实验1熟悉力控组态软件实验.docx
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实验1熟悉力控组态软件实验
实验一熟悉力控组态软件实验
一、拟建立工程简介
1、假设的工艺过程工艺设备包括一个油罐，一个进油控制阀门，一个出油控制阀门。
用于控制两台阀门的仿真仪表驱动，如下图所示：
2、工艺的逻辑控制过程：
当进油控制阀门打开时，则开始进油。
一旦存储罐即将被注满，进油控制阀门关闭，出油控制阀门打开。
一旦存储罐即将被排空，进油控制阀门打开，出油控制阀门关闭。
如此反复进行。
在这个例子中，实现方式是借助力控的仪表仿真驱动做为硬件设备，通过脚本语言实现逻辑控制过程。
3、力控的仪表仿真驱动
SIMULATOR—力控的仪表仿真驱动
4、工程要完成的目标
（1）创建一幅工艺流程图，图中包括一个油罐，一个进油控制阀门和出油控制阀门，全部使用电磁阀带动气缸阀。
（2）阀门根据开关状态而变色，开时为绿色，关时为红色。
（3）创建实时数据库，并与SIMULATOR进行数据连接，完成一幅工艺流程图的动态数据及动态棒图显示。
（4）用两个按钮实现启动和停止，启动和停止逻辑程序的运行。
二、建立新工程
首先通过力控的“工程管理器”指定工程的名称和工作的路径，不同的工程一定要放在不同的路径下。
指定工程的名称和路径，启动力控的“工程管理器”。
图1-1
按“新增应用”按钮，出现图1-2对话框：
项目名称：
所新建的工程的名称
生成路径：
新建工程的路径，默认路径为：
c:
\ProgramFiles\PCAuto6
描述信息：
对新建工程的描述文字
点击“确定”按钮，此时在工程管理器中可以看到添加了一个名为test的工程，然后再点击“开发系统”按钮，进入力控的组态界面。
图1-2
三、创建组态界面
进入力控的开发系统后，可以为每个工程建立无限数目的画面，在每个画面上可以组态
相互关联的静态或动态图形。
这些画面是由力控开发系统提供的丰富的图形对象组成的。
开发系统提供了文本、直线、矩形、圆角矩形、圆形、多边形等基本图形对象，同时还提供了增强型按钮、实时\历史趋势曲线、实时\历史报警、实时\历史报表等组件。
开发系统还提供了在工程窗口中复制、删除、对齐、打成组等编辑操作，提供对图形对象的颜色、线型、填充属性等操作工具。
力控开发系统提供的上述多种工具和图形，方便用户在组态工程时建立丰富的图形界
面。
在这个工程中，简单的图形画面建立步骤如下：
第一步：
创建新画面
进入开发环境Draw后，首先需要创建一个新窗口。
选择“文件[F]/新建”命令出现“窗口属性”对话框，如下图所示，
输入流程图画面的标题名称，也命名为“储罐液位监控示例”。
单击按钮“背景色”，出现调色板，选择其中的一种颜色作为窗口背景色，其它的选项可以使用缺省设置。
最后单击“确认”按钮退出对话框。
第二步：
创建图形对象
现在，在屏幕上有了一个窗口，还应看见Draw的工具箱。
如果想要显示网格，激活Draw菜单命令“查看/网格”。
首先，我们需要在窗口上画一个储罐。
从工具箱中选择“选择子图”工具。
出现“子图列表”对话框，从中选择一个罐。
可以修改罐的位置及大小。
单击该罐，拖动其边线修改罐的大小。
若要移动该罐的位置，只要把光标定位在罐上，拖动鼠标就可以了。
接下来，我们要画出入口阀门。
选择工具箱中的“选择子图”工具，在“子图列表”对话框中选择符合要求的阀门子图，修改阀门的位置及大小。
用相同的方法画出一个出口阀门。
选择工具箱中的“垂直/水平线”工具，在画面上画两条管线。
修改两条管线的颜色、立体风格和宽度。
先选中一条管线，单击鼠标右键，出现右键菜单。
选择“对象属性”菜单项，出现“改变属性”对话框。
选择立体风格，宽度改为8，颜色选为灰色。
选中另外一条管线，进行同样的修改，如图所示。
选择工具箱中的“文本”工具，在画面上写两个显示液位的字符串：
“液位值：
”、“######.####”。
其中“######.####”用来显示液位值，显示4位小数。
最后，我们要画两个按钮来执行启动和停止PLC程序的命令。
选择工具箱中的“按钮”工具，画一个按钮。
把按钮挪到合适的位置并调整好它的大小。
按钮上有一个标志“Text”（文本）。
选定这个按钮，在文本框中输入“开始”，然后单击“确认”。
用同样的方法继续画“停止”按钮，完整图如下图所示。
现在，已经完成了“储罐液位监控示例系统“应用程序的图形描述部分的工作。
下面还要做几件事。
这就是定义I/O设备、创建数据库、制作动画连接和设置I/O驱动程序。
数据库是应用程序的核心，动画连接使图形“活动”起来，I/O驱动程序完成与硬件测控设备的数据通讯。
四、定义I/O设备
在力控中，把需要与力控组态软件之间交换数据的设备或者程序都作为IO设备，IO设备包括：
DDE、OPC、PLC、UPS、变频器、智能仪表、智能模块、板卡等，这些设备一般通过串口和以太网等方式与上位机交换数据;只有在定义了IO设备后，力控才能通过数据库变量和这些IO设备进行数据交换。
在此工程中，IO设备使用力控仿真PLC与力控进行通讯。
定义IO设备的步骤如下：
我们后面要在数据库中定义4个点，但面对的问题是这4个点的过程值（即它们的PV参数值）从何而来？
从前文所描述的力控®结构功能示意图知道，数据库是从I/OServer（即I/O驱动程序）中获取过程数据的，而数据库同时可以与多个I/OServer进行通讯，一个I/OServer也可以连接一个或多个设备。
所以我们必须要明确这4个点要从哪一个设备获取过程数据时，就需要定义I/O设备。
1.在Draw导航器中双击“I/O设备驱动”项出现如下对话框，在展开项目中选择“力控”项并双击使其展开，然后继续选择“仪表仿真驱动”并双击使其展开后，选择项目“Simulator（仿真仪表）”，如下图所示：
2.双击“Simulator（仿真仪表）”出现如下图所示的“I/O设备定义”对话框，在“设备名称”输入框内键入一个人为定义的名称，为了便于记忆，我们输入“PLC1”（大小写都可以）。
接下来要设置PLC的采集参数，即“数据更新周期”和“超时时间”。
在“数据更新周期”输入框内键入1000毫秒。
提示：
一个I/O驱动程序可以连接多个同类型的I/O设备。
每个I/O设备中有很多数据项可以与监控系统建立连接，如果对同一个I/O设备中的数据要求不同采集周期，也可以为同一个地址的I/O设备定义多个不同的设备名称，使他们具有不同的采集周期。
例如，一个大的存储罐液位变化非常缓慢，5到10秒钟更新一次就足够了，而管道内压力的更新周期则要求小于1秒钟。
这样，可以创建两个I/O设备：
PLC1SLOW，数据更新周期为5秒，和PLC1FAST，数据更新周期为1秒。
3.单击“完成”按钮返回，在设备组态画面的右侧增加了一项“PLC1”，如果要对I/O设备“PLC1”的配置进行修改，双击项目“PLC1”，会再次出现PLC1的“I/O设备定义”对话框。
若要删除I/O设备“PLC1”，用鼠标右键单击项目“PLC1”，在弹出的右键菜单中选择“删除”。
通常情况下，一个I/O设备需要更多的配置，如：
通讯端口的配置（波特率、奇偶校验等）、超时时间、所使用的网卡的开关设置等。
因为这是一个“仿真”I/O驱动程序，它仿真“梯形图逻辑”和常用I/O驱动程序任务（实际上完全由PC完成），没有实际的与硬件的物理连接，所以不需要进行更多的配置。
现在要记住，我们创建了一个名为“PLC1”的I/O设备，下面将要介绍如何使用它。
五、创建实时数据库
数据库DB是整个应用系统的核心，构建分布式应用系统的基础。
它负责整个力控®应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理。
在数据库中，我们操纵的对象是点（TAG），实时数据库根据点名字典决定数据库的结构，分配数据库的存储空间。
在点名字典中，每个点都包含若干参数。
一个点可以包含一些系统预定义的标准点参数，还可包含若干个用户自定义参数。
我们引用点与参数的形式为“点名.参数名”。
如“TAG1.DESC”表示点TAG1的点描述，“TAG1.PV”表示点TAG1的过程值。
点类型是实时数据库DB对具有相同特征的一类点的抽象。
DB预定义了一些标准点类型，利用这些标准点类型创建的点能够满足各种常规的需要。
对于较为特殊的应用，可以创建用户自定义点类型。
DB提供的标准点类型有：
模拟I/O点、数字I/O点、累计点、控制点、运算点等。
不同的点类型完成的功能不同。
比如，模拟I/O点的输入和输出量为模拟量，可完成输入信号量程变换、小信号切除、报警检查，输出限值等功能。
数字I/O点输入值为离散量，可对输入信号进行状态检查。
有些类型包含一些相同的基本参数。
如模拟I/O点和数字I/O点均包含下面参数：
NAME
点名称
DESC
点说明信息
PV
以工程单位表示的现场测量值
力控®实时数据库根据工业装置的工艺特点，划分为若干区域，每个区域又划分为若干的单元，可以对应实际的生车间和工段，极大地方便了数据的管理，在总貌画面中可以按区域和单元浏览数据。
在报警画面中，可以按区域显示报警。
下面就以这个工程选择一种点类型，并建立实时数据库，先分析一下本工程要做什么：
入口阀门不断地向一个空的存储罐内注入某种液体，当存储罐的液位快满时，入口阀门要自动关闭，此时出口阀门自动打开，将存储罐内的液体排放出去。
当存储罐的液位快空时，出口阀门自动关闭，入口阀门打开，重新开始向罐内注入液体。
过程如此反复进行。
整个逻辑的控制过程都是用一台假想的设备来实现的,前面我们已经给这台假想的设备命名为PLC1。
PLC1采集到存储罐的液位数据，并打开或关闭哪一个阀门。
而我们除了在计算机屏幕上看到整个系统的运行情况（如：
存储罐的液位变化和出入口阀门的开关状态变化等），我们还可以控制设备逻辑程序的启动与停止。
通过以上分析，确定在数据库中所要建的数据库点：
需要定义一个模拟I/O点，这个点的PV参数表示存储罐的液位值，把这点的名称定为“LEVEL”。
我们还需要一个数字I/O点来分别反映入口阀门的开关状态，当这个点的PV参数值为0时，表示入口阀门处于关闭状态，PV参数值为1时，表示入口阀门处于开启状态，我们将这个点的点名定为“IN_VALVE”。
同样，要定义一个反映出口阀门开关状态的数字I/O点，命名为“OUT_VALVE”。
另外，在假想的PLC中还有一个开关量来控制整个系统的启动与停止，这个开关量可以由我们在计算机上进行控制，所以我们需要再定义一个数字I/O点，将其命名为“RUN”。
最终的数据库点表是：
点名
点类型
说明
LEVEL
模拟I/O点
存储罐液位
IN_VALVE
数字I/O点
入口阀门状态
OUT_VALVE
数字I/O点
出口阀门状态
RUN
数字I/O点
系统启停状态
1、创建数据库点的步骤：
■在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击“数据库组态”启动组态程序DBMANAGER（如果没有看到导航器窗口，激活Draw菜单命令“查看/导航器”）。
■启动DBMANAGER后出现如下图所示的DBMANAGER主窗口。
■单击菜单条的“点”选项选择新建或双击单元格，出现“请指定区域、点类型”向导对话框如下图所示。
■然后双击该点类型，出现如下图所示的对话框，在“点名（NAME）”输入框内键入点名“LEVEL”。
其它参数如量程、报警参数等可以采用系统提供的缺省值。
单击“确定”按钮返回，在点名单元格中增加了一个点名“LEVEL”，如下图所示：
■按如上所述步骤，创建数字I/O点“IN_VALVE”“OUT_VALVE”和“RUN”，创建后的点见下图：
2、数据连接
我们在前面创建了一个名为“PLC1”的I/O设备，而且它连接的正是我们假想的PLC1设备。
现在的问题是如何将我们已经创建的4个数据库点与PLC1中的数据项联系起来，以使这4个点的PV参数值能与I/O设备PLC1进行实时数据交换。
这个过程就是建立数据连接的过程。
由于数据库可以与多个I/O设备进行数据交换，所以我们必须指定哪些点与哪个I/O的哪个数据项设备建立数据连接。
■双击数据库中点LEVEL的单元格，选择“数据连接”选项或双击LEVEL所对的“%IOLINK[I/O连接]”单元格，都会出现如下图所示的对话框：
■单击增加按钮，出现SIMULATOR的数据连接对话框如下图，“寄存器地址”选择“0”，“寄存器类型”指定为“增量寄存器”，然后单击“确定”按钮返回，完成该点数据连接的定义，在点LEVEL的I/O连接单元格中列出了点LEVEL的数据连接项。
■再为三个数字I/O点建立数据连接。
下表列出了我们刚刚定义的4个数据连接：
点.参数
数据连接说明
LEVEL.PV
增量寄存器，寄存器地址为0
IN_VALVE.PV
常量寄存器，寄存器地址为0
OUT_VALVE.PV
常量寄存器，寄存器地址为1
RUN.PV
状态控制，地址为0
当完成数据连接的所有组态后，单击保存按钮并退出DBMANAGER窗口。
六、制作动画连接
在前面已经做了很多事情，包括：
制作显示画面、创建数据库点，并与I/O设备“PLC1中的过程数据1连接起来。
现在我们又要回到开发环境Draw中，通过制作动画连接使图形在画面上随PLC1数据的变化而活动起来。
1、首行涉及一个概念，“Draw变量”：
Draw变量就是在开发环境Draw中定义和引用的变量，简称为变量。
开发环境Draw、运行环境View和数据库DB都是力控®的基本组成部分。
但Draw和View主要完成的是人机界面的开发、组态和运行、显示，我们称之为界面系统。
实时数据库DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/OServer程序）、实时数据的处理（包括：
报警处理、统计处理等）、历史数据处理等。
界面系统与数据库系统可以配合使用，也可以单独使用。
比如：
界面系统完全可以不使用数据库系统的数据，而通过ActiveX或其它接口从第三方应用程序中获取数据；数据库系统也完全可以不用界面系统来显示画面，它可以通过自身提供的DBCOM控件与其它应用程序或其它厂商的界面程序通讯。
力控®系统之所以设计成这种结构，主要是为了使系统具有更好的开放性和灵活性。
2、建立动画连接
动画连接是将画面中的图形对象与变量之间建立某种关系，当变量的值发生变化时，在画面上图形对象的动画效果动态变化方式体现出来。
有了变量之后就可以制作动画连接了。
一旦创建了一个图形对象，给它加上动画连接就相当于赋予它“生命”，使它动起来。
动画连接使对象按照变量的值改变其大小、颜色、位置等。
例如，一个泵在工作时是绿色，而停止工作时变成红色。
有些动现连接还允许使用逻辑表达式，如：
OUT_VALVE==1&&RUN==1表示：
OUT_VALVE与RUN这两个变量的值同时为1时条件成立。
又比如，如果希望一个对象在存储罐的液面高于80开始闪烁，这个对象的闪烁的表达式就为“LEVEL>80”.
定义变量和制作动画连接这两件工作可以相互独立在完成。
例如，使用“特殊功能/定义变量”，可以直接进入定义变量的环境。
下面以所建的工程为例说明建立动画连接的步骤：
从最上面的入口阀门开始定义图形对象的动画连接。
■双击入口阀门对象，出现动画连接对话框，如下图所示：
图动画连接
■让入口阀门根据一个状态值的变化来改变颜色。
选择图中的“颜色相关动作――颜色变化――条件”单击“条件”按钮，弹出如下对话框，如下图所示：
单击“变量选择”按钮，弹出“变量选择”对话框，在点名栏中选择“IN_VALVE”，在右边的参数列表中选择“PV”参数，如下图所示，然后单击“选择”按钮，
在“颜色变化”对话框的“条件表达式”的文本框中就可以看到变量名“IN_VALVE.PV”如下图所示：
■在变量“IN_VALVE.PV”后输入“＝＝1”，使最后的表达式为：
“IN_VALVE.PV==1”（力控®中的所有名称标识、表达式和脚本程序均不区分大小写）在这里使用的变量IN_VALVE.PV是个状态值，我们用它代表入口阀门的开关状态。
上述表达式如果为真（值为1），则表示入口阀门为开启状态，希望入口阀门变成白色，所以在“值为假时”选项中将颜色通过调色板选为白色，如下图所示，单击“确认”按钮返回。
用同样的方法，再定义出口阀门的颜色变化条件及相关的变量，如下图所示：
■处理有关液位值的显示和液位变化的显示，选中存储罐下面的#######.###符号，然后双击鼠标左键，出下出现动画连接对话框，在这里选用“数值输出――模拟”，点击“模拟”按钮，弹出“模拟值输出”对话框，在表达式项内输入“LEVEL.PV”或是点击“变量选择”按钮，出现变量选择对话框，然后选择点名“LEVEL”,在右边的参数列表中选择“PV”参数，点击“选择”按钮，“表达式”项中自动加入了变量名“LEVEL.PV”，如下图所示：
■现在，已经把存储罐的液位用数值显示出来了，下面将代表储罐的填充高度也随着液位的变化而变化，这样更形象地显示存储罐的液位变化了。
选中储罐后双击鼠标左键，出下如下图所示的动面连接对话框。
在“表达式”项内键入“LEVEL.PV”。
填充颜色为绿色，填充背景颜色为黑色。
这样力控将一直监视变量“LEVEL.PV”的值。
如果值为100，存储罐将是全满的。
如果值为50，将是半满的。
然后点击“确认”。
七、脚本动作
用脚本来完成两个按钮的动作来控制系统的启停。
■选中“开始”按钮后双击鼠标左键，出现动画连接对话框，选择“触敏动作/左键动作”按钮。
单击“左键动作”按钮，弹出脚本编辑器对话框选择“按下鼠标”事件，在脚本编辑器里输入“RUN.PV=1”;如下图所示，这个设置的意思是当在运行界面按下“开始”按钮后，变量RUN.PV的值被设成1，相应地PLC1中的程序被启动运行。
■同样，下面定义“停止”按钮的动作。
在脚本编辑器里输入“RUN.PV=0”;这个设置的意思是，当鼠标按下“停止”按钮后，变量RUN.PV的值被设成0。
设备PLC1中的程序就会停止运行，如下图：
在上面整体制作动画连接的过程事，系统自动创建了所有引用到的数据库变量。
如果要看这些变量，可以激活DRAW菜单中“特殊功能/定义变量”出现“变量定义”对话框，如下图所示：
点击“选择”按钮，出下如下图所示的“变量选择”对话框，在“变量类别”中指定“数据库变量”，可以看到在上面工程中所引用的所有数据库变量：
LEVEL.PV、IN_VAVLE.PV、OUT_VAVLE.PV和RUN.PV,它们全部由系统自动创建。
■工程的逻辑控制过程要由脚本来完成，在力控的开发系统中，导航器/动作/条件动作或应用程序动做中写入下列脚本程序：
ifRUN.PV==1then
ifLEVEL.PV<=3then
IN_VALVE.PV=1;
OUT_VALVE.PV=0;
endif
ifLEVEL.PV>=100then
IN_VALVE.PV=0;
OUT_VALVE.PV=1;
endif
endif
ifRUN.PV==0then
IN_VALVE.PV=0;
OUT_VALVE.PV=0;
endif
七、运行
力控工程初步建立完成，进入运行阶段。
首先保存所有组态内容，关闭DBManager（如果没关闭）。
在力控的开发系统（DRAW）中选择“文件\进入运行”菜单命令，进入力
控的运行系统。
在运行系统中选择“文件\打开”命令，从“选择窗口”选择“储罐液位监控示例”。
显示出力控的运行画面，点击“开始”按钮，开始运行PLC1的程序。
这时会看见阀门打开，存储罐液位开始上升，一旦存储罐即将被注满，它会自动排放，然后重复以上的过程。
可以在任何时候点击“停止”按钮来中止这个过程，如下图所示：
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