【導讀】的基本理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析、解決實際問題的能力，完成基本工程訓練和初步培養(yǎng)從事科學研究能力的重要環(huán)節(jié)。主地完成設計工作。通過畢業(yè)設計，應能使學生受到綜合運用所學知。1．了解PLC的工作原理及發(fā)展狀況；2．了解西門子公司SIMATICS7-200系列PLC的硬件結構；S7-200系列可編程控制器的指令系統(tǒng)；制器，用“組態(tài)王”軟件繪制操作界面，實現(xiàn)上下位機的監(jiān)控。1．按實際的I/O點數(shù)進行地址分配，并畫出硬件線路圖。場各設備能進行手動及自動控制，并能通過實驗裝置進行現(xiàn)場模擬。自2021年3月28日起，至2021年6月25日止。原理并簡要介紹了其在除灰、除渣系統(tǒng)中的應用。工業(yè)控制組態(tài)軟件產(chǎn)生的背景、市場主要產(chǎn)品、未來發(fā)展趨勢。以北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)推出的組態(tài)王系。通過氣力除灰系統(tǒng)、鍋爐除渣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，把組態(tài)王強大的監(jiān)控和顯示

　　

【正文】 紹 組態(tài)王是一個具有易用性、開放性和集成能力的通用 組態(tài)軟件 。應用組態(tài)王可 以使工程師把主要精力放在控制對象上，而不是形形色色的通訊協(xié)議、復雜的圖形處理、枯燥的數(shù)字統(tǒng)計。只需要進行填表式操作，即可生成適合于你的 “ 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ” 。它可以在整個生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部將各種系統(tǒng)和應用集成在一起，實現(xiàn) “ 廠際自動化 ” 的最終目標。 3． 3． 2 組態(tài)王軟件的組成和特點 “ 組態(tài)王 ” 軟件包由 工程瀏覽器（ TouchExplorer） 、 工程管理器（ ProjManager） 和 畫面運行系統(tǒng)（ TouchVew） 三部分組成。在工程瀏覽器中您可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫的構造、定義外部設備等 工作；工程管理器內(nèi)嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫面的開發(fā)和運行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAK和工程運行系統(tǒng) TOUCHVEW 來完成的。 TOUCHMAK 是應用工程的開發(fā)環(huán)境。您需要在這個環(huán)境中完成畫面設計、動畫連接等工作。 TOUCHMAK 具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫提 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 23 頁 供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對象的特性；對變量報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡潔的操作方法。 PROJMANAGER 是應用程序的管理系統(tǒng)。 PROJMANAGER 具有很強的管理功能，可 用于新工程的創(chuàng)建及刪除，并能對已有工程進行搜索、備份及有效恢復，實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導入和導出。 TOUCHVEW 是 “ 組態(tài)王 ” 軟件的實時運行環(huán)境，在應用工程的開發(fā)環(huán)境中建立的圖形畫面只有在 TOUCHVEW 中才能運行。 TOUCHVEW 從控制設備中采集數(shù)據(jù)，并存在于實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責把數(shù)據(jù)的變化已動畫的方式形象地表示出來，同時可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。 組態(tài)王的特點： (1)強大的圖形編輯功能。 組態(tài)王 運行于中 文 Windows 環(huán)境下，它提供了包括 橢圓，扇形在內(nèi)的多種圖素，并配備調(diào)色板，多種線形和填充物。還有按鈕、報警、趨勢曲線等特殊圖素。可利用鼠標鍵盤隨心所欲地繪制各種工業(yè)應用畫面，對圖素可任意拖動縮放復制修改刪除等。 (2)豐富的動畫連接。 組態(tài)王提供了二十一種動畫連接方式，多種數(shù)值（模擬、離散、字符串）輸入輸出連接，用戶自定義操作。同一圖素可以有多個連接，以滿足工業(yè)上千變?nèi)f化的動畫顯示需要。 (3)實時數(shù)據(jù)庫。 它以實時數(shù)據(jù)庫為核心，提 供了十種數(shù)據(jù)類型：模擬型離散型字符串型等，數(shù)據(jù)點數(shù)可達 10000 點，其中 DDE 模 擬變量具有多達 24 個域，較好地 刻劃了變量屬性。 (4)易學易用。 組態(tài)王提供了一種類似 C語言的命令語言，使用戶可以根據(jù)自己的特殊需要編寫一段程序（即命令語言連接和應用程序命令語言），在運行時 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 24 頁 定時或不定時地執(zhí)行。 (5)較高的開放性。 組態(tài)王遵循 Windows 下標準動態(tài)數(shù)據(jù)交換（ DDE）協(xié)議，借助于 DDE與其他軟件聯(lián)合工作，數(shù)據(jù)傳輸速度快。 先進的記錄及報表功能。 采用數(shù)據(jù)壓縮方式記錄歷史數(shù)據(jù)，大大節(jié)約存儲空間。且與 EXCEL 連接，可以很方便地進行報表輸出。 (6)網(wǎng)絡功能。 組態(tài)王可運行在基于 EtherNET 網(wǎng) 絡結構和 TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié) 議的網(wǎng)上?？蓪?現(xiàn)上下位機以及更高層次的廠級連網(wǎng) 。 4 組態(tài) 王軟件 在 除灰 ， 除灰 系統(tǒng)中 的 實現(xiàn) 本章主要介紹 組態(tài)王軟件在 除灰 除渣 系統(tǒng) 實現(xiàn) 中的使用，并介紹組態(tài)王和 PLC的連接，完成對系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。 4． 1 創(chuàng)建新工程 組態(tài)王工程管理器的新建 菜單命令 可以 為 系統(tǒng)創(chuàng) 建一個組態(tài)王工程，但此處新建的工程，在實際上并未真正創(chuàng)建工程，只是在用戶給定的工程路徑下設置了工程信息，當用戶將此工程作為當前工程，并且切換到組態(tài)王 的 開發(fā)環(huán)境時才真正創(chuàng)建工程。組態(tài)王 中 提供 了 創(chuàng)建工程向?qū)?， 利用 此向?qū)?chuàng)建工程，使用戶操作更方便、簡單 。 在工程管理器中選擇菜單 “ 文件 /新建工程 ” ，或者點擊工具欄的“ 新建 ” 按鈕，出現(xiàn) “ 新建工程向?qū)е?” 對話框，如下圖 ： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 25 頁 圖 新建工程向?qū)? 點擊下一步后，通過點擊“瀏覽”選擇工程存放的路徑，將此工程存放在 F:\組態(tài)存檔。 如下圖： 圖 選擇工程路徑 進入新建工程向?qū)е?，在工程名稱下輸入新建工程的名稱，在工程描述中輸入對工程的簡要描述。 如下圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 26 頁 圖 工程描述 點擊“完成”初步完成工程的新建。接著會彈出如圖 10 對話框提醒用戶是否將新建的工程設為當前工程。 圖 當前工程 選擇 點擊“是”將剛新建的 工業(yè)鍋爐氣力 除灰 工程設置為當前工程。最后，雙擊組態(tài)王工程管理器中新建工程的目錄，進入 組態(tài)王 的 開發(fā)環(huán)境 。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 27 頁 圖 工程列表 4． 2 I/O 設備配置 租態(tài)王軟件 支持的 I/O 設備包括：可編程控制器 (PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表等等。組態(tài)王與 I/O 設備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式： 串行通信方式、板卡方式、網(wǎng)絡模塊、人機接口卡方式、 DDE 方式。 其中，串行通信方式 是組態(tài)王與 I/O設備之間最常用的一種數(shù)據(jù)交換方式。串行通訊方式使用 “ 組態(tài)王計算機 ” 的串口， I/O 設備通過 RS232 串行通訊電纜連接到 “ 組態(tài)王計算機 ” 的串口。 組態(tài)王軟件通過 PC/PPI 電纜和PPI 協(xié)議 可以實現(xiàn)與現(xiàn)場的 I/O 設備進行直接通信。本設計以 西門子 S7—200 系列 PLC 來進行 I/O 設備配置。 首先打開工程瀏覽器，在界面的左半邊找到并選中設備欄中的 COM1。如 下圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 28 頁 圖 設備連接接口 雙擊右欄的新建圖標，出現(xiàn)設備配置向?qū)?— 生產(chǎn)廠家、設備名稱和通信方式的用戶對話框 。如下圖： 圖 設備配置向?qū)? 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 29 頁 打開該對話框后， 在選擇生產(chǎn)廠家、設備名稱和通信方式的窗口中依次展開 PLC、西門子、 S7— 200 系列，并選擇 PPI，點擊下一步，彈出“設備配置向?qū)?—— 邏輯名稱”窗口。 點擊下一步，彈出“設備配置向?qū)?—— 邏輯名稱”窗口。 如下圖： 圖 設置名稱 在“請給要安裝的設備指定唯一邏輯名稱”對話框下，輸入設備邏輯名稱，原則上要形象、具體。繼續(xù)點擊“下一步”，彈出選擇串口號窗口。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 30 頁 圖 選擇串口 上圖 為串行設備選擇串行窗口，本系統(tǒng)選擇 COM1，點擊下一步，進入設備地址設置指南用戶對話窗口。 如下圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 31 頁 圖 設備地址設置 在對話框中指定設備地址 2，點擊下一步，打開通信參數(shù)對話窗口。 圖 參數(shù)對話框 在對話框中分別輸入嘗試恢復間隔時間和最長恢復時間，并點擊下一步 。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 32 頁 圖 信息框 在信息總結窗口中可以看到剛 剛 設置的設備的全部信息， I/O 設備配置成功后，在工程瀏覽器的項目內(nèi)容顯示區(qū)將列出 I/O 設備名稱和圖標。在系統(tǒng)運行的過程中，組態(tài)王 在系統(tǒng)中 內(nèi)嵌的設備管理程序 ， 負責與 I/O設備的實時數(shù)據(jù)交換。已配置的 I/O 設備在工程瀏覽器的設備節(jié)點中分類列出， 我們 可以隨時查詢和修改。 4． 3 系統(tǒng)安全管理 在 “ 組態(tài)王 ” 系統(tǒng)中，可以對畫面上的圖形對象設置訪問權限，同時給操作 人員 分配訪問優(yōu)先級和安全 區(qū)，當操作者的優(yōu)先級小于對象的訪問優(yōu)先級或不在對象的訪問安全區(qū)內(nèi)時，該對象為不可訪問，即要訪問一個有優(yōu)先級設置的對象，要求 首 先具有訪問優(yōu)先級，而且操作者的操作安全區(qū) 必 須在對象的安全區(qū)內(nèi)時，方能訪問。 與訪問權限有關的系統(tǒng)變量有兩個： “ 用戶名 ” 和 “ 訪問權限 ” 。 “ 用戶名 ” 是內(nèi)存字符串型變量，在程序運行時記錄當前用戶的名字。若沒有用戶登錄或用戶已退出登錄， “ 用戶名 ” 為 “ 無 ” 。 “ 訪問權限 ” 是內(nèi)存模擬型變量，在程序運行時記錄著當前用戶的訪問優(yōu)先級。 系統(tǒng)函數(shù) Logon 用來登錄用戶， Logoff 退出登錄， Edit Users 供優(yōu)先級不小于 900 的操作者配置用戶。函數(shù) Log Operate String 可以用于記錄操作員的操作信息。 組態(tài)王中可根據(jù)工程管理的需要將用戶分成若干個組來管理，即用戶組。 在 工程瀏覽器目錄顯示區(qū)中，用鼠標雙擊大綱項系統(tǒng)配置下的用戶配置，或從工程瀏覽器的頂部按鈕組中單擊 “ 用戶 ” ，彈出 “ 用戶和安全區(qū)管理器 ” 對話框，如下圖 ： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 33 頁 圖 用戶配置 圖 用戶和安全配置 單擊 “ 新建 ” 按鈕，彈出 “ 新建 ” 對話框 。 選中 “ 用戶組 ” 按鈕 ， 用戶組下面可以包含多個用戶，在對話框中的“ 用戶組名 ” 中填入所要配 置的當前用戶組的名稱，如 “第一組” ；在 “ 用戶組注釋 ” 中填入對當前用戶組的注釋，在右側的 “ 安全區(qū) ” 列表框中選擇當前用戶組下 面 所有用戶的公共安全區(qū)，配置完成后，按 “ 確定 ” 返回 。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 34 頁 在“ 登錄超時 ” 中輸入登錄超時時間，即用戶登錄后，使用權限的時間，當?shù)竭_規(guī)定的時間時，系統(tǒng)權限自動變?yōu)?“ 無 ” ，如果登錄超時的值為 0，則登錄后沒有登錄超時的限制 。 對于單獨的不需要加入到任何一個用戶組的用戶，可以定義為 “ 獨立用戶 ” 。 單擊 “ 新建 ” 按鈕，彈出獨立用戶配置的 “ 新建 ” 對話框 。 在本次設計中我們設立獨立用戶。 “ 用戶名 ” 為楊琛 ， “ 用戶注釋 ” 為系統(tǒng)管理員， “登陸超時”設置為無限制，“ 優(yōu)先級 ” 選擇軟件默認值 999，“ 安全區(qū) ” 選擇 A,B,C,D 四個區(qū)。 如下圖 ： 圖 用戶定義 當用戶登錄成功后，對于動畫連接命令語言 ，只有當?shù)卿浻?戶的操作優(yōu)先級不小于該圖規(guī)定的操作優(yōu)先級，并且安全區(qū)在該圖 規(guī)定的安全區(qū)內(nèi)時，方可訪問該對象或執(zhí)行命令語言。 命令語言執(zhí)行時與其中連接的變量的安全區(qū)沒有關系，命令語言會正常執(zhí)行，但是如果命令語言中的變量的安全區(qū)不滿足條件時，變量的數(shù)值將不被修改 。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 35 頁 在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中雙擊畫面上的某個對象，如 多邊形 ，彈出 “ 動畫連接 ” 對話框，如下圖 ： 圖 優(yōu)先級設置 選擇具有數(shù)據(jù)安全動畫連接中的一項，如命令語言連接。則 “ 優(yōu)先級 ”和 “ 安全區(qū) ” 選項變?yōu)橛行В?“ 優(yōu)先級 ” 中輸入訪問的優(yōu)先級級別；單擊 “ 安全區(qū) ” 后的 “ ...” 按鈕選擇安全區(qū) 。 如圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 36 頁 圖 選擇安全區(qū) 設置安全區(qū)的方法為：單擊左側 “ 可選擇的安全區(qū) ” 列表框中的安全區(qū)名稱，然后單擊 “ ” 按鈕，即可將 這個 安全區(qū)名稱加入右側的 “ 已選擇的安全區(qū) ” 列表框中， 若要 取消安全 區(qū)則 選中 “ 已選擇的安全區(qū) ” 列表框中的安全區(qū)名稱，單擊 “ ” 按鈕即可 。 我們還可以對 變量 進行 安 全區(qū) 設置， 在工程瀏覽器 “ 數(shù)據(jù)詞典 ” 中新建變量時，彈出 變量屬性 對話框，定義好變量后，單擊 “ 記錄和安全區(qū) ”屬性頁標簽，進入記錄和安全區(qū)配置對話框，如下圖 ： 圖 記錄和安全區(qū)配置 我們可以 根據(jù)設計需要在安全區(qū)列表框中選擇一個安全區(qū)名稱。