用组态软件实现机械手仿真监控系统.docx
《用组态软件实现机械手仿真监控系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用组态软件实现机械手仿真监控系统.docx(28页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、XXX毕业论文题目:用组态软件实现自动监控系统机械手仿真监控系统 目录摘要3第一章 引言41.1 什么是组态软件?41.2 组态软件的组成、功能和特点4第二章 组态软件基础知识52.1软件构成52.2 软件主要功能说明62.2.1 开发系统62.2.2 变量62.2.3 实时数据库系统72.2.4 动画连接72.2.5 动作脚本82.2.6 分析曲线82.2.7 数据报表92.2.8 报警和事件92.2.9 配方92.2.10 内置数据表92.2.11 安全权限管理与运行系统92.2.12 控件及对象组件102.2.13 I/O设备驱动102.2.14 外部接口及通信102.2.15 分布式网
2、络及WWW应用11第三章 机械手仿真自动监控系统设计113.1 控制要求113.2 开发过程113.2.1 添加新工程123.2.2 创建组态界面123.2.3 定义I/O设备及创建实时数据库153.2.4 制作动画连接203.2.5 创建动作脚本213.2.6 运行及调试25第四章 总结27致谢28参考文献29摘要“组态”的概念是伴随着集散型控制系统(Distributed Control System简称DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中,PC(包括工控机)相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在:PC技术保持了
3、较快的发展速度,各种相关技术已经成熟;由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本;PC的软件资源和硬件资源丰富,软件之间的互操作性强;基于PC的控制系统易于学习和使用,可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中,组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。在组态概念出现之前,要实现某一任务,都是通过编写程序(如使用BASIC,C,FORTRAN等)来实现的。编写程序不但工作量大、周期长,而且容易犯错误,不能保证工期。组态软件的出现,解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作,通过组态几天就可以完成。组态软件将复杂的工控技术,特别是将繁重而冗长的编程简单化,使得工控开发变得简单而
4、高效,且大幅度缩短了开发时间,使工控技术得到了快速发展。虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性,组态软件也提供了编程手段,一般都是内置编译系统,提供类BASIC语言,有的甚至支持VB。 关键词: 组态 PC 编程第一章 引言1.1 什么是组态软件? 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议,并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。 能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供
5、良好的用户开发界面和简捷的使用方法,其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品,与高可靠的工控计算机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口,进行系统集成。 随着它的快速发展,实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容,随着技术的发展,监控组态软件将会不断被赋予新的内容。 对应于原有的HMI(人机接口软件,Human Machine Interface)的概念,组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具,或开发环境。在组态软件出现之前,工控
6、领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用,开发时间长,效率低,可靠性差;或者购买专用的工控系统,通常是封闭的系统,选择余地小,往往不能满足需求,很难与外界进行数据交互,升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现,把用户从这些困境中解脱出来,可以利用组态软件的功能,构建一套最适合自己的应用系统。1.2 组态软件的组成、功能和特点组态软件组成:包括人机界面软件(HMI)、基于PC的控制软件以及生产执行管理软件。 组态软件的功能:(1)工业生产过程的动态可视化控制;(2)生产过程中生产数据的采集和管理;(3)生产过程监控报警;(4)报表功能;(5)基于网络数据的上传和相应控制。 组态软件的特
7、点:(1)延续性和可扩充性,用通用组态软件开发的应用程序,当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时,不需作很多修改即可方便地完成软件的更新和升级;(2)封装性(易学易用),通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来,用户不需掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术),就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能;(3)通用性,每个用户根据工程实际情况,利用通用组态软件提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的IO Driver、开放式的数据库和画面制作工具,就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工
8、程,不受行业限制。 第二章 组态软件基础知识组态软件易于学习和使用,拥有丰富的工具箱、图库和操作向导,开发容易、开发时间短,既可以节省大量时间,又能提高系统性能。组态软件是一个多而杂的大系统,组态技术是一门实践性综合性很强的技术,它要有计算机、网络、数据库、通信技术、接口板卡、PLC、传感技术、数字电路、电器控制、电力电子知识作为基础。必须通过一系列的实验、理论联系实际,才能学好、学懂。在中国,有很多公司和单位开发组态软件,目前ForceControl(力控)组态软件占有较大市场份额,以下章节均以力控3.62版本来说明。2.1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、
9、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。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
10、、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。
11、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、
12、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。2.2 软件主要功
13、能说明2.2.1 开发系统 开发系统(Draw)是一个集成的开发环境,可以创建工程画面,配置各种系统参数, 启动力控其他程序组件等。 力控产品分为开发系统和运行系统。开发系统(Draw)是一个集成的开发环境,可以创建工程画面、分析曲线、报表生成,定义变量、编制动作脚本等,同时可以配置各种系统参数,启动力控 其他程序组件等。我们说的“组态”就在这里完成,运行系统将开发完的系统进行执行,完成计算机监控的过程。 开发人员可以在开发环境中完成监控界面的设计、动画连接的定义、数据库的配置等,开发系统管理了力控的多个组件如DB、IO、HMI、NET等的配置信息。开发系统可以方便的生成各种复杂生动的画面,可
14、以逼真的反映现场数据。实时数据库中有拥有多种数据类型,可以完成统计、查找、管理等功能,能满足各种工业现场的需要。力控可以轻松实现分布式管理,构建更复杂的网络数据库平台,完成B/S和C/S两种方式的网络构架,使您步入互联网时代。 2.2.2 变量 力控软件基本的运行环境分为三个部分,包括HMI(VIEW)人机界面、数据库DB、通讯程序IO/SERVER(见上一章),变量是人机界面软件数据处理的的核心。它是View进行内 部控制、运算的主要数据成员,是View中编译环境的基本组成部分,它只生存在View的环境中。 人机界面程序View运行时,工业现场的状况要以数据的形式在画面中显示,View中所有
15、动态表现手段,如数值显示、闪烁、变色等都与这些数据相关。同时操作人员在计算机前发送的指令也要通过它送达现场,这些代表变化数据的对象为变量,运行系统View在运行时,工业现场的生产状况将实时地反映在变量的数值中。 力控提供多种变量,包括:数据库变量、中间变量、间接变量、窗口中间变量等。 数据库变量与数据库DB中的点参数进行对应,完成数据交互,数据库变量是人机界面与实时数据库联系的桥梁,其中的数据库变量不但可以访问本地数据库,还可以访问远程数据库,来构成分布式结构。 2.2.3 实时数据库系统 实时数据库系统是一个分布式数据库系统,生产监控过程中,由于许多情况要求将数据库存储在地理上分布在不同位置
16、的不同计算机上,通过计算机网络实现分散控制、集中管理,力控的分布式数据库系统可以方便的构成这种网络架构,同时由于数据库是一个开放性的结构,网络节点的第三方软件也可以对力控进行访问,如通过力控实时数据库系统提供的DbCom控件访问力控数据库的应用程序等。 力控的实时数据库系统由管理器和运行系统组成,实时数据库将组态数据、实时数据、历史数据等以一定的组织形式存储在介质上。实时数据库运行系统可以完成对生产实时数据的各种操作:如实时数据处理、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。管理器是管理实时数据库的开发环境(DbManager),通过DbManager可以生成实时 数据库的基础
17、组态数据,来供运行系统调用。 数据库是按照区域、单元等来进行数据管理各种点参数的,根据点名字典决定数据库的结构,分配数据库的存储空间。 分布式数据库之间可以互相通信,力控系统支持的网络通信方式有:TCP/IP网络、串行通信(RS232/422/485)、电话拨号网络等。2.2.4 动画连接 动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。建立了动画连接后,在界面运行系统中,图形对象将根据变量或表达式的数据变化,改变其颜色、大小等外观,文本会根据变量的变化动态刷新。这样便可以将现场真实的数据反映到计算机的监控画面中,从而达到了计算机监控的目的。 假设变量LEVEL的值代表某一容器液位的高度,
18、并且创建了一个填充矩形表示容器液位。现在我们可以建立如下动画连接:当LEVEL的值大于80时矩形填充颜色变为红色,当LEVEL的值小于80时矩形填充颜色变为绿色。这样通过观察图形的颜色我们就可以判断容器中液位的状况。示意图如下: 2.2.5 动作脚本 动作脚本是一种基于对象和事件的编程语言,语法采用类BASIC的结构,可以说,每一段脚本都是与某一个对象或触发事件紧密关联的,利用开发系统编制完的动作脚本,可以在运行系统中执行,运行系统通过脚本对变量、函数的操作,便可以完成对现场数据的处理和控制,进行图形化监控。动作脚本往往是与监控画面相关的一些控制,主要有以下类型: 1) 窗口脚本:可以在窗口打
19、开时执行、关闭时执行或者在存在时周期执行。 2) 应用程序脚本:可以在整个应用启动时执行、关闭时执行或者在运行期间周期执行。 3) 数据改变脚本:当数据发生变化时执行。 4) 键脚本:当按下某一个键时执行指定动作。 5) 条件脚本:当指定的条件发生时执行的动作。2.2.6 分析曲线 过程数据首先由实时数据库处理和保存为历史数据,然后可由界面系统的趋势曲线显示和分析,力控界面系统提供了很多种分析曲线,比如趋势曲线、X-Y曲线、温控曲线、直方图等方式,通过这些工具,您可以对当前的或历史的数据进行分析比较;可以捕获一瞬间发生的工艺状态,放大曲线并对当时的工艺情况进行分析,也可以比较两个过程量之间的函
20、数关系。 力控支持分布式数据记录系统,允许您在一个网络结点的曲线分析工具上显示分析网络上其它结点上运行的实时数据库中的数据。 趋势曲线一般横坐标为时间,纵坐标为变量或表达式的值。可以像处理其它图形对象那样指定趋势图位置,尺寸,颜色,同时可以对趋势图显示的时间范围,数值范围,网格数量,颜色,刻度数,采样周期,趋势笔进行指定,每个趋势图最多能显示八支笔。 本节介绍几种基本类型的趋势曲线:实时趋势、历史趋势和X-Y曲线,实时趋势和历 史趋势都允许使用多达八支趋势画笔,同时力控在内部控件中还有相关的曲线控件供使用。 2.2.7 数据报表 数据报表是工业生产中不可缺少的统计工具,它能将生产过程中的各类信
21、息如:生产数据、统计数据以直观的表格形式进行反映,为生产管理人员提供有效的分析工具。力控软件提供了历史报表和万能报表。使用历史报表可根据生产数据形成典型的班报、日报、月报、季报、年报。万能报表提供类似EXCEL的电子表格功能,可以形成更为复杂的报表系统。2.2.8 报警和事件 监控设备发生异常的时候,通过报警来通知操作人员控制过程和系统的情况,力控能及时将控制过程和系统的运行情况通知操作人员,同时要求操作人员做出响应。 事件能记录系统各种状态的变化和操作人员的活动情况,而不要求操作人员作出响应。当产生一特定系统状态时,比如某操作人员登录到力控时,事件即被触发。 力控支持“过程报警”、“系统报警
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 组态 软件 实现 机械手 仿真 监控 系统
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2068499.html