 基于组态王的监控画面设计与实验

为了满足控制要求和监控要求，画面的设计一般要有与现实电梯相对应的输出显示装置和输入控制按钮。当电梯到达所在楼层时电梯左侧的行道示意图中会在指定位置出现电梯动画。电梯运行指示灯是为了方便乘客得知当前所在位置和将要到达的位置而设定的，这三个指示灯的亮灭是电梯运行过程最直观的体现。

4 总结

通过分析电梯响应呼叫信号而运行的特点，根据现代电梯自动控制理论，并在参考工业和民用领域电梯控制经验的基础上，提出了适合现代电梯运行的控制方案，控制判断核心选用PLC，监控仿真选用组态王软件，以所编写的程序根据内选或者外部呼叫的信号，使梯轿厢在楼层间运转完成乘客搭乘任务或货物运送任务。

本论文立足于现代电梯控制要求和特点来选择控制方案和监控软件并自主编写程序，并对控制过程中各种影响因素作了研究，电梯上升下降过程中避免反方向呼叫的干扰，保证电梯运行能够满足乘客或运送货物的要求，提高了运行效率，具有创新性。

参 考 文 献

[1] 尤翠英.基于PLC的电梯控制系统设计[J].科技创新导报，2010：82-83.

[2] 张学军，张苗苗，谢剑英.电梯控制系统的面向对象分析与实现[J].测控技术，1999，12.

[3] 赵迎春.PLC在电梯控制系统中的应用[J].辽宁师专学报，2004，6（4）：84-85.

[4] 汪浩然.基于PLC控制技术的电梯控制系统的设计与实现[J].数字技术与应用，2010：165-168.

篇5：组态王实训总结

工业组态技术实践

题 目: 姓 名: 系 别: 专 业: 班 级: 学 号: 导教师: 电气工程系 自动化

2014年3月 日

指

近二十多年来，由于微电子技术和计算机技术的飞速发展以及工业自动化的要求不断提高，plc应用已经在工业生产中较为普及。越来越多的用户需要监控这些智能装置的运行状态和运行参数，以使及时了解现场信息。组态软件正是满足了这些要求而产生。

组态王软件是一种通用的工业监控软件，通过本次课程设计的学习，让我们掌握了组态王的构成及基础级的应用，组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果

关键字：组态王，监控

绪论································································ 第一章 1.1 创建一个新的应用工程············································ 1.2 数据变量的定义和检查············································ 1.3 制作图形画面···················································· 第二章

2.1 动画的设计及连接················································ 2.1.1 简单填充及流动···············································

2.1.2 隐含和显示··················································· 2.1.3 图库的调用··················································· 2.2 报警的配置和使用················································ 2.2.1 建立报警窗口················································ 2.3 曲线的应用······················································ 2.3.1 实时趋势曲线·················································

2.3.2 创建历史趋势曲线控件·········································

结论································································

组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于microsoft windows xp/nt/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。

工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。

工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。

组态王与 i/o 设备

组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见的 plc、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等（如：西门子 plc、莫迪康 plc、欧姆龙 plc、三菱 plc、研华模块等等）通过常规通讯接口（如串口方式、usb 接口方式、以太网、总线、gprs 等）进行数据通讯。

1.1 创建一个新的应用工程：

为工程创建一个目录用来存放与工程相关的文件。并定义硬件设备并添加工程变量添加工程中需要的硬件设备和工程中使用的变量，包括内存变量和i/o变量。（如图1.1.1和1.1.2）组态王把那些需要的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，他们一般通过串行口和上位机交换数据；其他widows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。

只有在自定义了外部设备之后，组态王才能通过i/0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连接。

图1.1.1 建立新工程 图1.1.2 定义硬件设备

1.2 数据变量的定义和检查：

在“数据词典”中可以设置我们需要的变量，如液位1，点击数据词典中的新建对所需要的变量进行创建，并选择相应的功能。（如图1.2.1）篇二：mcgs实训总结

组态控制技术及应用

学 校： 二级学院：

班 级： 姓 名：

学

号： 指导教师：

日 期：

mcgs实训总结

经过连续两周的组态实训，不管项目是老师讲解，还是照搬原书或者与同学们一起讨论解决相关问题。其任务还是踉踉跄跄的完成了，总的来说，两周的训练我还是对组态（mcgs)软件的运行及使用有了较初步的认识。

近几年，科技迅速发展，自动化产品层出不穷，作为自动化专业的一员，掌握组态控制技术是必要的。现在我就简单先总体介绍一下组态技术。

组态控制技术属于一种计算机控制技术。它是利用计算机监控某种设备使其按照控制要求工作。利用组态控制技术构成的计算机组态监控系统主要由被控对象、传感器、i/o接口、计算机及执行机构等部分组成。

本次实训是借助mcgs组态软件平台来完成组态监控系统人机界面制作和程序的设计的。mcgs(monitor and control generated system, 通用监控系统）组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的基于window平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、报表输出等和多种方式向用户提供解决实际工程问题的开发平台。

由于是国人开发的软件，所以它是全中文的，很适合我们使用，还有它可提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，此外还提供上千个精美的图库元件及渐进色等多种

动画方式可以快速的构建精美的动画，它还支持温控曲、计划曲线、时实曲线、历史曲线、xy等多种工控曲线。总之使用mcgs软件可以较快速的完成一个运行稳定、功能成熟、维护量小并且具备专业水准的计算机监控控制系统的开发工作。下面我来介绍在使用mcgs组态软件来完成任务的详细过程及遇到的问题和解决的办法。

任务一 水泵运行控制

打开mcgs通用版组态软件，我们会看见5个部分，分别为主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。

首先我们先新建一个工程，将其命名为水泵控制系统并进行保存。

然后打开用户窗口完成相关图符的建立，老师在建工程时先建立了实时数据库，是因为对图符的控制属性有较清楚的认识，所以对于初学者来说，先画图符是最先的选择。

（1）在用户窗口中新建一个窗口0，并将其重命名水泵运行控制，在动画窗口中用标签建立动画的标题“水泵控制”（2）绘制水泵

在软件中，已经为我们提供了“对象原件库”我们可以在其中选择所要的原件，所以接下来添加一个“泵30”图符再确定，可以调节图符的大小，以至达到美观的效果

（3）在泵下面添加两个“按钮”分别将名称改为“启动”和“停止”也可以双击来改变按钮的背景颜色。

（4）因为要展示停止和启动时的状态所以再添加两个指示灯，为了更为清楚的展现启动和停止的状态，也可以自己改造一个指示灯，其改造方法为先用一个库提供的指示灯作为改造对象先分解单元在将最前面的图符拖走，将底层的图符分解图符再改变其颜色和添加一个“可见度”属性并在表达式里填入@开关量，然后再对另一只指示灯做相关属性的设置。

（5）为了显示时间我们再添加两个按钮分别为“定时器启动”和“定时器复位”再添加 两个标签分别为控制“计时时间”和“时间到”。

（6)添加四个输入框将其属性设置为数值型，（7）现在我们来进行实时数据库里相关数据的添加，分别为 水泵、启动、复位、定时器启动、定时器复位都是开关量，而“计时时间”和“时间到”为数值型。

(8)实时数据建立完成后，再进行用户窗口里图符的相关表达式的关联，由于要有时间控制所以在运行策略里我们要添加一个定时器，和一个脚本程序，在定时器属性里设置时间值为35秒，在脚本程序里用if-then语句来编写控制程序。记住要用exit来划分步骤，在最后要进入运行环境测试前，应调节循环策略的属性，将定时循环时间改为200s。

任务二 水泵运行监控

前期仅是利用mcgs系统的“设备无关性”在水泵控制组态工程中借助定时器和脚本策略，初步实现了水泵控制系统的模拟运行，并未达到实时监控的目的，所以接下来要监控设置。

我们知道，水泵运行控制主要是使用plc来控制的，而mcgs系统，一方面需要从plc采集相关数据，改变实时数据库中对应变量的值，然后以画面中图符构件的动画形式显示出来，从而达到监视运行的目的；另一方面还需要将上位机组态环境中设置的暂停和运行时间写入plc中，实现对水泵运行时间到调整，以及通过上位机启动和停止按钮实现对水泵硬件系统的运行和停止的控制。

打开前一个“任务一”将其另存为“水泵运行监控”在将“任务一”组态工程动画及属性设置进行改进。

（1）删除定时器策略及脚本程序策略。【在联机时，plc完成控制任务，所以组态工程

中的定时器和脚本程序就无用了】

（2）修改数据库中与定时器相关的4个数据对象，分别为“定时器启动”“定时器复位”计时时间和时间到，以提高运行环境效率。然后在添加4个新的数据对象，分别为“运行时间显示”、“运行时间调整”、“暂停时间显示”和“暂停时间调整”，对象类型为数值型。（3）在“动画组态水泵控制”窗口中删除与定时器相关的图符，并且制作6个新的文字标签。

（4）制作如图的动画窗口。

在设备窗口中添加一个“通用串口父设备”再添加一个“西门子_s7200ppi”。

（5）选择好后就对设备进行属性设置，以便与mcgs进行通信。

（7）设置西门子ppi属性，添加4个i寄存器、2个q寄存器、3个m寄存器和4个vw寄存器。

（8）在图纸上先画出plc程序，注意为了较为正确的控制组态，所以在程序设计过程中要进行数据转换。加入转移指令和整数除法指令，将计时器时间除以10放到寄存器中。还要添加“上位机启动”和“上位机停止”。

（9）在联机监控操作时，打开mcgs时需要关闭step7软件，然后进行通连道接，直到显示为0是就表示连接成功了，便可进行监控测试。

任务三 机械手控制系统

机械手的运行控制较前两个任务还是增加了难度，（1）首先我们先建一个工程将其命名为“机械手运行控制”再在用户窗口中新建一个窗口将其命名为“机械手控制”

（2）在用户窗口中建立所需的图符，a.创建4个按钮，分别命名为启动、复位、定时器启动、定时器复位。

b.再用标签建立2个文本框分别命名为，计时时间、和时间到，和4个矩形框。

c.用矩形框建立机械手底座和用管道建立机械手横臂和竖臂，再用3个矩形建立抓手。

d.添加6个相同的步指示灯和2个启动和复位指示灯。其中6个步是下移、加紧、上移、左移、右移、放松。e.关于要搬运的物块，当然自己要动手画出。用一个矩形和两个椭圆通过改变填充颜色和合成图符组成一个整体。

（3）在实时数据库里添加开关型数据分别为定时器启动、定时器复位、启动、复位、下移夹紧、上移、右移、放松和左移。左工件和右工件。

（4）再添加垂直移动量，水平移动量、计时时间和时间到等数据型数据。

（5）在各个图符里添加相关的属性，注意连接管子的两个矩形要合成图符因为要添加“水平移动量”属性。（6）当相关属性在表达式里从实时策略里选完后，最后还要给机械臂添加大小变化的属性，其计算方法为臂伸长后的总长度=臂的实际长度+伸长的量，如何进行长度测量，先画一条直线打开查看栏里的状态条，便会在右下角显示长度，（7）至于属性框里表达式的值则要通过下降的时间除以200ms（8）在循环策略里添加脚本程序和定时器。

任务四 机械手运行监控

在任务二中已经介绍过监控的实际运用的意义，所以在此任务中就不再详细介绍。

（1）删除定时器策略及脚本程序策略。【在联机时，plc完成控制任务，所以组态

工程中的定时器和脚本程序就无用了】修改数据库中与定时器相关的4个数据对象，分别为“定时器启动”“定时器复位”计时时间和时间到，以提高运行环境效率。然后在添加4个新的数据对象，分别为“运行时间显示”、“运行时间调整”、“暂停时间显示”和“暂停时间调整”，对象类型为数值型。

（2）在“机械手运行控制”窗口中删除与定时器相关的图符，（3)制作如图的动画窗口。

(4)在设备窗口中添加一个“通用串口父设备”再添加一个“西门子_s7200ppi”。

(5)选择好后就对设备进行属性设置，以便与mcgs进行通信。

(7)设置西门子ppi属性，在基本属性里添加4个i寄存器、14个q寄存器、6个m寄，其中m2.0为上位机启动，m2.1为上位机停止。

(8)在图纸上先画出plc程序，注意为了较为正确的控制组态，所以在程序设计过程中要进行数据转换。加入转移指令和整数除法指令，将计时器时间除以10放到寄存器中。还要添加“上位机启动”和“上位机停止”。

(9)在联机监控操作时，打开mcgs时需要关闭step7软件，然后进行通连道接，直到显示为0是就表示连接成功了，便可进行监控测试。

任务五 分炼机械手监控系统

由于本次任务是通过查看课本自己完成的，所以影响较深刻，“分炼机械手监控系统”较与“机械手运行系统”多了变频器【用来控制传送带】对称的机械手、储料塔、到位传感器，有货传感器、传送带、推料气缸。

（1）在用户窗口中的变频器是自己画出来的，为了显示变频器和传感器的状态所以在给指示灯添加完属性后将其与传感器和变频器进行合成单元。

（2）在实时数据里添加的数据有两个水平移动量，和两个垂直移动量要注意添加正确。

(3)对于定时器和动画的计时控制前几个任务已经介绍过，所以就不再多说，但时间要 篇三：组态王实训报告

组态技术应用综合训练

课程报告

—— 14 学年 第 一 学期

课题名称 基于组态王的

xxxxxxxx xxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxx 成绩

目录

摘要 p3 1.1p3 1.2p4 2.1 p5 2.2 变量 p7 2.2.1义 p7 2.2.2定义与检查 p12 2.2.3备 p14 2.3p16 2.3.1p16

红绿灯模拟 姓名 学号 班级 课题设计原理 设计要求 创建新工程 定义设备与外部设备定数据变量的检测通讯设制作图形画面 建立新画面 2.3.2使用图库管理器 p18 2.3.3修正画面 p20 2.4图像连接 p21 2.4.1 垂直动画连接 p22 2.4.2 水平动画连接 p22 2.4.3 p23 2.4.4 出 p23 2.4.5 的连接 p24 2.5言 p25 2.5.1制系统 p25 2.5.2计时 p27 2.5.3p27 2.5.4p28 2.5.5数 p28 2.6p28 3.1使用 p28 3.1.1建立 p28 3.2p33 3.2.1线 p33 3.2.2线 p36 4.1到的问题 p39 4.2p40 附录（关联问题，动画效果，实时，历史曲线，报警，流程图）隐含与显现模拟值的输给其他画面事件与命令语红绿灯的控红绿灯的倒模拟行人模拟汽车绿灯报警次程序运行报警的配置和报警窗口的曲线的应用实时趋势曲历史趋势曲实验过程中遇实验的总结

p41 基于组态技术的交通灯模拟

摘要：组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。随着中国国力不断的增强，人民生活水平的不断提高，现在在中国十字路口都带有交通灯的存在。

关键词：组态王、plc、自动化、交通灯、监控

key words: kingview, plc, automation, traffic lights, monitoring 1.1课题设计原理

右图为交通灯演示的模板，其中g1为南北

绿灯，r1为南北红灯，y1为南北黄灯，g2为东西

绿灯，y2为东西黄灯，r2为东西红灯。g4，g6为

人行道的南北绿灯，r4，r6为人行道的南北红灯。

g3，g5为人行道的东西绿灯，r3，r5为人行道的

东西红灯。s1，s3强制使东西红灯转绿灯，s2,s4 强制使南北红灯转绿灯。

1.2设计要求

1、根据题目要求正确连线

2、实现plc与组态王之间的正常通信

3、在组态王中绘制能够正确反映题目要求的画面，定义相关变量，进行相应的动画链接，且实物与画面能够互相监控

4、对出水阀门g1的打开次数进行计数，计数到10次后将次数清零。绘制报警画面，大于3次进行报警。

5、实现出水阀门g1的打开次数的实时曲线显示

6、实现出水阀门g1的打开次数的历史曲线显示

1.3交通灯电气接口图

2.1创建新工程

点击桌面组态王6.5出现下图：

点击新建

点击新建后出现下面这个新建工程向导一：

点击下一步出现新建工程向导二： 点击下一步 篇四：组态王实训报告

第一章 概 述

1.1组态的介绍

组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于microsoft windows xp/nt/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系

统的开发。

1.1.1组态王软件的结构

组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。

工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。

工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态

工具。

运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器

的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。

1.1.2组态王与i/o 设备 组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见的

plc、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等（如：西门子plc、莫迪康plc、欧姆龙plc、三菱plc、研华模块等等）通过常规通讯接口（如串口方式、usb 接口方式、以太网、总线、gprs 等）进行数据通讯。组态王软件与io 设备进行通讯一般是通过调用*.dll 动态库来实现的，不同的设备、协议对应不同的动态库。工程开发人员无须关心复杂的动态库代码及设备通讯协议，只须使

用

1.1.3组态王的开放性

组态王支持通过opc、dde 等标准传输机制和其他监控软件（如：intouch、ifix、wincc等）或其他应用程序（如：vb、vc 等）进行本机或者网络上的数

据交互。

建立应用工程的一般过程

通常情况下，建立一个应用工程大致可分为以下几个步骤：

第一步：创建新工程

为工程创建一个目录用来存放与工程相关的文件。

第二步：定义硬件设备并添加工程变量添加工程中需要的硬件设备和工程中

使用的变量，包括内存变量和i/o 变量。

第三步：制作图形画面并定义动画连接

按照实际工程的要求绘制监控画面并使静态画面随着过程控制对象产生动

态效果。

第四步：编写命令语言

通过脚本程序的编写以完成较复杂的操作上位控制。

第五步：进行运行系统的配置

对运行系统、报警、历史数据记录、网络、用户等进行设置，是系统完成用

于现场前的必备工作。

第六步：保存工程并运行 完成以上步骤后，一个可以拿到现场运行的工程就制作完成了。

如何得到组态王的帮助

组态王帮助文档分组态王产品帮助文档和i/o 驱动帮助文档两部分，可以

通过如下几种

方法一：单击桌面“开始”－“所有程序”－“组态王6.52”－“组态王文档”，此选项中包括组态王帮助文档、i/o 驱动帮助文档和使用手册电子版、函数手册电子版。

方法二：在工程浏览器中单击“帮助”菜单中的“目录”命令，此帮助文档

中只包含组态王软件帮助文档。

方法三：在工程浏览器中任何时候通过“f1”快捷键弹出组态王软件帮助文

档。

启动工程管理器：

点击“开始”→“程序”→“组态王6.5”→“组态王6.5”（或直接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口如图1-1 所示：

图1-1 开发：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键进入工程的开发环境。运行：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键进入工程的运行环境。工程浏览器是组态王6.5的集成开发环境。在这里您可以看到工程的各个组

成部分包

括web、文件、数据库、设备、系统配置、sql 访问管理器，它们以树形结

构显示在工程浏览器窗口的左侧。

工程浏览器的使用和windows 的资源管理器类似，如图1-2 所示：

图1-2 工程浏览器由菜单栏、工具条、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条组成。“工程目录显示区”以树形结构图显示大纲项节点，用户可以扩展或收缩

工程浏览器中所列的大纲项。

组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序都作为外部设备使用。外部硬件设备通常包括plc、仪表、模块、变频器、板卡等；外部软件程序通常指包括dde、opc等服务程序。按照计算机和外部设备的通讯连接方式，则分为：串行通信（232/422/485）、以太网、专用通信卡（如cp5611）等。在计算机和外部设备硬件连接好后，为了实现组态王和外部设备的实时数据通讯，必须在组态王的开发环境中对外部设备和相关变量加以定义。为方便您定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”引导您一步步完成设备的连接。

本教程以组态王软件和亚控公司自行设计的仿真plc（仿真程序）的通讯为例来讲解在组态王中如何定义设备和相关变量（实际硬件设备和变量定义方式与

其类似）。

注：在实际的工程中组态王连接现场的实际采集设备，采集现场的数据。在组态王工程浏览器树型目录中，选择设备，在右边的工作区中出现了“新建”图标, 双击此“新建”图标，弹出“设备配置向导”对话框，如图1-2 所

示：

图1-2 行数据通讯，其他类似。

在上述对话框选择亚控提供的“仿真plc”的“串行”项后单击“下一

步”弹出对话框，如图1-3所示：

图1-3 为仿真plc 设备取一个名称，如：plc1，单击“下一步”弹出连接串口对

话框，如图1-4所示：

图1-4 图1-5所示：

在连接现场设备时，设备地址处填写的地址要和实际设备地址完全一致。

图1-5 此处填写设备地址为0，单击“下一步”，弹出通讯参数对话框，如图1-6 所示：

图1-6 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”系统弹出信息总结对话框，如图1-7所示

图1-7

7、请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。

图1-8 由于我们定义的是一个仿真设备，所以串口通讯参数可以不必设置，但在工程中连接实际的i/o 设备时，必须对串口通讯参数进行设置且设置项要与实际

设备中的设置项完全一致（包括：波特率、数据位、停止位、奇偶校验选项的设

置），否则会导致通讯失败。

在组态王工程浏览器中提供了“数据库”项供用户定义设备变量。

数据库的作用数据库是“组态王软件”最核心的部分。在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，操作者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核心，所以说数

据库是联系上位机和下位机的桥梁。

数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可

使用的数据变量的详细信息。

数据词典中变量的类型

数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为内存变量和i/o 变量两种。

“i/o 变量”指的是组态王与外部设备或其它应用程序交换的变量。这种数据交换是双向的、动态的，就是说在组态王系统运行过程中，每当i/o 变量的值改变时，该值就会自动写入外部设备或远程应用程序；每当外部设备或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改变。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”。那些不需要和外部设备或其它应用程序交换，只在组态王内使用的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。

基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、整型和字符串型。

1、内存离散变量、i/o 离散变量

类似一般程序设计语言中的布尔（bool）变量，只有0、1 两种取值，用于

表示一些开关量。

2、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-38～10e+38，有效值7 位。

3、内存整数变量、i/o 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 2147483648～2147483647。

4、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。

特殊变量类型有报警窗口变量、历史趋势曲线变量、系统变量三种。

对于我们将要建立的演示工程，需要从下位机采集原料油罐的液位、原料油罐的压力、催化剂液位和成品油液位，所以需要在数据库中定义这四个变量。因 篇五：组态王实验报告

集中上机2（组态软件的学习及应用）

成绩：

题目： 自动搜救系统

学号： 201021299 9 班级： 0821003 指导教师： 李老师、张老师

实习时间： 2012-2013学年第一学期（第 3 和第 4 周）

一、实验目的

集中上机2旨在16学时时间内帮助学生了解、熟悉并掌握组态软件的使用及应用方法，为今后的监控系统的设计打下初步基础。本次上机使用的平台是组态王6.53及以上版本。通过组态软件设计的监控系统可广泛应用于电力、通讯、制冷、化工、石油、钢铁、煤炭、水泥、纺织、机械制造、造纸、食品、水处理、建材、环保、智能楼宇、实验室、交通等多种工程领域，在本次集中上机中，我们将通过对软件的学习掌握监控系统的设计方法和应用技巧，为以后的工作、学习奠定坚实的基础。

二、实验内容

1、实验目标；

自动搜救系统（学号尾号为9号需要完成）。设计要求：使用机器人自动搜索生存者，发送生存者位置信息并以指示灯显示，抢救贵重物品，寻找火源并进行扑灭。实时显示机器人所处的位置的温度、烟雾浓度等信息，有搜寻到的人、财、物指示信息等。

2、设计思路；

先设计一个机器人，然后画一个着火的餐厅场景，画出伤员，贵重财物，火源以及救护人员，火警警报开关警示灯，伤员位置指示器，伤员数和财物数报表，温度和烟雾浓度实时曲线图。过程是这样的：当有火警警报时，有人奔走着喊“着火啦”，然后这个人因为火势大走错路所以受伤了，这时机器人在同一时间开始出动，并同时出现“有火灾发生，立即出动救援”的话语；当机器人走到伤员位置旁时，显

示“发生伤员，立即抢救”的指示，同时伤员位置指示器显示伤员位置，而救护人员马上出动救援；然后机器人继续走，当发现贵重财物时，显示“发现财物，抢救财物”，然后财物消失，表示已经抢救；最后就是机器人发现火源，最终灭火。整个过程中，温度和烟雾浓度实时曲线图记录抢救过程中的温度和烟雾浓度的变化，报表统计抢救的伤员数和财物数。

3、任务模块划分；

（1）指挥室部分：火警警报开关，伤员位置指示器，报表，温度和烟雾浓度实时曲线图

（2）机器人

（3）场景设计：伤员，贵重财物，火源

（4）救护人员

4、各子模块功能；

（1）火警警报开关控制全局，警报响了才有后来机器人的一系列行动，伤员位置指示灯表示发现伤员位置并予以通知指挥室，报表统计伤员数和财物数，温度和烟雾浓度实时曲线图显示火灾现场实时温度和烟雾浓度。

（2）机器人是整个过程核心，参与抢救伤员、财物和灭火，统计相关伤员数和财物数，记录火灾现场实时温度和烟雾浓度并发回指挥室。

（3）场景设计只是提供一个场景

（4）救护人员只是当机器人发现伤员并发出救援命令后参与救援。

三、实验步骤

1.主界面设计及实施

主界面设计；用一个动画流程来实现所有的功能，在系统启动之后，实现协调的模拟过程。

实施过程； 根据组态王的基本操作，先新建一个工程，定好名字，然后在工程里面新建一个画面。之后在画面上开始按设计思路作图，画出相关场景和各个模块，做好总体布局。

2.各子模块的设计与实现 对做好的最初画面，对各小部分进行动画链接，用不同的按键来控制不同的模块，以方便实际的操控。并对相关语句命令按程序设置显示和隐含的表达式范围，还有指示灯闪烁时间通过设置总控制变量的范围来隐含，这样就能实现相关对话显现并隐含的效果了。

四、实验结果

篇6：组态王软件应用实例

水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。泵站又是为水提供势能，解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。构建泵站集控中心监控系统的目的是：

通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利； 将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示，形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。

充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。实现大型泵站的信息化管理。

解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。

二、解决方案 1.系统解决要点

-SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性

-对现场设备大量数据的高速数据采集，实时数据处理与展示，保证数据的实时性、准确性与完整性

-动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成-保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储-历史数据存储应具有高效的存储压缩性能-数据检索应具备快速的响应速度

-提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算-应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能 2.解决方案架构图

图1 解决方案架构图

三、产品组合

该方案使用亚控科技软件产品包括：-KingSCADA3.0全开发版-KingSCADA3.0运行版-KingHistorian3.0-KingPortal

-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel

四、方案分析

该方案可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场硬件PLC、仪表等设备；第二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站；第三层为数据存储层，主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。

1．高性能的数据采集与高可靠性的设备操控为泵站的安全稳定运行提供保证 在大型水利泵站SCADA系统中，无论是对实时数据和报警信息采集的准确性还是远程操作的可靠性都有极高的要求，因为无论是实时数据中断还是操作命令不能准确下发，都有可能影响整个系统的工作，还有可能造成严重的事故，轻者导致设备的损坏，重者会导致人身安全事故。为了保证系统采集控制的可靠性，该方案采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。

图2 冗余功能

方案中SCADA工作站中数据采集软件KingIOServer3.0与监控软件KingSCADA3.0互相独立运行，工业数据库和上层管理单位直接从KingIOServer3.0获取数据，与监控系统不产生干扰。同时KingIOServer3.0具有数据缓存功能，当与工业库或上层网络通讯异常时，KingIOServer3.0会缓存历史数据，当通讯恢复后再将数据上发，保证数据的完整性。

图3 缓存功能

2．画面信息全集成功能实现在SCADA系统上就能对现场情况一目了然 目前泵站现场工作人员主要从事现场设备操控和维护，自动化水平参差不齐并且普遍不高，所以他们所需的是一套画面生动逼真、模拟动画与视频影像和GIS系统相结合、对设备操作简便、报表曲线查询灵活方便、诊断和监视信息完善的SCADA系统。方案中采用的KingSCADA3.0软件，具有丰富的动画效果，可以把现场环境以三维立体效果展现出来。

图4 立体画面效果图

KingSCADA3.0软件的画面全集成功能能够将图形模拟动画、视频影像、GIS系统集成在同一画面显示。

图5 画面全集成

3．基于工业数据库的数据分析与应用实现泵站自动化与信息化结合的先进管理模式 大型泵站的运营管理要求实现水利水情信息、全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统设备运转操作故障等信息进行存储记录，通过所存储的历史数据可以方便生成各种值班报表、操作报表、报警报表以及日月年报表。

图6 抽水机启动流程

图7 抽水机操作记录表

通过对工业数据库中大量历史数据的分析统计，结合以往经验与分析结果总结出泵站运营管理的优化调度方案，提供事故预警机制，防患于未然。为泵站更加可靠、经济运营提供保障。

图8 预警功能

五、方案亮点

-“双机双网”保证系统安全可靠。-柔性结构，灵活部署。

-分析调度，优化性能、降低成本。

六、成功案例