水位控制系统的KingVIEW组态软件设计

第图3.1某车间工艺流程简化图3.2制作监控主画面3.2.1建立工程建立Kingview新工程：当我们的电脑上安装了Kingview组态王软件后在Windows桌面上有快捷方式键，鼠标双击快捷键进入组态王工程管理器如图3.2所示：图3.2组态王工程管理器在工程管理器中选择菜单“文件/新建工程”,或者点击工具栏的“新建”按钮，出现“新建工程向导一”对话框，单击“下一步”按钮，弹出图3.3“新建工程向导一”对话框。图3.3选择工程所在路径窗口单击“浏览”按钮，选择新建工程的存储路径。单击“下一步”弹出“新建工程向导之三”对话框，如下图所示。图3.4工程名称和描述窗口输入所要组建的工程名称按“完成”在可以看到在工程管理器上新建工程已经建立，如图3.5。图3.5建立新工程窗口3.2.2制作工程画面进入工程浏览器后，单击“画面”→双击“新建”。进入整体开发画面之前我们先做个过度画面如图3.6。图3.6组态软件设计开始画面然后再新建一个画面，并对画面进行命名“监控系统”然后按“确定”进入了开发画面。在开发画面中选中“图库”，单击“打开图库”然后弹出画面框如下图，从“图库管理器”中的“储藏罐”中选取中意的罐，双击，则选种该罐，选中的罐在画面开发系统中可以改变其大小及位置；从“图库管理器”中的“阀”和“泵”中分别选取4个阀、4个泵。图3.7组态王图库管理器各个器件都找完了后在“开发系统”画面中摆好适当的位置然后在单击“工具”选中“显示工具箱”单击或者直接按快捷键“F10”把“工具箱”调出来，再用鼠标单击“T”，把各个器件都标示清楚名称以便于区分。然后再按按照简化图中的管道进行连接起来最后真个图形基本完成如图3.8所示：图3.8液位监控画面3.2.3动画的连接由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。Kingview实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果[16]。监控对象及其参数：本题目主要针对各水罐水位的监控及其报警系统的组态设计。各水罐参数如下表：表3.1各水罐参数水罐类型蓄水罐加药罐1加药罐2加药罐3水罐高度(m)12.258.754.54.5表3.2监控水位要求被监控对象下限(m)上限(m)蓄水罐5.510.5加药罐16.07.5加药罐22.53.6加药罐32.83.6设计要求：要求实现上述监控罐上、下限水位的监视及其越限报警显示。对上述水罐进行上下限水位控制时，需要采用一定的控制策略，体现在水泵1、2、3、4和阀门1、2、3、4对不同情况的启停进行控制，以此来控制各水罐的水位。1、定义数据变量数据库分为实时数据库和历史数据库。实时数据库是Kingview工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数等一系列相关的参数设定[17]。在工程浏览器左侧选中“数据库”→“数据词典”→“新建”。如图3.9：图3.9组态王数据词典点击“新建”后弹出方框提示定义“变量名”“变量类型”“连接设备”“寄存器”“数据类型”“读写类型”，我们先来定义蓄水罐水位名称，在弹出的方框中对应一一写入写完后如图3.10，然后分别对加药罐1进行设置，设置完后如图3.11：图3.10蓄水管变量属性设置图3.11加药罐1变量属性设置重复如上操作，分别对加药罐2和加药罐3进行变量设置。按照上述操作对水泵1进行设置如下图3.12，备用泵2、备用泵3及备用泵4的设置同泵1。阀门变量的设置均与下图的设置相同，按其设置分别设置阀门1、阀门2、阀门3、阀门4、出水阀1、出水阀2.图3.12备用泵1变量属性设置图3.13阀门1变量属性设置2、进行动画连接进入开发画面后，双击阀门1进行变量设置然后点击，找到“阀门1”单击进行设置后按“确定”，如下图3.14：图3.14阀门1动画连接按照上述即可把阀门2、阀门3、阀门4、出水阀1、出水阀2设置动画连接。然后我们对各个水泵以及各个阀门进行按钮动画连接和上述基本一样。这样我们可以更直接的对各个水泵和阀门进行直接的控制。后序的对画面切换按钮我们可以先在“工具箱”中找到“按钮”然后在画面上用鼠标进行拖动产生按钮点击右键进行字符串进行替换对其进行定义我们可以先以查看报警按钮为例，等输入文本后然后对其进行双击进行动画连接。点击“弹起时”进入命令语言画面进行编程设计成弹起时弹出“报警数据画面”其他器件和上叙一样一一设置就完成了。为了更直观的看到各个罐内液位值我们可以在各个罐旁边做个动画连接，首先我们以蓄水罐为例来说明如何做动画连接：图3.15蓄水罐文本动画设置按上图所示设置，这样我们就可以清晰的在画面上看到蓄水罐实时液位了，更能方便我们随时对系统进行操作。同样也按照这样的方法对加药罐1、加药罐2、加药罐3进行设置。设置完后进行保存。这样整个动画连接过程基本上就到此完成了，制作完成的效果图如下图3.16：图3.16动画连接效果图在运行组态王工程之前首先要在开发系统中对运行系统环境进行配置。在开发系统中单击菜单栏“配置\运行环境”命令或工具条“运行”按钮或工程浏览器“工程目录显示区\系统配置\设置运行系统”按钮后，弹出“运行系统设置”对话框，如下图3.17所示：图3.17组态王运行系统设置然后进入组态王的工程浏览器中点击“运行”确认一下组态王运行时的主画面：“运行”→“主画面配置”→“开始画面”→“确定”→“VIEW”这样就进入了组态王的运行系统。3.2.4编写控制流程首先我们先对变量进行设置：泵1：内存变量、离散变量，记录泵1开关状态。泵2：内存变量、离散变量，记录泵2开关状态。泵3：内存变量、离散变量，记录泵3开关状态。泵4：内存变量、离散变量，记录泵4开关状态。阀门1：内存变量、离散变量，记录阀门1开关状态。阀门2：内存变量、离散变量，记录阀门2开关状态。阀门3：内存变量、离散变量，记录阀门3开关状态。阀门4：内存变量、离散变量，记录阀门4开关状态。出水阀1：内存变量、离散变量，记录出水阀1开关状态。出水阀2：内存变量、离散变量，记录出水阀2开关状态。蓄水罐：内存变量、实型变量，记录蓄水罐液位。加药罐1：内存变量、实型变量，记录加药罐1液位。加药罐2：内存变量、实型变量，记录加药罐2液位。加药罐3：内存变量、实型变量，记录加药罐3液位。备用泵1：内存变量、离散变量，记录泵1是否为备用。备用泵2：内存变量、离散变量，记录泵2是否为备用。备用泵3：内存变量、离散变量，记录泵3是否为备用。备用泵4：内存变量、离散变量，记录泵4是否为备用。在这个控制程序中我们把四个水泵都设定为可以任意选择性的备用的，这样就增加了控制的灵活性，我们可以在控制过程中任意选择其中一个为备用的而且对其数据进行了相关的设定。控制策略：蓄水罐：当水位小于5.5时，如泵1未备用则开启泵1，如泵2未备用则开启泵2，同时如果泵3和阀门1开启则关闭，如果泵4和阀门2开启则关闭。当水位大于10.5时，如泵1开启则关闭泵1，如泵2开启则关闭泵2，同时在加药罐1小于7.5时，开启处于未备用状态的泵3和阀门1、泵4和阀门2。加药罐1：当水位小于6.0时，开启处于未备用状态的泵3和阀门1、泵4和阀门2，同时关闭阀门3和阀门4。当水位大于7.5时，关闭处于未备用状态泵3和阀门1、泵4和阀门2，同时在加药罐2小于3.6时开启阀门3，在加药罐3小于3.6时开启阀门4。加药罐2：当水位小于2.5时，开启阀门3，关闭出水阀1。当水位大于3.6时，关闭阀门3，开启出水阀1。加药罐3：当水位小于2.8时，开启阀门4，关闭出水阀2。当水位大于3.6时，关闭阀门4，开启出水阀2。注：在程序运行时，要先确认泵1、泵2、泵3、泵4是否备用，然后打开未备用的泵1或泵2，程序即可演示！然后我们在开发画面上点击右键选择“画面属性”→“命令语言”然后对画面进行编程按照我们设定控制策略实现程序如下：if(备用泵1==1){泵1=0;}if(备用泵2==1){泵2=0;}if(备用泵3==1){泵3=0;}if(备用泵4==1){泵4=0;}if(蓄水罐<=5.5){if(备用泵1==0){泵1=1;}if(备用泵2==0){泵2=1;}if(备用泵3==0){泵3=0;阀门1=0;}if(备用泵4==0){泵4=0;阀门2=0;}}if(蓄水罐>=10.5){if(备用泵1==0){泵1=0;}if(备用泵2==0){泵2=0;}if(备用泵3==0){泵3=1;阀门1=1;}if(备用泵4==0){泵4=1;阀门2=1;}}if(加药罐1<=6.0){if(备用泵3==0){泵3=1;阀门1=1;}if(备用泵4==0){泵4=1;阀门2=1;}}if(加药罐1>=7.5){if(备用泵3==0){泵3=0;阀门1=0;}if(备用泵4==0){泵4=0;阀门2=0;}}if(加药罐2<=2.5){阀门3=1;出水阀1=0;}if(加药罐2>=3.6){阀门3=0;出水阀1=1;}if(加药罐3<=2.8){阀门4=1;出水阀2=0;}if(加药罐3>=3.6){阀门4=0;出水阀2=1;}if(泵1==1){蓄水罐=蓄水罐+0.05;}if(泵2==1){蓄水罐=蓄水罐+0.05;}if(泵3==0&&泵4==0){泵5=1;泵1=0;泵2=0;}else{泵5=0;}if(泵5==1){蓄水罐=蓄水罐-0.05;}if(泵3==1&&阀门1==1){蓄水罐=蓄水罐-0.05;加药罐1=加药罐1+0.05;}if(泵4==1&&阀门2==1){蓄水罐=蓄水罐-0.05;加药罐1=加药罐1+0.05;}if(阀门3==1){加药罐1=加药罐1-0.03;加药罐2=加药罐2+0.03;}if(阀门4==1){加药罐1=加药罐1-0.03;加药罐3=加药罐3+0.03;}if(出水阀1==1){加药罐2=加药罐2-0.02;}if(出水阀2==1){加药罐3=加药罐3-0.02;}注：蓄水罐入口每个管道水流速0.05，出口每个管道为0.05加药罐１入口每个管道水流速0.05,出口每个管道为0.03加药罐２入口水流速0.03,出口为0.02加药罐3入口水流速0.03,出口为0.02这样我们就完成了软硬件的控制策略可以使软件按照我们的控制进行工作了。4数据曲线画面设计4.1报警显示与报警数据Kingview把报警处理作为数据对象的属性，封装在数据对象内，由实时数据库来自动处理。当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中[18]。4.1.1定义报警首先我们要对需要报警的设备进行定义。把画面切换到“工程浏览器”找到“报警组”进行单击对报警组进行配置。单击“修改”→“新增”定义报警组名为“化工厂车间”→“确定”→“新增”→“蓄水车间”→“确定”→“新增”→“反应车间”→“确定”，如图4.1：图4.1组态王报警组设置然后再对各个设备进行定义。找到“数据词典”进行单击然后找到要定义的设备，先对蓄水罐进行定义。双击“蓄水罐”→“报警定义”对报警组名换成“蓄水车间”然后按照要求对报警上下限进行填写。每当液位到达这个位置的时候报警系统就会发出警报。加药罐1水位、加药罐2水位、加药罐3水位都按照上叙方法进行一一设置进行实时监控，如图4.3：图4.2蓄水罐报警定义图4.3加药罐报警定义4.1.2报警画面上面已经把定义好了报警设备，接下来我们开始制作报警画面。我门进入液位监控系统设计的画面中按F10把“工具箱”给调用出来，在上边我门可以找到，单击建立一个报警窗口，新建一个画面通过拖动鼠标建立了一个报警窗口，在报警窗口上双击弹出窗口对报警窗口进行属性设定。然后对“列属性”“操作属性”“条件属性”“颜色和字体属性”进行设定，设定完毕后点击“确定”如图4.4：图4.4报警画面设置4.1.3记录显示报警组态王提供了多种报警记录和显示的方式，如报警窗、数据库、打印机等。系统提供一个预定的缓冲区，对产生的报警信息首先保存在缓冲区中，报警窗根据定义的条件，从缓冲区中获取符合条件的信息显示。当报警缓冲区满或组态王内部定时时间到时，将信息按照配置的条件进行记录[19]。组态王运行系统中报警的实时显示是通过报警窗口实现的。报警窗口分为两类：实时报警窗和历史报警窗。实时报警窗主要显示当前系统中存在的符合报警窗显示配置条件的实时报警信息和报警确认信息，当某一报警恢复后，不再在实时报警窗中显示。历史报警窗显示当前系统中符合报警窗显示配置条件的所有报警和事件信息。报警画面如下图4.7：图4.7报警窗口报警窗口中最大显示的报警条数取决于报警缓冲区大小的设置。下边我们以历史报警窗显示为例进行设置：在工程浏览器中我们找到进行点击，弹出一方框进行设置。报警缓冲区是系统在内存中开辟的用户暂时存放系统产生的报警信息的空间，其大小是可以设置的[20]。然后我们根据需要记录的东西进行点击确认，从中我们可以看到我们记录的东西可以自己选择合适的地方进行保存。它生成的文件是以“al2”的格式进行保存的如图4.8:图4.8报警配置属性设置4.2报表输出数据报表是反应生产过程中的数据、状态等，并对数据进行记录的一种重要形式。是生产过程必不可少的一个部分。它既能反映系统实时的生产情况，也能对长期的生产过程进行统计、分析，使管理人员能够实时掌握和分析生产情况。数据报表分为实时数据报表、历史数据报表[21]。4.2.1实时数据报表实时数据报表主要是来显示系统实时数据。除了在表格中实时显示变量的值外，报表还可以按照单元格中设置的函数、公式等实时刷新单元格中的数据。进入组态王开发系统，创建一个新的画面，在组态王工具箱按钮中，用鼠标左键单击“报表窗口”按钮，此时，鼠标箭头变为小“+”字形，在画面上需要加入报表的位置按下鼠标左键，并拖动，画出一个矩形，松开鼠标键，报表窗口创建成功，如下图4.9所示：图4.9报表画面然后在空白处双击弹出方框要求我们对报表控件命名为“Report2”,我们先把第一行给合并选中第一行然后在报表工具箱上找到进行单击，然后先在第一行命名为实时报表，如图4.11：图4.10报表设计图4.11报表画面设置接下来我们对表格进行编辑，先标明日期、时间然后把需要进行报表的器件填充到表格中，填充完了后我们对这些进行动画连接，比如我们先对日期进行动画关连，在“报表工具箱”上找到“插入变量”进行单击这样我们进入了“选择变量名”方框中选择，然后点击确定这样就与日期进行上动画关连了。图4.12报表选择变量名其它也按照上叙方法进行关连，这样我们就对这些设备关连完成了。图4.13报表动画连接然后保存可以进行动画模拟了如图4.14：图4.14实时报表动画效果4.2.2历史数据报表历史报表记录了以往的生产记录数据，对用户来说是非常重要的。历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录，以一定的格式显示历史数据。和上边一样进入组态王开发系统，创建一个新的画面，在组态王工具箱按钮中，用鼠标左键单击“报表窗口”按钮，此时，鼠标箭头变为小“+”字形，在画面上需要加入报表的位置按下鼠标左键，并拖动，画出一个矩形，松开鼠标键，报表窗口创建成功，然后在空白处双击弹出方框如下图，我们对报表控件命名为“历史报表”然后确认。图4.15报表设计画面我们做个动画连接用来调用存储数据。在工具箱上找到按扭键单击然后在画面右边拖动建立一个按扭点击右键对其进行字符串替换设置按扭属性，编辑按扭文本为“查询”然后双击按扭对其进行动画连接，→“弹起时”接着进行命令语言编程，我们可以先设定从一行第一列开始然后“确认”然后进行保存。图4.16文本动画连接这样我们就可以在运行系统中随意调取任何时刻任何行列的数据了。如下边是历史报表运行是的结果：图4.17历史报表效果图4.3曲线显示在实际生产过程控制中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化规律，曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分[22]。4.3.1实时曲线实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形，像笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。图4.18实时曲线画面在Kingview组态软件中如何实现实时曲线呢？具体操作如下：新建一画面，然后在工具箱上找到控件建立实时曲线画面如图4.18：然后在画面上进行双击对曲线进行实时趋势曲线设置，设定完了后确认。图4.19实时曲线画面属性设置为了显示更加直观我们可以在曲线旁边的空处进行立体棒图编辑然后再进行动画连接。 使用棒图控件，需先在画面上创建控件。单击工具箱中的“插入控件”按钮，或选择画面开发系统中的“编辑/插入控件”菜单。系统弹出“创建控件”对话框。在种类列表中选择“趋势曲线”，在右侧的内容中选择“立体棒图”图标，单击对话框上的“创建”按钮，或直接双击“立体棒图”图标，关闭对话框。此时鼠标变成小“十”字形，在画面上需要插入控件的地方按下鼠标左键，拖动鼠标，画面上出现一个矩形框，表示创建后控件界面的大小。松开鼠标左键，控件在画面上显示出来。如下图所示。图4.20棒图控件控件周围有带箭头的小矩形框，鼠标挪到小矩形框上，鼠标箭头变为方向箭头时，按下鼠标左键并拖动，可以改变控件的大小。当鼠标在控件上变为双“十”字型时，按下鼠标左键并拖动，可以改变控件的位置。棒图每一个条形图下面对应一个标签L1、L2、L3、L4、L5、L6。这些标签分别和组态王数据库中的变量相对应，当数据库中的变量发生变化时，则与每个标签相对应的条形图的高度也随之动态地发生变化，因此通过棒图控件可以实时地反应数据库中变量的变化情况。另外，工程人员还可以使用三维条形图和二维饼形图进行数据的动态显示。用鼠标双击棒图控件，则弹出棒图控件属性页对话框，如下图所示。图4.21棒图属性设置页在画面上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“画面属性”，在弹出的画面属性对话框中选择“命令语言”按钮，在画面命令语言对话框中输入如下程序。chartClear("Ctrl8");chartAdd("Ctrl8",\\本站点\蓄水罐,"蓄水罐");chartAdd("Ctrl8",\\本站点\加药罐1,"加药罐1");chartAdd("Ctrl8",\\本站点\加药罐2,"加药罐2");chartAdd("Ctrl8",\\本站点\加药罐3,"加药罐3");然后单击确认即可。然后把我们所进行设计的进行保存，接下来我们可以进入到View运行系统中看看我们做的设计效果如下图4.22：图4.22实时曲线画面效果图4.3.2历史曲线历史曲线构件实现了历史数据的曲线浏览功能。运行时，历史曲线构件能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。在进行历史曲线设置之前我门要想显示历史数据和数据的话要先对各个变量进行一些配置设置把数据记录到历史库里边才能显示历史数据和曲线[23]。图4.20历史曲线记录设置然后在组态王工程浏览器中找到“”单击弹出设置框接下来我们图4.21历史曲线记录配置就开始进行历史曲线画面的设置了，我们新建画面名称为“历史曲线”在工具箱上找到点击然后在“插入控件”中选择“历史趋势曲线”然后在画面上点击鼠标左键进行拖动放开后就回产生历史曲线画面了。图4.22历史曲线画面在历史曲线画面上双击弹出方框对画面进行设置控件名称，定义完名称后我们在画面上点击右键选择“控件属性”→“增加”→“本站点”然后我们对显示出的器件进行选择按照提示的属性进行编辑。图4.23历史曲线画面动画连接属性图4.25历史曲线画面曲线属性图4.24历史曲线画面曲线设置这样设置完了后画面显示为如上图4.25：图4.26历史曲线画面效果图这样我们就对历史曲线设置完了，先进行保存，然后我们切换到运行系统中看看效果图形。4.4I\O设备操作组态王可以与一系列I\O设备进行通信，支持的I\O设备包括:可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表等等。组态王与I\O设备之间的数据交换采用以下五种方式：串行通信方式、板卡方式、网络节点方式、人机接口卡方式、DDE方式。组态王中增加了设备配置向导，用户只需要按照安装向导的提示就可以完成I\O设备的配置工作。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序负责与I\O设备的实施数据交换。已配置的I\O设备在工程浏览器的设备节点中分类列出，用户可以随时查询和修改。组态王通过对I\O设备的操作可以实现组态王与其他许多软件的数据交换。下面是组态王利用Excel设置初值和查阅数据的方法。1、在工程浏览器的目录显示区，用鼠标左键单击大纲项“设备”下的成员“DDE”，则在目录内容显示区出现“新建”图标，如下图所示：图4.27建立DDE连接画面选中“新建”图标后用左键双击，弹出“设备配置向导”对话框；或者用右键单击，则弹出浮动式菜单，选择菜单命令“新建DDE节点”，也弹出“设备配置向导”对话框，如下图所示：图4.29设备配置向导2图4.28设备配置向导1选中“DDE”然后单击“下一步”按钮，则弹出“设备配置向导一一选择名称”对话框，如图4.29所示：在对话框的编辑框中为DDE设备指定一个逻辑名称。如“excel1”。单击“上一步”按钮，则可返回上一个对话框。单击“下一步”按钮，则弹出配置向导对话框，如图4.30所示。单击“下一步”按钮，则弹出设备配置向导“信息总结”对话框，如图4.31所示：图4.30设备配置向导3图4.31设备配置向导4核对无误后，单击“完成”，这样就实现了组态王对一个I/O设备的连接设置。2、组态王与I/O设备的传输时通过I/O变量实现的。在工程浏览器的数据字典中，新建以下变量备用，如表4.1，其中，转换方式均为“线性”，连接设备均为“excel1”。变量名变量类型最小值最大值初始值项目名蓄水罐液位1I/O实数012.250r2c2加药罐1液位1I/O实数08.750r2c3加药罐2液位1I/O实数04.50r2c4加药罐3液位1I/O实数04.50r2c5阀门11I/O离散\\关r3c2阀门21I/O离散\\关r3c3阀门31I/O离散\\关r3c4阀门41I/O离散\\关r3c5出水阀11I/O离散\\关r3c4出水阀21I/O离散\\关r4c4这些变量是与Excel连接的系统初值变量。项目名指系统与Excel连接的工作表中的位置。接下来，在Excel中新建一个工作簿，把“sheet1”改名为“设置初值”，在“设置初值”工作表中，输入各单元格内容如下图：图4.32“设置初值”工作表各单元格内容做好此表后保存此工作簿，文件名为“组态数据”。然后新建一个画面，命名为“Excel操作”，在画面中输入如下文本：请在表格“组态数据”的“设置初值”工作表中填写初值，再单击按钮“设置初值”。在此文本下，新建按钮，将按钮的名称“文本”替换为“设为初值”。双击按钮进行动画连接，设置按钮弹起时，执行以下命令语言：蓄水罐=蓄水罐液位1;加药罐1=加药罐1液位1;加药罐2=加药罐2液位1;加药罐3=加药罐3液位1;阀门1=阀门11;阀门2=阀门21;阀门3=阀门31;阀门4=阀门41;出水阀1=出水阀门11;出水阀2=出水阀门21;ShowPicture("液位监控");ClosePicture("Excel操作");此命令语言执行时，把连接“设置初值”工作表的变量的值赋给系统中实际监控的各变量，即执行了“设置初值”的任务并切换到"液位监控"画面。运行系统时，要先打开表“组态数据”，再运行系统。在“设置初值”工作表中相应位置键入初值，在组态王运行系统中单击“设置初值”按钮，在"液位监控"画面中的各个值就会从初值开始。4.5配方设置在制造领域，配方是用来描述生产一件产品所用的不同配料之间的比例关系，是生产过程中一些变量对应的参数设定值的集合。组态王支持对配方的管理，用户利用此功能可以在控制生产过程中得心应手，提高效率，比如当生产过程状态需要大量的控制变量参数时，如果一个接一个地设置这些变量参数就会耽误时间，而使用配方，则可以一次设置大量的控制变量参数，满足生产过程。1、首先在数据词典中定义配方要用的几个变量：加药罐13、加药罐23、加药罐33、阀门13、阀门23、阀门33、阀门43、出料阀13、出料阀23，另外还要建立一个代表配方名称的内存字符串型变量“配方名称1”。切换到工程浏览器，在左侧选择“配方”，然后双击右侧的“新建”图标进入“配方定义”对话框，如图4.33所示。在“配方定义”对话框中，选中第一行第一列，单击菜单命令“变量”，弹出如图4.34“选择变量名”对话框。图4.33“配方定义”对话框图4.34“选择变量名”对话框选中“配方名称1”，单击“确定”按钮退出，则“配方名称1”显示在第一行第一列中，其变量类型“字符串型”会自动加入到后面的一列中。图4.35“配方定义”对话框同样的方法，分别将“加药罐13”,“加药罐23”,“加药罐33”,“阀门13”、“阀门23”,“阀门33”,“阀门43”,“出料阀13”,“出料阀23”引入。然后分别输入三组配方的名称和参数值，在工具菜单的配方属性内配置变量及配方的数目，如图4.35“配方定义”对话框：单击菜单“表格”下的“保存”命令，将配方模版文件保存到当前工程文件路径下，可命名为“\新配方.csv”，即“F:\1\监控系统\\新配方.csv”,然后关闭此对话框，结束配方模版的定义。2、对于配方的操作，组态王提供了配方管理函数，配方函数允许组态王运行时对包含在配方模版文件中的各种配方进行选择、修改、创建和删除等一系列操作。通过建立按钮，在命令语言中使用这些函数来实现对配方的操作。打开工程浏览器，建立“配方设初置”画面，设计画面如下图：图4.36“配方设初值”画面3、动画连接定义如下：“配方名称”的字符串输入和输出动画连接表达式：配方名称1（内存字符串变量），“配料值”下的文本“####”与左侧的配料名相对应，分别进行模拟值或离散值的输入、输出动画连接，连接的变量分别为“加药罐13”、“加药罐23”、“加药罐33”、“阀门13”、“阀门23”、“阀门33”、“阀门43”、“出料阀13”、“出料阀23”。几个按钮的定义如下：（1）“选择配方按钮”按钮按钮文本字符串：“选择配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeSelectRecipe("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1,"请选择配方名称");（2）“调入配方”按钮按钮文本字符串：“调入配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeLoad("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1);（3）“存配方”按钮按钮文本字符串：“存配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeSave("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1);（4）“选择下一个配方”按钮按钮文本字符串：“选择下一个配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeSelectNextRecipe("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1);（5）“选择上一个配方”按钮按钮文本字符串：“选择上一个配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeSelectPreviousRecipe("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1);（6）“删除配方”按钮按钮文本字符串：“删除配方”“弹起时”命令语言如下：RecipeDelete("F:\1\监控系统\新配方.csv",配方名称1);（7）“设为初值”按钮按钮文本字符串：“设为初值”“弹起时”命令语言如下：蓄水罐=蓄水罐液位1;加药罐1=加药罐13;加药罐2=加药罐23;加药罐3=加药罐33;阀门1=阀门13;阀门2=阀门23;阀门3=阀门33;阀门4=阀门43;出水阀1=出料阀13;出水阀2=出料阀23;ShowPicture("液位监控");ClosePicture("配方设初值");（8）“返回”按钮按钮文本字符串：“返回”“弹起时”命令语言如下：Showpicture("控制窗口");ClosePicture("配方设初值");在画面运行时点击“选择配方”按钮，弹出“配方选择”对话框，选中“可乐”，则“配方名称”字符串变量被赋值为“可乐”，再点击“调入配方”按钮，则各个参数值被输入到相应变量。如果需要在线增加新的配方，可以点击“配方名称”，输入新的配方名称（如雪碧），然后输入相应的配料值，点击“存储配方”按钮即可保存。4.6数据库操作组态王SQL访问功能是为了实现组态王和其他ODBC数据库之间的数据传输。它包括组态王SQL访问管理器和SQL函数。SQL访问管理器用来建立数据库列和组态王变量之间的关系，它包括表格模版和记录体两部分功能;SQL函数可以在组态王的任意一种命令语言中调用。这些函数用来创建表格、插入删除记录、编辑已有表格、清空删除表格、查询记录等。1、在工程浏览器左侧工程目录显示区中选择“SQL访问管理器”下的“表格模版”项，在右侧目录内容显示区中双击“新建”，弹出“创建表格模版”对话框，如下图所示：在表格模版中建立五个记录体，其字段名称、变量类型、变量长度和索引类型如图4.37所示。图4.37“创建表格模版”对话框图4.38“创建记录体”对话框2、在工程浏览器左侧工程目录显示区中选择“SQL访问管理器”下的“记录体”项，在右侧目录内容显示区中双击“新建”，弹出“创建记录体”对话框，如图4.38所示。记录体定义了组态王变量$日期、$时间、蓄水罐、加药罐1、加药罐2、加药罐3和Access数据库表格中相应字段日期、时间、蓄水罐液位值、加药罐1液位值、加药罐2液位值、加药罐3液位值之间的对应关系。图4.39“ODBC数据源管理器”对话框（注意：记录体中的字段名称和顺序必须与表格模版中的字段名称和顺序保持一致，记录体中的字段对应的变量的数据类型必须和表格模版中相同字段对应的数据类型相同。）3、组态王SQL访问功能能够和其他外部数据库（支持ODBC访问接口）之间的数据传输。实现数据传输必须在系统ODBC数据源中定义相应数据库。进入“控制面板”中的“管理工具”，用鼠标双击“数据源(ODBC)”选项，弹出“ODBC数据源管理器”对话框，如图4.39所示。选择“用户DSN”属性页，并单击“添加”按钮，在弹出的“创建新数据源”对话框中，选择“MiceosoftAccessDriver”，单击“完成”按钮。弹出如图4.40“ODBCMiceosoftAccess安装”对话框。图4.40“ODBCMiceosoftAccess安装”对话框定义数据源名：mine点击“选取”按钮，从中选择相应的路径下的数据库文件：mydb.mdb。单击“确定”按钮，完成对数据源的配置。4、在数据词典里定义新变量：变量名称：DeviceID变量类型：内存整数在工程浏览器中新建一个“数据库操作”画面，在画面上做几个按钮。（1）按钮文本：连接数据库“弹起时”动画连接：SQLConnect(DeviceID,"dsn=mine;uid=;pwd=");该命令用于和数据源名为mine的数据库建立连接，uid表示登陆数据库的用户ID，pwd是登陆的密码，此处没有设置用户ID和密码。每次执行SQL-Connect（）函数，都会返回一个DeviceID值，这个值在后面对所连接的数据库的操作中都要用到。（2）按钮文本：创建表格“弹起时”动画连接：SQLCreateTable(DeviceID,"Kingtable","table1");该命令用于以表格模版“Table1”的格式在数据库中建立名为（KingTable）的表格，在生成的KingTable表格中，将生成五个字段，字段名称分别为：日期、时间、蓄水罐液位值、加药罐1液位值、加药罐2液位值、加药罐3液位值。每个字段的变量类型，变量长度及索引类型由表格模版“Table”中的定义所决定。（3）按钮文本：插入记录“弹起时”动画连接：SQLInsert(DeviceID,"Kingtable","bind1");该命令使用记录体bind1中定义的连接在表格KingTable中插入一个新的记录。该命令执行后，组态王运行系统会将变量$日期的当前值插入到Access数据库表格“KingTable”最后一条记录的“日期”侄子段中，其他变量同理。（4）定义下列变量，这些变量用于返回数据库中的记录。图4.41“创建记录体”对话框记录日期：内存字符串记录时间：内存字符串蓄水罐液位返回值：内存实型加药罐1液位返回值：内存实型加药罐2液位返回值：内存实型加药罐3液位返回值：内存实型定义记录体bind2，用于定义查询时的连接，如图4.41所示：（5）按钮文本：得到选集“弹起时”动画连接：SQLSelect(DeviceID,"Kingtable","bind2","","");该命令选择表格KingTable中所有符合条件的记录，并以记录体bind2中定义的连接返回选择集中的第一条记录，此处没有设定条件，将返回该表格中所有记录。执行该命令后，运行系统会把得到的选择集的第一条记录“日期”字段的值付给记录体bind2中定义的与其连接的组态王变量“记录日期”，同样“KingTable”表格中的全部相对应的赋值。（6）在画面上做文本，如图4.42所示：图4.42文本建立样式前两个文本“####”对应的“字符串输出”和后三个“####”的“模拟值输出”动画连接分别为：“记录日期”、“蓄水罐返回值”、“加药罐1返回值”、“加药罐2返回值”、“加药罐3返回值”。在执行SQLSelect（）函数后，首先返回选择集的第一条记录，在画面上“####”将显示返回值。（7）在画面上做四个查询记录按钮按钮文本：第一条记录“弹起时”动画连接：SQLFirst(DeviceID);按钮文本：上一条记录“弹起时”动画连接：SQLNext(DeviceID);按钮文本：下一条记录“弹起时”动画连接：SQLPrev(DeviceID);按钮文本：最后一条记录“弹起时”动画连接：SQLLast(DeviceID);（8）最后在画面上做一个断开连接按钮和一个返回按钮按钮文本：断开连接“弹起时”动画连接：SQLDisconnect(DeviceID);最后生成的画面如图4.43所示：图4.43数据库操作最后生成的画面5、在系统启动后，打开数据库连接画面，点击“连接数据库”按钮，系统将建立和以“mine”为数据源名的Access数据库mydb.mdb的连接。观察“组态王信息窗口”，连接成功后会出现一条信息：“运行系统：SQL:1个数据库（F:\1\监控系统\mydb）连接成功”。点击“创建表格”按钮，将在数据库中以表格模版“Table1”为格式建立表格“KingTable”。观察“组态王信息窗口”，信息提示：“运行系统：SQL:创建表格（KingTable）”。如果反复执行此命令则提示：“运行系统：SQLERROR:表‘KingTable’已经存在”。点击“插入记录’按钮,使用记录体bind1中定义的连接在表格KingTable中插入一个新的记录，记录当前的日期、时间及液位值。该命令可随时执行以记录变量的实时值，从而在表格中不断插入记录。单击“得到选择集”按钮，该命令选择表格KingTable中所有符合条件的记录，并以记录体bind2中定义的连接返回选择集中的第一条记录。“组态王信息窗口”提示：“运行系统：SQL:选择操作成功”。点击“第一条记录”、“下一条记录”、“上一条记录”、“最后一条记录”，从而返回选择集中的不同记录。返回的记录中的字段将赋给bind2中定义的变量，在画面上可以直接看的出来。当不需要对数据库操作的时候，点击“断开连接”按钮，断开与数据库的连接。4.7画面切换画面切换可以通过制作按钮，进行点击切换，也可以是当发生某一事件，如报警时自动弹出报警窗口进行切换。下面为系统建立“报警窗口”、“系统演示”、“数据报表”、“实时曲线”、“历史曲线”、“Excel操作”、“数据库操作”、“配方设置”8个窗口，再建立一个“控制窗口”画面并与“开始画面”窗口进行画面切换。1、用前面学过的建立新画面的方法，建立一个画面并命名为“控制窗口”。2、在“控制窗口”的画面中，建立如图4.44所示的按钮：图4.44“控制窗口”画面添置按钮的方法是：单击“工具箱”画按钮工具，将出现的小十字光标移到画面，单击并拖动鼠标即可出现一个按钮。选择菜单“工具/按钮文本”，弹出“字符串替换”对话框，填入“报警窗口”，按“确定”，一个按钮就制作完成。其他按钮制作方法相同。3、双击“报警窗口”按钮，弹出“动画连接”对话框，在命令语言连接对话框中，单击“弹起时”按钮，弹出“命令语言”对话框，在命令语言内容处，填入：showpicture("报警窗口")，如图4.45所示。图4.45“命令语言”对话框4、在“报警窗口”中，添加一个按钮，将其字符串替换为“返回”。双击进行动画连接，设置其“弹起时”的命令语言为：Showpicture("控制窗口");ClosePicture("报警窗口");用相同的方法制作其他按钮与各自画面的切换。5安全机制Kingview组态软件提供了一套完善的安全机制，用户能够自由组态控制菜单、按钮和退出系统的操作权限，只允许有操作权限的操作员才能对某些功能进行操作[24]。5.1用户权限管理为了整个系统能安全的运行，需要对系统权限进行管理，具体操作如下：我们对“退出”键进行设置使只能用户对其进行退出控制。在工程浏览器中单击“用户”→“新建”→“用户”，我们创建新的用户然后对其优先级和安全区进行设置，优先级和安全区是相互独立的。填写完后点击“确定”。图5.1用户组及用户定义也可对已定义完的用户组进行修改。在“用户和安全区配置”中选择要修改的用户组，单击“修改”按钮，弹出“定义用户组和用户”对话框，可以对用户组名、用户组注释、安全区等进行修改。单击“删除”按钮，可以对选中的用户组进行删除操作，系统会提示用户是否确实要进行删除操作，如果是点击“确定”按钮，否则点击“取消”按钮，取消删除操作。如果该用户组中定义有用户，则“删除”按钮为灰色，该命令无效，不能进行删除操作，只有当用户组为空时才可以删除该用户组。对系统默认生成的“系统管理员组”和“无组”不能进行删除操作，只能对其进行修改操作。然后我们再回到开发系统，在“开始画面”中新建按钮命名为“退出”对其进行双击然后点击“弹起时”进行安全区和优先级设定，这时设定的安全区要求低与用户全线才能进行运行。这样我们就对用户权限做了设定，用户可以随意对水泵和阀门进行安全区和优先级进行设定以用来更安全的管理系统。5.2登录用户在Touchvew运行环境下，操作人员必须以自己的身份登录才能获得一定的操作权。在运行系统中打开菜单“登录”菜单项，则弹出如图5.2：图5.2用户登录窗口单击用户名下拉列表框显示在开发系统中定义的所有用户的用户名称，从中选择一个；在“口令”文本框中正确输入口令，然后单击“确定”按钮。如果登录无误，使用者将获得一定的操作权。否则系统显示“登录失败”的信息。5.3退出登录 用户完成操作离开微机时，有必要退出登录，以免非法用户侵入系统。退出登录只须选择菜单中的“特殊\登录关”即可。5.4系统运行权限在“组态王”系统中，为了保证运行系统的安全运行，对画面上的图形对象设置访问权限，同时给操作者分配访问优先级和安全区，当操作者的优先级小于对象的访问优先级或不在对象的访问安全区内时，该对象为不可访问，即要访问一个有权限设置的对象，要求先具有访问优先级，而且操作者的操作安全区须在对象的安全区内时，方能访问。操作者的操作优先级级别从1～999，每个操作者和对象的操作优先级级别只有一个。系统安全区共有64个，用户在进行配置时，每个用户可选择除“无”以外的多个安全区，即一个用户可有多个安全区权限，每个对象也可有多个安全区权限。除“无”以外的安全区名称可由用户按照自己的需要进行修改。在软件运行过程中，优先级大于900的用户还可以配置其他操作者，为他们设置用户名、口令、访问优先级和安全区[25]。5.5工程加密为了防止其他人员对工程进行修改，在组态王开发系统中可以分别对多个工程进行加密。当进入一个有密码的工程时，必须正确输入密码方可进入开发系统，否则不能打开该工程进行修改，从而实现了组态王开发系统的安全管理。新建组态王工程，首次进入组态王浏览器，系统默认没有密码，可直接进入组态王开发系统。如果要对该工程的开发系统进行加密，执行工程浏览器中“工具\工程加密”命令。弹出“工程加密处理”对话框如图5.3：图5.3工程加密处理窗口单击取消按钮将取消对工程实施加密操作；单击确定按钮后，系统将对工程进行加密。加密过程中系统会弹出提示信息框，显示对每一个画面分别进行加密处理。当加密操作完成后，系统弹出“操作完成”。如果想取消对工程的加密，在打开该工程后，单击“工具\工程加密”，弹出“工程加密处理”对话框，将密码设为空，单击确定按钮，则弹出如下图所示对话框。图5.4工程加密窗口单击确定按钮后系统将取消对工程的加密。单击取消按钮放弃对工程加密的取消操作。注意：如果用户丢失工程密码，将无法打开组态王工程进行修改，请小心妥善保存密码。5.6禁止退出应用程序对于退出应用程序这一功能而言，操作者也可以从TouchVew菜单“文件\退出”或者系统菜单“退出”来实现，如果要禁止这两种方式，需要做如下设置：1、选择工程浏览器菜单“配置\运行系统”弹出“运行系统设置”对话框。选择“特殊”栏，将“禁止退出运行系统”和“禁止Alt键”两个选项设为有效；选择“主画面配置”栏，将“开始画面”设为有效；选择“运行系统外观”栏，进行如图5.5的设置。图5.5运行系统设置2、单击“确定”后，关闭并重新启动组态王画面运行程序后，操作者只能通过“退出”按钮来监控程序了，操作者只有通过画面中菜单“特殊\登陆开”输入密码才能激活“退出系统”按钮，达到退出监控程序的目的。“主画面设置”栏中将“开始画面”设为有效的目的是启动组态王画面运行程序后，直接进入“开始画面”界面，无需再进行画面选择。6结论6.1主要工作本文通过以实际工程设计全面的介绍了组态王的各个组成部分的主要功能，通过实际操作设计了对某车间工艺系统的整个监控过程，能准时的反映出实时报警数据，实时报表数据，实时曲线以及历史报警数据，历史报表数据，历史曲线等，并能实现整个组态工程的安全性问题的具体措施。6.2设计体会通过几个月的苦战我的毕业设计终于完成了。通过这次系统的学习使用组态王软件设计某车间工艺系统，不仅使自己学会了如何设计整个过程而且也对组态王的各个组成部分的功能也有了系统的认识。通过这次设计我学到的不仅仅是液位监控系统这单一方面的了解，还让我熟悉了设计的各个方面的流程，虽然以前都安排了课程设计，但这次的设计要求更为严格，任务更加细致，独立性更高，以前学习的不够扎实以至于现在自己在设计过程中经常遇到难题。液位监控系统的组态软件设计是一个全面性的课题，培养了自己的综合能力、自学能力，从而适应未来社会的需要与科学技术发展的需要。此外，还得出