895191564基于組態(tài)王的監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)畢業(yè)論文

1、本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目： 基于組態(tài)王的監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā) 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 基于組態(tài)王的監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā) 摘 要 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中。人們對工業(yè)自 動化 越來越高的 要求 及其 種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳 統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。界面和通訊是火電廠監(jiān)控系統(tǒng)的兩個重 要組成部分，良好的組態(tài)軟件可將界面和通訊有機結(jié)合，以達(dá)到監(jiān)控真實機組運行的目的。 木文論述了界面組態(tài)軟件的整體框架和設(shè)計方法。本系統(tǒng)通過動態(tài)直觀的現(xiàn)場狀態(tài)顯示界面， 方便快捷的對現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)控，使系

2、統(tǒng)動態(tài)的跟隨現(xiàn)場條件而變化，降低了對操作人員的 技術(shù)要求，完善了控制過程，使得控制更加的自動化，并且避開了一些危險的動作。 為了實現(xiàn)更好的監(jiān)控，本文基于國產(chǎn)組態(tài)軟件組態(tài)王，利用visualbasic 編 程和 dde 鏈接，使顯示與控制在計算機上實現(xiàn)，從而得到一個成本低、性能好的監(jiān)控系 統(tǒng)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：圖形界面系統(tǒng)；組態(tài)王；監(jiān)控系統(tǒng) development of performance充分考慮自動化近期的發(fā)展方向，包括電 站綜合自動化、電站無人值守、發(fā)電控制與生產(chǎn)管理系統(tǒng)緊密結(jié)合。 近年來，計算機軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是 windows nt 操作系統(tǒng)的推出，高 性能的系統(tǒng)微機(奔騰代

3、微機)的出現(xiàn)，為新一代電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)提供了堅實 的技術(shù)基礎(chǔ)。這樣基于 windows 平臺，采用分布開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集成所有的監(jiān)控功能， 為廠站綜合自動化提供完整的有效信急，從而更好地為電站生產(chǎn)和管理服務(wù)，全而提高 自動化運行和管理水平，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，并有助于提高電網(wǎng)的自動化運行水平 和經(jīng)濟(jì)水平。因此，使用全分布開放式計算機監(jiān)控系統(tǒng)將是中國廠站監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展方 向。 第二章第二章 國產(chǎn)優(yōu)秀組態(tài)軟件國產(chǎn)優(yōu)秀組態(tài)軟件組態(tài)王組態(tài)王 當(dāng)前，一個學(xué)習(xí)和應(yīng)用工控組態(tài)軟件的熱潮正在興起！基于 pc（pc-based）的自動 化以及電子技術(shù)的現(xiàn)代化日益受到人們的注意和青睞，并深刻地改變著自動

4、化及電子世 界的面貌，而基于 pc 和 windows 的組態(tài)軟件區(qū)別于 c+和 vb 等通用計算機語言，它是一 種適合工業(yè)和實驗室的實時語言，是工程師、科學(xué)工作者、教學(xué)工作者和工人們的日常 工作語言，因此格外受到歡迎，這種語言也可稱為工業(yè)及實驗室實時語言 ialtl（industry and laboratory time language），這種語言日益成為高等學(xué)校理工 類學(xué)生必修的語言，正如辦公自動化語言 office 是所有大學(xué)生必修的語言一樣。這種語 言本身由 c+和 vb 開發(fā)而成，因而層次更高，使用更方便。組態(tài)軟件具備強大的圖形處 理、信息處理、通訊、數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理

5、和數(shù)據(jù)存儲功能，特別適合于映 射工業(yè)對象動作和各種特性以及電子信號的圖形顯示和動畫處理，也具備較強的控制功 能。相對而言，根據(jù)國際電氣標(biāo)準(zhǔn) iec61131-3 規(guī)定的 plc 的 5 種語言基于圖形的功能 塊圖 fbd（function block diagram）、梯形圖 ld(ladder diagram)、順序功能圖 sfc(sequential function chart)，基于文本的指令表 il(instruction list)和結(jié)構(gòu)化 文本 st(structured text)是當(dāng)今功能最強大的進(jìn)行邏輯與過程控制的工業(yè)實時語言， 相對于普通組態(tài)軟件進(jìn)行控制時常采用的類 c

6、和類 basic 語言，plc 語言的可視性和可讀 性要強得多。據(jù)此，某些組態(tài)軟件將原本屬于 plc 的 5 種語言嵌入進(jìn)來，形成“軟 plc”， 并支持插在 pc 機 isa 和 pci 插槽中的各類 i/o 卡，這時候的 pc 機或基于 pc 的 ipc 也可 稱為廣義 plc。事實上，當(dāng)今一些著名的 plc 廠商已經(jīng)開發(fā)出軟硬件基于 pc 的完全開放 式的 plc 產(chǎn)品。這樣，可將組態(tài)軟件有關(guān)控制的職能移交給內(nèi)置的“軟 plc”，而如何進(jìn) 一步完善、加強和應(yīng)用作為主體的圖形顯示、動畫處理、信息處理和數(shù)據(jù)存儲等功能顯 得格外迫切，尤其是圖形顯示和動畫處理，即人機界面 hmi 最為重要。 組

7、態(tài)王工控組態(tài)軟件是由北京亞控自動化軟件科技有限公司開發(fā)的基于 windows 98 else 泵轉(zhuǎn)=1; if(汽輪機轉(zhuǎn)速900) 汽輪機轉(zhuǎn)速=汽輪機轉(zhuǎn)速+10; else 汽輪機轉(zhuǎn)速=500; 發(fā)電機電壓=汽輪機轉(zhuǎn)速*8; if(低壓500) 低壓=低壓+30; else 低壓=100; if(高壓3200) 高壓報警=0; else 高壓報警=1; if(低壓400) 低壓報警=0; else 低壓報警=1; if(凝汽器水壓920) 凝汽器水壓 1=0; else 凝汽器水壓 1=1; 3.3.1.63.3.1.6 顏色選擇顏色選擇 畫面中的任何圖素都可一單擊左鍵選定，并且每個圖素的顏色

8、：填充色、字符色、 線條色、背景色、窗口色、透明色等都可以在調(diào)色板里進(jìn)行選擇設(shè)置，下圖是調(diào)色板的 功能區(qū)介紹。 圖 17 調(diào)色板 3.3.2 滑動桿、閃爍、隱含的屬性的制作 要實現(xiàn)對實際對象的控制則要有控制的按鈕、滑桿等的動畫鏈接，并且有些功能的 實現(xiàn)閃爍和隱含等特性也是必不可少的。 3.3.2.13.3.2.1 滑動桿的制作滑動桿的制作 先在畫面中畫好浮動的浮標(biāo)和滑動桿，然后單擊右鍵選擇動畫鏈接向?qū)Р槌鲆苿拥?范圍，出現(xiàn)如下對話框。 基本顏色選擇 用戶調(diào)色窗 圖素對象選擇按鈕 用戶調(diào)色窗顯示/關(guān)閉 基本顏色選擇區(qū) 圖 18 在對應(yīng)值中填入想要滑動的對應(yīng)值，從右邊的問號中選擇變量名，彈出變量管

9、理器 窗口，如圖 19 所示。選擇完成后即可完成滑動桿的動畫鏈接。 圖 19 變量管理器窗口 當(dāng)然，也可以選擇在系統(tǒng)運行時單擊某一圖素直接輸入變量值，模擬值輸入連接是 使被連接對象在運行時為觸敏對象，單擊此對象或按下指定熱鍵將彈出輸入值對話框， 用戶在對話框中可以輸入連接變量的新值，以改變數(shù)據(jù)庫中某個模擬型變量的值。在開 發(fā)系統(tǒng)界面雙擊圖素彈出動畫鏈接對話框后選擇“值輸入”部分的“模擬值輸入”彈出 下列對話框，圖 20。例如，在變量名中選擇汽輪機轉(zhuǎn)速，最大值設(shè)定為 1000，最小值為 0。點擊“確定” 。然后開組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)畫面點擊右鍵選擇“切換到 view”,則轉(zhuǎn)入組 態(tài)王運行系統(tǒng)，打開畫面

10、，鼠標(biāo)單擊圖素出現(xiàn)如圖 21 所示的模擬值輸入框。 圖 20 在運行狀態(tài)鼠標(biāo)指向該圖素時，圖素周圍雙方框顯示，單擊則彈出如下界面，如圖 21 所示。 圖 21 3.3.2.23.3.2.2 閃爍、隱含的制作閃爍、隱含的制作 畫面中的一些元素，如箭頭等，為了表達(dá)流動的方向，在做好了靜態(tài)畫面后，除了 設(shè)置了水平或者垂直移動以外，還設(shè)置了讓他們集體閃爍的效果。另外，比如螺旋槳的 制作，要事先畫好多幅相位相差一定度數(shù)的葉片，然后在運行系統(tǒng)時令其交替閃現(xiàn)即可。 下面是閃爍和隱含的動畫鏈接窗口。 圖 22 圖 23 3.3.3 其他應(yīng)用 3.3.3.13.3.3.1 圖素的拆分和組合、前移和后移圖素的拆分

11、和組合、前移和后移 在動畫制作過程中元素的拆分和組合，元素的前移和后移也是比較常用的操作。如 果想把那幾個元素組合在一起以便移動等操作，可以按住“ctrl”鍵后逐個點擊元素進(jìn) 行選定。選定后點擊工具箱中的合成單元按鈕即可。如下圖 合成單元圖標(biāo) 圖 24 如果想要對合成的單元進(jìn)行拆分，在選定元素后點擊分裂單元即可（合成單元后面 的圖標(biāo)） 。如要對圖素進(jìn)行前移或者后移，那么排列菜單的圖素前移和圖素后移命令可使 一個或多個選中的圖素對象移至所有其它與之相交的圖素前面和后面，作為背景。 3.3.3.23.3.3.2 表達(dá)式和運算符表達(dá)式和運算符1 連接表達(dá)式是定義動畫連接的主要內(nèi)容，因為連接表達(dá)式的值

12、決定了畫面上圖素的 動畫效果。表達(dá)式由數(shù)據(jù)字典中定義的變量、變量域、報警組名、數(shù)值常量以及各種運 算符組成，與 c 語言中的表達(dá)式非常類似。在連接表達(dá)式中不允許出現(xiàn)賦值語句，表達(dá) 式的值在“組態(tài)王”運行時計算。變量名和報警組名可以直接從變量瀏覽器中選擇，出 現(xiàn)在表達(dá)式中，不必加引號，但區(qū)分大小寫，變量的域名不區(qū)分大小寫。 連接表達(dá)式中可用到的運算符如下： 取補碼，將整型變量變成2的補碼。 *乘法 /除法 模運算 加法 減法（雙目） vb 應(yīng)用程序運行在后臺,一般情況下并不可見 (當(dāng)需要進(jìn)行控制參數(shù)調(diào)整時,可將其激活置于前臺)。在組態(tài)王與應(yīng)用程序建立 dde 鏈接 后,組態(tài)王首先作為服務(wù)器,vb

13、 應(yīng)用程序作為客戶端從服務(wù)器(組態(tài)王)動態(tài)取出各運行參 數(shù)值,按照事先的控制算法進(jìn)行運算,并將結(jié)果(返回值)迅速傳回組態(tài)王,此時,vb 應(yīng)用程 序作為服務(wù)器,組態(tài)王為客戶端。這個過程自系統(tǒng)運行開始始終進(jìn)行著,該返回值即為控 制信號。 當(dāng)然，加強自己的理論知識也是必不可少的，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我一定會更 加注重理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)。 4.34.3 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景 組態(tài)軟件是工業(yè)自動化系統(tǒng)的人機界面，是一種軟件平臺。早些年，組態(tài)軟件基本 是基于 dos 的產(chǎn)品，如 allen-bradley 公司的 control view, intec 公司的 paragon 等 等

14、;而當(dāng)今的產(chǎn)品，如 wonderware 公司的 intouch, intellution 公司的 fix dmacs 和 usdata 公司的 factorylink 則均是基于 w indows 的產(chǎn)品;也有基于 os/2 的產(chǎn)品，如 heuristics 公司的 onspec 等等。 組態(tài)軟件的硬件平臺之一是個人計算機(pc)或者工業(yè)用個人計算機(ipc )，而 windows 正是這些計算機的主導(dǎo)操作系統(tǒng)。windows 可以使用動態(tài)數(shù)據(jù)交換(dde)和對象 鏈結(jié)與嵌入(ole)進(jìn)行信息交換，為工控組態(tài)軟件提供了強有力的支持環(huán)境。這樣就為監(jiān) 控組態(tài)軟件的迅猛發(fā)展提供了廣闊的空間。 可以

15、預(yù)見基于 windows 的工控組態(tài)軟件平臺將處于流行和主導(dǎo)地位，逐步替代基于 dos 及其他操作系統(tǒng)的組態(tài)軟件.基于 windows 以外的操作系統(tǒng)如 dos 的組態(tài)軟件將會逐 步直至完全退出市場;基于 os/2 的組態(tài)欽件在市場也將只會占有較少的用戶。 目前國內(nèi)外普遍采用的工控組態(tài)軟件，特別是解決了漢語界面的軟件產(chǎn)品在相當(dāng)長 的時間內(nèi)仍然會受到中國用戶的歡迎。 隨著中國現(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展，特別是“十一五”期間將有許多對自動化程度要求較 高的新建和改造項目要進(jìn)行，因此，中國市場對工控軟件的需求是很大的，這對我們來 說是一個挑戰(zhàn)和動力。相信中國軟件工程技術(shù)人員一定會抓住機遇，對先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行 及

16、時的“消化、吸收、創(chuàng)新” ，使民族軟件產(chǎn)業(yè)在不久的將來得到較大的發(fā)展。中國人在 工控軟件領(lǐng)域?qū)?chuàng)立自己的知識產(chǎn)權(quán)，自主開發(fā)的工控組態(tài)軟件將會崛起，在產(chǎn)品成 熟和適合中國國情的條件下迅速占領(lǐng)市場，獲得廣泛的用戶。 致致 謝謝 感謝我的導(dǎo)師魏崇毓老師、高鴻雁老師！老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和敏銳 的洞察力使我受益非淺，老師正直、寬厚的為人更使我終生難忘。感謝導(dǎo)師魏崇毓老師 和高鴻雁老師在畢業(yè)設(shè)計中對我無微不至的關(guān)心和指導(dǎo)。在做畢業(yè)論文過程中，老師對 我提出了許多建議和寶貴的意見。能得到老師的指導(dǎo)，我感到無比榮幸，在此表示誠摯 的謝意。 感謝我在設(shè)計期間遇到的老師們，感謝他們給我的幫助，使我擁

17、有更好的設(shè)計環(huán)境， 學(xué)到更多的知識和得到更多的指導(dǎo)。 感謝與我一同設(shè)計的同學(xué)，在與他們的交往和討論中，我學(xué)到了很多東西同時我也 得到了他們的很多幫助。 還有很多我沒有提到的師長和朋友，他們也給了我很多幫助，也向他們表示深深的 感激之情。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1組態(tài)王 6.5 使用說明.北京亞控科技發(fā)展有限公司. 2熊信銀.發(fā)電廠電氣部分(第三版).中國電力出版社,2004.8. 3李杰訓(xùn)等.計算機過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展.油氣田地面工程第 22 卷第 11 期(2003. 11). 4徐湘元,毛宗源.過程控制的發(fā)展方向-智能控制.化工自動化及儀表，1998, 25 ( 2) : 15. 5馬國華

18、.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，2003 年 7 月第三版. 6葛玻,沈文杰,趙旎.工控組態(tài)軟件的對比及應(yīng)用.計算機測量與控制,2002. 10( 8). 7劉念,謝馳,滕福生.發(fā)電廠計算機監(jiān)控技術(shù)展望.四川電力技術(shù)2004 年第 3 期. 8張旭霞,李生民,張維娜.工業(yè)自動化通用組態(tài)軟件“組態(tài)王”的功能分析及應(yīng)用. eic vol.8 2001 no.4，2931. 9中國工控網(wǎng). 10組態(tài)王操作指南.組態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).微機發(fā)展,2000 年 1 月. 11林偉.淺談組態(tài)軟件發(fā)展趨勢.自動化博覽,2003 年 1 月. 12沈箐.火電站監(jiān)控組態(tài)軟件的研究與設(shè)計.東南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006 年. 13李蔚.基于免疫-禁忌混合算法的汽輪發(fā)電機組優(yōu)化運行研究.浙江大學(xué)博士學(xué)位 論文,2006 年. 附錄附錄 附錄 a：系統(tǒng)的主要命令語言 if(煤斗高度10) 煤斗高度=煤斗高度+1; else 煤斗高度=0; if(熱氣溫度180) 熱氣溫度=熱氣溫度+5; else 熱氣溫度=140; if(火焰溫度800) 火焰=0;