毕业设计（论文）基于组态王软件的养殖池上位机监控系统.doc

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1、 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)基于组态王软件的养殖池上位机监控系统所在学院机械与电气工程学院专 业电气工程及其自动化班 级10电自3班姓 名学 号指导老师 2014 年 4 月 13 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文基于组态王软件的养殖池上位机监控系统均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 摘 要目前，各种人机界面愈来愈多地进入了人们的生活。摆脱繁琐的电线束缚再加上数字化的进程，乃是当下操纵界面的方向之一，是未来发展的一大趋势。本文介绍了一种基于组态王软件的养殖池上

2、位机监控系统的设计。整个系统是开发以上位机为主的的监控界面。本文的工作主要介绍上位机监控界面开发的步骤和功能。整个系统分如下部分：系统简介，登录窗口，养殖池模型，实时数据趋势图，报警界面，历史曲线和帮助界面等。系统的难点在于各个环节之间通用动画等形式体现人机界面的便捷性。 关键词：组态王，人机，监控界面，模型AbstractCurrently, a variety of man-machine interface more and more into peoples lives.To get rid of the the cumbersome wires shackles coupled wi

3、th the digitization process, but the moment manipulate the direction of one of the interface is a major trend of the future development.This article describes the design of a breeding pool water based on KingView software PC monitoring system.The whole system is the development of the host computer-

4、based monitoring interface.This work introduces the PC monitoring interface development steps and functions.he whole system is divided into the following sections: Introduction, the login window, breeding pool model, real-time data trends, alarm interface, historical curve and help interface. The di

5、fficulty lies in common between all aspects of animation embodied in the form of the convenience of the man-machine interface.Keywords:Kingview，man-machine，monitoring interface，model目 录摘 要IAbstractII第1章 概述51.1 开发基于组态王软件的养殖池上位机监控系统的背景、目的及意义51.2 组态软件51.2.1 组态软件的介绍51.2.2 组态软件的特点61.2.3 组态软件产生的背景71.2.4 国

6、内外组态软件71.2.5 组态软件的功能111.2.6 组态软件的发展趋势12第2章 系监控界面整体简介132.1 系统的总体结构142.2 控制原理的结构152.3 工具的选择162.4 监控界面实现的功能17第3章 监控界面的设计和实现183.1 组态王的组成概述183.1.1 工程管理器183.1.2 工程浏览器203.1.3 画面开发系统213.1.4 画面运行系统TOUCHVEW223.1.5 信息窗口223.2 基本设计223.2.1 组态王的运行环境223.2.2 数据采集233.3 画面设计233.3.1 变量设置233.3.2 主界面273.3.3 登陆界面283.3.4 模

7、型界面303.4 实时趋势界面323.4.1 历史趋势界面343.4.2 报警界面343.4.3 帮助界面353.5 程序设计363.5.1 画面切换36第4章 结果与分析384.1 系统运行显示384.1.1 主界面运行显示384.1.2 登陆窗口运行显示384.1.3 模型运行显示394.1.4 实时趋势图运行显示394.1.5 报警显示404.1.6 历史趋势图显示404.1.7 帮助界面显示41第5章 总结与展望425.1 总结425.2 研究与展望42致 谢45第一章 概述1.1 开发基于组态王软件的养殖池上位机监控系统的背景、目的及意义我国水域面积辽阔，水产资源丰富。养殖业是水域丰

8、富地区的一项重要产业。目前众多养殖场仍是经验式养殖，对养殖池温度的监测、控制却仍然是人工进行。其结果一是劳动量大，尤其是生产旺季，24小时人工监测温度，生产工人很疲劳；二是由于经验、责任心等原因，温度控制的准确性不太高。针对上述问题，把当今先进的信息技术自动控制技术和传感测量技术的成果应用于养殖过程，使得养殖场对苗池温度的监测、记录、控制能实现自动化，既可提高养殖业高技术含量，又有利于消除人为因素的影响，以利于养殖对象的生存和成长、一个养殖池可由一台计算机集中全自动控制，可节省劳动力，大大降低生产成本，提高经济效益，具有很大的经济和社会意义，一个合理有效的监控系统，能够大大减少成本，提高经济效

9、益，同时又能使保证水产品的质量。该系统性能稳定，误差小，能节省人力，耗能少，无污染，可靠性高。本文从工程应用的实际出发，介绍了一种灵活可靠、方便易用的数据采集和管理系统。基于King View的开发平台，实现了监测系统中批量数据的快速采集与保存，有效地扩充了组态王的数据存储。系统的实现为组态软件的实际应用提供了新的思路，并为采集系统中历史数据的灵活管理提供了有效的方案。1.2 组态软件1.2.1 组态软件的介绍组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA，即Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制）。它是指一些数据采集与过程

10、控制的专用软件。它们处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。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统（RTU System,Remote Terminal Unit）。1.2.2 组态软件的特点组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。“组态（Configure）”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完

11、成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。“监控（Supervisory Control）”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。组态软件是有专业性的，一种组态软件只能适合某种领域的应用，组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如：DCS（集散控制系统）组态、PLC（可编程控制器）梯形图组态；人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运

12、行程序就是执行自己特定的任务。工控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，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持C+高级语言。组态软件大都支持各种主流工控设备和标准通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件还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

13、和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户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。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，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。1.2.3 组态软件产生的背景“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。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，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技术保持了较快的发展速度，各种相关技术

14、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。1.2.4 国内外组态软件1.2.4.1 国外组态软件1.InTouch：Wonderware（万维公司）是Invensys plc“生产管理”部的一个运营单位，是全球工业自动化软件的领先供应商。Wonderware的InTouch软件是最早进入中国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且I

15、nTouch提供了丰富的图库。但是，早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。2.IFix：GE Fanuc 智能设备公司由美国通用电气公司（GE）和日本Fanuc公司合资组建，提供自动化硬件和软件解决方案，帮助用户降低成本，提高效率并增强其盈利能力。Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6.x软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。上世纪90年代末，Intellution公司重新

16、开发内核，并将重新开发新的产品系列命名为iFiX。在iFiX中，Intellution提供了强大的组态功能，将FIX原有的Script语言改为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。为了解决兼容问题，iFIX里面提供了程序叫FIX Desktop，可以直接在FIX Desktop中运行FIX程序。Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。20

17、02年，GE Fanuc公司又从爱默生集团手中，将intellution公司收购。2009年12月11日，通用电气公司（纽约证券交易所：GE）和FANUC公司宣布，两家公司完成了GE Fanuc自动化公司合资公司的解散协议。根据该协议，合资公司业务将按照其起初来源和比例各自归还给其母公司，该协议并使股东双方得以将重点放在其各自现有业务，谋求在其各自专长的核心业内的发展。目前，iFIX等原intellution公司产品均归GE智能平台（GE-IP）。3.Citech：悉雅特集团（Citect）是世界领先的提供工业自动化系统、设施自动化系统、实时智能信息和新一代 MES 的独立供应商。CiT公司的

18、Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于C语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。4.WinCC：西门子自动化与驱动集团(A&D）是西门子股份公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。Siemens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好经过Si

19、emens的培训以掌握WinCC的应用。5.ASPEN-tech（艾斯苯公司）InfoPlus.21：艾斯苯公司是一个为过程工业（包括化工、石化、炼油、造纸、电力、制药、半导体、日用化工、食品饮料等工业）提供企业优化软件及服务的领先供应商。6.Movicon：是意大利自动化软件供应商PROGEA公司开发。该公司自1990年开始开发基于Windows平台的自动化监控软件，可在同一开发平台完成不同运行环境的需要。特色之处在于完全基于XML，又集成了VBA兼容的脚本语言及类似STEP-7指令表的软逻辑功能。7.GENESIS 64：美国著名独立组态软件供应商，创立于1986年。在HMI/SCADA产

20、品和管理可视化开发领域一直处于世界领先水平，ICONICS同时也是微软的金牌合作伙伴，其产品是建立在开放的工业标准之上的。2007年推出了业内首款集传统SCADA、3D、GIS于一体的组态软件GENESIS 64。GENESIS 64作为基于NET 64bit 平台全新设计的产品，为客户提供一个360 三维操作视景。产品功能特点：三位一体：HMI/SCADA系统、三维 (3D)虚拟现实系统、和GIS SCADA 统一在一个平台。多维度集成：除过程数据外，支持视频、地理信息、管理数据、IT/Web信息集成。高度模块化：支持界面展现、数据管理、报警管理等功能可选、按模块实施。技术领先：原生64位应

21、用、基于微软.NET Framework 4.0，基于WPF/WCF。开放架构：基于SOA，全面支持OPC UA架构、移动、跨平台应用等。产品线丰富：64位/32位HMI/SCADA，Historian，OPC/UA产品，生产智能和MES/EMS软件。1.2.4.2 国内组态软件1.世纪星：由北京世纪长秋科技有限公司开发，产品自1999年开始销售。2.三维力控：由北京三维力控科技有限公司开发，核心软件产品初创于1992年。3.组态王KingView：由北京亚控科技发展有限公司开发，该公司成立于1997年。1991年开始创业，1995年推出组态王1.0版本，目前在市场上广泛推广KingView6

22、.53、KingView6.55版本，每年销量在10,000套以上，在国产软件市场中市场占有率第一。4.紫金桥Realinfo：由紫金桥软件技术有限公司开发，该公司是由中石油大庆石化总厂出资成立。5.MCGS：由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发，市场上主要是搭配硬件销售。6.态神：态神是由南京新迪生软件技术有限公司开发，核心软件产品初创于2005，是首款3d组态软件。软件重要特点：1.3D：系统除了具有传统的二维平面组态、监控功能，还具有真实三维立体组态、监控功能，画面逼真。该功能利用DirectX/OpenGL开发，在国内应该是首创，国际上也极其少见。2.跨平台：跨PC、嵌入式、平板电

23、脑、智能移动等平台，该特点组态领域全球首创。3.系统的图形/控件、驱动/模块支持源代码级跨平台，即所有平台的图形、驱动代码一致，经过不同平台编译器编译链接后，即可在该平台上运行。4.所有平台的所有文件格式都一致，因此工程无需修改就可以在不同平台间移植、运行，而且不同平台开发环境（目前只有Windows开发环境）可以开发其它平台的工程。5.所有平台间的网络通讯协议一致，平台之间可以相互访问。6.网络分布式7.所有平台（包括嵌入式、平板电脑、智能移动等平台）的网络版本都内置微小、高效的网络/WEB模块，因此天生具备网络/WEB服务功能，组态文件无须发布，通过WEB浏览器或者组态浏览器即可远程监控该

24、设备工程。8.由于所有平台间的网络通讯协议一致，所以利用网络共享模块，不同工程、不同平台间的变量、资源都可以通过网络互相访问，实现真正意义上的跨平台网络分布式系统。9.利用“内核访问开发包”，也可以与其它系统、其它平台组成网络分布式系统。10.系统对网络协议和通讯采用了大量的优化技术，通讯实时性高，响应迅速，网络往返包少，大大提高了网络性能。11.强大开放性：系统提供了如下的开发包，随开发包发布的还有很多例子源码，而且系统封装了大量的基类和宏，因此开发扩展极其容易。12.IO驱动开发包：一般组态软件都提供（原先我以为他们提供，不过后来我跟一些网友了解到他们不一定提供），所以本系统也提供。13.

25、图形开发包：一般组态软件都不提供，但本系统也提供，用户通过该开发包可以根据项目情况灵活增加特殊图形。14.系统模块：用户可以根据实际需求增加系统模块对变量、事务、算法等的处理，大大扩展了系统的应用领域。15.内核访问开发包：外部程序和系统、无论是远程或者本地、任何平台，都可以通过该开发包访问、管理、读写任何平台的态神组态数据库内核。例如：利用该开发包的WINCE版本开发成的一个WINCE系统可以访问一个Windows平台态神系统，利用该开发包的Windows版本开发成的一个Windows系统也可以访问一个Linux平台态神系统。1.2.5 组态软件的功能随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工

26、业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己

27、的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点：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，不需作很多修改而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，对于用户，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I/O Dr

28、iver、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程，不受行业限制。组态软件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，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。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。1.2.6 组态软件的发展趋势自2000年以来，国

29、内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展，应用领域日益拓展，用户和应用工程师数量不断增多。充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。监控组态软件是工业应用软件的重要组成部分，其发展受到很多因素的制约，归根结底，是应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。关于新技术的不断涌现和快速发展对监控组态软件会产生何种影响，有人认为随着技术的发展，通用组态软件会退出市场，例如有的自动化装置直接内嵌“Web Server”实时画面供中控室操作人员访问。用户要求的多样化，决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有的画面要求，最终用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式，因此最终用户的监控系统是

30、始终需要“组态”和“定制”的。这就是监控组态软件不可能退出市场的主要原因，因为需求是存在且不断增长的。监控组态软件是在信息化社会的大背景下，随着工业IT技术的不断发展而诞生、发展起来的。在整个工业自动化软件大家庭中，监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、及社会信息化带来的影响是深远的，它带动着整个社会生产、生活方式的变化，这种变化仍在继续发展。因此组态软件作为新生事物尚处于高速发展时期，目前还没有专门的研究机构就它的理论与实践进行研究、总结和探讨，更没有形成独立、专门的理论研究机构。近年来，一些与监控组态软件密切相关的技术如OPC、OPC-XML、现场总线等技术也取

31、得了飞速的发展，是监控组态软件发展的有力支撑。整个自动化系统中，软件所占比重逐渐提高，虽然组态软件只是其中一部分，但因其渗透能力强、扩展性强，近年来蚕食了很多专用软件的市场。因此，监控组态软件具有很高的产业关联度，是自动化系统进入高端应用、扩大市场占有率的重要桥梁。在这种思路的驱使下，西门子的WinCC在市场上取得巨大成功。目前，国际知名的工业自动化厂商如Rockwell、GE Fanuc、Honeywell、西门子、ABB、施耐德、英维思等均开发了自己的组态软件。监控组态软件在DCS操作站软件中所占比重日益提高，继FOXBORO之后，Euro therm（欧陆）、Delta V、PCS7等D

32、CS系统纷纷使用通用监控组态软件作为操作站。同时，国内的DCS厂家也开始尝试使用监控组态软件作为操作站。在大学和科研机构，越来越多的人开始从事监控组态软件的相关技术研究。从国内自动化行业学术期刊来看，以组态软件及与其密切相关的新技术为核心的研究课题呈上升趋势，众多研究人员的存在，是组态软件技术发展及创新的重要活跃因素，也一定能够积累很多技术成果。无论是技术成果还是研究人员，都会遵循金字塔的规律，由基础向高端形成过渡。这些研究人员和他们的研究成果为监控组态软件厂商开发新产品提供了有益的经验借鉴，并开拓他们的思路。基于Linux的监控组态软件及相关技术正在迅速发展之中，很多厂商都相继推出成熟的商品

33、，对组态软件业的格局将产生深远的影响。从软件规模上看，大多数监控组态软件的代码规模超过100万行，已经不属于小型软件的范畴了。从其功能来看，数据的加工与处理、数据管理、统计分析等功能越来越强。监控组态软件作为通用软件平台，具有很大的使用灵活性。第2章 系监控界面整体简介设计一种工厂化养殖场苗池温度计算机监控系统，该系统主要由锅炉水温自动测控，苗池温度自动测控和微型计算机监测处理三部分组成，通过利用锅炉的循环热水流经养殖苗池中的散热器进行热交换来实现养殖苗池的加热。应用电子技术和计算机技术对电加热式或液体加热式锅炉和多个苗池的水温进行持续检测、控制及实时动态温度显示，具有温度越限自动控制、自动声

34、光报警功能。解决了工厂化养殖过程中养殖池水温自动控制、调节的问题。为养殖对象提供了最适宜的生长温度并实现了科学的监测、调控与数据处理，对提高养殖对象的成活率和生长速度有很大作用。本文从工程应用的实际出发，介绍了一种灵活可靠、方便易用的数据采集和管理系统。基于King View的开发平台，实现了监测系统中批量数据的快速采集与保存，有效地扩充了组态王的数据存储。系统的实现为组态软件的实际应用提供了新的思路，并为采集系统中历史数据的灵活管理提供了有效的方案。1.3 系统的总体结构监控具体的原理如图1所示图1 上位机与下位机通信原理框图养殖池的形状设计为矩形，由于养殖池较大，需要两个增氧机分别置于池中

35、心靠近两短边。由于养殖池的温度是由进水的温度进行缓慢控制，所以将两个入水口设置在两长边，出水口置于两短边下方，因为水温从上到下温度是下降的，故如此设计，当水温过低或者过高时，进水口的温水或者冷水进入养殖池中，出水口同时开启，缓慢改变温度；养殖池中的PH值出现小幅改变后，通过进水口的弱酸水或者弱碱水，进行微调；当检测到池中含氧量过低后，将启动增氧机提高养殖池的含氧量，设计图如图2图3所示。图2养殖池的水平设计图图3养殖池的截面设计图1.4 控制原理的结构系统中设定温度T后，池水温度经过温度变送器反馈通过比较，温度控制器控制进水阀的开关量，从而缓慢改变池水温度，温度测控原理图如图4；设定含氧量后，

36、若养殖池内的含氧量小于设定值，则系统会启动增氧机，提高养殖池中的含氧量，含氧量测控图如图5和设定一个适合养殖池PH区间，当PH值高于设定值，则进水口打开释放弱酸性的水，反之则释放弱碱性的水，进行养殖池PH值控制，PH测控原理图如图6。图4 温度测控原理图图5含氧量测控原理图图6 PH值测控原理图1.5 工具的选择根据养殖池内温控等过程的系统复杂程度及应用场所的特殊性，要求实时稳定性高、系统功能丰富、界面友好简洁、网络功能强大。采用一般的高级语言显然不能满足要求，这里考虑采用工业组态软件来开发监控界面。工业组态软件的种类繁多，Wonderware 的InTouch 、Intellution 公司

37、的iFix、CiT 公司的Citech 、Siemens 的WinCC、亚控的KingView、通态的MCGS、三维力控组态软件等。考虑到各组态软件应用的领域与价格的差异，选择国内亚控公司的Kingview6.5 组态软件开发监控界面。应用亚控公司的Kingview6.5 软件具有以下优点：操作简单，易于学习，用它制作人机界面快捷简便，画面美观；它具有强大的数据库功能，可连接大型的SQL 数据库；而且其网络功能比较丰富，可以同时挂接任意多个OPC 服务器，实现远程监控；最重要的是它拥有丰富的驱动程序库, 用它提供的驱动程序可以方便地实现上位机PC 与各种不同型号的PLC、变频器、板卡、网卡等设

38、备的相互通讯。本系统以组态王Kingview6.5为开发平台进行系统监控界面的开发，实现药品包装生产线的实时控制。友好的控制界面使人机对话更为清晰，用户可根据主要控制参数的图标直接对其控制。只需用鼠标单击设定值即可在屏幕上直接输入， 操作简单明了、直观易懂。1.6 监控界面实现的功能（1）数据监测：实时采集现场设备的各种数据，通过监控上位机的人机界面进行实时显示。（2）实时控制：根据测得的数据，养殖池水温、养殖池的含氧量、养殖池的PH值，以适应生产的需求。（3）计算功能：根据采集的数据计算各种参数的差值。（4）报警功能：在任一环节出现故障时及时报警，如水温过低或过高、含氧量过低或过高、PH值过

39、低或过高等，以便工作人员做出及时处理。报警窗口记录着系统运行中的各种报警事件、报警时的状态值及报警处理，运行报警和事件记录是控制软件必不可少的功能，当变量的数值或数值的变化异常时，将产生报警，以便操作者采取必要的措施。“组态王”提供强有力的报警和事件系统，并且操作方法简单。组态王中的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、用户登录事件和工作站事件。通过这些报警和事件，用户可以方便地监视和查看系统的报警、操作和各个工作站的运行情况。当报警和事件发生时，组态王把这些事件存于内存中的缓冲区中，报警和事件在缓冲区中是以先进先出的队列形式存储，所以只有最近的报警和事件在内存中。当缓冲区达到一定数目或记

40、录定时时间到时，系统自动将报警和事件信息写到报警存储文件、打印机或数据库中（请注意：要先定义是否存储到文件、数据库或直接输出到打印机）。报警和事件在报警窗中会按照设置的过滤条件实时显示出来。（5） 趋势显示功能：包括实时趋势和历史趋势曲线，让参数变化反映到趋势图上，并可根据需要随时打印。该软件集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术于一身，包含动态显示、报警、趋势等。其中画面切换图标可以实现工艺流程图、历史曲线、历史报警、日报表画面之间的切换。工艺流程图画面通过多幅画面动态、形象、直观地显示各工序的生产、运行状况。通过不同颜色表示出各设备的开关状态及相应的参数值，使工作人员对现场的运行状

41、况一目了然，做到心中有数，以实现最优控制。组态王软件还可实现参数显示、成组图显示及参数设定、趋势图显示、自动诊断、历史数据管理、报警联锁、报表打印、安全保密等功能。第2章 监控界面的设计和实现2.1 组态王的组成概述2.1.1 工程管理器对于用户和系统集成商来说，很多时候我们不可能只用一个组态王工程，更多的时候我们一个开发人员就有好多的组态王工程，这样对这些工程的管理和备份就必须是组态软件设计时应该考虑到的问题。组态王工程管理器就为我们解决了这个问题，可以帮我们管理有多个组态王工程的时候。工程管理器的主要功能有：对工程的新建与删除，对工程进行重新命名，对工程路径进行搜索，对工程属性进行改动，导

42、入导出数据词典，工程的备份和恢复以及进行开发环境和运行环境的切换等等25。另外，组态王开发系统只要使用程序语言就可以进行二次开发，进行画面导入、导出操作以及对工程加密。工程管理器图如图3.1所示：图3.1组态王的工程管理器建立新的工程，首先设置一个标识工程的工程工作目录（或叫“工程路径”），不同的工程放置在不同的目录下。“组态王”会管理工作目录下的文件。打开“组态王”的工程管理器，从菜单中新建工程也可以直接单击新建也可以，显示如图3.2所示新建工程向导一，继续单击“下一步”。会显示新建工程向导二和新建工程向导三。进入新建工程向导二使要输入一个有效的工程路径，这样工程就保存在这个工程路径中。单击

43、“下一步”继续，给工程的命名，当前工程的路径名称也是这一个。也可输入描述，但是只支持不大于32个字符的工程名称，和不大于40个字符工程的描述。单击“完成”完成了工程的新建。图3.2新建工程向导紧接着系统显示的对话框，新建工程设置为当前工程，如图3.3所示。图3.3生成工程点击确定，成功创建名字为11的工程，这个是演示，我自己做的是名为biyesheji的工程。2.1.2 工程浏览器“组态王”软件的核心部分工程浏览器，对开发系统进行管理。我们所有的操作基本上都在这上面进行，可以在上面设计画面，也可以使用命令语言设计动态，还可以连接设置设备驱动进行数据采集，各个功能的管理也在上面，这些功能以树形格

44、式进行显示，仿照现在用的window系统中资源管理器。工程浏览器的结构如图3.4所示。“工程目录显示区”在左侧的工程浏览器上，显示工程的四个组成部分。主要有“系统”、“变量”、“站点”和“画面”四个部分，点左侧标签进行切换。系统部分共分“数据库”、“文件”、“系统配置”，“设备”，“Web”和“SQL访问管理器”等六大项。文件主要包括：画面命令，命令语言命令，配方命令和非线性表命令。其中命令语言又包括应用程序、事件，数据改变自定义函数和热键等命令语言。数据库有：报警组命令，结构变量命令和数据词典命令。设备有：“DDE设备”，“板卡”，“OPC服务器”，“串口1（COM1）”，“串口2（COM2

45、）”和“网络站点”。系统配置中主要有：开发系统设置对象，运行系统设置对象，报警配置对象，记录历史数据对象，配置网络对象，用户配置对象和打印配置对象。SQL访问管理器主要是用来进行SQL访问的格式设置：“表格模板”和“记录体”。Web为组态王For Internet功能画面发布工具。管理变量的功能主要由变量部分完成，其中还可以设置变量组。详细的站点信息需要在站点中实现。如果对画面进行设置的话像管理画面，创建画面等都可以在画面部分实现。内容显示区在右侧目录，详细显示每个工程的组成部分内容，并对工程提供必要的编辑修改功能。图3.4工程浏览器2.1.3 画面开发系统所有应用程序都可以在组态王的开发系统

46、中进行开发。设计者在其中完成界面一系列操作包括对设计界面，对界面上的图素进行动画连接的定义等等。画面开发系统可以进行全部的画面图形开发，还可以与不同的数据库进行连接，抽象的显示控制对象。在数据的整体趋势显示，超限报警，进行记录等方面都有功能模块进行实现。用户只需要学会使用组态王图库进行开发使用，就可以设计出想要的界面，节约了时间也提高了效率。2.1.4 画面运行系统TOUCHVEWTOUCHVEW是组态王的实时运行环境。当我们需要运行所设计的画面时就可以进入到画面运行系统，这样可以实时的对现场进行显示，还可以进行现场数据与数据库数据的交换23。系统与现场数据进行采集后，将数据输入到实时数据库，

47、然后就可以将这些数据在画面上显示出来，同时可以实现趋势曲线的绘画，报警窗口的提示，历史记录等监视功能，并可以完成历史数据文件的生成。2.1.5 信息窗口“组态王信息窗口”是作为独立的Windows应用程序显示出来的，当组态王的其他模块都关闭了，它还是可以显示出来，如图3.5所示。它可以用来记录开发和运行过程中出现的所有信息，用户可以根据这个进行调整。信息窗口中显示的信息能够存储起来也可以打印出来，供使用者查询。只要组态王有一个组成启动它都可以启动。图3.5信息窗口2.2 基本设计2.2.1 组态王的运行环境根据官方提供的信息，组态王的运行要求如下：1.CPU：P4 1G以上或相当型号。2.内存：最少128MB，推荐256MB，使用WEB功能或2000点以上推荐512M。3.显示器：VGA、SVGA或支