乘客门毕业设计

1、1绪论1.1国内外客车发展状况在客车行业竞争日趋白热化的当下，自20世纪80年代以来，中国客车行业在与世界先进客车技术进行了声势浩荡的合资合作中，汲取了丰富的技术营养，这一阶段是世界客车技术与中国客车市场的一次大融合；2005年以后，成长后的中国客车技术受到了广大海外用户的关注，越来越多的海外读者尝试采购中国客车。价廉物美的中国客车在偶然中发现了中国客车国际营销的蓝海，与国际公共交通服务共赢，这个蓝海深不可测。2010年，客车行业总体运行环境良好，高速公路通车里程进一步增加，城镇居民出游热情居高不下，客车产品内在品质不断提升，为此带动了客车市场需求快速增长。客车是指设计和技术特性上用于载运乘客

2、及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内其座位数超过9座。 中国是世界上最大的客车市场。根据有关部门的预测，未来我国大中型客车的保有量和需求量将会更大。中国客车工业目前已经基本上形成了大中轻微齐全、高中低档兼备的产品格局，其中大中型客车的生产能力超过10万辆。受宏观经济调控的影响，大中型客车市场自1992年以来持续多年不振，产销连年下挫，但从1998年开始全面回升。大中型客车按照用途可分为城市客车（包括市区公共汽车和郊区公共汽车） 、公路客车、旅游客车、团体客车及特种客车五类。 客车对发展国民经济和促进人民生活水平提高发挥着重要作用。世界上各主要客车生产厂都潜心致力于客车新产品的研制和开发，

3、不断向市场提供有竞争力的新型客车。 公路客车市场的基本情况：目前，公路客车市场基本上可分为两类，即长途客车市场和农村短途客车市场，它们共同承担非城市公共交通客运工作，并有逐渐渗透、竞争的趋势。 国外发展现状:欧洲的长途客车是高地板，布置大容积行李舱，一边乘客门，2加2座位布置，最高车速较高，卫生间、餐饮设备、视听设备、座椅调节装置等配套齐全，适应远程旅行的需求。西方国家的客车都专门设有残疾人座椅，体现人道主义精神。我国在这一方面还有待提高。客车工业在我国还是一个年轻和充满朝气的产业，随着我国国民经济的蓬勃发展，人民生活水平的迅速提高和高速公路的连线成网，客车工业在我国必将有更大的发展空间和机遇

4、。我们在总结过去欣喜的同时也应该清楚的了解当前国际市场上存在的短板：中国大中型客车出口普遍存在技术含量低、附加值低的特点，且同质化现象十分严重，这就容易造成国内兄弟在国外市场上就价格拼得你死我活，不利于良性竞争的开展；中国客车的市场定位仍停留在经济相对落后、技术壁垒低的国家和地区，集中在非洲、南美、中东等地；尽管已有部分企业敲开了欧美市场的大门，但所占份额依然较小；尽管售后服务体系在逐步的完善，但仍存在巨大缺陷。因此，要让中国的客车走出去，客车的许多工艺技术和售后服务都需要改善。例如：乘客门和车窗。它们是客车的重要组成部分，自身的结构设计十分重要，而且还需要良好的系统控制。1.2本课题研究的重

5、要意义乘客门是客车的重要组成部分，是乘客上下车的通道，对客车的整体造型起着重要的协调作用。在客车的整个设计过程中，长途客车乘客门设计是必不可少的一个环节。作为客车的一部份，车门在整个设计过程中有着很重要的作用。 随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，人们对客车内饰、外饰、质量及舒适性的要求也越来越高。车门是汽车车身的主要部件之一，它不仅为司乘人员上下车提供了方便的条件，而且与整车动力性（空气动力性） 、舒适性（风流噪声、密封等）和使用性能（开启方便灵活）等有着密切的关系，同时对整车造型起着协调作用，并直接影响到车身外形的美观。随着我国道路建设进程的加快，高等级公路的增加，人民物质生活

6、水平的提高，中、高档客车得到了较好的发展。2 乘客门的设计2.1概述乘客门是客车的重要组成部分，是乘客上下车的通道，对客车的整体造型也起着重要的协调作用。客车外形是影响客车性能的一个重要因素。乘客门是车身外形的一个组成部分，它不仅与客车的动力性、经济性密切相关，而且直接影响客车外形的美观与动感。随着车速的不断提高，客车的空气动力性问题越来越突出。过去我国采用较多的是折叠式车门，由于车门内陷而增加了汽车的空气阻力，产生风流噪声，而且由于车门缝隙大，密封困难，在形式中产生强烈的振动噪声和漏尘，从而严重影响乘坐舒适性。导槽滚轮式乘客门虽然无内陷，但是在车身侧壁有导槽。因此，在国外的许多旅游客车和长途

7、客车上出现了一种使车身表面平整光滑的乘客门，这就是外摆式乘客门。近年来，内摆门和外摆门已经在我国客车生产中得到广泛应用。2.2 乘客门的主要形式乘客门的结构形式主要有3种：折叠式、外摆式、内摆式。折叠式乘客门打开时呈折叠形式，是各种客车普遍采用的传统形式的乘客门。具有单轴2页和双轴4页2种形式。外摆式乘客门又称外开平移式乘客门。外摆式乘客门在关闭时，其外侧与车身外侧面平齐，密封效果、美观性好，近年来不仅在中、高档城间客车上普遍采用，且在城市客车上也得以推广应用。具有单摆和双摆2种形式。内摆式乘客门又称内开回移式乘客门。内摆式乘客门是乘客门中开启后净开度最大的一种，方便乘客上下车，尤其适用于城市

8、客车。也具有单摆和双摆2种形式。2.3 外摆乘客门的优缺点本设计的题目要求之一是乘客上下车，尤其适用于城市客车。也具有单摆和双摆2种形式。客车自动车门的设计。因此设计的重点应该放在外摆式乘客门上。外摆乘客门与折叠式乘客门相比的优点有：1开度大，可以开启到门框宽度，有效利用门框空间，保证乘客上下车方便。2具有良好的密封性，密封结构简单。3开关方便、安全，操纵灵巧。4刚性较好、不易变形下沉，行车时不易产生振动噪声。外形与整车协调，无凹陷，行车时空气阻力小，造型美观。5由于外摆式车门驱动机构和锁止机构复杂,成本高;开启过程中外摆的幅度较大,有可能伤及等车的乘客。3 外摆式乘客门结构设计及运动分析3.

9、1 外摆乘客门构造客车车门的种类很多，大致包括翻转门、折叠门、平移门、内摆门和外摆门，其中折叠门、内摆门和外摆门又各自有单扇和双扇车门的区别。在这些种类中，翻转门主要用作客车的司机门和乘客安全门；单(双)扇折叠门和单(双)扇内摆门在城市客车中应用较为广泛，平移门与双外摆门的应用主要出现在国外的一些城市客车中；城间客车主要应用的是单扇折叠门和单扇外摆门，但在客车技术日新月异人们对城间客车的密封性和外观造型的美观性要求越来越高的今天，由于传统的折叠式车门，车门凹陷于车身，不仅增加行车的空气阻力，影响整车的外形美观，而且由于车门缝隙大，密封困难，在行使中产生强烈的震动噪声和漏尘，从而严重乘坐舒适性。

10、近年，我国厂家已大量使用外摆式乘客门，外摆式乘客门与折叠式乘客门比较，具有以下一些优点：(1)开度大，可以开起到门框宽度，有效利用门框空间，保证乘客上下车方便。(2)具有良好的密封性，密封机构简单。(3)开关方便，安全，操纵灵巧。(4)刚性较好，不易变形下沉，行车时不易产生振动噪声。(5)外形与整车协调，无凹陷，行车时空气阻力小，造型美观。3.1.1 乘客门门扇由于外摆式乘客门截面形状和车身侧围完全吻合，因此乘客门门扇外形弧度必须与车身相应吻合，它是由门扇骨架、外蒙皮、内蒙皮组成的。门骨架零件一般采用异型方钢和槽型钢截面型材，选材方便制作简单。另外由于门扇周圈需要安装密封胶条，因此，门扇周边骨

11、架零件常采用带有止口的截面型材。门扇用Q235一A钢制造太重，不利于门泵工作，所以，外摆式乘客门门扇常用铝刊材和铝板制作。门扇由铝型材和铝板构成。型材便于四周安装密封胶条；门扇采用铝板制作，可使门扇重量减轻，但门骨架型材焊接必须采用氩弧焊，而氩弧焊技术在国内不是太成熟，且成本较高，所以在使用上往往受到限制(铝型材构件的焊接方法，是以物理方式清洁焊口表面氧化层；选用含硅47的无镁的铝硅合金焊丝；进行TIG方式焊接，其焊接工艺参数可以是钨极直径165mm、喷嘴直径614m m、焊接电流20200A、氩气流最5141min。它能有效地防止焊接裂纹且焊接成本低；通常为常温施焊，工艺简单易于掌握；焊缝机

12、械性能良好，焊成的器件不变形。)驱动机构按驱动机构的动力分，有电动、液压、气动三种，其中以气动最为普遍，气动日前又分为两种，一种以普通门泵来驱动，另一种以旋转门泵来驱动。旋转门泵应用较多，门泵技术要求必须达到如表1的性能。表3-1 门泵的技术要求工作气压（Mpa）当前气压为0.45Mpa门轴旋转角度齿条移动量（mm）乘客门轴支撑力（N）转矩（NM）推动力（N）782500>13060>3000图3-1是气动旋转门泵的结构和原理图，它是利用齿轮齿条副的不自锁特性，将齿条与驱动气缸活塞杆直接相连，把活塞直线运动转变为齿轮的旋转运动，从而带动门轴、支臂旋转，使乘客门关闭。乘客门开关的速度

13、可由气缸的调速阀控制。目前，国内生产这种门泵的主要有淮安市汽车门泵厂、淮安市海山客车门泵有限公司、江苏金湖汽车配件厂等厂家。由于开始时存在丝杠和螺母制造技术难关，所以生产的门泵存在着诸多质量问题，但经过近几年的技术改造和技术引进，质量大大改善，目前已能供应成熟产品。图3-1气动旋转门泵的结构3.1.3 支撑机构乘客门支撑机构是由转轴、上支臂、下支臂和支撑杆组成的，门扇通过转轴支撑在上、下支臂上，转轴下端是转轴管通过连接齿套、转杆螺母与门泵上转轴连接，上端由固定于车体上的主轴卜支座支承。上下支臂在旋转过程中，由于要让开门框，所以支臂设计成弯形。通过一系列调整紧固螺栓和调节螺杆，我们可以调整门与门

14、框的间隙和面差，确定最佳位置。3.1.4 下拉杆下拉杆又称导向杆，他的作用是与支臂一起形成使门扇具有一定运动轨迹的四连杆机构，使门保持平行移动。下拉杆长度町通过左右旋螺纹作相应调整，现代旅游大客车下拉杆一般要装在门扇底部，踏步下面。如图2-3，安装下拉杆时，首先根据与转轴相对位置安装踏步下拉杆支座，然后根据门扇支撑位置确定门扇下拉杆支座，最后将下拉杆两端连接在踏步及门扇支座上，检查门扇转动是否平顺，可调整下拉杆的长度。客车外摆门的密封结构客车外摆门密封结构主要以橡胶密封条为主要密封元件，并根据密封结构的不同配合以相应的铝合金型材或扳金件。胶条密封结构种类很多，按照密封层数划分，可分为单层密封和

15、双层密封；按照密封胶条的安装位置划分，可分为外露式密封结构和内藏式密封结构。3.2 外摆式乘客门运动分析及设计外摆式乘客门是利用四连杆机构原理实现其开闭运动的，门扇相当于四连杆机构中的两杆，支臂则为原动件，下拉杆为从动件，并构成机构的两连杆架。基本参数的确定为了便于分析，将乘客门系统的运动简化成图3-2，在进行运动设计之前，先确定一些基本参数。图3-2机构运动化简图门框的宽度由车身总布置确定。然后，根据密封结构和工艺水平，就可确定车门与门框的间隙s及车门宽度。车门的厚度t一般为3040mm(根据车型种类具体确定)。弯臂与车门的铰接点A到车内内壁的距离e，一般可在2030mm范围内选取。门泵的活

16、塞杆中心，及立轴的中心到踏步侧壁(及门泵的安装面)的距离a，是由门泵的结构确定的。本次设计距离a为75mm。启开的车门停在侧围外侧，其内壁离侧围的距离C，可在80-120mm的范围内选取。C取小值时，门的开度会稍微增大。车门一级踏步的右侧装有拉杆，其上有轴承座。车门左端可留在门框内少许。其离踏步侧壁的距离d，可以根据主动轴的安装尺寸a确定。D取小值时(可直至为零)时，通道尺寸可增大；d取大值时，对车门的运动设计有利。3.2.2 乘客门的运动设计车门的运动设计，也就是在上述参数已经确定的情况下，设计车门的运动系统，已达到既定的要求。当然，有的参数可能在设计中需要回过来进行修改。具体来说，车门的运

17、动设计，就是确定立轴中心点O，主动臂-弯臂与车门的铰接点A、约束杆两端的铰接点D和E的位置。3.2.3 弯臂与立轴连接中心与车门铰接中心的确定主动臂是带动车门运动的，它的长短和位置会直接影响车门的运动、开度和位置。在确定O点和A点的位置时，有作图法和计算法两种方法。（1）作图法采用作图法确定O点和A的位置时，一般是先确定其中一点，再通过作图法求作另一点。先初定A点，再求作O点作用在车门上的力，都是通过上、下弯臂与车门的铰接点A加到车门上去的。为使为使车门两侧受力均匀，且不使弯臂承受附加力矩，A点应位于车门宽度方向的中心，故初定X=1/2（如图3-3和图3-4所示）。图3-3图3-4 车门的运动

18、设计（作图法）求作O点时，先作出车门启开后A点的位置A，在连接从AA，并做出其垂直平分线m，交与距踏步的距离为a的直线n于O点，则O点即为所求。因为O点是门泵的转动中心，故必须以此点来检验门泵是否安装的下。为此，在图中画出选定的门泵的横截面外廓，其外端与车门内壁间的距离f（见图3-4）如果能满足结构的要求(例如车门密封结构和间隙等)，则所作出的O点，就町以定下来，否则，就需要重新确定。若因尺寸f不够而重作时，可以减小尺寸x，使A点左移，也可以加大前面已经初定的尺寸d，使A左移。重复上述步骤作图，直到使作出的O点合乎要求为止。不过，减小尺寸墨会使车门受力不均，并增大弯臂长度，开门时所占车外空间也

19、会增大；加大尺寸d，会缩小车门开度。所以，要综合考虑这些因素，合理确定A点的位置。先确定O点，再求作A点，根据选定的门泵的外廓尺寸和转轴中心至安装面的尺寸a，留出必要的尺寸f后（见图3-4），就确定了O点。根据O点求作A点时，先作两条距车门内壁为e的直线p和q(见图3-4)，然后，初取xl=0.51，即初定A1点。在以O点为圆心，OA1为半径画弧交直线q于Al。按尺寸xl确定启开的车门的最左端。再将尺寸dl与原定的尺寸d比较，如果他们相等或相近，那么Al点即为所求的A点。如果相差太多，就需重选x2值，再重复上述步骤。如还不行，在选x3值，直到合乎要求为止。这样，就可最终确定A点。（2）计算法先

20、由选定的门泵尺寸按上述方法确定O点。设O点至侧围外面的距离为b(如图2-7所示)，所求A点到车门左端的距离为x；过O点作直线ON平行踏步侧壁，作AM和AN分别垂直ON,设垂足分别为M和N(见图3-5)。则在和中OA=OA(AM)2+(OM)2=(AN)2+(ON)2 (1)从图中已经确定的参数可看出：AM=l+s-a-x (2)，0M=b-t-e (3)，AN=x-d+a (4)ON=b+c-e (5)，将(2)、(3)、(4)、(5)式代入(1)式中得： (1+s-a-x)2+(b-t-e)2=(x-d+a)2+(b+ce)2整理后解得：x=(1+s-a)2+(b-e-t)22(1+s-d)

21、-(d-a)2+(b+c-e)22(1+s-d)这样，A点的位置就确定了。图3-5 车门的运动设计（计算法）3.2.4 约束杆两端铰接中心点D和E的确定由上述分析计算町知，主动臂一弯臂与车门的铰接点A，一般是在车门的中心偏左。为了使车门在运动中尽可能稳定，约束杆与车门的铰接点D，应尽量布置在车门的左边。这样约束杆与车门的铰接点D，也就确定了。采用作图法确定约束杆的固定交界点E。连接DD并作其垂直平分线k，那么E点必定位于直线k上。基于外摆门的工作轨迹是平行四边形，故暂且过D点作直线DE平行AO，交直线k于E(如图3-6)。并且很容易证明，四边形OADE是平行四边形。下面分析一下这样作出的E点是

22、否合乎要求。图3-6当车门在主动臂OA的驱动下运动时，A点的运动速度VA垂直于AO。因为四边形DEOA是平行四边形，所以D点的运动速度VD必定平行且等于VA。根据理论力学可知，这时车门在作平动，门上任意点的速度大小和方向，在任何时刻都与A点(或D点)的一样。那么车门右端内侧的F点的速度vF也与VA(即VD)相同(参见图3-6)。这样，即使忽略了车门在汽车纵向运动时车门与门框之间间隙S以后速度VF方向的改变，在开门时车门上的F点仍然会碰L门框上的G点，显然车门不能启开，所以上面作出的E点是不合要求的。在上述条件下，要想使F顺利启开而不被门框上的G点挡住，则F点的速度方向至少要沿直线FG方向。为此

23、过G点作直线GF，F点的速度VF1的方向沿直线FG。过F点作直线FO1与VFl垂直，且与OA的延长线交于O1点，再过O1点作直线OlD，且与直线DD的垂直平分线K相交于E1点(如图2-8)，这样就作出了约束杆的另一个固定铰支点E1。显然直线Del与直线AO不平行，开门时，A点的速度VA与D点的速度VDI也不再平行。由理论力学知，此时车门不再做平动，而是绕瞬心Ol点作瞬时转动。所以F点的速度VFl方向垂直与O1F且与FG一致。这时车门能顺利启开，只不过会擦过门框上的G点而已。求作铰支点E1时，忽略了在车门完全退出门框之前F点速度方向的变化。而事实上，车门的运动瞬心Ol在运动过程中是时刻变化的，F

24、点的速度方向也是随时变化的。在离开门框之前，F点碰门框的可能性会增大。况且由于工艺方面的原因，车门与门框之问的间隙也可能会小于s，这样车门就更难以开启了如果开门时F点的速度VF的方向垂直于汽车纵向而指向车外(见图2-9)，那么定能使车门顺利开启。为此，要使D点成为开门时的瞬心只要调整D点的位置和参数e,b的数值，使O、A、D三点共线，那么不管E点位于何处，D点都是车门开始运动时的瞬心。如果E点位于直线DD垂直平分线K与直线OD的交点上，即OEAD四点共线(参见图2-9)，那么车门在启闭过程中任何时刻都作平动，即平行四边形OADE在车门运动过程中始终是平行四边形。如果E点位于直线OAD以内的某处

25、，如图2-9中直线K上的El处，那么车门的运动是绕瞬心的转动，随着车门的开启，瞬心的位置(即直线E1D和直线OA的交点)由D点逐渐远离车门，故车门也近似于平动。图3-7 车门的运动设计（作图法）按上述设计的外摆式车门运动系统，在台架试验中可以清楚地看出：在车门右端先近似地绕D点转动而迅速退出车外(当然这与铰接点运动副的问隙有关)，然后基本上作平动向右摆开。关门到门框时，门右端则稍稍滞后于左端。4 外摆式乘客门运动机理4.1外摆式乘客门的结构外摆式乘客门是一种无轨道的移出式车门，门扇靠回转臂支撑，依靠转轴的转动带动门扇作近似于平行移动的运动，因而也称平移门。图3-1为该类车门的结构简图，它主要由

26、门体1、导向杆2、回转机构3及门锁（未画出）等组成。门体通过两个销轴与回转机构的两转臂连接，两转臂焊接在转轴上，转轴底端装在轴承座的推力轴承内，轴承座固定在地板骨架上，转轴上端靠轴套支架固定于门框上。在门体的下部设置一导向杆，它的一端用球铰与门体相连，另一端用球铰固定在门踏步骨架的下部。导向杆的长度可调节，装配时适当调节其长度，保证开启到位、自如。1.门体；2.导向杆；3.回转机构 4.拉杆图 4-1 外摆式乘客门结构简图4.2 门体的运动机理分析在设计时，一般用作图法分析外摆式乘客门的运动轨迹，从而确定四连杆机构及各固定铰和活动铰的位置，并作模型验证其是否与门框等部件发生干涉，然后确定车门与

27、门框的周边间隙。另外，设计完工作图后，应校核支撑机构的强度，以免由于支撑机构强度不足而引起车门下垂、倾斜，造成门锁失灵及其它故障。4.3 气缸的控制 车门的开关是通过气缸活塞运动来实现的，而气缸的运动是通过电磁阀来控制的，其控制过程如下图:图4-2 气动控制图5 客车外摆门驱动机构的研究5.1转臂机构工作原理汽车外摆门转臂机构一般由门泵机构、齿轮齿条副、弯臂和拉杆等构成。门泵机构安装在车身上，由气缸、活塞杆等组成，在通过齿轮齿条副将动力传到主动轴上，从而推动车门的运动如图5-1所示。图5-15.2 车门的驱动部分的设计计算车门驱动部分四杆机构的基本结构参数计算如下，车门及驱动轴的总重量:重力:

28、 重力对门轴的转臂长为: 重力对门轴产生的转矩: 式中: J 车门对门轴的转动惯量 b 门宽 795mm L 转臂长 350mm则: 门加速运动时需克服的惯性力矩: 车门由静止到运动的驱动力矩由阻力矩及惯性力矩组成，其中由门泵的齿轮齿条副摩擦力矩和空气阻力矩组成。由于本设计的有关车辆在城市的公路上行驶，故忽略空气阻力的影响。齿轮齿条副摩擦力矩: 式中: G 车门总重量 d 齿轮分度圆直径则:故车门所需的驱动力矩:取自动车门所需的驱动功率为:6 客车前门设计6.1 客车前门的运动原理由于客车前门的结构和运动原理相当与乘客门的一半，故其运动分析可以参看乘客门的运动分析，其结构比乘客门的一半稍大。其

29、运动原理图如图6-1。图6-16.2 车门的驱动部分的设计计算 由于客车前门的尺寸略大于乘客门一半的尺寸，故其车门驱动部分四杆机构的基本结构参数计算如下，车门及驱动轴的总重量:重力:重力对门轴的转臂长为:重力对门轴产生的转矩:式中: J 车门对门轴的转动惯量 b 门宽 1000mm L 转臂长 420mm则:门加速运动时需克服的惯性力矩:车门由静止到运动的驱动力矩由阻力矩及惯性力矩组成，其中由门泵的齿轮齿条副摩擦力矩和空气阻力矩组成。由于本设计的有关车辆在城市的公路上行驶，故忽略空气阻力的影响。齿轮齿条副摩擦力矩:式中: G 车门总重量 d 齿轮分度圆直径则:故车门所需的驱动力矩:取自动车门所

30、需的驱动功率为:因此由于乘客门和前门所需的驱动功率相同故可设计或选用相同的气缸。7 组态王仿真界面设计7.1 组态软件的概述7.1.1 组态软件产生的背景 “组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System，简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员多熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的成本；PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使

31、用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种设备和常见的通讯协议，并且通常应提供分布数据管理和网络功能。对应于原有的人机界面（Human Machine Interface，HMI）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。组态软件的出现，使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系

32、统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、数据采集监控系统（SupervisoryControl and Data Acquisition，SCADA）、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。7.1.2 组态软件在国内外的主要产品（1）InTouch：美国Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在20世纪80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让工控业耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。但是，早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信

33、，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并提供了OPC技术支持。（2）Fix：美国Intelluyion公司以Fix组态软件起家，Fix6.x软件提供了工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序。其最新产品命名为IFix，在Ifix中，Intellution提供了强大的组态功能，并在内部集成了微软VBA脚本语言的开发环境。Intellution是OPC组织的发起成员之一。（3）Citech：澳大利亚CIT公司的Citech业是较早进入中国市场的产品，Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了

34、类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与Fix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似与C语言，着无疑为用户进行开发增加了难度。（4）WinCC：德国Simens的WinCC业是一套完备的组态开发环境，Simens提供类似C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较为复杂。（5）组态王：组态王是国内第一家较具有影响的组态软件开发公司（更早的品牌多数已经湮灭）。组态王提供了资源管理器式的操作界面，并且提供了以汉字为关键字的脚本语言支持。组态王业提供更多硬件驱动程序。（6）力控：大庆三维公司的力控是国内较早就已经出现的组态

35、软件之一。随着Windows3.1的流行，又开发了16位Windows版的力控。但直至Windows95版的力控诞生之前，它主要用于公司内部的一些项目。32位的1.0版的力控，在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构，而且其实时数据库结构成为可组态的“活结构”。国内的组态软件具有较强的价格竞争优势，但在软件的可靠性、商品化程度上还有待提高。7.2 组态王软件的简介组态王是运行于Microsoft Windows 98/2000/NT/XP中文平台的中文界面的人机界面软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行

36、稳定可靠。目前组态王软件最新的版本已经到了6.5以上（KingView6.51、KingView6.52、KingView6.53）。组态王软件由工程浏览器（TouchExplorer）、工程管理器（ProjManager）和画面运行系统（TouchVew）三部分组成。在工程浏览器中您可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作；工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的。TOUCHMAK是应用工程的开发环境。您需要在这个环境中完成画面设计、动画连接等

37、工作。TOUCHMAK具有先进完善的图形生成功能；数据库提供多种数据类型，能合理地提取控制对象的特性；对变量报警、趋势曲线、过程记录、安全防范等重要功能都有简洁的操作方法。 PROJMANAGER是应用程序的管理系统。PROJMANAGER具有很强的管理功能，可用于新工程的创建及删除，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据词典的导入和导出。TOUCHVEW是“组态王6.5”软件的实时运行环境，在应用工程的开发环境中建立的图形画面只有在TOUCHVEW中才能运行。TOUCHVEW从控制设备中采集数据，并存在于实时数据库中。它还负责把数据的变化已动画的方式形象地表示出来，同时可以完成变量

38、报警、操作记录、趋势曲线等监视功能，并按实际需求记录在历史数据库中。7.2.1 组态王与I/O设备组态王软件作为一个开放型的通用工业监控软件，支持与国内外常见的PLC、智能模块、智能仪表、变频器、数据采集板卡等（如：西门子PLC、莫迪康PLC、欧姆龙PLC、三菱PLC、研华模块等等）通过常规通讯接口（如串口方式、USB 接口方式、以态网、总线、GPRS 等）进行数据通讯。组态王软件与IO 设备进行通讯一般是通过调用*.dll 动态库来实现的，不同的设备、协议对应不同的动态库。工程开发人员无须关心复杂的动态库代码设备通讯协议只须使用组态王提供的设备定义向导，即可定义工程中使用的I/O 设备，并通

39、过变量的定义实现与I/O设备的关联，对用户来说既简单又方便。7.2.2 组态王的开放性组态王支持通过OPC、DDE 等标准传输机制和其他监控软件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他应用程序（如：VB、VC 等）进行本机或者网络上的数据交互。7.2.3 数据词典中变量的类型数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为内存变量和I/O 变量两种。“I/O 变量”指的是组态王与外部设备或其它应用程序交换的变量。这种数据交换是双向的、动态的，就是说在组态王系统运行过程中，每当I/O 变量的值改变时，该值就会自动写入外部设

40、备或远程应用程序；每当外部设备或远程应用程序中的值改变时，组态王系统中的变量值也会自动改变。所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令，那些不需要和外部设备或其它应用程序交换，只在组态王内使用的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量”。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、整型和字符串型。（1）内存离散变量、I/O 离散变量类似一般程序设计语言中的布尔（BOOL）变量，只有0、1 两种取值，用于表示一些开关量。（2）内存实型变量、I/O 实型变量类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表示浮点数据，取值范围10E-3810E+38，有效值7 位。（3）内存整数

41、变量、I/O 整数变量类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表示带符号的整型数据，取值范围21474836482147483647。（4）内存字符串型变量、I/O 字符串型变量类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录一些有特定含义的字符串，如名称密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。7.3 自动车门控制系统画面设计7.3.1 新建一个工程启动组态王软件工程管理器（ProjManager），弹出如图7-1所示新建工程向导界面界面。图7-1 新建工程向导1选择菜单“文件新建工程”或单击“新建”按钮，弹出如图7-2所示。图7-2 新建工程向导2单击“下一步”继续。弹出“新建工

42、程向导之二对话框”，如图7-3所示。图7-3 新建工程向导3在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之三对话框”，如图6-4所示。图7-4 新建工程向导4在工程名称文本框中输入工业污水处理控制系统设计，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入毕业设计。工程名称长度应小于32个字符，工程描述长度应小于40个字符。单击“完成”完成工程的新建。系统会弹出对话框，询问用户是否将新建工程设为当前工程，如图6-5所示。图7-5是否设为当前工程对话框单击“是”按钮，则将新建的“工业

43、污水处理控制系统设计”工程设为组态王的当前工程。7.3.2 设计系统画面建立一个“自动车门控制系统”的画面，双击上面新建的“工业污水处理控制系统设计”新工程，进入工程浏览器界面，双击“新建”，弹出如图7-6所示的对话框，建立一个画面名称为“自动车门控制系统设计”的静态画面，其画面风格为“大小可变”，类型为“覆盖型”，按下快捷键F10, 打开工具箱，利用工具栏的一些工具和编辑命令建立静态画面。图7-6 新建画面创建后的静态画面效果如图7-7所示:图7-7 自动车门控制系统画面图7-8 选设备7.3.3 定义设备和变量（1）设备定义在组态王工程浏览器的左侧选中“COM1”，在右侧双击“新建”，运行

44、“设备配置向导”，如图7-8所示。选择PLC下拉菜单中的三菱公司中的FX2系列的PLC，选择“编程口”，单击“下一步”，输入fx2nplc作为安装设备的名称，单击“下一步”，选择COM1，单击“下一步”，选择地址为“1”，单击“下一步”，单击“完成”，完成设备的定义。（2）数据变量定义 一共要定义13个变量，其中I/O变量10个，即x0x3，y0y5，其余为内存变量。在数据词典里定义这些变量，单击工程浏览器中的导航栏的“数据词典”，右侧出现“新建”，双击“新建”，弹出定义变量窗口，以x0为例，其参数设置如下。图7-9 定义变量其余变量的定义方法与x0相同，定义完所有变量后数据词典如下图所示。图

45、7-10 设置变量图7-11 乘客门图素与移动的连接7.3.4 动态画面（1）动画连接完成对基本变量的定义，就可以进行动画连接，即让画面动起来。在画面上分别对各个图素进行动画连接，如果双击图素，显示单元内没有动画连接，说明该图素不存在动画连接或者定义错误。以乘客门为例，其动画连接，要求有位移的变化，其设置参数如图所示。 开关设置，以启动按钮为例，其余按钮设置相同，设置如图7-12所示.图7-12 启动按钮的动画连接在各个基本图素都定义完成后，需要对画面的整体进行设置，如下图所示:.图7-137.3.5写命令语言程序由于前面定义了内存整数变量，为了让它跟设备建立关系，必须给它写出一些命令语言，单

46、击导航栏的“命令语言栏”下拉菜单，选择“应用程序命令语言”，出现如图7-14所示的对话框，单击“运行时”选项卡。 图7-14 应用程序命令语言在中间的空白处写出一下的命令语言： if(本站点y0=1 && 本站点y2=1) if (本站点开关门控制<50 && 本站点开关门控制1<50) 本站点开关门控制=本站点开关门控制+5; 本站点开关门控制1=本站点开关门控制1+5;else 本站点开关门控制=本站点开关门控制+0; 本站点开关门控制1=本站点开关门控制1+0; if(本站点y1=1 && 本站点y3 ) if (本站点开关门控

47、制>0 && 本站点开关门控制1>0) 本站点开关门控制=本站点开关门控制-5; 本站点开关门控制1=本站点开关门控制1-5;else 本站点开关门控制=本站点开关门控制+0; 本站点开关门控制1=本站点开关门控制1+0;If (本站点y4=1) if(本站点前门移动<65) 本站点前门移动=本站点前门移动+5;else 本站点前门移动=本站点前门移动+0; If (本站点y5=1) if(本站点前门移动>0) 本站点前门移动=本站点前门移动-5;else 本站点前门移动=本站点前门移动+0;7.4 组态王和PLC通信组态王和PLC通信测试首先，在三菱PLC编程环境下，编写好自己的程序，然后点击工具栏中的PLC/传送/写出，把程序送