【正文】 同時(shí)和國(guó)內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，他可以與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來實(shí)現(xiàn)與 “第三方 ”的軟、硬件系統(tǒng)來進(jìn)行整體的集成。 三維力控組態(tài)軟件結(jié)構(gòu)介紹 力控監(jiān)控組態(tài)軟件基本的程序及組件包括：工程管理器、人機(jī)界面 VIEW、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) DB、 I/O 驅(qū)動(dòng)程序、控制策略生成器以及各種數(shù)據(jù)服務(wù)及擴(kuò)展組件，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的核心，下圖 為組態(tài)軟件結(jié)構(gòu)圖： 圖 ForceControl 組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)圖 首先以力控組態(tài)軟件里的一個(gè)演示工程為例， 主要的各種組件說明見下： （ 1） 工程管理器（ Project Manager） 工程管理器用于工程管理包括用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復(fù)、選擇工程等。工程管理器還實(shí)現(xiàn)了力控常用工具軟件的集中管理。工程管理器窗口示意圖如下圖 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 工程管理器窗口 窗口自上而下依次為：菜單欄、工具欄、工程列表顯 示區(qū)、屬性頁標(biāo)簽四部分。其中屬性頁標(biāo)簽又有工程管理、工具列表、網(wǎng)絡(luò)中心三個(gè)切換項(xiàng)。這里不做介紹，用到時(shí)再給出。 由于菜單欄中的“文件”選項(xiàng)所包含的內(nèi)容與工具欄中基本一致，故只介紹工具欄所包含內(nèi)容： 新建：新建一個(gè)工程。 刪除：刪除已存在的工程。 運(yùn)行：對(duì)于已選中的工程應(yīng)用，點(diǎn)擊進(jìn)入運(yùn)行系統(tǒng)。 開發(fā)：對(duì)于已選中的工程應(yīng)用，點(diǎn)擊進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)。 搜索：查找已存在的工程應(yīng)用。 備份：將已選中的工程的數(shù)據(jù)文件壓縮成一個(gè)備份文件，擴(kuò)展名為 .pcz 恢復(fù)：與備份的功能相對(duì)應(yīng)，在任意 ForceControl 環(huán)境將備份的工程 壓縮文件解壓并恢復(fù)原始工程。 打包：制作安裝包。用于將當(dāng)前版本的 ForceControl 運(yùn)行系統(tǒng)及當(dāng)前工程制作成安裝程序，以便隨時(shí)安裝運(yùn)行系統(tǒng)及當(dāng)前工程。 退出：退出工程管理器。 在工程列表區(qū)中，可以看見已經(jīng)存在的工程、路徑及其說明，方便用戶管理。 （ 2） 開發(fā)系統(tǒng)（ Draw） 開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成環(huán)境，可以完成創(chuàng)建工程畫面、配置各種系統(tǒng)參數(shù)、腳本、動(dòng)畫、啟動(dòng)力控其他程序組件等功能 。 所謂的“組態(tài)”就是在這里完成的?？梢栽陂_發(fā)環(huán)境中完成監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、 I/O 設(shè)備的組態(tài)、動(dòng)畫的連接的定義及進(jìn)行如 DB、 IO、 HMI、 NET 等配置。 ForceControl 開發(fā)系統(tǒng)可以方便的生成各種復(fù)雜生動(dòng)的畫面，可以逼真的反映現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)及情況。 開發(fā)系統(tǒng)可分成幾個(gè)區(qū)域加以介紹。命令操作區(qū)，包括啟動(dòng) ForceControl、顯示風(fēng)格、圖庫(kù)、圖元鎖定，前 /后置、旋轉(zhuǎn)，鏡像等功能；工程窗口，包括 WEB 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 服務(wù)設(shè)置、組態(tài)窗口、變量、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、 I/O 設(shè)備組態(tài)、腳本動(dòng)作、組件等選項(xiàng)；屬性窗口，包含所建組態(tài)畫面的所有屬性顯示、動(dòng)畫設(shè)置、方法、分類等；工具箱 ，包含了所有繪畫組態(tài)的圖元、常用組件、控件。系統(tǒng)配置窗口，包括節(jié)點(diǎn)配置、數(shù)據(jù)源、系統(tǒng)配 置、報(bào)警配置等。開發(fā)系統(tǒng)窗口 如下圖 所示 。 圖 開發(fā)系統(tǒng)窗口 針對(duì)幾個(gè)在做系統(tǒng)開發(fā)時(shí)出現(xiàn)的重要概念，講解如下： 對(duì)象：一種可以認(rèn)為是被封裝的，具有屬性，方法和事件的特殊數(shù)據(jù)類型。在 ForceControl 中指組成系統(tǒng)的一些基本構(gòu)件，如：窗口、窗口中的圖形、定時(shí)器等，每一個(gè)對(duì)象作為獨(dú)立單元，都有各自的狀態(tài)，可以通過對(duì)象的屬性和方法來操作。 屬性、方法、事件：描述對(duì)象的數(shù)據(jù)稱屬性，對(duì)對(duì)象所做的操作稱為對(duì)象的方法，對(duì)象對(duì)某種消息產(chǎn)生的影響為事件，事件給用戶提供一個(gè)過程接口，可以在事件過程中編寫處理 代碼。每種圖形對(duì)象都有決定其外觀的各種屬性。如：線有線寬、線色、線風(fēng)格等屬性；填充體有邊線顏色、邊線線寬、填充顏色等屬性。開發(fā)系統(tǒng)提供了對(duì)圖形對(duì)象的屬性和方法進(jìn)行設(shè)置的操作。 對(duì)象的命名：對(duì)象的名稱是對(duì)象的唯一標(biāo)示，引用對(duì)象的屬性方法前，要對(duì)其進(jìn)行命名，只有這樣才能在引用對(duì)象時(shí)指明是對(duì)哪一個(gè)對(duì)象進(jìn)行的屬性和方法操作。 ForceControl，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)使得圖形具備真正的“對(duì)象”概念上的意義，用戶可以為每個(gè)圖形對(duì)象分配名稱，對(duì)象名稱可以修改，方法有兩種：第一，選擇對(duì)象在屬性設(shè)置中修改。第二，選擇對(duì)象鼠標(biāo) 右鍵修改。成功定義對(duì)象名稱后，系統(tǒng)將保留這個(gè)名稱直至刪除。 （ 3） 界面運(yùn)行系統(tǒng)（ View） 界面運(yùn)行系統(tǒng)用來運(yùn)行由開發(fā)系統(tǒng) Draw 創(chuàng)建的畫面、腳本、動(dòng)畫連接以及系統(tǒng)配置中“初始啟動(dòng)程序”項(xiàng)中設(shè)置的程序等工程，操作人員通過它來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。點(diǎn)擊 Draw 中命令操作區(qū)中的“運(yùn)行”圖標(biāo)即可進(jìn)入運(yùn)行系統(tǒng)。 下圖 為演示工程運(yùn)行界面 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 力控運(yùn)行界面 （ 4） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（ DB） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 ForceControl 軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理 、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理等；負(fù)責(zé)和 I/O 調(diào)度程序的通信，獲取控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，同時(shí)作為一個(gè)數(shù)據(jù)源服務(wù)器在本地給其他程序如界面系統(tǒng) VIEW 等提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)又是一個(gè)開放系統(tǒng)，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，也可以給其他數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)之間可以互相通信，并支持通信方式，如 TCP/IP、串口、無線等，并且運(yùn)行在其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第三方系統(tǒng)可以通過 OPC、 ODBC、 API/SDK 等接口方式訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) [10]。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以將組態(tài)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等以一定的組織形式存儲(chǔ)在介質(zhì)上。運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如 下 圖 所 示。 圖 運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （ 5） I/O 驅(qū)動(dòng)程序（ I/O Server） I/O 驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé) ForceControl 與設(shè)備的通信，它將 I/O 設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到 ForceControl 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，最后界面運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)在畫面上動(dòng)態(tài)顯示。 ForceControl 可以與多種類型設(shè)備進(jìn)行通信，對(duì)于采用不同協(xié)議通信的 I/O設(shè)備， ForceControl 提供相應(yīng)的 I/O 驅(qū)動(dòng)，用戶不需關(guān)心設(shè)備的具體通信協(xié)議既可以通過 I/O 驅(qū)動(dòng)程序來完成與設(shè)備的通訊。 ForceControl 與 I/O 設(shè)備之間一般通過以下幾種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：串行通訊方式 (RS232/422/485，支持Modem、電臺(tái)遠(yuǎn)程通信 )、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) (支持 TCP/IP、 UDP/IP 協(xié)議 )方式、OPC、 DDE、網(wǎng)橋方式等。 I/O 管理器（ IoManager）是配置 I/O 驅(qū)動(dòng)的工具， IoManager 可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用的 I/O 設(shè)備選擇相應(yīng)的 I/O 驅(qū)動(dòng)，完成邏輯 I/O 設(shè)備的定義、參數(shù)設(shè)置，對(duì)物理 I/O 設(shè)備進(jìn)行測(cè)試等。 IoManager 如 下圖 所 示。 圖 IoManager I/O 監(jiān)控器（ IoMonitor）是監(jiān)控 I/O 驅(qū) 動(dòng)程序運(yùn)行的工具。 IoMonitor 可以完成對(duì) I/O 驅(qū)動(dòng)程序的啟?？刂?，查看驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程狀態(tài)、瀏覽驅(qū)動(dòng)程序通信報(bào)文等功能。 IoMonitor 如 下圖 所 示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 IoMonitor （ 6） 網(wǎng)絡(luò)通信程序（ Net Client/Net Server） 網(wǎng)絡(luò)通信程序采用 TCP/IP 通信協(xié)議，可利用 Intra/Inter 實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上力控之間的數(shù)據(jù)通信，可以實(shí)現(xiàn)力控軟件的高效率通信。 （ 7） 遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序（ Comm Server） 該通信程序支持串口、電臺(tái)、撥號(hào)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等多種 通信方式，通過力控在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通信，使用 RS232C 接口，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一（ 1:1 方式）的通信 。如果使用 RS485 總線，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)（ 1： N 方式）的通信，同時(shí)也可以通過電臺(tái)、 MODEM、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行通信。 （ 8） Web 服務(wù)器程序（ Web Server） Web 服務(wù)器程序可為處在世界各地的遠(yuǎn)程用戶實(shí)現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程。 （ 9） 控制策略生成器（ Strategy Builder） 控制策略生成器是面向控制的新一代軟邏輯自動(dòng)化控制軟件，采用符合IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方式，提供包括：變量、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點(diǎn)處理等在內(nèi)的十幾類基本運(yùn)算塊，內(nèi)置常規(guī) PID、比例控制、 開關(guān)控制、諧波控制等豐富的控制算法。同時(shí)提供開放的算法接口，可以嵌入用戶自己的控制程序。 控制策略生成器與力控的其他程序組件可以無縫連接。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng) 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的概述 能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在過去的 200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大的推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展。但是人類在 使用化石燃料的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞。近年來，世界各國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類的重要性，更認(rèn)識(shí)到常規(guī)能源利用過程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。各國(guó)紛紛開始根據(jù)國(guó)情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和 太陽能資源 的互補(bǔ)性，具有較高性價(jià)比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展歷程 最初的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，就是將風(fēng)力機(jī)和光伏組件進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，因?yàn)槿狈υ敿?xì)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，同時(shí)系統(tǒng)只用于保證率低的用戶，導(dǎo)致使用壽命不長(zhǎng)。 近幾年隨著風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，保證率和經(jīng)濟(jì)性要求的提高，國(guó)外相繼開發(fā)出一些模擬風(fēng)力、光伏及其互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)性能的大型工具軟件包。通過模擬不同系統(tǒng)配置的性能和供電成本可以得出最佳的系統(tǒng)配置。其中colorado state university 和 national renewable energy laboratory 合作開發(fā)了 hybrid2 應(yīng)用軟件。 hybrid2 本身是一個(gè)很出色的軟件，它對(duì)一個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)進(jìn)行非常精確的模擬運(yùn)行，根據(jù)輸入的互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、負(fù)載特性以及安裝地點(diǎn)的風(fēng)速、太陽輻射數(shù)據(jù)獲得一年 8760 小時(shí)的模擬運(yùn)行結(jié)果。但是hybrid2 只是一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真軟件，本身不具備優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能，并且價(jià)格昂貴，需要的專