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

成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位（論文）設(shè)計I基于組態(tài)軟件Intouch的空壓機試驗控制設(shè)計摘要：隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，空壓機在人們的生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，同時對空壓機的各項性能要求也越來越嚴(yán)格，這就要求我們對空壓機進行各項性能參數(shù)測試。由于現(xiàn)場測試具有一定的危險性，所以我們使用遠(yuǎn)程的監(jiān)控系統(tǒng)來進行。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)境下建立對空壓機進行性能測試的人機界面，對空壓機在試驗過程中的各項參數(shù)（壓力、溫度）進行監(jiān)視，并進行記錄以便分析和判斷是否符合技術(shù)要求。試驗的現(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)場實時數(shù)據(jù)的采集。同時監(jiān)控界面也能生動地反應(yīng)現(xiàn)場的實際情況，從而更好實現(xiàn)測試的安全性和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：Intouch組態(tài)軟件；人機界面；空壓機試驗；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）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4第二章空壓機試驗介紹52.1空壓機試驗的主要用途52.2空壓機的工作條件和技術(shù)參數(shù)52.3空壓機試驗檢測內(nèi)容52.4空壓機的電路原理62.5空壓機的氣路原理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開機自檢流程流程圖93.2RS232與RS485總線及接口轉(zhuǎn)換器103.2.1計算機通信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134.1監(jiān)控界面的設(shè)計原則134.2監(jiān)控界面軟件設(shè)計134.2.1圖形界面設(shè)計134.2.2現(xiàn)場界面設(shè)計144.2.3顯示界面設(shè)計164.2.4控制界面設(shè)計164.2.5輔助界面設(shè)計174.3建立標(biāo)記名184.4動畫鏈接設(shè)計194.4.1概述204.4.2動畫的建立20第五章串口通信及程序設(shè)計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）III5.2工控軟件的通信215.3程序設(shè)計225.3.1串口通信實現(xiàn)方法225.3.2DDE通信的實現(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1緒論自20世紀(jì)80年代初期誕生至今，自動化軟件（組態(tài)軟件）已有20年的發(fā)展歷史。“組態(tài)”的概念最早來自英文Configuration，其含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置(包括進行對象的定義、制作和編輯，并設(shè)定其狀態(tài)特征屬性參數(shù))，達(dá)到使計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的。對于“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、對象化的軟件。將使用模塊化、對象化的應(yīng)用軟件設(shè)計并生成獲得目標(biāo)工程項目的監(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：項目管理、開發(fā)編輯環(huán)境、運行監(jiān)控。經(jīng)過二十多年的發(fā)展其功能不斷的完善和增強，通過Intouch可以創(chuàng)建性能強勁、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，主要是針對國外知名大企業(yè)的設(shè)備，而對于國內(nèi)的自動化設(shè)備則基本沒有，所以在使用國內(nèi)的自動化設(shè)備與Intouch組態(tài)軟件進行連接時怎樣將外部數(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)А⒁话銓ο笠约癐ntouchQuickScript等擴展Intouch的功能。其中DDE是一個相對簡單且實用的數(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)用程序間進行通信。本文中就是使用該協(xié)議結(jié)合VB程序設(shè)計語言來完成的與外部設(shè)備的通信驅(qū)動程序。隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，門機在人們的生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，人們與門機的關(guān)系也越來越緊密，對門機的各種性能要求也越來越嚴(yán)格，門機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)，因此對門機各項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性，所以我們使用遠(yuǎn)程的監(jiān)控系統(tǒng)來進行。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)境下建立對門機進行各種性能測試的一個門機試驗系統(tǒng)人機界面，對門機在試驗過程中的各項參數(shù)進行監(jiān)視，并進行記錄以便分析和判斷是否符合技術(shù)要求。試驗的現(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)場實時數(shù)據(jù)的采集。由于工控組態(tài)軟件在實現(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算機專業(yè)知識與計算機專業(yè)人員缺乏控制工程現(xiàn)場操作技術(shù)和經(jīng)驗的矛盾，極大地提高了自動化工程的工作效率。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)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；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)對于組態(tài)軟件還缺乏權(quán)威的定義，但可以做一個描述性的定義：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。對應(yīng)于原有的HMI(人機接口軟件，humanmachineinterface)的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個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，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級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)軟件都可運行在WindowsNT/2000/XP環(huán)境下，界面友好，易于操作。自動化工程設(shè)計師首先利用系統(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)運行環(huán)境中投入實時運行，完成一個工程項目。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)運行環(huán)境兩大部分構(gòu)成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動化工程設(shè)計師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應(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)運行環(huán)境運行時使用。系統(tǒng)運行環(huán)境將目標(biāo)應(yīng)用程序裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境根據(jù)工程界面上圖元的動畫連接實時更新圖形畫面，將現(xiàn)場工程運行狀況以組態(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)境與運行環(huán)境的統(tǒng)合。維系組態(tài)環(huán)境與運行環(huán)境的紐帶是實時數(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化工程設(shè)計人員，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)時不需要修改軟件程的源代碼，因此在設(shè)計組態(tài)軟件時應(yīng)充分了解自動化工程設(shè)計人員的基本要求，并加以總結(jié)提煉、重點集中解決共性問題。如何與采集、控制設(shè)備間進行數(shù)據(jù)交換；處理數(shù)據(jù)報警及系統(tǒng)報警；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報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。為了形成一個適合于某具體應(yīng)用的DCS系統(tǒng)，組態(tài)軟件要針對該具體應(yīng)用進行一系列定義，在工成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計）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)中各個站的數(shù)量、每個站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、各個現(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)以及各個站的功能定義等。（2）實時數(shù)據(jù)庫的定義實時數(shù)據(jù)庫是整個現(xiàn)場控制軟件系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。實時數(shù)據(jù)庫的定義包括對現(xiàn)場物理I/0點的定義和中間變量點的定義。實時數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)的運行過程中不斷刷新，它的內(nèi)容直接反映了現(xiàn)場控制站所控對象的運行狀況。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在實時數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)其它模塊需要資料時，可直接到實時數(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：要進入歷史數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)；歷時數(shù)據(jù)存儲的周期；各個數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)庫中的保存時間以及對歷史數(shù)據(jù)庫進行轉(zhuǎn)儲的時間周期等內(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)自動化軟件，用來實現(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時信息的自動化應(yīng)用，是一個開放的、可擴展的人機界面，為定制應(yīng)用程序設(shè)計提供了靈活性，同時為工業(yè)中的各種自動化設(shè)備提供了連接能力，具有在線組態(tài)、實時和歷史趨勢、數(shù)據(jù)采集和處理、靈活的用戶定義報表、報警和管理、可擴展的組態(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)將來的需求進行擴展，同時還能保留原來的工程投資和成果。這些通用的InTouch應(yīng)用程序可以從移動設(shè)備、客戶端、計算機節(jié)點、以及通過Internet進行訪問。此外，I