【文章內(nèi)容簡介】 一．組態(tài)軟件的功能組態(tài)軟件的使用者是自動化工程設(shè)計(jì)人員。組態(tài)軟件使用者主要以圖形組態(tài)的方式生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)，不需要用戶修改軟件的源代碼程序。組態(tài)軟件有下列功能：1．生成圖形畫面。組態(tài)軟件的畫面由各種圖形對象組成，自動化工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員在組態(tài)時(shí)很容易生成各種圖形對象，把被控對象(如反應(yīng)罐、溫度計(jì)、鍋爐、趨勢曲線、報(bào)表等)形象地畫出來。只需在圖形對象的屬性對話框中選擇各種屬性，設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)連接實(shí)現(xiàn)被控對象的屬性與I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的邏輯連接。例如，用一個矩形填充體模擬現(xiàn)場容器的液位，在組態(tài)這個矩形的填充屬性時(shí)，指定代表液位的變量名稱、液位的上下限及對應(yīng)的填充高度，就可以完成液位的圖形組態(tài)。這個組態(tài)過程通常叫做動畫連接。2．現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)交換。通過組態(tài)使來自現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來。用組態(tài)軟件生成的應(yīng)用系統(tǒng)投入運(yùn)行后，與被控對象相連的I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，會使畫面上對應(yīng)的圖形對象的屬性發(fā)生變化。3．現(xiàn)場設(shè)備的控制與參數(shù)調(diào)整。可以按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)發(fā)送給I/O設(shè)備，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。4．報(bào)警信號的處理與記錄 發(fā)生報(bào)警時(shí)及時(shí)將報(bào)警信息以聲音、圖像的方式通知給操作人員，并記錄報(bào)警信息，以備以后檢索。5．存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。6．各類報(bào)表的生成和打印輸出。7．具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。通信及第三方程序接口組件是開放系統(tǒng)的標(biāo)志，是組態(tài)軟件與第三方程序交互及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問的重要手段之一。二．組態(tài)軟件的系統(tǒng)組成組態(tài)軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)通?？梢試@人機(jī)界面系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等四大部分進(jìn)行。1．人機(jī)界面系統(tǒng)。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動態(tài)屬性設(shè)置兩個過程。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)，利用組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素線、填充形狀、文本及設(shè)備圖庫，在組態(tài)環(huán)境中“組合”工程的模擬靜態(tài)畫面。靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)在系統(tǒng)運(yùn)行后保持不變。動態(tài)屬性設(shè)置則完成圖形的動畫屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。2． 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。工控組態(tài)軟件的核心部件，是數(shù)據(jù)處理中心及構(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)運(yùn)算與處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各個部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制以減少通信信道的傳輸錯誤，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。3．通信系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件系統(tǒng)，組態(tài)軟件在運(yùn)行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的I/O設(shè)備驅(qū)動程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中各個部分，完成整個系統(tǒng)的通信過程。組態(tài)軟件與I/O設(shè)備之間通常通過:串行通信方式 (支持Modem遠(yuǎn)程通信)、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、適配器方式、DDE方式、OPC方式、ODBC方式等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4．控制系統(tǒng)?？刂乒δ苤饕憩F(xiàn)在彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備(如PLC,DCS,智能儀表或PCbased設(shè)備)控制能力的不足,擴(kuò)大PCbased設(shè)備在控制系統(tǒng)中所占比例方面。工控組態(tài)軟件引入“策略”的概念來描述組態(tài)軟件的控制功能。策略相當(dāng)于高級計(jì)算機(jī)語言中的函數(shù)，是經(jīng)過編譯后可執(zhí)行的功能實(shí)體。 組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境 WinCC Flexible系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)“WinCC Flexible”是運(yùn)行于Windows XP Professional SP2, Windows XP Professional SP3版本西門子公司設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件，采用模塊化設(shè)計(jì)，可用在多種HMI設(shè)備上，擁有世界多國語言支持，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 WinCC flexible的組件WinCC flexible工程系統(tǒng)。WinCC flexible工程系統(tǒng)是用于處理所有基本組態(tài)任務(wù)的軟件。 WinCC flexible版本決定了在SIMATIC HMI系列中可以組態(tài)哪些HMI設(shè)備。WinCC flexible運(yùn)行系統(tǒng)。WinCC flexible運(yùn)行系統(tǒng)是用于過程可視化的軟件。 在運(yùn)行系統(tǒng)中，您可以在過程模式下執(zhí)行項(xiàng)目。WinCC flexible選件。WinCC flexible選件可以擴(kuò)展WinCC flexible的標(biāo)準(zhǔn)功能。 每個選件需要一個單獨(dú)的許可證。 WinCC flexible的工程系統(tǒng) WinCC flexible是用于所有組態(tài)任務(wù)的工程系統(tǒng)。 WinCC flexible采用模塊化的設(shè)計(jì)。 隨著版本的逐步升高，所支持的設(shè)備范圍以及WinCC flexible的功能都得到了擴(kuò)展。WinCC flexible包括了性能從Micro Panel到簡單的PC可視化的一系列產(chǎn)品。 因此，WinCC flexible的功能性可以與ProTool系列的產(chǎn)品和TP Designer相媲美。 WinCC flexible Runtime 在運(yùn)行時(shí)，操作員可以監(jiān)控過程。 具體說，涉及到下列任務(wù)：1． 與自動化系統(tǒng)之間的通訊。2． 圖像在屏幕上的可視化3． 過程操作，例如，通過設(shè)置設(shè)定值或打開和關(guān)閉閥門。4． 當(dāng)前運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)的歸檔，例如過程值和報(bào)警事件 WinCC flexible的自動化概念 WinCC flexible 可以控制 單臺、多臺和具有集中功能的HMI系統(tǒng) 西門子WinCC flexible自動化概念圖WinCC flexible全自動化解決方案不僅涉及 HMI 系統(tǒng)（例如 WinCC flexible），還涉及附加的組件，例如 PLC、過程總線和外圍設(shè)備。WinCC flexible提供了與SIMATIC產(chǎn)品系列和SIMOTION產(chǎn)品系列非常成熟的集成功能。1． 組態(tài)和編程的一致性2． 數(shù)據(jù)保持的一致性3． 通訊的一致性 WinCC系統(tǒng)構(gòu)成1． 變量管理器2． 圖形編輯器3． 報(bào)警記錄4． 變量歸檔5． 報(bào)表編輯器6． 全局腳本7． 文本庫8． 用戶管理器9． 交叉引用表 車輛通過監(jiān)控仿真一．創(chuàng)建項(xiàng)目用于組態(tài)用戶界面的基礎(chǔ)就是項(xiàng)目。在項(xiàng)目中創(chuàng)建并組態(tài)操作及監(jiān)控車道控制機(jī)系統(tǒng)所必需的所有對象l 畫面，用來描述并操作車道控制機(jī)系統(tǒng)。l 變量，用來在 HMI 設(shè)備和車道控制機(jī)系統(tǒng)之間傳送數(shù)據(jù)。l 報(bào)警，用來指示 HMI 設(shè)備上車道控制機(jī)系統(tǒng)的操作狀態(tài)。創(chuàng)建項(xiàng)目步驟：打開WinCC flexible軟件，起始畫面出現(xiàn)項(xiàng)目向?qū)Чぞ呖驁D。單擊“使用項(xiàng)目向?qū)?chuàng)建一個新項(xiàng)目”按鈕，彈出“選擇項(xiàng)目類型選項(xiàng)”。單擊“小型項(xiàng)目”按鈕，進(jìn)入“設(shè)備選擇”對話框。選擇 HMI 設(shè)備和 PLC。單擊“下一步”以應(yīng)用“畫面模板”頁面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。單擊“下一步”以應(yīng)用“庫”頁面上提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。然后輸入有關(guān)項(xiàng)目的信息單擊“完成”按鈕，確認(rèn)新建的工程，完成新建工程的操作。 新建項(xiàng)目向?qū)?選擇項(xiàng)目類型向?qū)?設(shè)備選擇向?qū)?項(xiàng)目向?qū)л斎腠?xiàng)目有關(guān)信息圖二．創(chuàng)建用戶定義的變量 在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中點(diǎn)擊“通訊變量添加變量”圖標(biāo)，右側(cè)的內(nèi)容顯示區(qū)會顯示當(dāng)前工程中定義的變量。雙擊內(nèi)容顯示區(qū)最下面的“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”。 可以用鼠標(biāo)單擊選項(xiàng)卡頂部的屬性標(biāo)簽，選中某一選項(xiàng)卡，定義相應(yīng)的屬性。需要使用下列對象來組態(tài)填充量顯示：l 儲存填充量的變量l 以數(shù)字形式顯示填充量的輸出域l 以圖形方式顯示填充量的棒圖l 用于設(shè)定標(biāo)簽的文本域 定義變量窗口一 變量定義窗口二名稱數(shù)據(jù)類型地址報(bào)警燈bool內(nèi)部變量棚燈bool內(nèi)部變量霧燈bool內(nèi)部變量信號燈bool內(nèi)部變量外設(shè)欄桿bool內(nèi)部變量外設(shè)攝像bool內(nèi)部變量攝像機(jī)bool內(nèi)部變量外設(shè)電機(jī)bool內(nèi)部變量稱重模塊int內(nèi)部變量攝像機(jī)int內(nèi)部變量電動機(jī)int內(nèi)部變量車輛統(tǒng)計(jì)int內(nèi)部變量應(yīng)繳費(fèi)用int內(nèi)部變量欄桿落int內(nèi)部變量費(fèi)額顯示屏int內(nèi)部變量大車過int內(nèi)部變量外設(shè)稱重int內(nèi)部變量小車過int內(nèi)部變量中車過int內(nèi)部變量收費(fèi)統(tǒng)計(jì)int內(nèi)部變量 觸摸屏的變量表 組態(tài)畫面的變量表三． 車輛經(jīng)過畫面組態(tài)設(shè)計(jì)通過用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)車道控制機(jī)的純軟件仿真監(jiān)控系統(tǒng)，介紹用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)被控對象的仿真方法，利用組態(tài)軟件的命令語言編寫用戶程序的方法。所謂的純軟件仿真，是指不用硬件(PLC)和PLC的用戶程序?qū)崿F(xiàn)對虛擬車道的控制，而是用組態(tài)軟件的命令語言編寫的用戶程序來實(shí)現(xiàn)對虛擬車道的控制。 車輛通過流程圖在初始化程序中，對車道控制機(jī)的外部設(shè)備的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。有車輛檢測器傳來的信號時(shí)車道控制機(jī)開始工作。欄桿默認(rèn)處于落下位置，小車駛?cè)胲嚨朗召M(fèi)站內(nèi)停下。接收車型判斷，收費(fèi)判斷。信號燈此時(shí)處于紅燈狀態(tài)。小車完成收費(fèi)，欄桿抬起，信號燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，車輛通過收費(fèi)站。一次收費(fèi)完成。在此狀態(tài)中，操作員可手動控制棚燈、霧燈及報(bào)警燈的開閉。 1．初始化設(shè)計(jì)在定義各設(shè)備起始值時(shí)，即按照系統(tǒng)默認(rèn)值設(shè)定。初始化組態(tài)畫面時(shí)，首先將組態(tài)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)勾畫好。根據(jù)組態(tài)軟件項(xiàng)目向?qū)У妮o助。在組態(tài)畫面中，首先設(shè)置起始畫面。起始畫面為整個系統(tǒng)的開始，每次打開系統(tǒng)將出現(xiàn)該畫面。因此為提供一個友好的界面，本設(shè)計(jì)將起始畫面設(shè)定為不提供具體控制功能的歡迎畫面。從起始畫面可切換到所有其他畫面，并且每個分畫面都可以一步返回起始畫面。 組態(tài)畫面結(jié)構(gòu)樹形圖 起始?xì)g迎畫面（Start Screen）2． 組態(tài)畫面靜態(tài)、動態(tài)設(shè)計(jì) 在起始畫面下，分兩個部分。運(yùn)行演示組畫面和系統(tǒng)組畫面。運(yùn)行演示畫面主要為系統(tǒng)綜合組態(tài)畫面。包括車道控制機(jī)系統(tǒng)的所有內(nèi)部外部設(shè)備的演示和虛擬運(yùn)行畫面。運(yùn)行畫面可以顯示現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。系統(tǒng)由上位控制和下位控制兩種運(yùn)行方式，有控制面板上的選擇開關(guān)設(shè)置。當(dāng)運(yùn)行方式為上位控制時(shí)，可以通過畫面中的按鈕啟動和停止設(shè)備運(yùn)行。在車輛通過畫面組態(tài)設(shè)計(jì)中，演示了汽車進(jìn)站前，欄桿落下。汽車進(jìn)站，繳費(fèi)完畢后欄桿抬起，車輛通過的動畫。靜態(tài)的設(shè)備包括電動機(jī)，攝像機(jī)，報(bào)警燈，以及排隊(duì)等待車輛。組態(tài)畫面動態(tài)設(shè)計(jì)方法：首先從庫中找出汽車圖形，將汽車圖形的屬性中動畫水平移動啟動打鉤，將其水平移動動畫激活。同時(shí)設(shè)置其變量，新建變量_1為關(guān)聯(lián)變量。變量一默認(rèn)為int類型變量。在此基礎(chǔ)上，選擇非默認(rèn)系統(tǒng)按鈕，將其設(shè)置為控制汽車通過按鈕，打開其屬性窗口。設(shè)置該按鈕事