3-4《工控组态软件及应用》课件

2023/7/251

通过本章的学习，讲述建立一个监控中心。监控中心从生产现场采集生产数据，以动画形式直观的显示在监控画面上。监控画面还将显示实时趋势和报警信息，并提供历史数据查询的功能，数据统计的报表，并完成简单的控制。将实时数据保存到关系数据库中，并进行数据库的查询。第3章新建工程

2023/7/252组态软件在控制系统中的位置2023/7/253通常情况下，建立一个应用工程大致可分为以下几个步骤：第一步：创建新工程为工程创建一个目录用来存放与工程相关的文件。3.1建立工程的一般过程第3章新建工程

第二步：定义硬件设备并添加工程变量添加工程中需要的硬件设备和工程中使用的变量，包括内存变量和I/O变量。第三步：制作图形画面并定义动画连接按照实际工程的要求绘制监控画面并使静态画面随着过程控制对象产生动态效果。第四步：编写命令语言通过脚本程序的编写以完成较复杂的操作上位控制。第五步：进行运行系统的配置对运行系统、报警、历史数据记录、报表、网络、用户等进行设置，是系统完成用于现场前的必备工作。第六步：保存工程并调试运行完成以上步骤后，一个可以拿到现场运行的工程就制作完成了。2023/7/254

需要说明的是，这六个步骤并不是完全独立的，事实上，这几个部分常常是交错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时，要依照此过程考虑三个方面：图形：用户希望怎样的图形画面？也就是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。数据：怎样用数据来描述工控对象的各种属性？也就是创建一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性，比如温度，压力等。连接：数据和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令3.1建立工程的一般过程第3章新建工程

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组态王工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的管理。第3章新建工程

3.2工程管理器3.2.1工程管理器的使用

工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索组态王工程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。工程管理器实现了对组态王各种版本工程的集中管理，更使用户在进行工程开发和工程的备份、数据词典的管理上方便了许多。

如果已经正确安装了组态王“6.53”，可以通过以下方式启动工程管理器：单击“开始”“程序”“组态王6.53”“组态王6.53”（或直接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口如图3-1所示。2023/7/2563.2.2工程管理器部分菜单及快捷键说明第3章新建工程

3.2工程管理器快捷键打开软件，对快捷菜单进行说明、练习。菜单2023/7/2573.3工程浏览器工程浏览器是组态王的集成开发环境。在这里可以看到工程的各个组成部分包括Web、文件、数据库、设备、系统配置、SQL访问管理器，它们以树形结构显示在工程浏览器窗口的左侧。工程浏览器的使用和Windows的资源管理器类似。

第3章新建工程

工程浏览器由菜单栏、工具栏、工程目录显示区、目录内容显示区、状态条、页标签组成。“工程目录显示区”以树形结构图显示大纲项节点，用户可以扩展或收缩工程浏览器中所列的大纲项。

2023/7/2583.3工程浏览器第3章新建工程

页标签工具栏工程目录显示区目录内容显示区状态条菜单栏打开软件，对工程浏览器工具栏中快捷按钮的各项功能进行说明进行说明、练习。2023/7/2593.4定义外部设备和变量第3章新建工程

【练习1】新建一个工程，工程名称：“自己的姓名+学号”工程练习，熟悉工程管理器、工程浏览器的使用2023/7/25103.4定义外部设备和变量3.4.1定义外部设备组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序都作为外部设备使用。外部硬件设备通常包括PLC、仪表、模块、变频器、板卡等；外部软件程序通常指包括DDE、OPC等服务程序。第3章新建工程

【例3-1】以组态王软件及亚控公司自行设计的仿真PLC（仿真程序）的通讯为例来讲解在组态王中如何定义设备和相关变量（实际硬件设备和变量定义方式与其类似）。打开软件进行定义。2023/7/25113.4定义外部设备和变量3.4.1定义外部设备第3章新建工程

仿真PLC提供四种类型的内部寄存器：INCREA、DECREA、RADOM、STATIC，寄存器INCREA、DECREA、RADOM、STATIC的编号从1-1000，变量的数据类型均为整型（即SHORT）。

仿真PLC寄存器说明：

自动加1寄存器INCREA：该寄存器变量的最大变化范围是0-1000，寄存器变量的编号原则是在寄存器名后加上整数值，此整数值同时表示该寄存器变量的递增变化范围，例如，INCREA100表示该寄存器变量从0开始自动加1，其变化范围是0到100。自动减1寄存器DECREA：该寄存器变量的最大变化范围是0-1000，寄存器变量的编号原则是在寄存器名后加上整数值，此整数值同时表示该寄存器变量的递减变化范围，例如，DECREA100表示该寄存器变量从100开始自动减1，其变化范围是0到100。2023/7/25123.4定义外部设备和变量3.4.1定义外部设备第3章新建工程

随机寄存器RADOM：该寄存器变量的最大变化范围是0-1000，该寄存器变量的值是一个随机值，可供用户读出，此变量是一个只读型，用户写入的数据无效，此寄存器变量的编号原则是在寄存器名后加上整数值，此整数值同时表示该寄存器变量产生数据的最大范围，例如，RADOM100表示随机值的范围是0-100。仿真PLC寄存器说明：

常量寄存器STATIC：该寄存器变量是一个静态变量，可保存用户下发的数据，当用户写入数据后就保存下来，并可供用户读出。STATIC100表示该寄存器变量能够接收0-100之间的任意一个整数。常量字符串寄存器STRING：该寄存器变量是一个静态变量，可保存用户下发的字符，当用户写入字符后就保存下来，并可供用户读出，直到用户再一次写入新的字符，字符串长度最大值为128个字符。2023/7/25133.4定义外部设备和变量3.4.1定义外部设备第3章新建工程

CommErr寄存器：该寄存器变量为可读写的离散变量，用户通过控制CommErr寄存器状态来控制运行系统与仿真PLC通讯，将CommErr寄存器置为打开状态时中断通讯，置为关闭状态后恢复运行系统与仿真PLC之间的通讯。仿真PLC寄存器说明：2023/7/25143.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.2串口通讯参数设置双击Com1或Com2口，弹出串口通讯参数设置对话框，如图3-22所示，在工程中连接实际的I/O设备时，设置项要与实际设备中的设置项完全一致（包括：波特率、数据位、停止位、奇偶校验选项的设置），否则会导致通讯失败。打开软件进行定义。2023/7/2515【例3-2】在串口Com2上连接3个ADAM4000系列设备ADAM4017、ADAM4024和ADAM4050。3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

打开软件进行定义。硬件连线2023/7/2516【练习2】在自己的工程中对例题3-1、3-2的内容进行练习。在com1串口上连接一个亚控仿真PLC，在com2上连接3个ADAM4000系列设备即ADAM4017、ADAM4024和ADAM4050，并在com3串口上连接一个三菱FX2N型PLC。3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

2023/7/25173.4.3实时数据库与外部设备变量在组态王工程浏览器中提供了“数据库”项供用户定义设备变量。数据库是“组态王软件”最核心的部分。在TouchView运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为核心，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。打开组态王软件，介绍数据词典3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

2023/7/25183.4.3.1数据词典中变量的类型3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量变量基本类型特殊类型内存变量：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。

I/O变量：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。

报警窗口变量历史趋势曲线变量系统预设变量（共17个，只读）2023/7/25193.4.3.1数据词典中变量的类型3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量基本类型变量离散型I/O离散型内存离散型实型I/O实型内存实型整型I/O整型内存整型字符串型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（float）型数据，取值范围10E-38～10E+38，有效值7位。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。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（-2147483648)～2147483647。2023/7/25203.4.3.1数据词典中变量的类型3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量

结构变量在工程实际中，往往一个被控对象有很多参数，而这样的被控对象很多，而且都具有相同的参数。如一个储料罐，可能有压力、液位、温度、上下限报警等参数，而这样的储料罐可能在同一工程中有很多。如果用户对每一个对象的每一个参数都在组态王中定义一个变量，有可能会造成使用时查找变量不方便，定义变量所耗费的时间很长，而且大多数定义的都是有重复属性的变量。如果将这些参数作为一个对象变量的属性，在使用时直接定义对象变量，就会减少大量的工作，提高效率。2023/7/25213.4.3.2变量及变量属性的定义在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项，右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。双击“新建”图标，弹出“定义变量”属性对话框。组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。采用这种卡片式管理方式，用户只要用单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量打开软件，定义变量：内存离散、I/O离散内存实型、I/O实型2023/7/25223.4.3.2变量及变量属性的定义3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量序号位号设备名称用途原始信号类型工程量1M1A泵A液体输送交流接触器DONC2M2B泵B液体输送交流接触器DONC3FT101流量计A液体流量4-20mAAI100M3/h4FT102流量计B液体流量4-20mAAI100M3/h5FV101电动调节阀A液体流量控制4-20mAAO100%6FV102电动调节阀B液体流量控制4-20mAAO100%7M3搅拌电机A、B液体混合交流接触器DONC8TT101热电阻混合液体温度测量Pt100AI250℃9LT101液位变送器混合液体高度测量4-20mAAI100%10FV103电磁阀混合液体输出控制交流接触器DONC11PT101压力变送器混合液体反应罐压力测量4-20mAAI10kPa【练习3】在数据词典中定义以下变量都连接到亚控仿真PLC上。②2023/7/25233.4.4结构变量3.4定义外部设备和变量第3章新建工程

3.4.3实时数据库与外部设备变量

为方便用户快速、成批定义变量，组态王支持结构数据类型，使用结构数据类型定义结构变量。结构变量是指利用定义的结构模板在组态王中定义变量，该结构模板包含若干个成员，当定义的变量的类型为该结构模板类型时，该模板下所有的成员都成为组态王的基本变量。一个结构模板下最多可以定义64个成员。结构变量中结构模板允许两层嵌套，即在定义了多个结构模板后，在一个结构模板的成员数据类型中可嵌套其它结构模板数据类型。打开软件，定义和使用结构变量2023/7/25243.5组态王提供的通讯的其它特殊功能第3章新建工程

3.5.1开发环境下的设备通讯测试

为保证用户对硬件的方便使用，在完成设备配置与连接后，用户在组态王开发环境中即可以对与之连接的硬件进行测试。对于测试的寄存器可以直接将其加入到变量列表中。当用户选择某台设备后，右键单击弹出浮动式菜单，除DDE外的设备均有菜单项“测试设备名”。如定义亚控仿真PLC设备，在设备名称上单击右键，弹出快捷菜单，如图所示。打开软件，测试开发环境下的仿真PLC设备通讯2023/7/25253.5组态王提供的通讯的其它特殊功能第3章新建工程

3.5.2运行系统中设备通讯状态的判断

组态王的驱动程序（除DDE外）为每一个设备都定义了CommErr寄存器，该寄存器表征设备通讯的状态，是故障状态还是正常。另外用户还可以通过修改该寄存器的值控制设备通讯的通断。

在使用该功能之前，应该先为该寄存器定义一个IO离散型变量，变量为读写型。当该变量的值为0或被置为0时，表示通讯正常或恢复通讯。当变量的值为1或被置为1时，表示通讯出现故障或暂停通讯。

另外，当某个设备通讯出现故障时，画面上与故障设备相关联的IO变量的数值输出显示都变为“？？？”号，表示出现了通讯故障。当通讯恢复正常后，该符号消失，恢复为正常数据显示。2023/7/25263.5组态王提供的通讯的其它特殊功能第3章新建工程

3.5.3使用GPRS对设备进行远程通讯

随着移动推出GPRS无线数据传输以来，GPRS的通信速度快、通信费用低、组网灵活等优点，越来越被广大客户看好。GPRS数传终端，具有TCP/IP协议转换功能，不需要用户提供TCP/IP的支持。可适用于所有带串口的终端设备，通过GPRS网络平台实现数据信息的无线和透明传输，为不具备TCP/IP协议处理的终端设备提供了GPRS通信的能力。目前，GPRS数传终端已被广泛的应用于环保、水文水利、油田、电力，工业控制等各个领域，在数据的远程传输和监控方面得到了很好的应用。2023/7/25274.1设计画面第4章创建组态画面

4.1.1建立一个新的画面（打开软件进行演示）4.1.2使用工具箱（打开软件进行演示）4.1.3使用调色板（打开软件进行演示）4.1.4图库管理器（打开软件进行演示）4.1.4.1图库管理器的使用（打开软件进行演示）4.1.4.2创建图库精灵（打开软件进行演示）4.1.4.3把图库精灵转换成普通图素（打开软件进行演示）4.1.5利用图库管理、工具箱等进行一个工艺流程图的设计制作2023/7/25284.1设计画面第4章创建组态画面

4.1.5利用图库管理、工具箱等进行一个工艺流程图的设计制作【例4-1】完成二种液体混合加热的工艺流程图2023/7/25294.2动画连接第4章创建组态画面

4.2.1动画连接的概述工艺流程图监控画面做好了，就要进行一些动画连接，模拟真实生产设备的运行。将生产实时数据连接到画面中来。4.2.1动画连接的概述工艺流程图监控画面做好了，就要进行一些动画连接，模拟真实生产设备的运行。将生产实时数据连接到画面中来。

在组态王开发系统中制作的画面都是静态的，那么它们如何才能反映工业现场的状况呢？这就需要通过实时数据库，因为只有数据库中的变量才是与现场状况同步变化的。数据库变量的变化又如何导致画面的动画效果呢？通过“动画连接”。

所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样，工业现场的数据，比如温度、液面高度等，当它们发生变化时，通过I/O接口，将引起实时数据库中变量的变化，如果设计者曾经定义了一个画面图素比如指针，如果指针与变量相关联，我们将会看到指针会随关联的变量同步偏转。2023/7/2530第4章创建组态画面

4.2.2动画连接对话框给图形对象定义动画连接都是在“动画连接”对话框中进行的4.2.3动画连接种类2023/7/2531第4章创建组态画面

4.2.4常用动画