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设备和账号都新为新人

第一篇组态监控软件应用

项目1 组态监控软件概述

1.1 组态软件的特点

组态有设置、配置等含义，也就是模块的任意组合。在软件领域内，是指操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置操作人员应用软件的过程（包括对象的定义、制作和编辑，以及对象状态特征属性参数的设定等），使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的。它集过程控制、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业的各种生产系统应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。

组态王(KingView 6.55)软件是一种通用的工业监控软件，具有丰富功能的 HMI/SCADA软件，操作人员在企业网络的所有层次的各个位置上都可及时获得系统的实时信息。组态王软件为系统工程师提供了集成、灵活、易用的开发环境和广泛的功能，能够快速建立、测试和部署自动化应用，连接、传递和记录实时信息，使操作人员可以实时查看和控制工业生产过程。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强操作人员生产控制能力，提高工厂的生产力和效率，提高产品质量，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监控管理系统的开发。

1.2 组态工程项目的组成

1.2.1 组态王软件的构成

安装完组态王软件之后，在系统“开始”菜单“程序”中生成名称为“组态王6.55”的程序组。组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及画面运行系统三部分构成。

（1）工程管理器（ProjManager）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。

(2)工程浏览器(TouchExplorer)是内嵌组态王画面开发系统，即组态王开发系统。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、动画连接，命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。

（3）画面运行系统（TouchVew）是工程运行界面，从采集设备中获得通信数据，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。工程浏览器和画面运行系统是各自独立的 Windows应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行系统（TouchVew）运行环境中才能运行。

除了从程序组中可以打开组态王程序，安装完组态王软件后，在系统桌面上也会生成组态王工程管理器的快捷方式，名称为“组态王6.55”。

1.2.2 制作一个工程的一般过程

（1）创建工程路径。

（2）设计图形界面（定义画面）。

（3）定义I/O设备。

（4）构造数据库（定义变量）。

（5）建立动画连接。

（6）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，这几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，要依照此过程考虑以下三个方面：

（1）图形。操作人员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。

（2）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，如温度、压力等。

（3）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。

1.创建工程路径

建立组态王新工程要建立新的组态王工程，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志工程，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。

【实例1.1】创建工程路径

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1.1所示画面。

单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之二”对话框，如图1.2所示。

图1.1 新建工程向导之一对话框

图1.2 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1.3所示。

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，询问操作人员是否将新建的工程设为组态王当前工程，如图1.4所示。

图1.3 新建工程向导之三对话框

图1.4 是否设为当前工程对话框

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\Documents and Settings\桌面(组态王画面开发系统为此工程建立目录C：\WINDOWS\Documents and Settings\桌面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)。

2.设计图形界面（定义画面）

创建组态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。系统为操作人员提供了矩形(圆角矩形)、直线、椭圆(圆)、扇形(圆弧)、点位图、多边形(多边线)、文本等基本图形对象，以及按钮、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、对齐等的编辑操作，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，使操作人员可以方便地建立画面的图形界面。操作人员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。

【实例1.2】设计图形界面（定义画面）

继续［实例1.1］的工程。

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1.5所示。

图1.5 新画面对话框

在“画面名称”处输入新的画面名称，如“检测”，其他属性目前不用更改。单击“确定”按钮进入内嵌的组态王开发系统，如图1.6所示。

图1.6 开发系统对话框

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，如图1.7所示。

在工具箱中选中“圆角矩形”，拖动鼠标在画面上画一矩形，用鼠标在工具箱中单击“显示画刷类型”和“显示调色板”，在弹出的“过渡色类型”窗口单击第二行第五个过渡色类型；在“调色板”窗口单击第一行第二个“填充色”按钮，从下面的色块中选取蓝色作为填充色，然后单击第一行第三个“背景色”按钮，从下面的色块中选取红色作为背景色，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“矩形”文字，选择“文件全部保存”命令保存现有画面。

图1.7 创建图形画面

3.定义I/O设备

定义I/O设备组态王把那些需要与其交换数据的设备或程序都作为外部。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；还包括网络上的其他计算机，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COM2口。

【实例1.3】定义I/O设备

继上节的工程。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1.8所示。

选择“仿真PLC”的“串行”项，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图1.9所示。

图1.8 设备配置向导对话框（一）

图1.9 设备配置向导对话框（二）

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1.10所示。

为设备选择连接串口，假设为COM2，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图1.11所示。

图1.10 设备配置向导对话框（三）

图1.11 设备配置向导对话框（四）

填写设备地址，假设为2，单击“下一步”，弹出“通信参数”，如图1.12所示。

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“设备安装向导”，如图1.13所示。

图1.12 设备配置向导对话框（五）

图1.13 设备配置向导对话框（六）

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“DDT”。在定义数据变量时，只要把I/O变量连接到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。具体如何进行I/O设备的定义、管理等工作，参见“项目2 I/O设备管理”。

4.构造数据库

数据库是组态王软件的核心部分，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中间环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁，在TouchVew运行时，它含有全数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还要一些附加信息，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操作人员可使用的数据变量的详细信息。

【实例1.4】构造数据库

继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出定义变量对话框，如图1.14所示。

图1.14 定义变量对话框

此对话框可以对数据变量进行定义、修改等操作，以及数据库的管理工作，详细变量操作参见“项目3 变量的定义与管理”。

在“变量名”处输入变量名，如C；在“变量类型”处选择变量类型，如I/O整数；在“连接设备”中选择先前定义好的I/O设备;在“寄存器”中定义为INCREA100；在“数据类型”中定义为SHORT。其他属性目前不用更改，单击“确定”即可，如图1.15所示。

图1.15 创建I/O变量

5.定义动画连接

定义动画连接是指在画面的图形对象，对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22种动画连接方式，见表1.1。

表1.1 动画连接方式

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。

【实例1.5】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1.16所示。用鼠标单击“填充”按钮，弹出对话框如图1.17所示。

图1.16 动画连接（一）

图1.17 填充属性

在“表达式”处输入“D”，“缺省填充画刷”的颜色改为黄色，其余属性目前不用更改，如图1.18所示。

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D能够动态变化，选择“编辑、画面属性”菜单命令，弹出对话框如图1.19所示。

单击“命令语言...”按钮，弹出“应用程序命令语言”对话框，如图1.20所示。可将“每300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“矩形”，可弹出“动画连接”对话框，如图1.21所示。

图1.18 更改填充属性

图1.19 画面属性

图1.20 应用程序命令语言

图1.21 动画连接（二）

用鼠标单击“模拟值输出”按钮，弹出对话框如图1.22所示。

在“表达式”处输入“D”，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/全部保存”菜单命令。

6.运行和调试

组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段，在组态王开发系统中选择“文件、切换到View”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面\打开”命令，从“打开画面”窗口选择“Test”画面。显示出组态王运行系统画面，即可看到矩形框和文本在动态变化，如图1.23所示。

图1.22 模拟值输出连接

图1.23 运行系统画面

1.3 组态监控软件开发功能

1.工程浏览器概述

组态王工程浏览器的结构如图1.24所示。组态王工程浏览器由Tab页标签、菜单栏、工具栏、目录显示区、内容显示区、状态栏组成，目录显示区以树形结构图显示功能节点，操作人员可以扩展或收缩工程浏览器中所列的功能项。工程浏览器左侧是“工程目录显示区”，主要展示工程的各个组成部分。主要包括“系统”“变量”“站点”和“画面”四部分，这四部分的切换是通过工程浏览器最左侧的Tab页标签实现的。

图1.24 工程浏览器

工程浏览器的使用和Windows的资源管理器相类似。

（1）“系统”部分共有“Web”“文件”“数据库”“设备”“系统配置”和“SQL访问管理器”6大项：

1）“Web”为组态王For Internet功能画面发布工具。

2）“文件”主要包括“画面”“命令语言”“配方”和“非线性表”。其中命令语言又包括“应用程序命令语言”“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”。

3）“数据库”主要包括“结构变量”“数据词典”和“报警组”。

4）“设备”主要包括“串口1（COM1）”“串口2（COM2）”“dde设备”“板卡”“OPC服务器”和“网络站点”。

5）“系统配置”主要包括“设置开发系统”“报警配置”“历史数据记录”“网络配置”“操作人员配置”和“打印配置”。

6）“SQL访问管理器”主要包括“表格模板”和“记录体”。

（2）“变量”部分主要为变量管理，包括变量组。

（3）“站点”部分显示定义的远程站点的详细信息。

（4）“画面”部分用于对画面进行分组管理，创建和管理画面组。

（5）右侧是“目录显示区”，将显示每个工程组成部分详细内容，同时对工程提供必要的编辑修改功能。

2.工程浏览器的功能

组态王的开发功能——工程浏览器必须要具备许多的功能才能实现将工程元素集中管理，工程技术人员才能真正实现学得快、做得好。下面简要介绍工程浏览器的功能。

（1）工程菜单是工程浏览器的下拉式菜单，如图1.25所示，在此菜单栏中有如下内容：

1）启动工程管理器用来打开工程管理器。

2）导入用于将另一组组态王工程的画面和命令语言导入到当前工程中。

3）导出是将当前组态王工程的画面和命令语言导入到当前工程中。

4）退出是关闭工程浏览器。

（2）配置菜单是工程浏览器的下拉式菜单，如图1.26所示，在此菜单栏中有如下内容：

图1.25 组态王工程菜单

图1.26 组态王配置菜单

1）开发系统用于对开发系统外观进行设置。

2）运行系统用于对运行系统外观、定义运行系统同基准频率、设定运行系统启动时自动打开的主页面等。

3）报警配置用于将报警和事件信息输出到文件、数据库和打印机中的配置。

4）历史数据记录，此命令和历史数据的记录有关，是用于对历史数据记录文件保存路径和其他参数（如数据保存天数）进行配置，从而可以利用历史趋势曲线显示历史数据。也可进行分布式历史数据配置，使本机节点中的组态王能够访问远程计算机的历史数据。

5）网络配置用于配置组态王网络。

6）用户配置用于建立组态王操作人员、操作人员组以及安全区配置。

7）打印配置用于配置“画面”“实时报警”“报告”打印时的打印机。

8）设置串口用于配置串口通信参数及对Modem拨号的设置。

（3）查看菜单是下拉式菜单，如图1.27所示。

1）工具条用于显示/关闭工程浏览器的工具条，当工具条菜单左边出现“√”号时，显示工具条，当工具条菜单左边没有出现“√”号时，工具条消失。

2)状态条用于显示/关闭工程浏览器的状态条，当状态条菜单左边出现“√”号时，显示状态条，当状态条菜单左边没有出现“√”号时，状态条消失。

3)大图标用于将目录内容显示区中的内容以大图标显示。当“大图标”菜单左边出现“·”号时，显示大图标。

4)小图标用于将目录内容显示区中的内容以小图标显示。当“小图标”菜单左边出现“·”号时，显示小图标。

5)详细资料用于将目录内容显示区中各成员项所包含的全部详细内容显示出来。

(4)工具菜单是下拉式菜单，如图1.28所示。

图1.27 查看菜单

图1.28 工具菜单

1）查找数据库变量Ctrl+F用于查找指定数据库中变量，并且显示该变量的详细情况供操作人员选择。

2）变量使用报告用于统计组态王变量的使用情况，即变量所在的画面以及使用变量的图素在画面中的坐标位置和使用变量的命令语言的类型。

3）更新变量计数，数据库采用对变量引用就进行计数的办法来表明变量是否被引用。“变量引用计数”为0表明数据定义后没有被使用过。当删除、修改某些连接表达式，或删除画面，使变量引用技术变化时，数据库并不自动更新此计算值。操作人员需要使用更新变量计数命令来统计、更新变量使用情况。

4）删除未用变量，数据库维护大部分工作都是由系统自动完成的，设计者需要做的是在完成的最后阶段“删除未用变量”。在删除未用变量之前需要更新变量计数，目的是确定变量是否有动画连接或是否在命令语言中使用过，只有没有使用过（变量计数=0）的变量才可以删除。更新变量计数之前要求关闭所有画面。

5）替换变量名称用于将已有的旧变量用新的变量名来替换。

6）函数使用报告为操作人员准确提供了工程中函数的使用情况，该功能显示的函数包括组态王函数、控件的属性和方法，以及用户自定义函数。

7）工程加密，为了防止其他人员对工程进行修改，可以对所开发的工程进行加密。也可以对加密的工程进行取消工程密码保护的操作。

（5）帮助菜单是下拉式菜单，如图1.29所示。此菜单用于弹出信息框显示组态王的版本情况和组态王的帮助信息。

3.组态王的画面开发系统

组态王画面开发系统内嵌于组态王工程浏览器中，又称为界面开发系统，是应用程序的集成开发环境，设计者在这个环境里进行系统开发，界面开发系统决定工程浏览器，因此界面开发系统所需具备的功能也是必须要齐全的，也就是说组态王的开发环境要求比较高，必须能够适合组态王的画面开发，下面就简要介绍界面开发系统所必须具有的各项功能要求。