【文章內(nèi)容簡介】 據(jù)變量，即 蓄水池水位、池水溫度、池中壓力、池底壓力。其中蓄水池水位要設定兩個報警限，分別是上限和下限。 井供水監(jiān)測系統(tǒng)的控制要求 在自動控制時 如果蓄水池水位低于下限，則水泵工作，為蓄水池供水。 當蓄水池水位上升到上限，則水泵關(guān)閉，蓄水池水位得到下降。 蓄水池水位從上限到下限之前，水泵不會工作（除非改用手動方式）。 在手動控制時 通過人為的控制電動調(diào)節(jié)閥，可以使水泵在瞬間工作或者關(guān)閉，但是在出現(xiàn)蓄水池水位報警時，它仍然按照自動方式進行控制。 本工程的主要硬件組成 水泵 蓄水池中的水是靠水泵從水源抽水而來的。水泵采用 單相泵，正常使用電壓為 220V，電源電壓不得低于 10%，以免燒毀電機。 蓄水池 蓄水池是儲存水的容器。這里假定水池高 102cm，上限 100cm,下限 20cm。 液位變送器 為了監(jiān)測蓄水池中的水位，必須依靠一定的檢測設備對蓄水池水位進行檢測，液位變送器就完成了此項功能。 電動調(diào)節(jié)閥 通過電動調(diào)節(jié)閥的開關(guān)狀態(tài)，可以將水泵供水改為自動或者手動方式，實現(xiàn)了可以人為的改變系統(tǒng)的工作方式。 潛水泵 供水潛水泵可以將蓄水池中的水向用戶輸出。 當然，系統(tǒng)還需要其它的設備進行配合使用，如：管道、套筒、壓力變送器等。在它們之間 互相配合的工作，使得系統(tǒng)可以正確的運行。 變量的定義 在組態(tài)王運行時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，同時工程人員在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，數(shù)據(jù)詞典（數(shù)據(jù)庫）是聯(lián)系計算機和現(xiàn)場、上位機和下位機的橋梁。組態(tài)王的變量包括用戶定義變量和系統(tǒng)變量兩大類。變量定義在工程瀏覽器的數(shù)據(jù)詞典中運行，定義時要指定變量名和變量類型 [10]。 用戶定義的變量有內(nèi)存離散、內(nèi)存實型、內(nèi)存長整數(shù)、內(nèi)存字符串、 I/O 離散、 I/O 實型、 I/O 長整數(shù)、 I/O 字符串八種類型，這 8 種基本類型的變量是通過“變 量屬性”對話框定義的，同時在“變量屬性”對話框的屬性頁中設置它們的部分屬性。 系統(tǒng)變量包括報警窗口變量、歷史趨勢曲線變量、系統(tǒng)預設變量三種，其中報警窗口變量和歷史趨勢曲線變量分別是在畫面上繪制報警窗口和歷史趨勢曲線時自動定義的，設置它們的屬性是在畫面上的報警窗口或歷史趨勢曲線完成，報警組變量是在“報警組定義”對話框中定義的。時間變量是系統(tǒng)已定義過的，工程人員可以直接引用。 為了滿足工控軟件的需求，還必須設置變量的屬性?！白兞繉傩浴睂υ捒虻摹盎緦傩浴表撝械母黜椨脕矶x變量的基本特征，包括：變量名、變量的類型 、描述、變量靈敏度、變量的取值范圍，以及 I/O變量的連接設備信息等。 在井供水監(jiān)測系統(tǒng)工程中，需要采用變量來存放外部設備傳送進來的檢測信號，這些變量需要與外部設備進行數(shù)據(jù)交換，首先建立工程，然后進行設備配置，再建立相應的變量。 建立工程 在“組態(tài)王工程管理器”窗口中單擊“新建”按鈕，出現(xiàn)“新建工程向?qū)е弧贝翱?。單擊下一步“按鈕”，在出現(xiàn)的“新建工程向?qū)е贝翱谥休斎牍こ痰哪夸洠瑔螕簟跋乱徊健卑粹o，在出現(xiàn)的“新建工程向?qū)е贝翱谥休斎牍こ堂Q為“井供水監(jiān)測系統(tǒng)”，最后單擊“完成”按鈕并且在出現(xiàn)的“是否將 新建的工程設置為組態(tài)王當前工程”對話框中單擊“是”按鈕，完成了工程的建立，組態(tài)王在硬盤上建立了“井供水監(jiān)測系統(tǒng)”，以后所進行的組態(tài)工作的所有數(shù)據(jù)都將存儲在這個文件夾中。 配置設備 在組態(tài)王工程管理器中，根據(jù)已建立的“井供水監(jiān)測系統(tǒng)”工程，啟動組態(tài)王的“工程瀏覽器”，設置工程目錄顯示區(qū)中“設備”大綱項下面的“ COM2”成員名，然后在出現(xiàn)的窗口中輸入串行通信口 COM2的通信參數(shù)：波特率為 9600b/s，偶校驗， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位， RS232通信方式，然后單擊“確定”按鈕，完成了對 COM2的通信參數(shù)配置，保證 COM2同 PLC的通信能夠正常的運行。 由于工程是在模擬狀態(tài)下完成的，所以要用到仿真 PLC，組態(tài)王提供的仿真 PLC設備，可以模擬實際設備向程序提供數(shù)據(jù)，以供用戶調(diào)試。仿真 PLC提供五種類型的內(nèi)部寄存器變量 INCREA、 DECREA、 RADOM、 STATIC、 CommErr， INCREA、 DECREA、 RADOM、 STATIC寄存器變量的編號從 11000，變量的數(shù)據(jù)類型均為整型 (即 INT)。 然后在目錄顯示區(qū)中，雙擊“新建”圖標，在出現(xiàn)的“設備配置向?qū)А敝袉螕簟?PLC”“亞控” “仿真 PLC” “串 行”。然后，在下一個窗口中給這個設備取一個名字“ PLC”，為設備指定所連接的串口“ COM2”，同時還要為設備指定一個地址“ 1”，最后出現(xiàn)“信息總結(jié)”窗口，其中設置后的界面如圖 。檢查無誤后單擊“完成”按鈕，完成設備的配置。 圖 仿真設備配置圖 定義變量 要在組態(tài)王軟件中知道外部設備的狀態(tài)，以及能夠輸出控制信號，這就要建立相應的變量，以便組態(tài)王能夠與 PLC進行數(shù)據(jù)交換。 定義蓄水池水位變量 單擊“數(shù)據(jù)庫”大綱項下面的“數(shù)據(jù)詞典”成員名，然后在目錄內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，出現(xiàn)“變量定義” 窗口。在“基本屬性”頁中輸入變量名“蓄水池水位”，變量類型設置為“ I/O實數(shù)”，連接設備設置為“ PLC”，寄存器設置為“ INCREA102”，數(shù)據(jù)類型設置為“ SHORT”，讀寫屬性設置為“讀寫”，采集頻率設置為 1000ms，最大值和原始最大值設定為 102，其余值為默認值就可以，并且設置為“允許 DDE訪問”。 然后，單擊“報警定義”選項卡，設定高報警限為 90，低報警限為 10。在單擊“記錄和安全區(qū)”選項卡，單擊選中“數(shù)據(jù)變化記錄”單選按鈕，并設置變化靈敏為 ，也就是蓄水池每變化 記錄。最后單擊“確定”按鈕，完成了“蓄水池水位”的建立。 定義水池溫度變量 同樣在目錄內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，出現(xiàn)“變量定義”窗口。在“基本屬性”頁中輸入變量名“水池溫度”，變量類型設置為“ I/O 實數(shù)”，連接設備設置為“ PLC”，寄存器設置為“ INCREA33”，數(shù)據(jù)類型設置為“ SHORT”，讀寫屬性設置為“只讀”，采集頻率設置為 1000ms，最大值和原始最大值設定為 33，初始值為 15，其余值為默認值就可以，并且設置為“允許 DDE訪問”。 其余的設置均可設置為默認情況，另外兩個變量“池中壓力”和“池底 壓力”的設置與“池水溫度”相似，這里就不詳細的說明了。 (3) “開關(guān)”與“開關(guān) 1”變量的設置 為了使用戶可以方便靈活的控制運行系統(tǒng)，在這里設定這兩個變量來進行控制，在目錄內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，出現(xiàn)“變量定義”窗口。在“基本屬性”頁中輸入變量名“開關(guān)”，變量類型設置為“內(nèi)存離散”，初始值狀態(tài)為“關(guān)”；同樣的“開關(guān) 1”也是如此設置。 (4) “水流”變量的建立 為了在運行畫面中給用戶一個逼真的流水動畫，需要建立變量，在動畫連接時引用，來產(chǎn)生動態(tài)的效果，可設置為“內(nèi)存整形”，最大值設定為 10，其余的設置 為默認值。 畫面的設計與動畫連接 畫面制作 在工程瀏覽器的工程目錄區(qū)中單擊“文件”大綱下面的“畫面”成員名，然后在目錄顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，出現(xiàn)“新畫面”對話框。在“畫面名稱”旁邊的編輯框中輸入“供水系統(tǒng)流程圖”，具體的畫面如上面的圖 。 其余部分畫面的設計比較簡單，這里不作為本文的重點內(nèi)容講述。 動畫連接 動畫連接就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關(guān)系。在建立動畫連接后，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中變量的變化圖形對象可以按照動畫連接的要求進行變化。組態(tài)王的動畫連接具有以下 幾個特點： 特點一：一個圖形對象可以同時定義多個動畫連接，從而可以實現(xiàn)復雜的動畫功能。 特點二：建立動畫連接的過程非常簡單，不需要編寫任何程序即可完成。 特點三：動畫過程的引發(fā)不限于變量，也可以是由變量組成的連接方式。 特點四：為每一個有動畫連接的圖形對象設置了訪問權(quán)限，以增強系統(tǒng)安全性。 創(chuàng)建動畫制作連接的基本步驟如下： 步驟一：創(chuàng)建或者選擇連接對象（線、填充圖形、文本、按鈕或者符號）。 步驟二：雙擊圖形對象，彈出“動畫連接”對話框。 步驟三：選擇對象想要進行的連接。 步驟四：為連接定義輸入詳細資料。 當 用戶創(chuàng)建動畫制作連接時，在連接生效之前，使用的標記名必須在數(shù)據(jù)庫中定義。如果未被定義，當“確定”按鈕按下時，將要求用戶立刻定義它。 在已繪制出的畫面還不能真實的反映出系統(tǒng)運行時的情況，必須把各個圖素與數(shù)據(jù)庫中 的相應變量建立聯(lián)系，才能真正的使畫面生動，給用戶一個直觀的視覺。 各種按鈕的功能實現(xiàn) 雙擊按鈕，在“按下時”或者“彈起時”輸入命令語言：“開始”按鈕的命令語言為“ \\本站點 \開關(guān) =1?！?，“停止”按鈕的命令語言為“ \\本站點 \開關(guān) =0?！保皩崟r曲線”按鈕的命令語言為“ ShowPicture(實時趨勢 曲線 )；”，“報警”按鈕的命令語言為“ ShowPicture(報警和事件窗口 )?！?，“畫面說明”按鈕的命令語言為“ ShowPicture(供水系統(tǒng)流程圖 1)?！?，“退出”按鈕的命令語言為“ ClosePicture(供水系統(tǒng)流程圖)?！薄Ｍㄟ^這些命令語言的設計，在系統(tǒng)運行時，按鈕的功能就可以體現(xiàn)出來。 電動調(diào)節(jié)閥的動畫連接設計 雙擊“電動調(diào)節(jié)閥”，選擇變量名為“ \\本站點 \開關(guān) 1”，“關(guān)閉時顏色”選擇為紅色，“打開時顏色”選擇為綠色，完成了電動調(diào)節(jié)閥的畫面設計，在運行狀態(tài)下，通過電動調(diào)節(jié)閥就可以 完成“手動”控制水泵的工作狀態(tài)。 蓄水池的動畫顯示 蓄水池在運行時應該體現(xiàn)出“蓄水池水位”的變化情況，在其“動畫連接”屬性頁中選擇“縮放”功能，在“縮放連接”中設定表達式為“ \\本站點 \蓄水池水位”。 文本顯示的動畫設計 上面設計的“文本顯示”是為了展示給用戶一個數(shù)據(jù)實時變化的現(xiàn)場，在“文本顯示”的動畫連接對話框中利用“模擬值輸出”進行選擇變量。其中的一個連接如圖 。其余的文本動畫連接與此例相似，完成的“文本顯示”在運行時就可以將實時數(shù)據(jù)顯示在畫面中。 主畫面的設計雖然已經(jīng)設計完成，但是它還不能實現(xiàn) 系統(tǒng)的功能，這就需要命令語言來驅(qū)動應用程序。 圖 模擬值輸出連接圖 命令語言的編寫 組態(tài)王軟件能夠讓用戶定義命令語言來驅(qū)動應用程序。命令語言語法類似于 C語言。命令語言包括應用程序命令語言、熱鍵命令語言、事件命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、自定義函數(shù)命令語言和畫面命令語言等。命令語言具備完備的詞法、語法查錯功能和豐富的運算符、數(shù)學函數(shù)、字符串函數(shù)、控件函數(shù)、 SQL函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)。 應用程序的初始化 應用程序命令語言是在程序啟動時、程序關(guān)閉時或者在程序運行期間執(zhí)行的命令語言。如果選擇在程序運行期間 執(zhí)行命令語言，還可以指定程序運行的周期。它通常用于系統(tǒng)的初始化、系統(tǒng)退出時的處理以及常規(guī)程序的處理。選擇應用程序命令語言的執(zhí)行命令、關(guān)鍵字、函數(shù)、變量等，只需單擊相應的按鈕即可。 在本工程中，需要對蓄水池水位、池水溫度、池中壓力、池底壓力四個變量進行控制和監(jiān)測。由于本工程是模擬計算機工業(yè)現(xiàn)場，所以必須設置變量的初始值和運行變化值，具體要求如下： 如果水位低于下限，則水泵工作，蓄水池水位增高。 如果水位上升到上限，則水泵關(guān)閉。 水泵從上限下降到下限之前，水泵不工作。 壓力變量與水位成正比關(guān)系。 池水溫度變量有 一定的范圍限制，如池水溫度要大于 15 度而不大于 33度。 應用程序運行方法 畫面命令語言是在畫面顯示時執(zhí)行、隱含時執(zhí)行或在畫面存在期間時執(zhí)行的命令語言。在本案例工程中，要實現(xiàn)手動的控制實現(xiàn)水位的升降，必須將手動的控制變量（開關(guān) 1）與當前的蓄水池水位有機的結(jié)合在一起，實現(xiàn)蓄水池水位的正確運行： 手動工作開始時，在蓄水池水位沒有達到上限時，蓄水池水位上升，即水泵工作；當蓄水池水位達到上限時，系統(tǒng)設置手動控制變量（開關(guān) 1）為關(guān)閉狀態(tài)。 手動工作關(guān)閉時，在蓄水池水位沒有達到下限時，蓄水池水位下降，即水泵不工作；當蓄水 池水位達到下限時，系統(tǒng)設置手動控制變量（開關(guān) 1）為開啟狀態(tài)。 通過動畫連接和命令程序的編寫，已經(jīng)完成了主畫面的基本功能的實現(xiàn)，為了完善工程的功能，還要設計報警窗口和實時趨勢曲線。 報警窗口的設計 運行報警事件是控制軟件必不可少的功能，當變量是數(shù)值或數(shù)值變化異常時將產(chǎn)生報警，以便操作者采取必要的措施。組態(tài)王軟件能夠自動對“變量定義”有效的數(shù)據(jù)變量進行監(jiān)視，如果發(fā)生報警事件，就將這些事件存于內(nèi)存中的報警事件緩沖器中，其中，報警窗口的報警和報警事件都是取自報警緩沖區(qū)。 組態(tài)王中的報警和事件主要包括變量報警 事件、操作事件、用戶登陸事件和工作站事件。組態(tài)王系統(tǒng)“變量屬性”對話框中的“報警配置”選項卡進行變量報警條件的定義。報警定義后，如果在運行階段，變量的數(shù)值或變化情況滿足已定義的報警條件或從報警條件恢復正常應答時均可以產(chǎn)生報警事件（報警發(fā)生、報警恢復、報警應答）。同時對每一個變量的報警可以規(guī)定報警的優(yōu)先級和所在的報警組，分別用于描述報警的嚴重程度 和報警分類信息。報警信息可以在報警窗口中顯示。 在本工程中需要對“蓄水池水位”進行報警配置，在“通用屬性”頁面中將“報警窗口名”設置為“ alarm”，在“條件屬性”頁 面中將“報警服務器”設置為“本站點”，選中“報警信息資源站點”中的“本站點”多選框，并且將“報警組”設置為“ RootNode”，完成了工程的報警窗口設置。 當“蓄