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力控初级教程


第一章 序言 一、关于力控?PCAuto? 力控?PCAuto?是北京三维力控科技有限公司“管控一体化解决之道”产品线的总称, 由监控组态 软件、“软”控制策略软件、实时数据库及其管理系统、Web 门户工具等产品组成。这些产品不是孤 立的, 力控?PCAuto?是一个应用规模可以自由伸缩的体系结构, 整个力控?PCAuto?系统及其各个产品 都是由一些组件程序按照一定的方式组合而

成的。 因此本指南没有专门针对具体的产品分别介绍使用 方法,而是介绍所有产品的共同使用方法。 在力控?PCAuto?中,实时数据库 RTDB 是全部产品数据的核心,分布式网络应用是力控?PCAuto? 的最大特点。 在力控?PCAuto?中,所有应用(例如趋势、报警等)对远程数据的引用方法都和引用本地数据完 全相同,这是力控?PCAuto?分布式特点的主要表现。

二、力控?产品发展史 1994 年 12 月,基于 16 位 Windows 平台(以 Windows3.1 为代表)的力控?版本形成。 1996 年 09 月,基于 32 位 Windows 平台(以 Windows95 为代表)的力控?1.0 形成。 并注

册了力控?商标,成为国内率先拥有自主知识产权的自动化软件品牌。 1999 年 06 月,力控?1.2 版本推出,在石油、石化等行业广泛应用。 2000 年 10 月,力控?升级为 2.0 版本正式推向市场 2000 年 06 月,被国家五部委确定为国家重点新产品 2001 年 06 月,正式推出基于 PC 的控制策略生成器 2001 年 08 月,《监控组态软件及其应用》一书正式出版 2001 年 12 月,力控?英文版 forcecontrol 正式推出 2002 年 03 月,力控?2.6 版本正式推向市场 2004 年 10 月,力控?3.6 版本获科技部中小企业基金扶持项目立项 三、关于力控?PCAuto?组态生成的数据文件及应用目录说明 应用路径\doc,存放画面组态数据。 应用路径\logic,存放控制策略组态数据。 应用路径\http,存放要在 Web 上发布的画面及有关数据。 应用路径\sql,存放组态的 SQL 连接信息。 应用路径\recipe,存放配方组态数据。 应用路径\sys,存放所有脚本动作、中间变量、系统配置信息。 应用路径\db,存放数据库组态信息,包括点名列表、报警和趋势的组态信息、数据连接信 息等。 应用路径\menu,存放自定义菜单组态数据。 应用路径\bmp,存放应用中使用的.bmp、.jpg、.gif 等图片。 应用路径\db\dat,存放历史数据文件。

第二章 力控产品功能 2.1 概述: 从 1993 年至今,力控?监控组态软件为国家经济建设做出了应有贡献,在石油、石化、化 工、国防、铁路(含城铁或地铁)、冶金、煤矿、配电、发电、制药、热网、电信、能源管理、 水利、公路交通(含隧道)、机电制造等行业均有力控软件的成功应用,力控?监控组态软件已 经成为民族工业软件的一棵璀璨明星。 一直以来,北京三维力控始终有预见性地开发具有潜在应用价值的功能模块,同时认真评 估用户反馈建议来改进力控?产品,使用户得到超值回报,与客户的互动合作将促进了北京三维 力控的发展。力控?监控组态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。 力控?软件以计算机为基本工具,为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台, 它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。在过程监控中发挥了核心作用,可以帮助 企业消除信息孤岛,降低运作成本,提高生产效率,加快市场反应速度。 在今天, 企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场, 基于网络浏览器的 Web 方式正在成为远程监控的主流,作为国产软件中国内最大规模 SCADA 系统的 WWW 网络应用的软 件,力控?为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。 2.2 软件构成: 力控?软件包括:工程管理器、人机界面 VIEW、实时数据库 DB、I/O 驱动程序、控制策略 生成器以及各种网络服务组件等。它们可以构成如下的网络系统

力控?监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件, 最大的特点是能以 灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成,它提供了良好的用户开发界面和简 捷的工程实现方法,只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地 实现和完成监控层的各项功能,缩短了自动化工程师的系统集成的时间,大大的提高了集成效 率。 力控?监控组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台, 它能同时和国内外各种工业 控制厂家的设备进行网络通讯,它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合,便可以达到集 中管理和监控的目的,同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,来实现

与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。 主要的各种组件说明见下: 工程管理器(Project Manager) 工程管理器用于创建工程、工程管理等用于创建、删除、备份、恢复、选择当前工程等。 开发系统(Draw) 开发系统是一个集成环境,可以创建工程画面,配置各种系统参数,启动力控?其它程序组 件等。 界面运行系统(View) 界面运行系统用来运行由开发系统 Draw 创建的画面,脚本、动画连接等工程,操作人员通 过它来完成监控。 实时数据库(DB) 实时数据库是力控?软件系统的数据处理核心,构建分布式应用系统的基础。它负责实时数 据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。 I/O 驱动程序(I/O SERVER) I/O 驱动程序负责力控?与控制设备的通信。它将 I/O 设备寄存器中的数据读出后,传送到 力控?的数据库,然后在界面运行系统的画面上动态显示。 网络通信程序(NetClient/NetServer) 网络通信程序采用 TCP/IP 通信协议, 可利用 Intranet/Internet 实现不同网络结点上力控 ○R 之间的数据通信。 通信程序(PortServer) 通信程序支持串口、 电台、 拨号、 移动网络通信。 通过力控?在两台计算机之间, 使用 RS232C 接口,可实现一对一(1:1 方式)的通信;如果使用 RS485 总线,还可实现一对多台计算机(1: N 方式)的通信,同时也可以通过电台、MODEM、移动网络的方式进行通信。 Web 服务器程序(Web Server) Web 服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时 监控现场生产过程。 控制策略生成器(StrategyBuilder) 控制策略生成器是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件,采用符合 IEC1131-3 标准 的图形化编程方式,提供包括:变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、 数字点处理等在内的十几类基本运算块,内置常规 PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富 的控制算法。同时提供开放的算法接口,可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力 控?的其它程序组件可以无缝连接。 2.3 开发、运行系统 1、概述

支持 Windows 98、NT、2000、XP 等操作系统; 采用面向对象的设计,集成化的开发环境; 开发系统采用更多的组件和控件来方便您构成强大的系统;丰富的函数和设备驱动程序使 您集成更容易; 增强的过渡色与渐进色功能,从根本上解决了很多同类软件在过多使用过渡色、渐进色时, 严重影响画面刷新速度和系统运行效率的问题; 优化设计的工具箱和调色板,在颜色选择时更直观、方便;开发更灵活,更多的矢量子图, 制作工程画面更快捷; 提供面向对象编程方式,内置间接变量、中间变量、数据库变量,支持自定义函数,支持大 画面和自定义菜单,方便您构造强大的企业级运行系统; 脚本类型和触发方式多样,支持数组运算和循环; 支持一机多屏,组建多画面时不需要多屏卡;

2、内部组件及控件
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视频组件:进行视频的捕捉和回放; 温控曲线组件:可以进行温度的自动升温和保温控制; 浏览器组件:可以作为标准的浏览器客户端; 标准 WINDOWS 组件:支持标准的文本框、单选框、列表框等组件; 增强的报警组件:集成的报警管理和查询; X—Y 曲线组件:可以自由的进行曲线分析和查询; 幻灯片组件:灵活的幻灯片播放,可进行自由控制; 自由曲线组件:方便的绘制各种曲线和动画连接; 万能报表组件:类 EXCEL 的报表工具,方便您完成管理报表; 立体棒图组件:直方图的分析工具; 历史追忆组件:可以追忆带毫秒标签的数据,方便事故查询; 手机短信组件:简单的手机短信发送组件;

3、报表组件: 历史报表:

方便快速的历史报表生成工具,能进行日报、月报、季报、年报的生成,对数据存储的时 间范围、间隔、起始时间可进行任意指定,并可以根据存储的时间进行查询历史数据,组态时 在力控的绘画菜单内进行历史报表的选取。 内嵌多功能万能报表: 灵活的报表生成方式,可以任意设置报表格式,实现各种运算、数据转换、统计分析、报 表打印等。既可以制作实时报表,也可以制作历史报表。可以在报表上同时显示实时数据和任 意时刻的历史数据,并加以统计处理,例如取行平均、列平均,统计出最大最小值。内嵌多功 能报表提供了相应的报表函数,可以制作各种报表模板,实现多次使用,以免重复工作,组态 时在力控的子图内。

内置数据表: 内置数据表是力控开发人员总结关系数据库的特点开发出的内置实时关系数据表,利用报 表模板可以将力控实时数据库的变量和报表字段进行任意绑定,可以对任意的数据进行插入、 删除、遍历、存盘,内置的报表过滤器可以任意设定不同情况下的查询条件,根据查询条件对 所查出的记录进行选取来参与数据处理。 4、图库 集成化的开发环境、增强的图形功能,丰富的图形元素及超级子图精灵图库集,提供子图 精灵开发工具,用户可以方便地生成自己的图库;力控?优化设计的图库,提供了丰富的子图和 “子图精灵”,任意拖拽不变形,使您的工程画面精益求精。

5、动作脚本 动作脚本类型和触发方式多样,具备自定义函数功能,支持数组运算和循环控制。内置多 种打印函数,可根据画面的大小进行任意设置打印范围。 6、自定义运行菜单 力控?支持用户自定义菜单,其中包括窗口弹出式菜单和定义在各个图形对象上的右键菜 单。配合脚本程序与自定义菜单,可以实现更为灵活与复杂的人机交互过程。 7、系统安全性 力控?提供了完备的安全保护机制,以保证生产过程的安全可靠。力控?的用户管理将用户 分为操作工、班长、工程师、系统管理员等多个级别,并可根据级别限制对重要工艺参数的修 改,以有效避免生产过程中的误操作。 8、报警和事件记录 力控?在运行时自动记录系统状态变化、操作过程等重要事件。一旦发生事故,可就此作为 分析事故原因的依据,为实现事故追忆,提供基础资料。 9、多国语言的支持 力控?同时具有英文版、繁体、简体中文版,在苏丹、埃及、马来西亚、孟加拉国、缅甸都 有力控?软件的应用实例。力控?将加速国际化进程,适应不同地区、国家的要求。 2.4 实时数据库(DB)
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概述 实时数据库 RTDB 是力控监控软件的数据服务器, RTDB 作为单独的进程是整个监控系统的核

心,不但负责处理 IO 服务器采集的实时数据,同时也作为网络数据服务的核心,充当历史数据 服务器、报警数据服务器、时钟服务器等,来共网络其它的 HMI、数据库等客户端来访问。

实时数据库与监控界面是分离的结构,适合大批量现场数据的海量采集、高速历史数据存 储,查询,同时保证了监控系统的最大的稳定性。 实时数据库支持多层次网络冗余,支持报警、历史数据和网络时钟的同步,在双机冗余基 础上,其它网络节点自动跟踪冗余服务器主、从机的切换。各个力控网络节点不仅可以监视, 还能够进行控制和互操作。 实时数据库可以作为标准的 OPC、DDEserver 供远程客户访问。 网络上的各个力控主站之间可以通过串口、以太网、拨号、电台、GPRS、CDMA 等方式互连 来完成监控,主站之间的历史数据支持远程的备份和插入。 实时数据库的历史数据可以根据触发条件导出到关系数据库内,支持 ODBC、OLE DB 等方式 和关系数据库进行通讯
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基本功能: 数据采用“点”结构的进行管理,点是很多监控参数的“集合”,方便组态引用; 对现场数据进行输入处理,包括量程转换、非线性数据处理、开方、累计等; 对现场发生的报警进行检查和处理,具备死区、偏差等多种报警检查方式; 完成对实时数据进行历史数据存储,建立检索索引等功能; 可以完成常规运算,如、算术运算,流量累积,温压补偿,自定义算法等; 具备 PID 调节控制功能,有位置式、增量式、微分先行等多种算法; 内部点可以互相引用,完成内部/外部数据连接; 数据采用数据变化传输、可以执行触发事件; 对批量数据进行区域管理; 可以采集程序监控,方便调试通讯

3、数据库扩展组件 关系数据库双向转储组件:完成现场数据到管理系统如 SQL SERVER 等关系数据库的数据传 输; GSM 短信管理组件:通过数据库能够针对不同级别的用户发送不同的报警短信等; 数据服务组件:支持通过串口、网络、MODEM、电台、GPRS 等方式将现场数据转发到上一级 网络;

NETSERVER 组件:专用的网络数据服务器组件,构成分布式应用的核心; DBCOM 控件:标准的 ACTIVEX 控件,允许第三方开发工具通过网络访问来访问数据; “软”PLC 组件:构筑 PC 控制的灵魂,是控制工程师的好工具; OPC/DDE SERVER:标准的数据服务器 2.5、设备通讯程序(IO SERVER) 可以和人机操作界面分离,充当通讯管理服务器; 串口通讯支持 RS232、RS422、RS485 与多串口设备,支持无线电台、电话轮巡拨号等方式; 以太网设备驱动同时支持有线以太网和无线以太网; 所有设备驱动均支持 GPRS、CDMA、GSM 网络; 可以动态打开、关闭设备,并具备自动恢复功能; 可以采集带时间戳的数据,实现历史数据向实时数据库的回插功能,可以采集记录仪、录 波器数据,完成事件监视; 通过 DDE、OPC 方式进行采集; 毫秒级的数据采集速率,可以采集故障录波数据; 支持 DCS、PLC、现场总线、仪表、板卡、模块等工控设备的通讯; 已经支持上千个厂家的设备通讯; 2.6、WWW 服务器特点:
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Web 页面与过程画面的高度同步 用户往往会担心在客户端浏览器上看到的 Web 页面与工程组态的过程画面能否完全一致,

会不会对某些图形或动画效果进行限制。力控实现了服务器端与客户端画面的高度同步。用力 控的 HMI/SCADA 组态软件创建的过程画面,用 HMI/SCADA 组态软件直接浏览的效果与在客户端 用浏览器上看到的图形效果完全相同。
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快速的数据更新 pWebView 采用 COM/DCOM 技术实现底层数据通信。 数据采用变化传输的方式, 提高了数据传

输效率,与其它采用 JAVA 虚拟机进行通信的方式相比,由于减少了解释运行的环节,因而具有 更快的运行与数据更新速度。
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多文档和动态画面

力控采用独到的多文档技术,在客户端的浏览器上可以同时浏览多个过程画面,。
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企业级 Web 服务器 力控是一个企业级的 Web 服务器, 具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性。 力控的 WEB

介于现场监控层和 Internet/Intranet 之间,通过 Web 服务器管理所有的访问请求,因此不会 由于多个用户请求访问而影响整个 SCADA 系统的功能, 保证系统的可靠平稳运行。 支持多达 500 的客户端的同时访问。
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完全瘦客户端 在客户端只需要 Microsoft Internet Explorer 5.0 或以上版本的浏览器,就可以对现场

的各种事务进行浏览、控制。无需购买其它软件或增加软件成本。
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完善的安全机制 pWebView 提供完善的安全管理机制。只有授权的用户才能修改过程参数。使用 pWebView

时,管理员尽可安心,不必担心非法或未授权的修改。
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开放性 易于集成、开放的 WEB 控件可以使用 ASP 等快速门户开发工具进行集成,pWebView 使用简

便,只需在服务器上进行前期的组态和后期的维护,在客户端无需任何工作。大大的减少了系 统开发和维护的工作量。pWebView 易于扩展,可以有效地控制系统预算开支。

第三章 安装信息 1、硬件要求
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CPU:奔腾 500 以上 内存:最少 64M 显示器:VGA、SVGA 以及支持桌面操作系统的图形适配器,显示 256 色以上。 鼠标:PC 兼容鼠标 通讯:RS-232 并行口:力控的加密锁 说明:目前市面上流行的机型完全满足力控的运行要求。

2、软件要求 运行的操作系统:WINDOWS2000/WINNT4.0(补丁 6)/WINXP 3、硬件加密锁 力控组态软件在长时间运行时,需要一个硬件加密锁,加密锁包括:并口硬件加密锁和 USB 口硬件加密锁。 并口硬件加密 力控支持 Windows 操作系统上的并口硬件加密锁的安装,安装并口硬件加密锁步骤: 在安装加密锁前应关闭计算机电源和外围设备 拔掉计算机并口上的所有联接。 加密锁安全地插入并口并拧紧螺丝。 如果有其它设备与并口连接,请将其接到加密锁的背后。 USB 硬件口加密锁 力控支持 Windows 操作系统下 USB 口硬件加密锁, 注: Windows98 需要首先安装 USB 口的驱 动。 说明:当没有加密锁时,力控组态软件也可以开发和运行,但有如下限制: 数据库支持 32 点 内置编程语言 运行系统在线运行时间是 2 小时 支持选择的通讯驱动程序 4、安装力控组态软件 力控组态软件存于张光盘中,光盘中的安装程序 setup.exe 程序会自动运行,启动力控的 安装向导。 力控组态软件的安装步骤如下:(注:以下的安装过程是在 Windows2000 下进行的,其它 Windows98、NT、XP 的安装过程与此相同)。

第一:启动计算机 第二:将力控组态软件的光盘放到计算机的光驱中,系统会自动启动 setup.exe 安装程序, 如下图所示。(注:也可能运行光盘中的 setup.exe 启动安装程序)

在此安装界面中,左面有一排按钮,分别是:通用版、控制策略版、网络版、IO 驱动程序、 加密锁驱动安装、实战技术宝典、退出安装,如图 4-1,各个按钮的作用分别是:
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通用版:安装力控通用版的程序。 控制策略版:安装力控控制策略版的程序,(注:首先要安装通用版) 网络版:安装力控网络版的程序(注:首先要安装通用版) IO 驱动程序:安装力控 IO 驱动程序(注:首先要安装通用版) 加密锁驱动安装:USB 口加密锁的驱动 实战技术宝典:阅读力控安装盘中提供的有价值的技术资料 退出安装:退出力控的安装程序

第三:开始安装力控组态软件 1)、点击“通用版”按钮,将自动安装力控组态软件的通用版到计算机的硬盘,首先弹出 如下对话框:

点击“下一步”按钮,弹出“许可证协议”对话框,如下图:

用户阅读后,如果同意“协议”中的条款,点击“是”将继续安装,如果不同意,则点击 “否”将退出安装。点击“上一步”按钮,返回上一个对话框。 点击“是”按钮,弹出“用户信息”对话框,如下图所示:

请输入“用户名”和“公司名称”,点击“上一步”返回上一个对话框,点击“取消”则 退出安装程序,点击“下一步”,进入程序安装阶段,如下图:

选择力控软件的安装路径,默认路径为“C:\Program Files\PCAuto”,若想要安装到其它 目录下,点击“浏览”按钮,弹出如下对话框:

在对话框的“路径”中输入新的安装目录,如:C:\Program Files\PCAuto 输入正确后,点 击“确定”后,如图 4-5,点击“下一步”,弹出“安装类型”对话框,如下图:

安装类型有三种:典型、压缩、自定义
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典型 安装的内容有以下几种: 1)力控的系统文件:包括力控的组态环境和运行环境 2)力控的示例工程:Demo1:演示工程分辨率 1024×768 Demo2:演示工程分辨率 800×600 DemoApp\Example:演示工程分辨率 800×600 3)通用驱动:DDE 通讯驱动

OPC 通讯驱动 力控仿真仪表驱动 力控仿真 PLC 驱动 4)力控帮助文档 5)力控实时数据库与关系数据库之间数据读取的组件 ODBCROUTER 6)力控组态软件的卸载组件
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压缩 这种安装类型安装力控组态和运行所需的最少组件选项。

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自定义 安装用户自已要求安装的组件。

选择好安装类型后,点击“下一步”,弹出“创建程序组”,如下对话框

此对话框确认力控“PCAuto”系统的程序组名,也可选择其它名称。 点击“下一步”开始安装力控。安装过程将光盘有的压缩文件解压缩后并拷到默认或指定 的目录下,解压的过程有进度条显示,提示进度。 程序安装结束,如下图所示:

选择“是”,再点击“完成”按钮,将重新启动计算机。 选择“不”,再点击“完成”按钮,将不重新启动计算机。 点击“完成”按钮,完成此安装。 2)、点击“控制策略”按钮,将开始安装力控的控制策略版,安装过程与“通用版”相同。 注:“控制策略”的安装要在“通用版”安装完的基础上进行。 3)、点击“网络版”按钮,将开始安装力控的网络版,安装过程与“通用版”相同。注: “网络”的安装要在“通用版”安装完的基础上进行。 4)、 点击“IO 驱动程序”按钮, 将开始安装力控的 IO 驱动程序程序, 安装过程与“通用版” 相同。注:“IO 驱动程序”的安装要在“通用版”安装完的基础上进行。 5)、加密锁驱动安装:当时用 USB 口加密锁时,安装此驱动。 6)、实战技术宝典:点击此按钮可以浏览力控光盘在有价值的技术资料,如下图:

第四章 力控组态新工程的步骤 在这章中,通过一个简单的例子,介绍用力控组态新工程的基本步骤。 一、 新工程的简介 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 PLC, 如下图所示:

2、PLC 的逻辑算法: 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。 3、力控的 PLC 仿真驱动 SIMULATOR—力控的 PLC 仿真驱动 SIMULATOR 是力控?的 PLC 仿真程序,为了适应本例子的要求,内嵌了逻辑算法,并且对数 据通道作了约定: 增量寄存器1(模拟输入区)第 0 通道 PLC1 的 DI 区域(数字输入区)第 0 通道 PLC1 的 DI 区域(数字输入区)第 1 通道 PLC1 的 DO 区域(数字输出区)第 0 通道 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,开时为红色,关时为绿色。 (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 PLC 程序。 二、在力控中建立新工程时,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。 对应油罐的液位 控制油罐的进油控制阀门 控制油罐的出油控制阀门 启动/停止 PLC 程序的开关

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,出现如下对话框:

图 1-2 应用名:所新建的工程的名称 路径:新建工程的路径,默认路径为:c:\Program Files\PCAuto 说明: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。 二、 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,详见《力控? 用户指南》。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,如下图所示

工具箱

子图列表 ■ 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,如下图所示:

■ 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 3-8 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。 三、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, 设备包 IO 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/O Server(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/O Server 进行通讯, 一个 I/O Server 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”项使其展开,在展开项目中选择“PLC”项并双 击使其展开,然后继续选择厂商名“PLC”并双击使其展开后,选择项目“仪表 PLC (Simulator(仪表 PLC))”,如下图所示:

2. 双击 “Simulator(仿真 PLC)”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“Simulator(仿真 PLC)”项目下面增加了一项“PLC1”, 如 图 3-13 所示。 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。 四、 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。 预定义了一些标准点类型, DB 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 DESC PV 点名称 点说明信息 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 设备命名为 PLC1。 PLC1 采集到存储罐的液位数据,并判断什么时候应该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 PLC (可编程控制器) 来实现的,前面我们已经给这台假想的 PLC

化等),我们还可以控制 PLC 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:

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,“内存区”选择“AI(模 拟输入区)”,“通道号”指定为“0”,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:

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。 五、 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/O Server 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,一个泵在工作时是红色, 而停止工作时变成绿色。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”。 六、 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。

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:

八、 制作运行包 力控的制作运行包的功能, 可以将当前工程组态的信息和力控的运行环境压缩成几个文件, 形成 Setup 安装盘。当工程完成后,可以将这样一张安装盘交到用户的手上,当机器发生严重 故障使控制应用受到破坏时,用户可以用这张 Setup 安装盘进行安装,一次性恢复完整的力控 控制系统,确保了系统的安全,大大地减少了维护工作量。 制作运行安装包的步骤:

■ 选择开发系统的“文件\制作运行包”菜单,弹出如下图所示的“生成运行环境及当前 工程应用的安装包”对话框。

■ 选择生成的安装包存放的路径、输入安装运行时的窗口标题、安装包运行时的缺省安 装路径、安装后快捷方式的名称。可以使用缺省设置,也可以根据工程的实际需要指定。点击 “开始”按钮开始压缩。压缩完成时,提示结束对话框。此时,在 C 盘生成一个 PCAuto 文件夹, 文件夹内是安装包文件。 九、 系统投入运行 将上述生成的安装包, 在需要现场运行监测的机器上执行安装包内的 Setup 程序进行安装, 如下图所示:

根据需要选择:桌面建立运行快捷方式、在开始菜单建立运行快捷方式、在开始菜单建立 卸载快捷方式,开机自动运行,点击“开始”按钮进行解压缩并且安装,安装完成后,计算机 重新启动,如果选择了“开机自动运行”选项,则计算机起来后,力控进入运行状态。

第五章

趋势、报表、报警组态画面的生成

这章主要是对趋势、报表和报警画面组态的介绍。 5.1 历史趋势 历史趋势功能是通过保存在实时数据库中的历史数据随历史时间而变化的趋势所绘出的二 维曲线图。 5.1.1 创建历史趋势 首先选择菜单命令“工具[T]/历史趋势” 或选择工具箱工具 所示。 ,然后按下鼠标左键并按

对角拖动以形成一矩形。松开鼠标,此对象被选中,并以缺省的线宽和颜色属性出现。如图 5-1

图 5_1 5.1.2 设置历史趋势图属性 这时可以改变图的属性。选中图形对象,单击鼠标右键,弹出右键菜单。选择“对象属性 (A)”,弹出“改变对象属性”对话框,如图 5-2。通过这个对话框可以改变趋势图的填充颜 色、边线颜色、边线风格等。

图 5_2 5.1.3 历史趋势组态 双击历史趋势对象,弹出“历史趋势组态”对话框,如图 5-3。

图 5_3 说明:输入历史趋势图的标题。单击右面的颜色选择框,出现调色板窗口,可以指定一种 颜色作为历史趋势图的标题的文字颜色。

数据源:选择趋势变量的数据源。 初始时间范围:这个对话框定义趋势的水平(X 轴)初始显示的时间长度。 初始扫描周期:这个对话框定义趋势的水平(X 轴)初始显示的增量单位。 取值(初始显示方式):此下拉框指定趋势的初始显示类型。如果选则“瞬时值”,趋势 每一个像素将显示这个像素所代表的时间点的瞬时值。如果选则“最大/最小”,趋势的每一个 像素将显示这个像素所代表的时间点的最小或最大值。 时间刻度/刻度数:定义时间刻度线的数量,即横向网格的数量。点击右边的按钮出现颜色 选择框,在颜色选择框中选择网格的颜色。 每隔_个刻度一个标签:定义每隔几个刻度显示一个时间标记。点击右边的按钮出现颜色选 择框,在颜色选择框中选择时间标记的颜色。 数值刻度/刻度数:定义数值刻度线的数量,即横向网格的数量。点击右边的按钮出现颜色 选择框,在颜色选择框中选择网格的颜色。 每隔_个刻度一个标签:定义每隔几个刻度显示一个数值标记。点击右边的按钮出现颜色选 择框,在颜色选择框中选择时间标记的颜色。 最大值:输入显示数值范围的高限。 最小值:输入显示数值范围的低限。 百分比/绝对值:显示数值可以是百分比或者绝对值。当选择百分比时,涉及到选择量程上 下限问题。可以选择“从 DB 得到量程上下限”或者“自动获取”。 定义笔:趋势图中最多可以定义 8 支趋势笔,即 8 条曲线,对每支笔要指定如下几项。 位号名:输入趋势笔的变量名。 颜色:选择趋势笔的颜色。 线宽:输入趋势笔的宽度。 说明(趋势笔):指定趋势笔的描述信息。可以是:自定义、使用位号名、使用点描述、 使用位号名与点描述。 双击时:可以选择:无弹出框、位号时间设置框、时间设置框。如果选中无弹出框项,则 在进入运行系统后,单击趋势运行画面,不出现运行组态对话框,即没有触敏动作。如果选中 位号时间设置框项,可以在运行系统中改变历史趋势的位号和时间设置。在进入运行系统后, 在运行期间,双击历史趋势画面,出现“趋势设置”对话框,如图 5-4。这里允许操作人员改变 历史趋势的起始时间、数值范围、趋势笔分配、基本偏置等。

图 5_4 如果选中时间设置框项,可以在运行系统中改变历史趋势的时间设置。在进入运行后,双 击历史趋势画面,出现“趋势设置”对话框,如图 5-5。

图 5_5 从 DB 得到量程上下限:选中后,趋势按照趋势变量所对应数据库 DB 中点的量程上下限参 数组态值作为参考值来计算趋势的垂直(Y-轴)显示的数值。若不选中,趋势按照趋势变量的 最小值、最大值的变量组态值作为参考值来计算趋势的垂直(Y-轴)显示的数值。 5.1.4 查看历史趋势 在运行期间如果需要查看以前的历史趋势记录,可以分别建以下几个按钮,如图 5-6 所示。

图 5_6 其中按钮的功能如下:取值范围:趋式曲线中数值显示的时间范;曲线缩放;曲线时间的 设定等功能。创建完这些按钮后,双击按钮,选择触敏动作中的左键动作。在按下鼠标下进行 编辑,如图 5-7。

图 5_7 这里可以选择字段里面的变量进行编辑,实现按钮的功能。编辑完成后需要和历史趋势打 成单元,运行时就可以通过点击按钮来查询历史趋势。 如图 5-6 中还有两个选择控件,分别是选择起始时间和时间范围的按钮,它们的功能是可 以让历史趋势曲线显示从起始时间开始一定的时间范围内的曲线。可以在菜单的“插入” windows 控件找到这两个控件。

5.2 万能报表 万能报表提供类似 EXCEL 的电子表格功能,可实现形式更为复杂的报表格式 5.2.1 创建万能报表 进入 DRAW 菜单命令“工具/万能报表”,出现“子图列表”对话框,选择“万能报表”, 然后单击“选择”按钮,万能报表自动加在窗口画面上,如图 5-8。

图 5_8 5.2.2 万能报表组态 双击万能报表,即可弹出万能报表属性设置框,如图 5-9。

图 5_9 在表格的任意单元格上单击,然后在表达工具条中输入相对应内容,如图 5-10。

图 5_10

自动获取历史数据:

图 5_11 单击“历史数值”按钮,如图 5-11,单击后出现对话框,如图 5-12: 数据点变量选择按钮可以选择数据库中已经做历史保存设置的变量 时间单位表示时间间隔的单位是什么,可以是年月日时分秒。 时间间隔是一个大于 0 的正整数,表示相邻单元格之间记录的数据的时间差。 基准单元第一个单元格是最左(上)边的单元格,还是最右(下)边的单元格,如果

图 5_12 上述例子中基准单元是左上,则 A2 的值是 aa.pv 在 2003 年 9 月 20 日 16 时 58 分 41 秒的 值,而 A9 的值是 2003 年 9 月 21 日 6 时 58 分 41 秒的值

基准时间在该处指定要获取的历史数据的时间。指定的年月日时分秒除了是常数外,还可 以是表达式。其数值范围(n > 0) 如果是单个单元格,可以取历史的统计值,在指定的时间段的最大值,最小值,平均值。 如果是统计值,则时分秒参数无效。 公式生成向导 报表生成器可以方便地生成各种公式,在表达式工具条中选择函数,则会根据所选择的函 数,弹出公式生成向导对话框:如图 5-13。

图 5_13 对于条件求和、平均值、最大值、最小值,出现的是上述对话框,条件区域和计算区域的 值,可以手工输入,也可以通过鼠标在报表中直接选择,如果通过鼠标选择,条件区域选择后 焦点会自动到计算区域。 5.3 报警 使用力控报警控件可以在系统运行过程中,及时将控制过程和系统的运行情况通知操作人 员。 5.3.1 创建报警记录 首先单击工具箱中的“报警记录” 工具按钮,然后在窗口中单击,按住鼠标左键进行拖

动,调整报警记录大小,松开鼠标,即创建好了一个报警控件。如图 5-14。

图 5_14 5.3.2 配置报警记录 双击报警记录, 出现“报警组态”对话框, 如图 5-15, 在这里可以创建报警记录的组成“报 警时间+报警点位号+报警点描述+报警类型+报警值+报警级别+确认信息”和报警记录的 显示字体,确认未确认的显示颜色等。在记录格式中可以选择要显示的内容,以及所占的字符 数。

图 5_15 5.3.3 确认报警 当需要对报警进行确认的时候,可以在画面中创建一个按钮,按钮与报警记录打成单元。 在按下按钮时定义 AlmAck(),这样就可以在运行中进行报警确认了。同样的道理,也可以实现 对历史报表翻页查看、分时查看以及分区查看等功能,相应的变量在字段里都可以找到。 5.3.4 多功能报警 力控还提供了一个历史报警\实时报警、查询和确认集成到一起的组件――多功能报警。在 力控的“开发系统”中,选择“工具\多功能报警”如下图所示:

图 5_16 如下两图是对多功能报警的外观和记录格式的设置画面,首先选中多功能报警,然后双击 出现如下图:

图 5_17

图 5_18

第六章 监视力控?与 I/O 设备的通讯状态 目前各种 I/O 设备提供的对外数据接口可分为以下几类:
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数字通讯接口,包括串口类、以太网(TCP/IP 协议)类、现场总线类、仪器总线类通讯 接口(如 GPIB 等)。 模拟量通道输出,设备直接提供 4-20mA、1-5V 或继电器接点信号等。 力控?具有世界上大部分主流设备的 I/O 接口程序, GPIB 总线以及 Honeywell、 对 Yokogawa、

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Foxboro、Fisher-Rosemount 等厂家的 DCS 也能够支持。 除通常意义上的数据采集外,力控?可以利用采集到的实时数据对装置进行实时建模,插入 力控?自己的先进控制控件,实施先进控制。 6.1 对一个设备上的数据定义不同的采集周期 如果一台设备上有 1000 个实时数据需要采集, 而在这 1000 个数据中只有 10 个是经常刷新 且需要密切监视的,其余 990 个全部是辅助数据,但是也需要时常查看。如果把这 1000 个数据 同等地对待,采用统一的扫描周期进行采集,就会严重影响 10 个重要数据的刷新速度。怎样既 保证 1000 个数据都能够采集,又确保这 10 个重要数据的采 集速度呢?有两种办法:办法 1: 为一个设备定义两个逻辑设备,使其具有不同的采集周期,如图 6-1 所示。其中一个设备的扫 描周期为 10 分钟,另一个设备的扫描周期为 50ms。

图 6_1 办法 2:不用上面的办法,一台设备只定义一个设备名称也可以达到要求,只需在定义该设 备时选择“动态优化”如图 6-2。动态优化后的力控?I/O 驱动对画面中不显示而且没有组态历 史趋势和报警的数据是不采集的,仅当画面中显示这个数据时才进行采集。因此将不常用的数 据单独组态在一个或几个画面中,使用完毕马上关闭就不会影响整个采集速度。这种方法适用 于存在有大量不需要快速更新的数据的情况。

图 6_2 6.2 合理设置扫描周期,避免引起设备死机 有些 I/O 设备内部只有一个 CPU,同时负责数据通讯和计算,如果在力控?上设置的数据扫 描周期太快容易使设备死机,因此在设置这一参数时应该慎重,最好通过多次试验确定一个合 适的扫描周期。设备的扫描周期即为定义设备时的“更新周期”,根据不同的设备更新周期建 议值如表 6-1。 通信方式 通讯速率 2400 及以下 串口(RS232/RS422/RS485) 4800 9600 19200 及以上 同步 Modem TCP/IP 网络 网桥(GPRS、CDMA 等) 6.3 通过拨号方式与 I/O 设备通讯 力控?的所有串口 I/O 驱动程序都支持通过 MODEM 以拨号方式与设备通讯。 只要正确设置电 话号码即可,如图 6-3 所示。 扫描周期(仅供参考) 1000ms 以上 500-1000ms 及以上 200-500ms 及以上 50-100ms 及以上 10ms-100ms 及以上 1000ms 以上 200ms 及以上 2000ms 以上

图 6_3 6.4 通过以太网(TCP/IP、UDP/IP)方式与 I/O 设备通讯 通信方式根据设备对应选择 TCP/IP 或者 UDP/IP 的方式,设备定义时注意通讯参数“设备 地址”是填写实际的 IO 硬件设备的地址(ID 号)还是填写 IO 设备的硬件接口 IP 地址,默认均 填写设备 ID 号(一定要参考该设备驱动帮助)。 6.5 通过网桥(GPRS、CDMA)方式与 I/O 设备通讯 设备定义时通信方式选择“网桥(GPRS、CDMA 等)”进入“下一步”如图 6-4 选择厂家的 GPRS 模块,正确填写其他各通讯参数,具体参考 GPRS 通讯相关的帮助。

图 6_4 6.6 通讯状态监视、设备状态数据的读取 在力控?中可以为每一个 I/O 设备自动定义一个变量, 假如系统中有一个设备 PLC1, 则每当 PLC1 不能与力控?正常通讯时,这个变量的值就会被置为 1。计算机通讯口故障、电缆、PLC 端 通讯口的故障、 通讯口与计算机通讯口的参数设置不一致都会造成通讯故障。 PLC 还有一种可能, 就是数据连接项错误,如果计算机的命令发给 PLC 的只读参数,PLC 是不会予以理睬的。

如图 6-5 所示,当定义变量时,在“变量定义”对话框中选定“类别”为“数据库变量”, 在“数据源”中指定数据源, 在“参数”中选定“数据库状态”就会弹出对话框。 在下拉框“类 型”中选择“I/O 报警”, 然后在“设备”下拉框中选择对应得设备名称。 当这个设备得通讯不 正常时, 对应的变量值就会变成“1”, 你可以在程序中判断该变量的值来发出相应的声光报警, 也可以用于其他目的。

图 6_5 在管理、协调和负责所有设备数据通讯的 Io Server 中,如何观察通讯状态并判断通讯是 否正常的方法,运行后打开 Io Server 的界面,如图 6-6。

图 6_6 可以分别从四个角度观察,通讯是否正常:
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通道(Channel)下的设备通讯信号灯闪烁情况(注意鼠标不要选中该设备),如图 6-7。 周期性地闪烁绿色为正常,周期性地闪烁红色为故障。

图 6_7

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选中指定的 IO 设备,观察右上方的窗口,如图 6-8。

图 6_8 与通讯有关的参数: Request times:请求次数 Answer times:返回次数 Timeout times:超时次数 当超时次数很少或为0表明通讯的参数设置基本没问题。
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观察最下方的信息显示窗口,如图 6-9。

图 6_9

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右键 Channel0,显示通讯信息,判断收发信息是否正常即可,如图 6-10。

图 6_10

6.7 怎样用辅助工具调试 I/O 设备 这里的辅助工具包括通用的串口调试工具、 以太网调试工具和硬件厂家提供的测试软件等。 在力控安装盘中路径“SDK\接口开发包\Fiossdk3.1\Utility”下有一个 IoTest.exe 或者 路径“SDK\技术资料\工具软件\串口调试工具”下的 COM.exe。如图 6-11 所示。

图 6_11

菜单“参数设置”用来设置 I/O 设备的通讯方式和通讯参数。如图 6-12 所示。主要是设置 串口的 DCB 参数、IP 地址、Modem 参数及显示方式等。如图 6-12。

图 6_12 正确设置参数后, 按“连接设备”按钮,如果成功的话,"连接设备"按钮的标题变成"断开连 接",表示可以收发数据了。如果在"参数设置"中设置"周期性发送周期"不为 0,则在"连接设备" 后会出现"周期发送"按钮,否则出现"手动发送"按钮。使用"周期发送"或"手动发送"按钮,可以 周期性或一次性地发送编辑框中的数据。 编辑框中数据的格式缺省是混合方式的,如果想发送编辑框中的数据,这也是唯一的数据类 型,它的形成规则如下:任何 ASCII 码(除'[')可以直接输入,'['可以使用"[[]"来输入;"[]"内是 由' '(空格)分隔的转意字符,它们的意义为: '[': 用来输入'['; '*': 在发送数据时表示延时 1 毫秒 '#': 在发送数据时表示延时 10 毫秒 '$': 在发送数据时表示延时 100 毫秒 '!': 在发送数据时表示延时 1000 毫秒 '\': 表示它后面的数据是十进制的(缺省是 16 进制) ' '(空格): 作为分隔符,任何未定义的字符都可以作为分隔符,最好使用空格。 0~9: 可以用来输入 10 进制或 16 进制数据。 A~F/a~f: 可以用来输入 16 进制数据。 例子: abcv[[ 30 *#$! ]345 对应的 16 进制数据串为: 61H,62H,63H,76H,5BH,30H,33H,34H,35H;而且在 30H 之后有 1111 毫秒的延时。 当用在其它情况(不是用来发送数据)时,唯一的差别是没有了延时的概念。

"其它工具":校验使用混合格式的数据,计算常用的校验码,ASCII 码表显示使用 16 进制和 10 进制显示的 ASCII 码表,各种数据转换把混合格式、16/32 位整数、32 位浮点数等转换为十 几种常用数据格式,除混合格式外,其它数据格式为直接用空格分隔的数据串。

第七章 控制策略 pStrategy 的使用 目前有关基于 PC-based 的成熟的控制功能软件模块还很少, 有的组态软件将控制功能模块 称为“软 PLC 或 Soft PLC”,也有的称“软逻辑”,但这些叫法都不能准确地反映监控组态软 件基于 PC-based 的控制功能模块的含义。在此,我们引入“策略(Strategy)”的概念来描述 组态软件的控制功能,策略相当于计算机语言中的函数,是在编译后可以解释执行的功能体。 力控?的控制策略生成器 StrategyBuilder 是一个既可以运行在 Windows 98/2000/NT 环境,又 可以运行于 Windows CE、DOS 等嵌入式环境的控制功能软件模块,它采用功能框图的方式为编 程者提供编程界面,并具备与实时数据库、图形界面系统通讯的功能。 在力控的 StrategyBuilder 中,一个应用程序中可以有很多控制策略,但是有且只能有一 个主策略,它相当于 C 语言中的 main 函数,它是系统开始执行时的被调用者,执行完一个周期 后又重新开始执行。主策略被首先执行,主策略可以调用或间接调用其它策略。策略嵌套最多 不应超过 4 级(不包括主策略),即 0-3 级,否则容易造成混乱。在这 4 级中,0 级最高,3 级 最低,高级策略可以调用低级策略,而低级策略不可以调用高级策略,除 3 级最多可以有 127 个策略外,其它 3 个级别分别最多可以有 255 个策略。 控制策略由一些基本功能块组成,一个功能块代表一种操作、算法或变量,它是策略的基 本执行元素,类似一个集成电路块,有若干输入和输出,每个输入和输出管脚都有唯一的名称, 不同种类的功能块其每个管脚的意义、取值范围也不相同。 力控的控制策略是在控制策略生成器 StrategyBuilder 中编辑生成的,在控制策略存盘时 自动对策略进行编译,同时检查语法错误,编译也可以随时手动进行, 如果策略 A 被策略 B 调 用,则称 A 是 B 的子策略。零级策略是主策略的子策略,零级策略的子策略是一级策略,依此 类推。

图:StrategyBuilder 的工作桌面 1. 编辑控制策略时的几条基本准则 策略只能调用其子策略,不能跨级调用,如不允许主策略调用二级策略。 一个功能块的输出可以输出到多个基功能块的输入上。一个功能块的输入只能来自一个输 出。一个功能块的输出不能输出到另一个块的输出

2. 使用策略编辑器生成控制策略的基本步骤 ⑴ 根据生产控制要求编写控制逻辑图。 ⑵ 根据生产过程的控制要求配置 I/O 设备。 ⑶ 根据逻辑图创建策略及子策略,建立 I/O 通道与基本功能块的连接。 ⑷ 对创建的控制策略进行编译和排错。 ⑸ 利用控制策略编辑器的各种调试工具对编辑的策略首先进行分段离线调试, 再进行总调 试,最后进行在线调试 ⑹ 如果控制策略在本地运行, 则将经过调试的策略投入运行; 如果策略在目标设备上运行, 则将策略下装到目标机中投入运行。 3. 控制功能模块的构成及相关程序 力控 StrategyBuilder 的系统构成如图所示(见方框内),在图中能够看出它与实时数据 库及图形界面系统关系紧密。通讯接口实用程序和系统监控程序只有在嵌入式操作系统中才能 用到,这时 PC-Based 系统在控制功能模块的支持下变成了功能强大的 PC-Based PLC,这种 PLC 无论是控制运算能力还是开放性都优于普通 PLC,在这种情况下不需要实时数据库和界面系统, 因为系统中没有键盘、显示器等外设。

图:StrategyBuilder 的系统构成 这里用几个简单的例子来介绍如何使用策略编辑器来实现预定的控制目标,包括组态和调 试的方法。 示例一、在策略中引用 db 中的变量,相加后返回给 db。本例中实施运算 aaa2 = aaa+aaa1。 假如当前的力控应用中,在数据库中已经建立了一些数据点如 aaa,aaa1,aaa2 等。 1. 启动策略编辑器,此时提示图所示对话框。

图:新建策略对话框 建立主策略,输入策略名,点击确定,进入到控制策略编辑组态界面。 2. 展开左边导航器中的工具,点击变量/数据库输入变量,在右边的编辑区域中的任一位 置上点击即可画出一个数据库变量输入块,见图。

图: 选择一个功能块

选中该功能块,则出现如下属性框:

图:选择变量的属性

在 DB 变量名和参数中选择适当的点名和参数,也可以直接输入。按照同样的方法,可以画 出 aaa2。 在 StrategyBuilder 的导航器上点击变量/数据库输出变量,按照上述方法,选择变 量 aaa3,再按同样方法画出一个加法功能块(它没有属性),如所示。

图: 画完所需功能块

3. 在块 AAA.PV 的输出脚上双击,再在加法块的第二个输入脚上双击,就使两个脚连成了 一条线,它表示 aaa.pv 输入到加法块的第一个操作数上。按照同样的方法将 AAA1.PV 的输出 脚和加法块的第三个输入脚连成线,再将加法块的输出脚和输出 AAA2.PV 的输入脚连成线。加 法的执行结果输出到 aaa2.pv。如图所示。

图: 完成功能块之间的逻辑连接 4. 选择菜单命令“编译[B]/全部重新编译[A]”,对策略进行编译。 5. 运行策略执行程序,在其上观察运行结果,也可以在实时数据库或图形界面上观察运行 结果。

图:运行


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