组态工控技术 课件 1工控组态简介

组态控制技术简介卜令涛什么是工控组态工控指的是工业自动化控制，主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制（Factorycontrol），或者是工厂自动化控制（FactoryAutomationcontrol）。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。例如：电站电网的实时监控需要采集大量的数据值，并进行综合处理，工控技术的介入方便了大量信息的处理。与硬件生产相对照，组态与组装类似。在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”,它的意义通俗的讲就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件虽然通过组态可以不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性，大部分组态软件都提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚至支持VB。关于组态软件，它译自英文SCADA,即SupervisoryControlandDataAcquisition(数据采集与监视控制)，又称组态监控软件。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处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。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。组态软件的数据流组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据，对数据进行必要的加工后，一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕上；另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给I/O设备，对执行机构实施控制或调整控制参数。对已经组态历史趋势的变量存储历史数据，对历史数据检索请求给予响应。当发生报警时及时将报警以声音、图象的方式通知给操作人员，并记录报警的历史信息，以备检索。图中组态软件的数据流直观地表示出了组态软件的数据处理流程。在图中可以看出，实时数据库是组态软件的核心和引擎，历史数据的存储与检索、报警处理与存储、数据的运算处理、数据库冗余控制、I/O数据连接都是由实时数据库系统完成的。图形界面系统、I/O驱动程序等组件以实时数据库为核心，通过高效的内部协议相互通讯，共享数据。典型的组态步骤：（1）将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC上组态时使用，比如工程常用的开关量信号和模拟量信号。（2）搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通讯接口类型、采用的通讯协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择。（3）将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。（4）根据工艺图，绘制设计画面结构和画面草图。（5）按照第一步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。（6）根据第一步和第三步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。（7）根据设计的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是组图）。（8）将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性。（9）根据工程任务，理清组态画面中各个图形对象的逻辑关系，编写后台脚本程序。（10）对组态内容进行局部和总体调试。（11）系统投入运行。几款常用的组态软件组态王KINGVIEW昆仑通态MCGS美国通用电气公司（GE）的CIMPLICITY西门子WINCC等等国家高技术研究发展计划（863计划）对组态软件行业的影响上世纪八十年代，科学技术迅速发展，对人类产生了巨大的影响，引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。许多国家为了在国际竞争中赢得先机，都把发展高技术列为国家发展战略的重要组成部分，不惜花费巨额投资，组织大量的人力与物力。1983年美国提出的“战略防御倡议”（即星战计划）、欧洲尤里卡计划，日本的今后十年科学技术振兴政策等，对世界高技术大发展产生了一定的影响和震动。我国“863计划”于1987年3月正式开始组织实施，上万名科学家在各个不同领域，协同合作，各自攻关，很快就取得了丰硕的成果。“863计划”的实施，为中国在世界高科技领域占有一席之地奠定了更加坚实的基础。2016年，随着国家重点研发计划的出台，863计划结束了自己的历史使命。这是我国新时期满足国家发展需求、适应新技术革命和产业变革的适时之举、关键之举。科研组织形式随着时间在变，但是，从“两弹一星”到863计划，不变的是一以贯之的科学精神。求真是科学精神的核心；创新是科学精神的特征；家国情怀、使命担当是中国科学家精神的灵魂。精神建设是我们科技队伍建设的灵魂，也是建设科技强国的文化保障。这种精神文化是一种软实力，是一种非常硬的软实力，是物质不可替代的力量。传承和弘扬这种精神，用以武装一代又一代的青年科技工作者，是实现“世界科技强国”这一新的奋斗目标的精神长城。国家高技术研究发展计划（863计划）对组态软件行业的影响国产组态软件，比如组态王（kingview）、紫金桥监控组态软件等这些国内组态软件行业的翘楚，背后都有国家863计划的支持。像亚控的863课题《支持开放式现场总线设备软逻辑控制软件》内容包括：软逻辑控制系统体系结构及其功能、系统的实时性和可靠性、实用的控制算法、模块化编程研究和IO机制等