fameview监控系统毕业设计.doc
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1、摘 要随着微电子技术、计算机控制技术、工业以太网技术及现场总线技术的发展,作为用无需改变运行程序原代码的软件平台工具工控组态软件日渐成熟。由于工控组态软件在实现工业控制的过程中免去了大量烦琐的编程工作,解决了长期以来控制工程人员缺乏计算机专业知识与计算机专业人员缺乏控制工程现场操作技术和经验的矛盾,极大地提高了自动化工程的工作效率。近年来,工控组态软件在中小型工业过程控制工程、工业自动化工程中越来越受到欢迎。本文介绍以fameview平台开发完成风力电机试验站监控系统。按照设计流程,以实际情况总结开发过程,包括了驱动选择安装,运行数据库的建立,画面的制作,通过脚本实现一些功能,数据库功能,服务
2、器客户端结构的搭建,多屏显示。根据这些基本的步骤,可以实现简单的监控系统的设计,希望以实例总结出用fameview开发监控系统的一般步骤和方法。关键词: 组态; fameview; C/S结构; 监控系统AbstractWith the development of microelectronics technologies, computer controlling technology, industrial Ethernet technology and fieldbus technology, the industrial-controlled configuration softwa
3、re is maturing as a software platform tool that uses primary code without changing the running programs. As the industrial-controlled configuration software has eliminated a lot of tedious programming work and resolved the contradict that for a long time, the control engineering staffs lack the comp
4、uter expertise and the computer professionals lack the site operations skills and experience of control engineering. It has greatly improved the efficiency of automation projects. In recent years, the industrial-controlled configuration software has been more and more popular in small and medium ind
5、ustrial process control engineering and industrial automation projects. This article introduces a method that bases on the fameview platform to develop and complete monitoring system for wind turbine test station. In accordance with the design process to the actual summary of the development process
6、, including the driver choose to install, run the database set up, the picture produced by the script to achieve some of the features, database functionality, the server client architecture, structures, multi-screen display. According to these basic steps, you can achieve a simple control system des
7、ign I hope to conclude the general steps and methods that using fameview to develop monitoring systems with some examples.Key words : Configuration; Fameview; C / S structure; Monitoring system目 录1 绪论41.1 课题背景41.2 设计内容及工作42 框架设计63 设备通信73.1 安装驱动73.2 新建设备数据表83.3 新建运行数据库104 画面制作135 脚本功能165.1 脚本环境165.2
8、脚本控制动态标题175.4 脚本实现单窗口多操作205.5 脚本实现配电线路变色245.6 脚本控制液体动态流动285.7 脚本实现带记忆功能的配置315.8 脚本实现树形选择326 数据库功能347 服务器客户端结构的实现367.1 服务器端设置367.2 客户端设置378 多屏显示399 结束语40参考文献41致 谢421 绪论1.1 课题背景组态软件源于上世纪80年代初, 并在上世纪80年代末进入我国。当时国内用户缺乏对组态软件的认识,软件意识不强,宁愿投入大量人力物力针对具体项目做长周期的上位机编程, 而不采用组态软件。随 着MIS和CIMS的大量应用, 要求工业现场为企业的生 产、经
9、营、决策提供更详细深入的数据, 优化生产经营 各个环节。因此, 在上世纪90年代中期以后, 组态软件 在国内逐渐普及。组态软件, 是指利用Windows操作系 统提供的编程工具, 通过简单、形象的组态工作而实 现的, 具有良好的人机界面、综合应用与开发功能,集数据库、历史库、图形库、控制操作和运行监视为一体的多任务信息处理系统。其内涵, 组态软件是指软件工程师根据特定要求,配置用户应用软件的过程; 其 应用, 组态软件是完成硬件与软件沟通, 建立人机对 话的软件平台。组态软件凭借良好的开放性, 极高的 稳定性, 强大的控制功能, 在石油化工、冶金建材、物 流仓储、工矿电力、智能楼宇等领域, 得
10、到了广泛的应用。在风力发电发展的过程中,风力发电机的技术显得尤为重要,由于电机的容量越大,需要的驱动力也越大,对整个系统的要求也越高,现在主流风机容量在1.5-5MW之间,我们称之为中型电机。电机的质量以及效率直接影响到整个风电系统,日益增大的需求要求我们严格把好电机质量关,尽量减少人工失误,自动化、智能化的电机试验系统迫在眉睫。电机试验系统是让电机分别处于发电状态和电动状态,通过调节频率和电压来测量和分析电机不同状态下的各种参数。早期的试验系统采用的方式是:电力驱动一台大电机,由这台电机拖动一台发电机,产生一个频率可调的电源,然后用这个可调电源去驱动被试机,这种方法对电能的浪费比较大。现在采
11、用双馈试验方法,直接用变频电源驱动,被试机发出的电能可以回馈到电网,起到节能的作用。1.2 设计内容及工作通过对以上硬件条件的分析,决定采用FAMEVIEW组态软件进行开发,开发设计流程下:1)数据通信。对于整个系统,数据通信的可靠性和快速性是监控系统的灵魂,没有可靠实时的数据,何谈控制。FAMEVIEW组态软件提供了丰富的PLC驱动和各种仪表的驱动,可以做到100ms更新一次,可靠性高,实时性强。我们要做的是确定数据的区域,大大的简化了开发过程。2)协议分析。数据准确的读回来后,这些数据代表的是什么,有什么用途,及如何操作,这就是协议了。PLC上来的数据有DB块解释,通过这些解释,确定各个数
12、据的含义,如有的是电压,有的是电流,有的是流量等等,有些是可以写下去的数据,有无互锁,是电平控制还是脉冲控制,这都是协议规约的。分析完协议后,就可以建立运行数据库,为监控程序的运行做好底层工作。3)系统框架设计。这一部分是最直观的了,也就是人机界面,操作员天天看到的就是人机界面。人机界面把系统的各种状态反应出来,同时提供了人去操作的接口。框架设计要做到分类明确,直观,突出重点,尽量做到方便操作员的监控与操作,这一过程要不断的与操作员沟通,不断的改进,精益求精。4)数据库功能。Fameview提供完善的数据库服务与功能,可以很方便的对数据库进行读取,添加,修改等操作,使用简单,功能全面,用户只需
13、要把相应的数据表对应好,就可以对数据库进行操作。5)服务器客户端网络结构。Fameview的网络服务功能也很全面,只需要设置好ip地址及相应参数,就可以实现服务器客户端结构,避免了多台上位机都从控制器读取数据,节省了系统资源,同时也保证了数据的统一性。具体设计及其实现过程请参阅下文。2 框架设计东方电机中型电机厂试验站系统硬件包括:电源系统,冷却系统,控制系统,采集单元。电源采用10KV进线,通过变压后给变频电源供电,冷却系统采用水冷和油冷相结合,应用在不同地方,控制系统由PLC组成,采集单元采用高速采集仪表。要求采用服务器客户端结构,一台服务器,五个客户端,服务器负责数据的采集与通信,客户端
14、由操作员操作。关键的信息要求大屏幕多屏显示,方便监控。要求实现web远程访问,在网络内能通过浏览器方便的查看试验状况。对于整套系统的操作,要求五个人就能完成试验,人机交互显得尤为重要,需要一个可靠方便的监控系统,这也决定了整个系统的可操作性及智能化程度。 通过对系统的初步分析,在主体上按功能分为6个画面,分别为,高压及变频器系统,低压系统,水系统,油系统,试验线路,试验界面,界面的下方有导航条,可以实现界面的切换,上方有界面信息的标题以及系统时间等信息。3 设备通信3.1 安装驱动根据通信协议,新建设备数据表。本系统主站plc由西门子300plc构成,采用网口通讯方式,ip地址为192.168
15、.1.10。数据约定存放在DB10中。在fameview主界面的左边导航目录: 图3.1 设备通讯然后点击安装驱动,在弹出框左边的目录中选择西门子/s7tcp,然后点击安装。图3.2 驱动安装在启动驱动中选择安装的驱动,点击确定,图3.3 启动驱动3.2 新建设备数据表双击设备数据表,弹出如下窗口:图3.4 设备数据表D1为系统默认设备,双击D2,弹出如下窗口:图3.5 定义设备设备号名称取名为“主站PLC”,驱动选择S7tcp,远程参数中,槽号默认为2,地址为192.168.1.10,其他默认,在通讯设置中,由于是要与plc的db10交换数据,所以数据类型选择DB-数据块,数据快(DBx)选
16、择10,由于现在要在db10中从字节0开始,取1000个字节,所以开始地址为0,长度为1000,其他默认。这样,就设置好了与西门子s7-300plc在db10中的数据交换,其他设备的通讯设置与此类似,关键是选择好对应的驱动,以及设置好相关参数,有了组态,通讯变得很简单,工程师要做的就是配置好设备,大大简化了开发难度。当设备数据表新建好以后,在主程序的导航目录中,点击运行数据库,这就是程序运行的过程中所需要的数据。图3.6 运行数据库3.3 新建运行数据库Fameview采用先进的数据交换模式,其思想是先通过通信把需要的数据批量读上来,放在缓冲区中,这时所有数据都放在一起,还不知道这些数据到底有
17、什么意义,然后通过配置运行数据库,把数据的意义区分开来,这样可以实现最大的通信量,模块性强,结构清晰,方便用户配置。以已经读上来的设备D2为例,D2中的数据是S7-300plc的db10中前1000个字节的数据,通过plc工程师给的DB10数据协议,比如说db10中字节地址从182开始的两个字节表示的是被试机二次水回水温度,这个数据只需要读,不需要写,双击AI-模拟只读变量,弹出如下窗口:图3.7 新建AI变量点击新建,弹出如下窗口:图3.8 制作变量设备号选择D2,单元号选择D2.B182,由于西门子数据采用的是反高低字节,这个数据是由一个字构成,所以处理方式选择按字处理,反高低字节,这个数
18、据对应原始值就行,不需要进行线性处理,选择y=I2(x2,x1),在有些时候,数据是要进行线性处理的,比如读上来的数据是0-32767,对应的实际值是0-100,这是我们就要选择带线性运算的处理方式,即y=kx+b,在下面的变量最小值,变量最大值中写入相应变量的实际范围,在对应的原始值填读上来的数据范围。以db10中字节地址从238开始的两个字节为例,这两个字节表示的是环境温度,读上来的原始数据范围是0-27648,对应的实际温度是-200到600摄氏度,所以我们要选择按字、反高低字节y= k*I2(x2,x1)+b,变量最小值填-200,变量最大值填600,对应原始值为0-27648.这样数
19、据在读上来之后组态软件就通过线性处理得到我们想要的值。按照上面的方法,把所有数据建立起来,但是数据量一旦大了,编辑工作就相当大,fameview支持从excel导入,在运行数据库界面中选择使用excel组态,然后先导出一个模板,点击运行数据库excel,选择需要导出的变量,点开始导出就可以得到相应的excel,打开excel,按照已经生成的格式填入相应的内容,不同类型变量在自己的sheet中,通过excel下面的按钮选择,处理方式在后面的sheet中有说明。图3.9 导入excel4 画面制作点击显示画面,双击画面制作,新建画面:图4.1 新建画面设置名称和大小后,确定弹出一张空白画面,在画面
20、右边有组件箱,里面有画图及一些画面控件。图4.2 画面窗口通过形象的图形反映出工艺流程,简单方便的功能让操作员更好的操作。通过分析,画面主要分为高压与变频器配电画面、低压配电画面、试验线路画面、试验画面、水系统画面、油系统画面,按照功能的不同,通过最简洁直观的方式,把系统的设备和流程展现在操作员面前,让操作员一目了然。在高压与变频系统中,开关和线路采用单线图,其实每一根线都代表三相。当开关是断开状态是,开关显示断开,颜色是绿色,当开关合上时,开关闭合,颜色是红色,这样就很形象的反应了开关的状态。要实现以上功能,通过设置线的可见性实现,双击要操作的线,弹出属性窗口:图4.3 直线属性通过设置相应
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