监控组态软件及其应用.ppt
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1、监控组态软件力控监控组态软件Forcecontrol 6.1,主讲:吴淑欢Tel:QQ:844837610,自103班助教:黄金贵自101、自102班助教:林庆芳,学时:36课时(上课27 实验9),2,教材:监控组态软件及其应用技术 作者:曾庆波发行:哈尔滨工业大学出版社,参考教材:,参考教材1:监控组态软件及其应用 作 者:马国华 发 行:清华大学出版社,参考教材2:工业组态软件实用技术 作 者:龚运新 方立友 发 行:清华大学出版社,http:/,人民邮电出版社张运刚 编出版时间:2008年03月,中国电力出版社薛迎成 编出版时间:2009-6-1,主要介绍力控6.0的实际应用及相关工程
2、实例,着重介绍了KingView、iFIX、WinCC、InTouch的实际工程应用和详细组态过程,北京航天航空大学出版社西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团 编出版时间:2004年05月,机械工业出版社 刘华波编出版时间:2009-7-1,系统地介绍了SIEMENS HMI/SCADA软件WinCC V6.0的主要功能及其组态方法,本书由浅入深介绍西门子公司的组态软件WinCC,注重示例,强调应用。,组态界面实例,监控组态软件是一门专业性、趣味性、实践性、应用性较强的课程,学习好组态软件可以给我们以后的学习和工作带来有益的帮助,1.PLC课程、综合实验和毕业设计(同学们可以看看今年大四的毕
3、业设计题目)2.可以直接接手一个实际工程的上位组态的工作(同学们可以看看力控的Demo程序)注意:使用宽屏时需设置桌面居中及合适的分 辨率,在实际工程中也是一个需要注意的问题,课程要求和目的,亲自动手进行工程的组态与测试。通过理论和实践的有机结合,能够快速、熟练地掌握Forcecontrol 6.1(力控)软件的应用。成绩评定:平时成绩(考勤、大作业)考试成绩(笔试),目录,第1章概述第2章开发系统第3章实时数据库系统第4章动画链接第5章动作脚本第6章运行系统第7章标准图形对象的组态及应用第8章控件第9章分布式应用第10章外部通信第11章监控组态软件的控制功能第12章监控组态软件仿真示例,关于
4、学习组态软件的几点建议,1.拥有一台配置适中的计算机(了解硬件、软件系统安装、GHOST、Office、Photoshop、AutoCAD、Protel、Proteus、Keil、Step7、HyperSnap、lockdesk、)2.正确看待操作系统版本和组态软件版本及与其它软件共同安装时出现的问题3.充分利用学校图书馆电子资源(阅览室、中文期刊网);阅读电脑报,杂志有电气自动化、电脑爱好者、CHIP 新电脑等,关于学习组态软件的几点建议,4.持之以恒加强对英语的学习5.养成时常记录笔记的习惯6.科学的备份工程7.将组态软件当成一个真诚的朋友,不要让自卑或自满左右你对待朋友的态度8.组态软件
5、的学习最重要的是学习一种科学的思维方法,使自己具有更合理的“思维惯性”9.拥有一个平和的心态,努力构建好自己和周围同学、老师的关系,学会幸福的生活,学会享受生活,享受组态软件给我们带来的快乐,控制系统体系结构的演化与发展,一、传统控制系统(1)气动式电动式基地式仪表,50年代前,安装在生产设备现场,仅为具备简单测控功能的基地式气动仪表,信号是封闭的,不能传递给别的系统。,操作人员只能通过生产现场的巡视,了解生产过程的状况。,(2)单元组合式仪表,不同的系统需要交换信息和传递参数,出现集中控制室。生产现场参数采用统一的模拟信号:气动:0.02 0.1MPa电动:0 10 mA,0 5V 4 20
6、 mA,1 5V,(3)计算机(微处理器)直接数字控制(DDC),单板机Z80,单片机MCS-51,工控机(三总线),AD地址CD控制DD数据,STD总线(56条)PC总线(ISA),如:,研华-工业控制计算机-深圳,工业控制计算机,XL,(4)集散控制系统(DCS),管理功能集中,控制功能分散-分布式控制系统,PC,PC1,PC2,PC3,PLC,RS232C,DCS计算机集散系统,DCS控制系统,(5)现场总线控制系统FCS,现场总线控制系统主要特点是控制功能下放到现场,服务器,PC,PC,打印机,PLC,工业以太网,工作站,现场控制层,H1,执行器,I/O,MB+,FCS,由于PC监控大
7、大降低了系统成本,使得市场空间得到扩大,从远程监控(如防盗报警、江河汛情监视、环境监控、电信线路监控、交通管制与监控、矿井报警等)、数据采集与计量(如居民水电气表的自动抄表、铁道信号采集与记录等)、数据分析(如汽车/机车自动测试、机组/设备参数测试、医疗化验仪器设备实时数据采集、虚拟仪器、生产线产品质量抽检等)到过程控制。,二、新型工业控制系统层次结构,以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统,它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等鲜明优点。工业控制系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构(Intouch视频)。监控层的硬件以工业级的微型计算机和工
8、作站为主,目前更趋向于工业PC机。,现场总线控制系统软件它包括:现场设备管理软件根据调用设备信息,实现对设备管理 的工具监控软件直接用于生产操作和监视的控制软件包,功能 丰富。仿真软件对系统进行组态、调试、研究的工具维护软件对现场控制系统的软、硬件的运行状态进行监 控、故障诊断等。,工业组态软件都运行在Windows98/NT/2000/XP等操作系统环境下。工业组态软件的开发工具以C+为主,也有少数开发商使用Delphi或C+Builder。,第一章 概述,一、组态软件的概念二、力控监控组态软件简介三、力控组态软件的组成四、力控的特点及功能五、使用组态软件的一般步骤六、仿真工程示例七、力控的
9、安装、使用,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)。,一、组态软件的概念,组态
10、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。简单的讲,组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过程。,与硬件生产相对照,组态与组装类似。如要组装一台电脑,事先提供了各种
11、型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等,我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间,因为它一般要比硬件中的“部件”更多,而且每个“部件”都很灵活,因为软部件都有内部属性,通过改变属性可以改变其规格(如大小、性状、颜色等)。,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”的概念是伴随着集散型控制系统(Distributed C
12、ontrol 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。,组态软件产生的背景,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
13、)梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念,人们只是不这么叫而已。如AutoCAD,PhotoShop,办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作,即用软件提供的工具来形成自己的作品,并以数据文件保存作品,而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于,工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎,要根据这些组态结果实时运行。从表面上看,组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。,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
14、供类BASIC语言,有的甚至支持VB。,组态软件的发展和现状,世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售的专业软件公司是英国的Wonderware公司,它于80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目前世界上的组态软件有几十种之多:,目前,国际和国内市场上应用比较广泛的监控组态软件系统,GE Fanuc的iFix、WondWare的InTouch、西门子公司的WinCC、AB的Rsview、澳大利亚的CiTech、美国Interlution公司的Fix、意大利LogoSystem的LogView、LabView等;北京亚控公司的组态王、北京昆仑通
15、态的MCGS组态软件、三维科技公司的力控、北京杰控公司的FameView软件等。,组态软件的发展趋势及存在的问题,1.运行更加稳定,执行效率更高,使用更加容易 2.更好的人机交互 3.能满足客户个性化需求 4.具有很好的开放性 5.获取信息更加便利 6.增强与其他系统的交互操作,组态软件特点,随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,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
16、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: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
17、的更新和升级;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;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 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程,不受行业限制。,(1)强大的界面显示组态功能。目前,工控组态软件大都运行于Windows环境下,充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特
18、点,可视化的风格界面、丰富的工具栏,操作人员可以直接进人开发状态,节省时间。丰富的图形控件和工况图库,既提供所需的组件,又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具,可随心所欲地绘制出各种工业界面,并可任意编辑,从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来,丰富的动画连接方式,如隐含、闪烁、移动等等,使界面生动、直观。,组态软件通常有以下几方面的功能:,(2)良好的开放性。社会化的大生产,使得系统构成的全部软硬件不可能出自一家公司的产品,“异构”是当今控制系统的主要特点之一。开放性是指组态软件能与多种通信协议互联,支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。组态软件向下应能与低层的数据
19、采集设备通信,向上能与管理层通信,实现上位机与下位机的双向通信。,(3)丰富的功能模块。提供丰富的控制功能库,满足用户的测控要求和现场需求。利用各种功能模块,完成实时监控,产生功能报表、历史曲线、实时曲线、提供报警等功能,使系统具有良好的人机界面,易于操作,系统既可适用于单机集中式控制、DCS分布式控制,也可以是带远程遇信能力的远程测控系统(4)强大的数据库。配有实时数据库,可存储各种数据,如模拟量、离散量、字符型等,实现与外部设备的数据交换。,(5)可编程的命令语言。有可编程的命令语言,使用户可根据自己的需要编写程序,增强图形界面。(6)周密的系统安全防范,对不同的操作者,赋予不同的操作权限
20、,保证整个系统的安全可靠运行。(7)仿真功能。捉供强大的仿真功能使系统并行设计,从而缩短开发周期。,新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统,它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等鲜明优点。典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构。,典型的计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构,其中设备层负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号,控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制,监控层通过对多个控制设备的集中管理,来完成监控生产运行过程的目的,管理层实现对生产数据进行管理、
21、统计和查询。其中监控层对下连接控制层,对上连接管理层,它不但实现对现场的实时监测与控制,且常在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作站为主,目前更趋向于工业微机。监控组态软件一般是位于监控层的专用软件,负责对下集中管理控制层,向上连接管理层,是企业生产信息化的重要组成部分。,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,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
22、/O设备,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。,力控软件以计算机为基本工具,为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台,可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。在过程监控中发挥了核心作用,可以帮助企业消除信息孤岛,降低运作成本,提高生产效率,加快市场反应速度。,二、力控监控组态软件,力控监控组态软件6.1简介,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
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