监控组态软件1课件

1、工业控制组态软件及应用主讲 刘琼 武科大信息学院第1章 组态软件概述 “组态” 概念随着集散控制系统DCS (DistributedControlSystem)的出现开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。组态软件广泛应用于各种工业领域，包括汽车工业、印刷行业、机械设备成套工程、金属加工业、钢铁行业、运输行业、水处理和污水净化等。第1章 组态软件概述 新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常这样的系统结构分为三个层次：控制层、监控层、管理层。其中监控层对下连接控制层，对上连接管

2、理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。第1章 组态软件概述 组态软件的英文简称有三种，分别是HMI/MMI/SCADA HMIHuman and Machine Interface（人机界面） MMIMan and Machine Interface（监视控制） SCADASupervisory Control and Data Acquisition（监视控制和数据采集软件）第1章 组态软件概述 在工业控制技术的不断发展应用中，PC（包括工控机）比以前的专用系统具有的优势日趋明显。主要体现在： PC技术发展较快，各种相关技术已经成熟 由P

3、C构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本 PC的软件和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强 基于PC的控制系统易学易用，容易得到技术支持在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。目前组态软件发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的系列的数据整合。监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作站为主，目前更趋向于工业微机。1.1 组态软件现状全球有不少专业厂商包括专业软件公司和硬件/系统厂商生产和提供各种组态软件产品。目前中国市场上的组态软件产品按厂商可大致划分为两类，即国外专业软件厂商提供的产品，以及国内自行开发的国产化产品。

4、国外产品比较从近几年的调查结果来看，国内组态软件市场大部分份额仍被国外几家组态软件占据，如：FIX、InTouch等。这些“洋软件”在功能完备性、产品包装、市场推广等方面具有一定优势，但并非所有方面都尽善尽美。1.1 组态软件现状美国Wonderware公司的InTouchInTouch堪称组态软件的“鼻祖”，率先推出的16位Windows环境下的组态软件，在国际上曾得到较高的市场占有率。InTouch软件的图形功能比较丰富，使用较方便，但控制功能较弱。其I/O硬件驱动丰富，但只是使用DDE连接方式，实时性较差而且驱动程序需单独购买。它的5.6版（16位）很稳定，在中国市场也普遍受到好评。7.

5、0版（32位）在网络和数据管理方面有所加强，并实现了实时关系数据库，但其实只是在SQL Server上增加了数据传输插件。在32位Windows环境下，InTouch已受到其他产品的猛烈冲击。1.1 组态软件现状德国西门子公司的WinCC新版软件有了很大进步，但体系结构还是比较老的思想，在网络结构和数据管理方面属于比较先进的产品之一。工业组态控制软件SIMATIC WinCC具有良好的开放性和灵活性，它提供了适用于工业的图形显示、信息、归档以及报表的功能模板。高性能的过程耦合、快速的画面更新、以及可靠的数据传送使其具有高度的实用性，被广泛用来处理生产和过程的自动化。1.1 组态软件现状哈尔滨华

6、富公司的ControlX2000 ControX2000是比较新的组态软件，其产品体系结构非常像iFIX，界面漂亮，使用起来也比较方便，有许多自己的特色。但从它DEMO版运行效果来看，执行代码的运行效率不是很高，特别是图形处理环节，似乎有些缺陷。DEMO运行也不十分稳定。用一些分析工具观察其执行的结构，感觉其程序结构设计不十分合理，代码重用率低。1.1 组态软件现状北京昆仑通态公司MCGS（Monitor and Control Generated System）MCGS是一套基于Windows95/98/NT操作系统，可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态软件包，它为用户提供了从设备驱动、

7、数据采集到数据处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作工具。MCGS组态软件具有多任务、多线程功能，其系统框架采用VC+编程，通过OLE技术向用户提供VB编程接口，提供丰富的设备驱动构件、动画构件、策略构件,用户可随时方便地扩充系统的功能。1.2 组态软件发展趋势预计国产组态软件在目前国内加大工业投资，控制工程数量剧增的情况下，到了一个黄金发展时机。国产化组态软件由于商品化程度相对较低，售前售后的技术支持与服务的难度会大一些，但这些产品有时又能满足用户要求从原代码级进行改进，加强了软件开发的组织管理实施，进一步提高了商品化程度，在此基础上可以为用户提供更好的服务。随

8、着国内组态软件的逐渐成熟，被用户认可，同时工程公司高级软件人员工资成本的急剧增加，国产组态软件以其价格优势，配合完善的服务，在1999年得到了长足发展，2000年进入了市场发展的后期、成熟的前期。1.2 组态软件发展趋势随着计算机软件的发展，软件的功能越来越强，迫使工业组态软件随之发展。成熟的商用软件技术如：高级动画技术、分布式运算、大型数据库技术等逐渐在组态软件上得到应用。但由于工业软件长期运行可靠性的要求，其技术应用均比商用软件滞后。组态软件向小型化发展主要是满足嵌入式计算机在控制系统中的应用。应该注意的是，组态软件的小型化并不意味其功能的弱化，这对组态软件的开发提出了更高的要求。随着计算

9、机网络的飞速发展，组态软件也出现了分布式、网络化的趋势。比如组态软件直接支持Internet远程访问功能已成为一个基本要求。1.3 WinCC简介工业组态软件Simatic WinCC是德国西门子公司和微软共同开发的软件系统，是世界上第一个集成的人机界面(HMI)软件系统，是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和微机软件强大功能的产物。它真实地将工厂控制软件集成到过程自动化中。WinCC将Windows NT应用程序的现代体系结构和使用方便的图形设计程序集合在一起，可以很方便地生成人机界面，建立完整的过程监控解决方案。各系统集成商还可以用WinCC作为其系统的扩展基础，通过开放接口开发自己的

10、应用软件。1.3 WinCC简介WinCC V6.0采用标准Microsoft SQL Server 2000(WinCC V6.0以前版本采用Sybase)数据库进行生产数据的归档，同时具有Web浏览器功能，可使经理、厂长在办公室内看到生产流程的动态画面，从而更好地调度指挥生产，是工业企业中MES和ERP系统首选的生产实时数据平台软件。1.3 WinCC简介WinCC的一个主要特点是，它能和所有主要厂商的PLC进行通讯，如AB,GE,OMRON的PLC等等，甚至用户所特有的控制器也可以通过WinCC提供的CDK(通讯开发工具)进行通讯。用WinCC建立一个新项目，它会自动为该项目建立一个目录

11、，与该项目有关的信息都存放在该目录下，启动WinCC，打开或新建一个项目，WinCC建立的基本项目环境就以树型结构显示出来。1.3 WinCC简介WinCC基本软件包 WinCC运行组态版 WinCC运行组态版提供给用户完整的组态开发功能和运行功能。运行组态软件包不能分开使用。 WinCC运行版 该软件允许用户激活项目应用并投入运行。 WinCC不同数目标签变量的软件包 WinCC运行组态和运行软件包，分别提供五种不同数目授权变量的软件包：128、256、1024、8000和64000授权变量。1.3 WinCC简介WinCC通道包括： Siemens:S7协议集，WinAC（软控制器），S5

12、andTI505 WinCC集成众多的PLC驱动程序 WinCC为主要的PLC厂商提供了相应的驱动程序（也称为本地通道）和相应的网络支持。 OPC客服机和服务器 DDE Allen-Bradleu DF1通道 Allen-Bradleu DH通道(支持DH485,DH+,Ethemet和ControINet) Modbus串口 Modbus协议集 GE-Fanuc SNP/SNPX Mitsubishi MELSEC FX 1.3 WinCC简介WinCC支持数据库互连 WinCC内置MS SQL Server 2000数据库，支持所有的WinCC组态和运行数据与其它支持OLE-DB/SQL的

13、数据库存，如Microsoft Access和SQL Server,Oracle和Sybase的互连。特殊的应用数据表可直接访问中央数据库。 WinCC与其他控制设备的通讯 Siemens是OPC基金会的创始人之一。SIMATIC WinCC支持OPC（用于过程的OLE)作为OPC客户器。这意味着WinCC可以作为300多种控制器系统上的HMI系统，WinCC也能作为其他代应商提供的支持OPC接口的HMI系统的中集器。WinCC的OPC服务器也可用于连接用户的应用到更高一级的MES系统中。 1.3 WinCC简介Web Navigator选件允许从客户机直接访问WinCC应用 WinCC提供客

14、户机服务器解决方案 WinCC提供的Server选件扩展你的应用从而满足项目扩展要求。一个WinCC服务器可以同时连接多达32个客户机。 WinCC客户机节点直接修改WinCC应用项目 WinCC允许直接在客户机上进行开发。WinCC项目常驻服务器里，客户机通过网络连接。客户机对WinCC应用所做的修改，也直接作用于服务器。 WinCC/Web Navigator客户机只需安装一个Web Navigator选件，和一个浏览器客户机插件(6 MB ActiveX控件).直接在WinCC服务器上维护你的项目和设置相应的授权可降低总的成本。 1.3 WinCC简介WinCC应用的行业领域 WinCC

15、提供完整HMI应用的解决方案，全世界已安装应用了80，000多套。用户友好用户的向导和可延展性，使其成为小型离散应用，过程应用，分布式应用和综合应用的完美选择，在各行业中得到广泛的应用，如汽车制造行业、食品和饮料、化工行业、制药行业、包装行业、钢铁行业、水处理和污水净化、石油和天然气、纺强行业、水泥行业、能源供应和分配、半导体。 1.3 WinCC简介WinCC支持多语言，全球通用 WinCC基本软件包支持多种语言，WinCC软件（菜单和帮助文档）以英语、德语、西班牙语、意大利语、法语、简繁体中文、韩语、日语发布。WinCC运行版支持多语言显示，包括工具提示文本特性。WinCCEasyLang

16、uag支持直接在图形编辑中导入导出语言文本特性。 1.4 WinCC装机硬件条件WinCC支持所有普通IBM/AT兼容的PC平台。要用WinCC有效工作，选择具有所推荐规范的系统。注意 对服务器的同样要求均适用于单用户系统。CPU客户机：最低要求Intel Pentium II,300MHz服务器：Intel Pentium III,800MHz中央归档服务器：Intel Pentium 4，2 GHz客户机：Intel Pentium III,800 MHz服务器：Intel Pentium 4，1400 MHz中央归档服务器：Intel Pentium 4，2.5 GHz内存客户机：256

17、 MB服务器：512 MB中央归档服务器：1 GB客户机：512 MB服务器：1 GB (1024 MB)中央归档服务器：= 1 GB最低要求推荐值1.4 WinCC装机软件条件所有服务器都必须使用Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server或Windows Server 2003。项目中的所有客户端都必须使用Windows XP Professional或Windows 2000 Professional。Windows XPWindows XP Professional Service Pack 1安装Windows XP SP1期间，Internet Explorer V6.0 Service Pack 1将自动安装。Windows