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04 第4章 组态王工程设计初步.pptx

页数:51页文件大小:689.2 KB来源: 工控组态软件及应用ppt课件

本课件讲授组态王工程设计的基本方法:先给出定义外部设备与数据库、设计图形界面、建立动画连接、运行调试四步流程,接着演示工程创建与工艺流程图画面制作,系统讲解数据词典中变量的类型与各项属性,随后逐项演示线属性、填充、移动、缩放、旋转、模拟值输入输出与闪烁等动画连接,最后说明报警组、报警窗口与四类事件的配置与输出。

第四章组态王工程设计初步教学目标页,列出工程设计步骤、工程创建与报警事件设置等要求
工业监控系统设计要求页,说明以直观画面呈现工艺流程、性能指标与运行状态等信息
本页为图片内容,位于「工业监控系统的设计要求」与「4.1 组态王工程设计步骤」之间。
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第1页:第4章组态王工程设计初步教学目标

第4章 组态王工程设计初步。【本章教学目标与要求】

  • 掌握组态王工程设计的步骤;
  • 掌握创建组态王工程的方法;
  • 理解组态王变量定义的方法;
  • 掌握报警和事件的设置过程;
  • 掌握组态王动画连接的步骤。

第2页:工业监控系统的设计要求

工业监控系统的设计要求:将工艺流程、系统性能指标、系统特性参数、运行状态、趋势、生产管理等信息通过丰富直观的画面逼真地展现给操作管理决策者。

第3页:

第4页:4.1 组态王工程设计步骤

4.1 组态王工程设计步骤:

  1. 定义外部设备和数据库
  2. 设计图形界面
  3. 建立动画连接
  4. 运行和调试

第5页:4.2 组态王工程创建

4.2 组态王工程创建。组态王工程管理器用来建立新工程,并对添加到工程管理器的工程做统一管理。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。

第6页:新建工程的操作

启动“组态王”工程管理器(ProjManager),选择菜单“文件\新建工程”或单击“新建”按钮,即可开始创建新工程。

第7页:4.3 创建组态画面

4.3 创建组态画面。进入组态王开发系统后,就可以为每个工程建立数目不限的画面,在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。

第8页:画面制作的主要内容

画面制作主要包括:

  1. 建立一个新的画面
  2. 使用工具箱
  3. 使用调色板
  4. 图库管理器:(1)图库管理器的使用;(2)创建图库精灵;(3)把图库精灵转换成普通图素
  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

第9页:例:二种液体混合加热工艺流程图

【例】完成二种液体混合加热的工艺流程图:利用图库管理器、工具箱等绘制原料罐、催化剂罐、反应罐及相应阀门与管路,构成混合加热工艺流程画面。

第10页:4.4 定义变量——数据库的作用

4.4 定义变量。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。

数据库的作用:数据库是“组态王软件”最核心的部分。系统运行时,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。

第11页:数据词典中变量的类型

数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变量。变量分为基本类型和特殊类型,基本类型变量又分:

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,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,比如反应罐液位、电源开关等变量。

第12页:变量的数据类型

基本类型的变量按数据类型分为离散型、实型、整型和字符串型:

  • 内存离散变量、I/O 离散变量:类似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。
  • 内存实型变量、I/O 实型变量:类似浮点型变量,用于表示浮点数据,取值范围 10E-38~10E+38,有效值 7 位。
  • 内存整数变量、I/O 整数变量:类似有符号长整数型变量,取值范围 -2147483648~2147483647。
  • 内存字符串型变量、I/O 字符串型变量:用于记录有特定含义的字符串,如名称、密码等,可进行比较运算和赋值运算。

第13页:系统变量

系统变量:8 个时间变量是系统已经在数据库中定义的,用户可以直接使用。

组态王预定义时间变量
变量含义
$年返回系统当前日期的年份
$月返回 1 到 12 之间的整数
$日返回 1 到 31 之间的整数
$时返回 0 到 23 之间的整数
$分返回 0 到 59 之间的整数
$秒返回 0 到 59 之间的整数
$日期返回系统当前日期字符串
$时间返回系统当前时间字符串

第14页:定义I/O实型变量示例

举例:建立的演示工程需要从下位机采集原料油罐的液位、催化剂液位和成品油液位,需要在数据库中定义三个变量。因为这些数据是通过驱动程序采集来的,所以其类型都是I/O 实型变量。

第15页:定义离散型内存变量示例

此外由于演示工程的需要还须建立三个离散型内存变量:原料油出料阀、催化剂出料阀、成品油出料阀。用类似的方法建立另外两个变量:原料油罐压力,以及催化剂液位和成品油液位。

第16页:变量名与描述

变量名
标识数据变量的名字,不能与组态王中现有的变量名、函数名、关键字、构件名称等重复;首字符只能为字符,不能为数字等非法字符;名称中间不允许有空格、算术符号等非法字符;变量名区分大小写,最长不能超过 31 个字符。
描述
用于输入对变量的描述信息。

第17页:变化灵敏度与保存参数

变化灵敏度
数据类型为模拟量或整型时此项有效。只有当该数据变量的值变化幅度超过“变化灵敏度”时,组态王才更新与之相连接的画面显示(缺省为 0)。
保存参数
系统运行时如果修改了此变量的域值(可读可写型),系统将自动保存修改后的域值;系统退出后再次启动时变量的域值保持为最后一次修改的域值。

第18页:保存数值与原始值范围

保存数值
系统运行时当变量的值发生变化后系统将自动保存该值;系统退出后再次启动时变量的值保持为最后一次变化的值。
最小原始值
针对 I/O 整型、实型变量,为组态王直接从外部设备中读取到的最小值。
最大原始值
针对 I/O 整型、实型变量,为组态王直接从外部设备中读取到的最大值。

第19页:最小值与最大值

最小值
用于在组态王中将读取到的原始值转化为具有实际工程意义的工程值,并在画面中显示,与最小原始值对应。
最大值
用于将读取到的原始值转化为具有实际工程意义的工程值,并在画面中显示,与最大原始值对应。

第20页:连接设备与寄存器

连接设备
只对 I/O 类型的变量起作用,工程人员只需从下拉式“连接设备”列表框中选择相应的设备即可。
寄存器
指定要与组态王定义的变量进行连接通讯的寄存器变量名,该寄存器与工程人员指定的连接设备有关。

第21页:转换方式

转换方式:规定 I/O 模拟量输入原始值到数据库使用值的转换方式,有线性转换、开方转换、非线性表和累计等转换方式。

第22页:采集频率与读写属性

采集频率
用于定义数据变量的采样频率(当采集频率为 0 时,只要组态王上的变量值发生变化就会进行写操作)。

读写属性:

  • 只读:只进行采集而不需要修改其值并输出到下位设备的变量;
  • 只写:只需要进行输出而不需要读回的变量;
  • 读写:需要进行输出控制又需要读回的变量。

第23页:4.5 动画连接概述

4.5 动画连接。1、动画连接的概述:工艺流程图监控画面做好后,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,只有通过实时数据库才能反映工业现场的状况。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,使画面图素随关联变量的变化而同步变化,例如指针随变量同步偏转。

第24页:动画连接对话框

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。

第25页:线属性连接

3、常用动画连接属性的设置。

1)线属性连接:使被连接对象的边框或线的颜色和线形随连接表达式的值而改变,需要同时定义分段点和对应的线属性。

【例】用线颜色表示离散变量“开关”的报警状态:绘制一条线段,双击线段弹出动画连接对话框,单击“线属性”按钮,在连接表达式中输入“开关.Alarm”,然后把两个笔属性颜色对应的值改为 0(蓝色)、1(红色)即可。运行时当警报发生(开关.Alarm==1)线由蓝色变为红色,警报解除后变回蓝色。注意:在数据词典中定义的离散型变量“开关”一定要进行报警定义。

第26页:填充属性连接

2)填充属性连接:使图形对象的填充颜色和填充类型随连接表达式的值而改变,通过定义分段点(包括阈值和对应填充属性)实现。

【例】封闭图形对象定义填充属性连接:当变量“混合液体温度”TT101 的值在 0 至 100 之间时图形对象为绿色,在 100 至 200 之间时为黄色,大于 200 时为红色。

第27页:水平移动与垂直移动连接

3)水平移动连接:使被连接对象在画面中随连接表达式值的改变而水平移动,移动距离以像素为单位,以被连接对象在画面制作系统中的原始位置为参考基准,常用来表示图形对象实际的水平运动。

4)垂直移动连接:设置方法与水平移动连接完全相同,只是移动方向不同,将指示器旋转 90 度即可。

【例】建立一个指示器,在画面上画一个三角形,移动从 0 刻度到 300 刻度。

第28页:缩放连接

5)缩放连接:使被连接对象的大小随连接表达式的值而变化。

【例】建立一个压力计,用一个矩形的缩放表示压力 PT102 的变化(设置“缩放连接”动画属性),以反映变量“压力”的变化。

第29页:旋转连接

6)旋转连接:使对象在画面中的位置随连接表达式的值而旋转。注意:旋转圆心偏离图素中心的大小需要计算,一般情况下设置旋转最好将旋转体放置为水平位置或垂直位置,这样只需要计算一个方向的偏离值即可。

【例】建立一个有指针的仪表,以指针旋转的角度表示变量“温度”的变化。

第30页:填充连接

7)填充连接:使被连接对象的填充物(颜色和填充类型)占整体的百分比随连接表达式的值而变化。

【例】建立一个矩形对象以表示变量“液位”LT101 的变化,也可以用填充连接完成。

第31页:模拟值输出连接

8)模拟值输出连接:使文本对象的内容在程序运行时被连接表达式的值所取代。

【例】建立文本对象以表示系统时间,为文本对象连接的变量是系统预定义变量 $时、$分、$秒。设计状态显示为“##时##分##秒”,运行状态显示如“12时35分51秒”;温度显示“温度:## ℃”在运行时显示“温度:560℃”。

第32页:模拟值输入连接

9)模拟值输入连接:使被连接对象在运行时为触敏对象,该对象可以是字符、图形、输入框等,单击此对象或按下指定热键将弹出输入值对话框,用户可以输入连接变量的新值,以改变数据库中某个模拟型变量的值。

【例】建立一个矩形框,设置“模拟值输入”连接以改变变量“给定值 SP”的值:鼠标在框内按下,输入模拟量值并显示输入的值。

第33页:闪烁连接

10)闪烁连接:使被连接对象在条件表达式的值为真时闪烁。闪烁效果易于引起注意,故常用于出现非正常状态时的报警。

【例】建立一个表示报警状态的红色圆形对象,使其能够在变量“温度”的值大于 200 时闪烁。

第34页:4.6 报警和事件概述

4.6 报警和事件。1、概述:

报警
是指当系统中某些量的值超过了所规定的界限时,系统自动产生相应警告信息,提醒操作人员。如炼油厂的油品储罐若不规定油位上限,系统就产生不了报警,可能造成“冒罐”形成危险。有了报警就可以提示操作人员注意,报警允许操作人员应答。
事件
是指用户对系统的行为、动作。如修改了某个变量的值,用户的登录、注销,站点的启动、退出等,事件不需要操作人员应答。

第35页:事件的分类

事件的分类:

  • 操作事件:用户对变量的值或变量其它域的值进行修改。
  • 登录事件:用户登录到系统,或从系统中退出登录。
  • 工作站事件:单机或网络站点上组态王运行系统的启动和退出。
  • 应用程序事件:来自 DDE 的变量的数据发生了变化。

第36页:定义报警组

2、建立报警和事件窗口。

1)定义报警组:在监控系统中,为了方便查看、记录和区别,要将变量产生的报警信息归到不同的组中,即使变量的报警信息属于某个规定的报警组。操作为在“数据库”→“报警组”选项中建立报警组。

第37页:设置变量的报警属性

2)设置变量的报警属性:在数据词典新建一个变量或选择一个原有变量,在弹出的“定义变量”对话框上选择“报警定义”属性页进行设置。

第38页:报警优先级与报警限

优先级
指报警的级别,有利于操作人员区别报警的紧急程度。报警优先级的范围为 1~999,1 为最高,999 最低。
报警组
列出所有已定义的报警组,选择其一,该变量的报警信息就属于当前选中的报警组,在报警记录和查看时直接选择要记录或查看的报警组即可。
越限报警
模拟量的值在跨越规定的高低报警限时产生的报警。

第39页:报警属性设置示例

举例,对话框设置如下:

  • 报警组名:反应车间
  • 低:10 原料油液位过低
  • 高:90 原料油液位过高
  • 优先级:100

第40页:建立报警窗口

3)建立报警窗口:报警窗口用来显示组态王系统中发生的报警和事件信息,分为:

实时报警窗口
主要显示当前系统中发生的实时报警信息和报警确认信息,一旦报警恢复后将从窗口中消失。
历史报警窗口
显示系统发生的所有报警和事件信息,主要用于对报警和事件信息进行查询。

练习:在“报警和事件画面”中绘制一报警窗口。

第41页:变量的报警属性(续)

  • 偏差报警:模拟量的值相对目标值上下波动超过指定的变化范围时产生的报警。
  • 变化率报警:模拟量的值在一段时间内产生的变化速度超过了指定的数值而产生的报警。
  • 报警延时:对系统当前产生的报警信息并不立即显示和记录,而是进行延时;延时时间到后如果该报警不存在了,表明可能是误报警,系统自动清除;如果延时到后报警仍存在,表明是真实报警,系统进行显示和记录。
  • 死区:在原报警限上下增加一个报警限的阈值,使原报警限界线变为一条报警限带,一旦超出该范围时才产生报警信息。

第42页:离散量的报警方式

离散型变量的报警方式:

  • 变量的值由 0 变为 1 时产生报警;
  • 变量的值由 1 变为 0 时产生报警;
  • 变量的值由 0 变为 1 或由 1 变为 0 时都产生报警。

第43页:报警窗口的报警属性

报警窗口的报警属性:用于设置报警窗口所显示的报警类型、报警组与过滤条件。本页源文件文字较少,主要为属性配置界面截图,建议对照原图补充各选项说明。

第44页:报警窗口的操作

报警窗口的操作:当系统处于运行状态时,用户可以通过报警窗口上方的工具箱对报警信息进行操作。

打开方法:报警窗口配置 → 操作属性 → 工具条。

第45页:报警窗口自动弹出

报警窗口自动弹出:使用系统提供的“$新报警”变量可以实现当系统产生报警信息时将报警窗口自动弹出。操作如下:选择“命令语言”→“事件命令语言”选项,在其中输入相应的命令语言。

第46页:操作事件

3、事件类型及使用方法。

1)操作事件:指用户修改有“生成事件”定义的变量的值或其域的值时系统产生的事件,如修改重要参数的值、报警限值、变量的优先级等。需要注意:同报警一样,字符串型变量和字符串型的域的值的修改不能生成事件。操作事件可以进行记录,使用户了解当时的值是多少、修改后的值是多少。

第47页:

第48页:用户登录事件

2)用户登录事件:指用户向系统登录时产生的事件。系统中的用户可以在工程浏览器\用户配置中进行配置,如用户名、密码、权限等。

第49页:

第50页:应用程序事件与工作站事件

3)应用程序事件:如果变量是 I/O 变量,变量的数据源为 DDE 或 OPC 服务器等应用程序,对变量定义“生成事件”属性后,当采集到的数据发生变化时,产生该变量的应用程序事件。

4)工作站事件:指某个工作站站点上组态王运行系统的启动和退出事件,包括单机和网络。组态王运行系统启动产生工作站启动事件,运行系统退出产生退出事件。

第51页:报警和事件的输出

4、报警和事件的输出:对于系统中的报警和事件信息,不仅可以输出到报警窗口中,还可以输出到文件、数据库和打印机中,此功能可通过报警配置属性窗口来实现。

系统的报警信息可以记录到文本文件中,用户可以通过这些文本文件查看报警记录,记录的文本文件的记录时间段、记录内容、保存期限等都可定义,文件的后缀名称为“.al2”。此外还可将报警和事件输出到打印机中,并可设置打印格式与打印机端口号等。

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