畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于組態(tài)軟件Intouch的空壓機(jī)試驗(yàn)控制設(shè)計(jì).doc

成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位（論文）設(shè)計(jì)I基于組態(tài)軟件Intouch的空壓機(jī)試驗(yàn)控制設(shè)計(jì)摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，空壓機(jī)在人們的生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，同時(shí)對(duì)空壓機(jī)的各項(xiàng)性能要求也越來越嚴(yán)格，這就要求我們對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)性能參數(shù)測試。由于現(xiàn)場測試具有一定的危險(xiǎn)性，所以我們使用遠(yuǎn)程的監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行。Intouch組態(tài)軟件是出現(xiàn)的比較早的一種過程可視化的組態(tài)軟件，具有豐富的工控界面、數(shù)據(jù)庫處理、對(duì)象連接等數(shù)據(jù)管理控制功能。本文就是以Intouch組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，在windows環(huán)境下建立對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行性能測試的人機(jī)界面，對(duì)空壓機(jī)在試驗(yàn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)（壓力、溫度）進(jìn)行監(jiān)視，并進(jìn)行記錄以便分析和判斷是否符合技術(shù)要求。試驗(yàn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場傳感器送入SWP-S80型智能儀表處理，再通過RS-485/RS-232接口轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)相連接，通過用VB編寫的儀表數(shù)據(jù)通信程序?qū)崿F(xiàn)組態(tài)軟件與外部儀表間的通信，完成了現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。同時(shí)監(jiān)控界面也能生動(dòng)地反應(yīng)現(xiàn)場的實(shí)際情況，從而更好實(shí)現(xiàn)測試的安全性和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：Intouch組態(tài)軟件；人機(jī)界面；空壓機(jī)試驗(yàn)；智能儀表；通訊TheDesignOfAirCompressorTestBaseOnInTouchAbstract:Withthecontinuousdevelopmentofautomationtechnology,aircompressorinpeopleslivesareincreasinglybeingusedinapplications,whiletheperformancerequirementsofaircompressorareincreasinglystringent,whichrequiresustocarryouttheaircompressorkeyperformanceparameters.Asthefieldtesthassomerisk,soweusedtoconductremotemonitoringsystems.Intouchconfigurationsoftwareisrelativelyearlyemergenceofaprocessofvisualconfigurationsoftware,hasarichindustrialcontrolinterfaces,databaseprocessing,objectlinkingandotherdatamanagementcontrolfunctions.ThisistoIntouchconfigurationsoftwareasthefoundation,establishedunderthewindowsenvironmenttoconductperformancetestsontheaircompressormachineinterface,aircompressorinthetestingprocessontheparameters(pressure,temperature)weremonitoredandrecordedtoanalyzeanddeterminecompliancewithtechnicalrequirements.Fieldtestdatathroughtheon-sitesensorsintotheSWP-S80smartmeterdealwith,andthroughtheRS-485/RS-232interfaceconverterisconnectedwiththePC,bywritteninstrumentwiththeVBprogramtoachievedatacommunicationwiththeexternalconfigurationsoftwarecommunicationbetweendevices,andcompletedon-sitereal-timedataacquisition.Interfacecanalsocontrolthescenevividlyreflecttheactualsituation,inordertobetterachievethesafetyandaccuracyofthetest.Keyword:ConfigurationSoftware；Man-machineInterface；AirCompressortest；IntelligentInstrument；Communication成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）II目錄緒論1第一章組態(tài)軟件21.1組態(tài)軟件介紹21.1.1組態(tài)軟件產(chǎn)生的背景21.1.2組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分21.1.3組態(tài)軟件的組態(tài)內(nèi)容21.2Intouch組態(tài)軟件介紹31.2.1組態(tài)軟件Intouch概述31.2.2Intouch的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)31.2.3組態(tài)軟件的特點(diǎn)4第二章空壓機(jī)試驗(yàn)介紹52.1空壓機(jī)試驗(yàn)的主要用途52.2空壓機(jī)的工作條件和技術(shù)參數(shù)52.3空壓機(jī)試驗(yàn)檢測內(nèi)容52.4空壓機(jī)的電路原理62.5空壓機(jī)的氣路原理7第三章硬件系統(tǒng)83.1SWP系列智能儀表介紹83.1.1SWP系列智能儀表主要功能及用途83.1.2SWP-S803型壓力儀表83.1.3開機(jī)自檢流程流程圖93.2RS232與RS485總線及接口轉(zhuǎn)換器103.2.1計(jì)算機(jī)通信103.2.2RS-232總線113.2.3RS-485總線113.2.4RS-232/RS-485接口轉(zhuǎn)換器11第四章監(jiān)控界面設(shè)計(jì)134.1監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)原則134.2監(jiān)控界面軟件設(shè)計(jì)134.2.1圖形界面設(shè)計(jì)134.2.2現(xiàn)場界面設(shè)計(jì)144.2.3顯示界面設(shè)計(jì)164.2.4控制界面設(shè)計(jì)164.2.5輔助界面設(shè)計(jì)174.3建立標(biāo)記名184.4動(dòng)畫鏈接設(shè)計(jì)194.4.1概述204.4.2動(dòng)畫的建立20第五章串口通信及程序設(shè)計(jì)215.1支持的通信協(xié)議21成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）III5.2工控軟件的通信215.3程序設(shè)計(jì)225.3.1串口通信實(shí)現(xiàn)方法225.3.2DDE通信的實(shí)現(xiàn)方法235.3.3通信程序的編寫245.3.4程序的應(yīng)用24第六章調(diào)試256.1硬件制作調(diào)試256.2硬件串口調(diào)試256.3Intouch與儀表間的通訊26結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30附錄一31附錄二33成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位（論文）設(shè)計(jì)1緒論自20世紀(jì)80年代初期誕生至今，自動(dòng)化軟件（組態(tài)軟件）已有20年的發(fā)展歷史?！敖M態(tài)”的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置(包括進(jìn)行對(duì)象的定義、制作和編輯，并設(shè)定其狀態(tài)特征屬性參數(shù))，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。對(duì)于“組態(tài)軟件”是指為了使用戶在不需要編碼的情況下，便可生成適合自己需求的應(yīng)用系統(tǒng)所使用的模塊化、對(duì)象化的軟件。將使用模塊化、對(duì)象化的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)并生成獲得目標(biāo)工程項(xiàng)目的監(jiān)視和控制系統(tǒng)的過程稱為“組態(tài)”。它是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem,簡稱DCS)的出現(xiàn)而引入工業(yè)控制系統(tǒng)的。流行的工控組態(tài)軟件目前世界上有近百種之多。組態(tài)軟件提供了豐富的工控界面、數(shù)據(jù)庫處理、對(duì)象連接等數(shù)據(jù)管理控制功能，為使用者帶來了極大的方便。Intouch組態(tài)軟件是國內(nèi)外最早出現(xiàn)的一款組態(tài)軟件，是現(xiàn)代所有工控軟件的“鼻祖”。Intouch有著相當(dāng)多的功能環(huán)境如：項(xiàng)目管理、開發(fā)編輯環(huán)境、運(yùn)行監(jiān)控。經(jīng)過二十多年的發(fā)展其功能不斷的完善和增強(qiáng)，通過Intouch可以創(chuàng)建性能強(qiáng)勁、功能齊全的應(yīng)用程序。由于該軟件是由國外公司開發(fā)的，在提供的外部設(shè)備服務(wù)程序時(shí)，主要是針對(duì)國外知名大企業(yè)的設(shè)備，而對(duì)于國內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備則基本沒有，所以在使用國內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備與Intouch組態(tài)軟件進(jìn)行連接時(shí)怎樣將外部數(shù)據(jù)連入到Intouch開發(fā)的監(jiān)控界面成為一大難題。通過Intouch，可以創(chuàng)建性能強(qiáng)勁、功能齊全的應(yīng)用程序。Intouch在與外部數(shù)據(jù)連接的過程中支持多種通信協(xié)議，大多是基于Windows系統(tǒng)環(huán)境的所以充分利用MicrosoftWindows的各項(xiàng)主要功能，包括ActiveX控件、OLE、DDE、圖形及聯(lián)網(wǎng)等，通過添加自定義的ActiveX控件、向?qū)?、一般?duì)象以及IntouchQuickScript等擴(kuò)展Intouch的功能。其中DDE是一個(gè)相對(duì)簡單且實(shí)用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，應(yīng)用DDE協(xié)議能很好的在Windows環(huán)境下與其他應(yīng)用程序間進(jìn)行通信。本文中就是使用該協(xié)議結(jié)合VB程序設(shè)計(jì)語言來完成的與外部設(shè)備的通信驅(qū)動(dòng)程序。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，門機(jī)在人們的生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，人們與門機(jī)的關(guān)系也越來越緊密，對(duì)門機(jī)的各種性能要求也越來越嚴(yán)格，門機(jī)只有擁有了良好的工作性能才能給我們生活帶來安全便捷的服務(wù)，因此對(duì)門機(jī)各項(xiàng)性能的檢測就顯得尤其重要，特別是操作性和安全性。由于現(xiàn)場測試具有一定的危險(xiǎn)性，所以我們使用遠(yuǎn)程的監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行。本文就以各方面都較成熟的Intouch組態(tài)軟件為基礎(chǔ)在windows環(huán)境下建立對(duì)門機(jī)進(jìn)行各種性能測試的一個(gè)門機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)人機(jī)界面，對(duì)門機(jī)在試驗(yàn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，并進(jìn)行記錄以便分析和判斷是否符合技術(shù)要求。試驗(yàn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場傳感器送入SWP-S80型智能儀表處理，再通過RS-485/RS-232接口轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)相連接，通過用VB編寫的儀表數(shù)據(jù)通信程序?qū)崿F(xiàn)組態(tài)軟件與外部儀表間的通信，完成了現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。由于工控組態(tài)軟件在實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的過程中免去了大量煩瑣的編程工作，解決了長期以來控制工程人員缺乏計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)專業(yè)人員缺乏控制工程現(xiàn)場操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的矛盾，極大地提高了自動(dòng)化工程的工作效率。在工業(yè)控制領(lǐng)域，組態(tài)軟件正得到越來越廣泛的使用。近年來在中小型工業(yè)過程控制工程、工業(yè)自動(dòng)化工程中越來越受到歡迎。成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位（論文）設(shè)計(jì)2第一章組態(tài)軟件1.1組態(tài)軟件簡介1.1.1組態(tài)軟件產(chǎn)生的背景在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用過程中，PC(包括工控機(jī))相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已相當(dāng)成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資源豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。雖然目前國內(nèi)對(duì)于組態(tài)軟件還缺乏權(quán)威的定義，但可以做一個(gè)描述性的定義：組態(tài)軟件是使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的HMI(人機(jī)接口軟件，humanmachineinterface)的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。1.1.2組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)劃分目前絕大數(shù)工控組態(tài)軟件都可運(yùn)行在WindowsNT/2000/XP環(huán)境下，界面友好，易于操作。自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)師首先利用系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，生成目標(biāo)應(yīng)用程序，并最終將目標(biāo)程序在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中投入實(shí)時(shí)運(yùn)行，完成一個(gè)工程項(xiàng)目。以使用軟件的工作階段來劃分，也可以說是按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體結(jié)構(gòu)上講，組態(tài)軟件一般都是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(或稱組態(tài)環(huán)境)和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境兩大部分構(gòu)成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境，通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，既組態(tài)結(jié)果，供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境將目標(biāo)應(yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境根據(jù)工程界面上圖元的動(dòng)畫連接實(shí)時(shí)更新圖形畫面，將現(xiàn)場工程運(yùn)行狀況以組態(tài)圖形的方式顯示出來。有些工控組態(tài)軟件雖然系統(tǒng)組成上包含多種部件，但就其功能結(jié)構(gòu)來說均可以認(rèn)為是組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的統(tǒng)合。維系組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的紐帶是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。1.1.3組態(tài)軟件的組態(tài)內(nèi)容組態(tài)軟件的使用者是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)人員，組態(tài)軟件的主要目的是使使用者在生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)不需要修改軟件程的源代碼，因此在設(shè)計(jì)組態(tài)軟件時(shí)應(yīng)充分了解自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)人員的基本要求，并加以總結(jié)提煉、重點(diǎn)集中解決共性問題。如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警；存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報(bào)表的生成和打印輸出；為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求；具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享等問題。為了形成一個(gè)適合于某具體應(yīng)用的DCS系統(tǒng)，組態(tài)軟件要針對(duì)該具體應(yīng)用進(jìn)行一系列定義，在工成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）3程師站，組態(tài)軟件要做的組態(tài)定義有：（1）系統(tǒng)硬件配置定義確定系統(tǒng)硬件，包括系統(tǒng)中各個(gè)站的數(shù)量、每個(gè)站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、各個(gè)現(xiàn)場I/O站的I/0量配置(如各種I/0模塊的數(shù)量、是否冗余、與主控單元的連接方式等)以及各個(gè)站的功能定義等。（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是整個(gè)現(xiàn)場控制軟件系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的定義包括對(duì)現(xiàn)場物理I/0點(diǎn)的定義和中間變量點(diǎn)的定義。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中不斷刷新，它的內(nèi)容直接反映了現(xiàn)場控制站所控對(duì)象的運(yùn)行狀況。從各信道采集來的資料，以及網(wǎng)絡(luò)上傳來的資料都存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)其它模塊需要資料時(shí)，可直接到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中去取。（3）歷史數(shù)據(jù)庫的定義歷史數(shù)據(jù)庫定義主要包括：要進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；歷時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的周期；各個(gè)數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)庫中的保存時(shí)間以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)的時(shí)間周期等內(nèi)容。（4）控制回路的定義控制回路定義就是利用某種方法將適當(dāng)?shù)目刂扑惴üδ苣K連接起來，以完成特定的控制功能，需要確定的主要內(nèi)容包括：確定控制目標(biāo)系統(tǒng)、控制方法、控制周期；定義與控制相關(guān)的控制變量、控制參數(shù)等。1.2Intouch組態(tài)軟件介紹1.2.1組態(tài)軟件Intouch概述InTouch組態(tài)軟件是Wonderware公司的專業(yè)自動(dòng)化軟件，用來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)的可視化、監(jiān)控、操作和管理功能。為工程師提供了一種易用的通用開發(fā)環(huán)境、靈活的體系結(jié)構(gòu)和廣泛的功能，使工程師能快速地建立、測試和部署連接和傳遞實(shí)時(shí)信息的自動(dòng)化應(yīng)用，是一個(gè)開放的、可擴(kuò)展的人機(jī)界面，為定制應(yīng)用程序設(shè)計(jì)提供了靈活性，同時(shí)為工業(yè)中的各種自動(dòng)化設(shè)備提供了連接能力，具有在線組態(tài)、實(shí)時(shí)和歷史趨勢、數(shù)據(jù)采集和處理、靈活的用戶定義報(bào)表、報(bào)警和管理、可擴(kuò)展的組態(tài)向?qū)У菼nTouch應(yīng)用足夠的靈活，可以確保InTouch應(yīng)用程序滿足客戶目前的需求，并可根據(jù)將來的需求進(jìn)行擴(kuò)展，同時(shí)還能保留原來的工程投資和成果。這些通用的InTouch應(yīng)用程序可以從移動(dòng)設(shè)備、客戶端、計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)、以及通過Internet進(jìn)行訪問。此外，I