基于易控组态软件的动画设计

2022-09-10

易控是一套通用的监控和数据采集软件, 即SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) 软件, 亦称人机界面或HMI/MMI (Human Machine Interface/Man Machine Interface) 软件。易控以通信的方式和控制系统相连, 能读写控制系统内部的信息, 并以图形和动画等直观形象的方式呈现这些信息, 以方便对控制流程的监视。也可以通过易控直接对控制系统发出指令、设置参数干预控制流程。易控能对控制系统的数据进行运算处理, 将结果返回给控制系统, 协助控制系统完成复杂的控制功能, 将控制系统和工厂的企业管理信息系统联结起来, 将多个控制系统联结起来, 使它们之间能交换数据、共享资源, 协调和管理曾经是各自孤立的控制系统。从而在更大范围内优化了控制结构, 提高综合自动化效率。

1 基于易控组态软件的动画设计

本文以自动化养猪场的送料系统为载体来阐述易控组态软件的动画设计。随着土地使用资源的减少, 养猪场设计为双层, 这不仅节约了土地, 而且为集中化管理提供便利。该养猪场分为上下两层, 分别记为:下层一号线、下层二号线、上层三号线、上层四号线, 共四条线, 采用料斗送料。

1.1 动画设计的概述

开发画面是为了进行直观的监控, 静态的画面直观描述了监控对象构成、外观等, 而动态画面则直观反映了监控对象的信息变化过程。动态画面即画面上“可变化的”、或“可动作的”等的那一部分, 如“画面上一个图形对象的颜色、位置等在监控对象所包含的信息发生改变时随着变化”。如当一个现场的开关信号在On/Off之间变化时, 画面上一个表示该信号的图形对象的颜色可以在绿色和红色之间切换, 就是一种动画。这种直观化、简单化、图形化的数据表示方法极大方便了对工业现场信号的监控。易控的动画功能十分强大, 具有三大类动画:常规动画、复合动画以及用户程序动画。其中“复合动画”和“用户程序动画”是易控独创的高级动画功能。

1.2 料斗的动画设计

易控中复合动画和动画的叠加完全不同, 画面上一个图形的多个叠加动画中的每一个动画都是相对该图形所在的画面而言的。而组合图形的子图形的动画和组合图形本身的动画具有不同的级别, 组合图形的动画是相对所在画面, 其子图形的动画则是相对组合图形, 是相对其父体-即组合图形的。这样就出现了相对不同图形对象的动画。在组合图形多级嵌套的情况下, 多个层次相对关系的动画, 将产生更加复杂和丰富的动画效果。根据系统的控制要求, 要实现料斗在Y方向的上下运动、X方向的运动、沿着横杆斜线运动以及料斗中饲料的添加显示, 下面将分别对料斗的运动进行阐述。

料斗中饲料的添加显示是通过填充动画来显示的, 在画面上绘制一个“梯形”对象, 选中它, 在动画属性窗口中找到“填充”分类下的“填充”, 点击属性格中的“”小按钮, 在弹出的对话框中的表达式中输入或选择“变量组.切换”, 根据需要添加不同的颜色或图案, 在运行时, 梯形对象内部区域中的颜色就会随着添加饲料变量“变量组.切换”的数值改变而变化。

料斗在Y方向的上下运动是通过缩放动画来实现的, 在画面上选择料斗和垂直杆为对象, 选中它, 在动画属性窗口中找到“缩放”分类下的“垂直缩放”, 点击属性格中的“小按钮”, 在弹出的对话框中的表达式中输入或选择“变量组.高度”, 选择变量值和图形在垂直方向上缩放比例的对应关系, 确定即完成了配置, 在运行时, 图形对象的高度就会随着料斗上升变量“变量组.高度”的数值改变而变化。

料斗沿着横杆斜线运动是通过复合动画实现的, 垂直杆带着料斗沿着斜杠移动, 其移动的位置由X方向变量控制和Y方向变量控制, 当X变量和Y变量变化时, 其运动即为斜线运动。将斜横杆和带料斗垂直杆组合起来, 这样形成了一个新的图形对象, 将组合后的斜横杆和带料斗的垂直杆定义为一个水平方向的移动动画。

另外由于自动化养猪场的送料控制系统都是采用的开关量, 而易控组态软件动画中的移动主要为:水平移动、垂直移动和离散移动, 离散移动可以直接接收外部的开关量信号, 但离散运动不具有连贯性, 不能够真实地反映实际料斗的运行状况, 所以在此采用了水平移动和垂直移动的相结合。但水平移动和垂直移动并不能直接接收外部的开关量信号, 只能直接接收模拟量信号, 为了与实际料斗的运行状况相吻合, 在此增加了中间内存变量来实现模拟量的演示。

2 编译和调试

动画建立完成后, 需要指定易控运行时最开始调入的画面。编译前保存整个工程。选择“运行”菜单中的“编译”或者单击常用工具栏中的“编译”, 对工程进行编译, 如果工程有错误, 则会在编译窗口中显示相应的错误信息, 否则编译窗口自动消失。如果出现错误, 需要修正相应错误, 直至编译通过。为了使动画和实际的系统运行相吻合, 需要不断的改变用户程序中的条件程序中的中间变量的值。用户程序动画是易控中更为高级的一类动画, 就是用户通过编写程序直接来控制工程变量表达式的数值和图形属性的关系。由于是用户直接编写程序来控制画面上的图形对象, 所以非常灵活, 能够实现常规动画所不能实现的更为复杂的易控动画效果。

3 结语

由“易控 (INSPEC) ”实现的养猪场送料的自动化控制系统, 实现了送料工作的完全自动化, 具有操作方便、维护简单等优点, 其可靠性、工作效率及安全性也得到了极大的提高。结果表明, 该系统不仅能有效完成控制任务, 实现控制目的与要求, 而且测控界面好, 便于操作, 可实现远程监控及诊断, 系统安全可靠, 具有较高的应用价值。

摘要：本文介绍了基于工控组态软件易控 (INSPEC) 的动画设计, 主要阐述了易控的常规动画、复合动画以及用户程序动画, 并详细叙述了复合动画的设计过程。

关键词：易控,组态软件,动画