【正文】 1位停止位， RS232 通信方式，然后單擊“確哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 定”按鈕，完成了對(duì) COM2 的通信參數(shù)配置，保證 COM2 同 PLC 的通信能夠正常的運(yùn)行。 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弧贝翱凇！白兞繉傩浴睂?duì)話框的“基本屬性”頁(yè)中的各項(xiàng)用來(lái)定義變量的基本特征，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(shè)備信息等。時(shí)間變量是系統(tǒng)已定義過(guò)的，工程人員可以直接引用。 用戶定義的變量有內(nèi)存離散、內(nèi)存實(shí)型、 內(nèi)存長(zhǎng)整數(shù)、內(nèi)存字符串、 I/O離散、 I/O 實(shí)型、 I/O 長(zhǎng)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(guò)“變量屬性”對(duì)話框定義的，同時(shí)在“變量屬性”對(duì)話框的屬性頁(yè)中設(shè)置它們的部分屬性。組態(tài)王的變量包括用戶定義變量和系統(tǒng)變量?jī)纱箢?。在它們之間互相配合的工作，使得系統(tǒng)可以正確的運(yùn)行。 潛水泵 供水潛水泵 可以將蓄水池中的水向用戶輸出。 液位變送器 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 為了監(jiān)測(cè)蓄水池中的水位，必須依靠一定的檢測(cè)設(shè)備對(duì)蓄水池水位進(jìn)行檢測(cè)，液位變送器就完成了此項(xiàng)功能。 蓄水池 蓄水池是儲(chǔ)存水的容器。 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(lái)的。 蓄水池水位從上限到下限之前，水泵不會(huì)工作（除非改用手動(dòng)方式）。井供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制要求 在自動(dòng)控制時(shí) 如果蓄水池水位低于下限，則水泵工作，為蓄水池供水。為了保持系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定，要求同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的 4 個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變量，即蓄水池水位、池水溫度、池中壓力、池底壓力。 圖 井供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 蓄水池通過(guò)一臺(tái)水泵從水源抽水，通過(guò)相應(yīng)進(jìn)水管道為蓄水池供水 。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 第三章 案例工程的設(shè)計(jì) 井供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 井供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義，它可以同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)變量，并且可以以自動(dòng)或者手動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的控制，使得用戶能夠根據(jù)實(shí)際要求更方便的操作。 本章小結(jié) 本章主要簡(jiǎn)述系統(tǒng)開發(fā)工具 —— 、 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)及組態(tài)王，并給出利用組態(tài)王軟件進(jìn)行工程項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)的一般步驟。 圖 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 通過(guò)用戶配置，組態(tài)王中的數(shù)據(jù)可以傳輸至 VB 和 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)中，在利用 VB 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)功能對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，另外， VB 還可以增加用戶管理功能，最后由組態(tài)王軟件調(diào)用 VB 的可執(zhí)行文件。其次，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的 DDE 交換：通過(guò) DDE機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與 Visual Basic 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，來(lái)完善組態(tài)王的數(shù)據(jù)功能，從而建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，更能體現(xiàn)它的實(shí)用性。首先，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的在線操作：組態(tài)王可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在特定格式的文件中，但是它不利于用戶的查看、管理，并且占用的磁盤空間很大，在設(shè)計(jì)中就要將組態(tài)哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 王的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在通用的數(shù)據(jù)庫(kù)中，例如： Access 數(shù)據(jù)庫(kù)，這部分就要通過(guò)組態(tài)王的 SQL 訪問(wèn)管理器來(lái)完成，將海量的多種數(shù)據(jù)正確的傳到 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)中。在建立了文本輸出的同時(shí)，它設(shè)定為模擬值輸出，這樣就將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式呈現(xiàn)給用戶。 數(shù)據(jù)采集通過(guò)組態(tài)王 的設(shè)備來(lái)完成，通過(guò)亞控公司提供的仿真 PLC 設(shè)備連接到 COM2 串口，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)；然后利用組態(tài)王 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和分析，并建立實(shí)時(shí)曲線，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線用于實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)的變化情況。根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，可實(shí)現(xiàn)蓄水池水位的自動(dòng)和手動(dòng)控制。 需求分析 案例工程的設(shè)計(jì)需求分析 井供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可應(yīng)用于實(shí)際的工程生產(chǎn)中，在本系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)井供水的實(shí)際輸入與輸出。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 步驟七：運(yùn)行與調(diào)試。只有建立了動(dòng)畫連 接，才能將數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量信息反映到圖形畫面中來(lái)。 步驟六：定義動(dòng)畫連接。在組態(tài)王工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)中，單擊“文件”大綱下的“畫面”成員名，再在工程瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)中單擊右鍵，在彈出菜單中單擊“新建畫面”菜單，此時(shí)程序會(huì)切換到組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)，并且彈出“新畫面”對(duì)話框，在此對(duì)話框中輸入要建立的畫面的名稱以及畫面的大小，也可以選擇背景顏色等，然后單擊“確定”按鈕，則出現(xiàn)了一個(gè)空白的新畫面。在工程瀏覽器中單擊“數(shù)據(jù)庫(kù)”大綱項(xiàng)下的“數(shù)據(jù)詞典”成員名，然后在右邊的目錄內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標(biāo)，則彈出“定義變量”對(duì)話框，在此對(duì)話框中輸入變量名，選擇變量類型、數(shù)據(jù)范圍、連接設(shè)備等，完成配置后，單擊“確定”按鈕就完成了一個(gè)變量的 配置。數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)軟件的核心部分。在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，單擊“設(shè)備”大綱 項(xiàng)下相應(yīng)設(shè)備成員名，然后在工程瀏覽器目錄顯示區(qū)雙擊“新建”圖標(biāo)，出現(xiàn)“設(shè)備配置向?qū)А贝翱冢诖舜翱谥型瓿膳c組態(tài)王軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備的配置工作。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 步驟二：雙擊新建立的工程項(xiàng)目或者單擊菜單“ MAKE”，都可以進(jìn)入工程瀏覽器。 畫面運(yùn)行系統(tǒng)是組態(tài)王軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，它用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換，將各種數(shù)據(jù)采集到組態(tài)王系統(tǒng)中，并把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地展示給用戶，同時(shí)組態(tài)王自身可以完成報(bào)警窗口、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)庫(kù)文件。 方法二：在工程瀏覽器窗口中選擇 “文件”下的“畫面”，則在工程瀏覽器顯示出“新建”圖標(biāo)，雙擊“新建”圖標(biāo)就可以進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。組態(tài)王工程瀏覽器的結(jié)構(gòu)如圖 所示。 工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理，可以新建工程、搜索工程、工程的備份、工程恢復(fù)、變量的導(dǎo)入導(dǎo)出、定義工程的屬性等。工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)，即組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。 組態(tài)王軟件包由工程管理器、工程瀏覽器、畫面運(yùn)行系統(tǒng)三大部分組成。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 組態(tài)王軟件的組成 組態(tài)王軟件可以在 Windows 9 Windows NT 和 Windows 20xx 操作系統(tǒng)下運(yùn)行。 組態(tài)王軟件的介紹 我國(guó)的組態(tài)軟件的開發(fā)雖起步較晚，但經(jīng)過(guò)科技工作者的努力，在許多方面現(xiàn)己趕上或接近國(guó)外的先進(jìn)工控組態(tài)軟件的水平。 Access 的實(shí)用性 本設(shè)計(jì)主要是利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)工業(yè)組態(tài)軟件的海量數(shù)據(jù)，故數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，采用 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)簡(jiǎn)單、方便。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)是 Microsoft 公司在 Office 中推出 的數(shù)據(jù)庫(kù)編輯程序。同時(shí) Visual Basic 提供開放式數(shù)據(jù)鏈接 ODBC(Open Database Connection)功能，可以通過(guò)直接訪問(wèn)或建立鏈接的方式使用并操作后臺(tái)大型數(shù)據(jù)庫(kù)。本設(shè)計(jì)之所以使用 Visual Basic 開發(fā)，主要有以下兩點(diǎn)原因： 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù) Visual Basic 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。需要完成的工作就是創(chuàng)建對(duì)象，設(shè)置對(duì)象 的屬性，捕捉來(lái)自對(duì)象的事件，處理發(fā)生的事件，而不必關(guān)心對(duì)象是如何產(chǎn)生和如何工作 [6]。 最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，分析了設(shè)計(jì)的不足之處，同時(shí)提出了一種設(shè)計(jì)組態(tài)軟件功能模塊的方法。 第 3 章詳細(xì)介紹案例工程的設(shè)計(jì)，主要從變量定義、畫面設(shè)計(jì)、動(dòng)畫 連接、命令語(yǔ)言編程、實(shí)時(shí)曲線繪制等幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。介紹了選題背景依據(jù)，工業(yè)組態(tài)軟件的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并分析了國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件 —— 組態(tài)王軟件在數(shù)據(jù)功能的不足，說(shuō)明了本設(shè)計(jì)的意義。 論文結(jié)構(gòu) 本論文共分 4章。 Visual Basic 在數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序開發(fā)領(lǐng)域中，提供了包含數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)控件等功能非常強(qiáng)大的工具，可以方便的協(xié)助開發(fā)人員輕松地創(chuàng)建、鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)文件 ，并訪問(wèn)其中的數(shù)據(jù)。因此并不能很好的滿足用戶的實(shí)際要求。 但是組態(tài)王 仍然存在薄弱環(huán)節(jié)。 組態(tài)王 提供報(bào)警記錄的數(shù)據(jù)庫(kù)輸出功能。 組態(tài)王 還提供歷史趨勢(shì)曲線 ODBC 顯示功能。 組態(tài)王支持多種數(shù)據(jù)源。 組態(tài)王本身提供了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)函數(shù)。 可以動(dòng)態(tài)的生成數(shù)據(jù)表。本文中的案例工程就是在組態(tài)王中完成的。為應(yīng)用程序開發(fā)者提供了十分方便的軟件平臺(tái)。以動(dòng)態(tài)顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線，歷史趨勢(shì)曲線。 整體上看，國(guó)外組態(tài)軟件發(fā)展較為成熟，但價(jià)格十分昂貴，而且普遍無(wú)中文界面，不易推廣使用；相比之下，國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件還處于發(fā)展階段，在全漢化、價(jià)格等方面具有較明顯的優(yōu)勢(shì)，其功能和性能同國(guó)外優(yōu)秀組態(tài)軟件相比雖有一定差距，但前景 美好。國(guó)內(nèi)不少單位，如一些高校、研究所、公司正在積極地進(jìn)行組態(tài)軟件的開發(fā)。他們的共同特點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、界面友好 [4]。國(guó)際上知名的工控組態(tài)軟件有美國(guó)商業(yè)組態(tài)軟件公司 Wonderware 公司的 Intouth、 Intellution 公司的 FIX、TA Engineering 公司的 AIMAX、通用電氣公司的 Cimplicity、 RockWell 公哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 司的 RSView3德國(guó)西門子公司的 winCC 等。 仿真功能 提供強(qiáng)大的仿真功能，使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)，從而縮短開發(fā)周期。 可編程的命令語(yǔ)言 有可編程的命令語(yǔ)言，使用戶可根據(jù)自己的需要編寫程序，增強(qiáng)圖形界面。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控、產(chǎn)生報(bào)表、顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提供報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作。組態(tài)軟件通常有以下幾方面的特點(diǎn)： 強(qiáng)大的畫面顯示組態(tài)功能 目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于 Windows 環(huán)境下，充分利用 Windows 的圖形功能完備，界面美觀的特點(diǎn)，提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲的繪制出各種工業(yè)畫面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的畫面設(shè)計(jì)中解放出來(lái)，豐富的動(dòng)畫連接方式，如隱含、閃爍、移動(dòng)等等，使畫面生動(dòng)、直觀。數(shù)據(jù)的輸入輸出，數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)及管理 等多個(gè)任務(wù)需在同一個(gè)系統(tǒng)中同步快速的運(yùn)行。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級(jí)的微型計(jì)算機(jī)和工作站為主，目前更趨向于工業(yè) PC 機(jī)?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層3個(gè)層次結(jié)構(gòu)。 微型計(jì)算機(jī)的軟件及開發(fā)工具也非常的豐富，使工業(yè)組態(tài)軟件的功能趨于完善，縮短了開發(fā)周期。 原因四：各類智能儀器儀表、控制板卡和現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備可與工業(yè)組態(tài)軟件構(gòu)成完整的低成本自動(dòng)化系統(tǒng)，具有廣闊的市場(chǎng)空間。 原因二：由于 PC 監(jiān)控大大的降低了系統(tǒng)的成本，使得市場(chǎng)空間得到了迅速的擴(kuò)大，從遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集與計(jì)量、數(shù)據(jù)分析到過(guò)程控制，幾乎無(wú)處不用。主要原因如下： 原因一：很多 DCS 和 PLC 廠商公開了通信協(xié)議，加入了“ PC 機(jī)監(jiān)控”的隊(duì)伍。 20 世紀(jì) 80 年代中后期，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及和開放系統(tǒng)概念的推廣，基于計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)開始進(jìn)入市場(chǎng)，并發(fā)展壯大 [2]。在隨后的 20哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 年中， DCS(Distributed Control System)及其計(jì)算機(jī)控制控制技術(shù)日趨成熟，此時(shí)的集散型控制系統(tǒng)已具有較豐富的軟件，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、工業(yè)組態(tài)軟件、各種控制軟件及其它輔助軟件。微處理器在數(shù)據(jù)計(jì)算能力、數(shù)據(jù)處理能力提高的同時(shí)，計(jì)算機(jī)的硬件成本也大副的下降，并得到了廣泛的應(yīng)用。 工業(yè)組態(tài)軟件的發(fā)展過(guò)程 20 世紀(jì) 60 年代雖然計(jì)算機(jī)開始進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)控制，但當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)開發(fā)人員所具備的工控知識(shí)并不完備，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在工業(yè)控制行業(yè)的發(fā)展速度緩慢。與以往用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言開發(fā)軟件相比，組態(tài)軟件開發(fā)實(shí)際生產(chǎn)工程的成功率很高，可靠性較強(qiáng)；并且運(yùn)用組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)的周期短，且易于更改、擴(kuò)充和升級(jí)。工業(yè)組態(tài)軟件將復(fù)雜的工控過(guò)程簡(jiǎn)單化，使得項(xiàng)目開發(fā)周期短，并帶動(dòng)著工控技術(shù)的快速發(fā)展。工業(yè)組態(tài)技術(shù)發(fā)展迅速的主要原因是 PC 機(jī)以及組態(tài)軟件的普遍使用。 embedded database 目 錄 第一章 緒論 ................................................... 1 工業(yè)組態(tài)軟件概述 ........................................ 1 工業(yè)組態(tài)軟件的發(fā)展過(guò)程 ............................. 1 工業(yè)組態(tài)軟件的主要特點(diǎn) ............................. 3 課題的設(shè)計(jì)背景及意義 ..................................... 4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................... 4 組態(tài)王軟件數(shù)據(jù)功能分析 ............................. 5 論文結(jié)構(gòu) ................................................. 7 第二章