1、項目二項目二 化工反應車間組化工反應車間組態監控系統態監控系統教學提示與教學目標教學提示與教學目標本項目將以建立一個化工反應車間的監控中心為載體，監控中心本項目將以建立一個化工反應車間的監控中心為載體，監控中心從現場采集生產數據，并以動畫形式直觀地顯示在監控畫面上；從現場采集生產數據，并以動畫形式直觀地顯示在監控畫面上；監控畫面還將顯示實時和歷史趨勢曲線并顯示報警信息，提供實監控畫面還將顯示實時和歷史趨勢曲線并顯示報警信息，提供實時顯示和歷史數據查詢的功能，最后完成一個數據統計的報表。時顯示和歷史數據查詢的功能，最后完成一個數據統計的報表。任務任務1 化工反應車間液體混合監化工反應車間液體混合

2、監控設計控設計 一、任務描述一、任務描述 使用組態軟件模擬監控化工反應車間液體混合的工作過程，如圖2-1-1所示。組態軟件模擬過程：原料油罐液位，催化劑罐液位初始值狀態均為100，成品油罐液位初始值為0，最大值為100。當打開原料油閥門，原料油罐液位下降，成品油罐液位上升，升降數值相等；同樣，催化劑灌液位下降，成品油灌液位上升，升降數值相等，管道產生流動效果。過此任務學習來掌握組態畫面水流管道動畫效果的使用，掌握畫面命令語言在工程中的運用。培養學生組態畫面繪制、動畫連接設置及簡單綜合工程設計的能力。二、任務資訊二、任務資訊 （一）填充連接 填充連接是使被連接對象的填充物（顏色和填充類型）占整體

3、的百分比隨連接表達式的值而變化。建立一個矩形對象，以表示變量“液位”的變化。左圖是設計狀態，右圖是在TouchVew 中的運行狀態，如圖2-1-2所示。（二）模擬值輸出連接 模擬值輸出連接是使文本對象的內容在程序運行時被連接表達式的值所取代，如圖2-1-5所示。（三） 離散值輸出連接 離散值輸出連接是使文本對象的內容在運行時被連接表達式的指定字符串所取代。例如建立一個文本對象“液位狀態”，使其內容在變量“液位”的值小于180 時是“液位正常”，當變量值不小于180 時，文本對象變為“液位過高”。左圖是設計狀態，右圖是在TouchVew 中的運行狀態，如圖2-1-7 所示。 （四）字符串輸出連接

4、 字符串輸出連接是使畫面中文本對象的內容在程序運行時被數據庫中的某個字符串變量的值所取代。 （五）模擬值輸入連接 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，以改變數據庫中某個模擬型變量的值。 （六）離散值輸入連接 離散值輸入連接是使被連接對象在運行時為觸敏對象，單擊此對象后彈出輸入值對話框，可在對話框中輸入離散值，以改變數據庫中某個離散類型變量的值。 （七）字符串輸入連接 字符串輸入連接是使被連接對象在運行時為觸敏對象，用戶可以在運行時改變數據庫中的某個字符串類型變量的值，如圖2-1-17 所示。（八） 閥

5、門動畫設置 1.在畫面添加閥門圖形，單擊菜單“圖庫/打開圖庫”左側選中閥門，右邊選擇閥門圖形，添加到畫面上，雙擊“閥門”圖形，彈出該對象的動畫連接對話框如圖2-1-20 所示。三、任務分析三、任務分析 電動機正反轉控制組態監控畫面如圖2-1-26所示。（五）變量定義五、知識拓展五、知識拓展 1. 線屬性連接 在“動畫連接”對話框中，單擊“線屬性”按鈕，彈出連接對話框。 線屬性連接是使被連接對象的邊框或線的顏色和線型隨連接表達式的值而改變。定義這類連接需要同時定義分段點（閥值）和對應的線屬性。利用連接表達式的多樣性，可以構造出許多很有用的連接。2. 填充屬性連接 填充屬性連接使圖形對象的填充顏色

6、和填充類型隨連接表達式的值而改變，通過定義一些分段點（包括閥值和對應填充屬性），使圖形對象的填充屬性在一段數值內為指定值。 本例為封閉圖形對象定義填充屬性連接，閥值為0 時填充屬性為白色，閥值為100 時為黃色，閥值為200 時為紅色。畫面程序運行時，當變量“溫度”的值在0100 之間時，圖形對象為白色；在100200 之間時為黃色，變量值大于200 時，圖形對象為紅色，如圖2-1-41所示。3. 文本色連接 文本色連接是使文本對象的顏色隨連接表達式的值而改變，通過定義一些分段點（包括顏色和對應數值），使文本顏色在特定數值段內為指定顏色。如定義某分段點，閥值是0，文本色為紅色，另一分段點，閥值

7、是100，則當“壓力”的值在0100 之間時（包括0），“壓力”的文本色為紅色，當“壓力”的值大于等于100 時，“壓力”的文本色為藍色，如圖2-1-43所示。任務任務2 化工反應車間反應罐趨勢化工反應車間反應罐趨勢曲線監控設計曲線監控設計 一、任務描述一、任務描述 組態王的曲線有實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、溫控曲線和X-Y曲線。趨勢分析是控制軟件必不可少的功能，“組態王”對該功能提供了強有力的支持和簡單的控制方法，趨勢曲線分實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線兩種。 設計化工反應車間組態監控系統原料油液位、催化劑液位和成品油液位實時和歷史趨勢曲線，通過此任務來掌握實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線在組態工程中

8、的運用，從而提高技術人員在工程中運用趨勢曲線提升監控效能的能力。實時趨勢曲線監控畫面如圖2-2-1所示，歷史趨勢曲線監控畫面如圖2-2-2所示。 二、任務資訊二、任務資訊 1.實時趨勢曲線定義 在組態王開發系統中制作畫面時，選擇菜單“工具實時趨勢曲線”項或單擊工具箱中的“畫實時趨勢曲線”按鈕，此時鼠標在畫面中變為“十”字形，在畫面中用鼠標畫出一個矩形，實時趨勢曲線就在這個矩形中繪出，如圖2-2-3 所示。 實時趨勢曲線對話框如圖2-24 所示。 標識定義屬性卡片對話框如圖2-2-5 所示。（二）歷史趨勢曲線（二）歷史趨勢曲線 1. 歷史趨勢曲線的種類 第一種是從圖庫中調用已經定義好各功能按鈕的

9、歷史趨勢曲線，對于這種歷史趨勢曲線，用戶只需要定義幾個相關變量，適當調整曲線外觀即可完成歷史趨勢曲線的復雜功能，這種形式使用簡單方便；該曲線控件最多可以繪制8 條曲線，但該曲線無法實現曲線打印功能。 第二種是調用歷史趨勢曲線控件，對于這種歷史趨勢曲線，功能很強大，使用比較簡單。通過該控件，不但可以實現組態王歷史數據的曲線繪制，還可以實現ODBC 數據庫中數據記錄的曲線繪制，而且在運行狀態下，可以實現在線動態增加/刪除曲線、曲線圖表的無級縮放、曲線的動態比較、曲線的打印等等。 第三種是從工具箱中調用歷史趨勢曲線，對于這種歷史趨勢曲線，用戶需要對曲線的各個操作按鈕進行定義，即建立命令語言連接才能操

10、作歷史曲線，對于這種形式，用戶使用時自主性較強，能做出個性化的歷史趨勢曲線；該曲線控件最多可以繪制8 條曲線，該曲線無法實現曲線打印功能。2. 與歷史趨勢曲線有關的其他必配置項 （1）定義變量范圍 由于歷史趨勢曲線數值軸顯示的數據是以百分比來顯示，因此對于要以曲線形式來顯示的變量需要特別注意變量的范圍。如果變量定義的范圍很大，例如999 999+999 999，而實際變化范圍很小，例如0.000 1+0.000 1，這樣，曲線數據的百分比數值就會很小，在曲線圖表上就會出現看不到該變量曲線的情況，關于變量范圍的定義如圖2-2-6所示。（3）定義歷史數據文件的存儲目錄 在組態王工程瀏覽器的菜單條上

11、單擊“配置”菜單，再從彈出的菜單命令中選擇“歷史數據記錄”命令項，彈出“歷史記錄配置”對話框，如圖2-2-8所示。2. 通用歷史趨勢曲線 （1）通用歷史趨勢曲線的定義 在組態王開發系統中制作畫面時，選擇菜單“圖庫/打開圖庫”項，彈出“圖庫管理器”，單擊“圖庫管理器”中的“歷史曲線”，在圖庫窗口內用鼠標左鍵雙擊歷史曲線（如果圖庫窗口不可見，請按F2 鍵激活它），然后圖庫窗口消失，鼠標在畫面中變為直角形，鼠標移動到畫面上適當位置，單擊左鍵，歷史曲線就復制到畫面上了，如圖2-2-9所示。（2）歷史趨勢曲線對話框 生成歷史趨勢曲線對象后，在對象上雙擊鼠標左鍵，彈出“歷史趨勢曲線”對話框。歷史趨勢曲線對

12、話框由三個屬性卡片“曲線定義”、“坐標系”和“操作面板和安全屬性”組成，如圖2-2-10所示。5.設置歷史曲線固有屬性 歷史曲線控件創建完成后，在控件上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“控件屬性”命令，彈出歷史曲線控件的固有屬性對話框，如圖2-2-12 所示。7.運行時修改歷史曲線屬性 歷史曲線屬性定義完成后，進入組態王運行系統，運行系統的歷史曲線如圖2-2-21 所示。三、任務分析三、任務分析 （一）能力目標 1. 能使用工具箱或菜單繪制實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線； 2. 能進行實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線定義、標識定義； 3. 能創建化工反應車間實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。五、知識拓展五、知

13、識拓展 1. 控件種類 組態王本身提供很多內置控件，如列表框、選項按鈕、棒圖、溫控曲線、視頻控件等，這些控件只能通過組態王主程序來調用，其他程序無法使用，這些控件的使用主要是通過組態王相應控件函數或與之連接的變量實現的。 （1） 立體棒圖控件 棒圖是指用圖形的變化表現與之關聯的數據的變化的繪圖圖表。組態王中的棒圖圖形可以是二維條形圖、三維條形圖或餅圖。（3）PID控件 PID 控件是組態王提供的用于對過程量進行閉環控制的專用控件。通過該控件，用戶可以方便的制作PID 控制。任務任務3 化工反應車間反應罐數據化工反應車間反應罐數據報表監控設計報表監控設計 設計化工反應車間組態監控系統原料油液位、

14、催化劑液位和成品油液位實時報表系統，可實時進行數據查詢和打印。通過此任務來掌握報表在組態工程中的運用。從而提高技術人員在工程中運用報表功能提升監控效能的能力。如圖2-3-1、2-3-2所示。二、任務資訊二、任務資訊進入組態王開發系統，創建一個新的畫面，在組態王工具箱按鈕中，用鼠標左鍵單擊“報表窗口”按鈕，此時，鼠標箭頭變為小“+”字形，在畫面上需要加入報表的位置按下鼠標左鍵，并拖動，畫出一個矩形，松開鼠標鍵，報表窗口創建成功，如圖2-3-3 所示。2. 配置報表窗口的名稱及格式套用 組態王中每個報表窗口都要定義一個唯一的標識名，該標識名的定義應該符合組態王的命名規則，標識名字符串的最大長度為3

15、1。用鼠標雙擊報表窗口的灰色部分（表格單元格區域外沒有單元格的部分），彈出“報表設計”對話框，如圖2-34 所示。該對話框主要設置報表的名稱、報表表格的行列數目以及選擇套用表格的樣式。（二）報表組態 1.認識報表工具箱與快捷菜單 報表創建完成后，呈現出的是一張空表或有套用格式的報表，還要對其進行加工報表組態。報表的組態包括設置報表格式、編輯表格中顯示內容等。進行這些操作需通過“報表工具箱”中的工具或單擊鼠標右鍵彈出的快捷菜單來實現，如圖2-3-6所示。 （三）報表函數 報表在運行系統中單元格中數據的計算、報表的操作等都是通過組態王提供的一整套報表函數實現的。報表函數分為報表內部函數、報表單元格

16、操作函數、報表存取函數、報表歷史數據查詢函數、統計函數、報表打印函數等。 1. 報表內部函數 報表內部函數是指只能在報表單元格內使用的函數，有數學函數、字符串函數、統計函數等。其基本上都是來自于組態王的系統函數，使用方法相同，只是函數中的參數發生了變化，減少了用戶的學習量，方便學習和使用。 2. 報表的單元格操作函數 運行系統中，報表單元格是不允許直接輸入的，所以要使用函數來操作。單元格操作函數是指可以通過命令語言來對報表單元格的內容進行操作，或從單元格獲取數據的函數，這些函數大多只能用在命令語言中。 3. 存取報表函數 存取報表函數主要用于存儲指定報表和打開查閱已存儲的報表。用戶可利用這些函

17、數保存和查閱歷史數據、存檔報表。 4. 報表統計函數 （1）Average 函數功能：對指定單元格區域內的單元格進行求平均值運算，結果顯示在當前單元格內。 使用格式：=Average（單元格區域） （2）Sum 函數功能：將指定單元格區域內的單元格進行求和運算，顯示到當前單元格內。單元格區域內出現空字符、字符串等都不會影響求和。 使用格式：=Sum（單元格區域） 5. 報表歷史數據查詢函數 報表歷史數據查詢函數將按照用戶給定的起止時間和查詢間隔，從組態王歷史數據庫中查詢數據，并填寫到指定報表上。6. 報表打印類函數 （1）報表打印函數 報表打印函數根據用戶的需要有兩種使用方法，一種是執行函數時

18、自動彈出“打印屬性”對話框，供用戶選擇確定后，再打印；另外一種是執行函數后，按照默認的設置直接輸出打印，不彈出“打印屬性”對話框，適用于報表的自動打印。 （2）報表頁面設置函數 開發系統中可以通過報表工具箱對報表進行頁面設置，運行系統中則需要通過調用頁面設置函數來對報表進行設置。頁面設置函數的原型為： ReportPageSetup(ReportName)； 7. 套用報表模板 一般情況下，工程中同一行業的報表基本相同或類似。如果工程人員在每做一個工程時，都需要重新制作一個報表，而其中大部分的工作是重復性的，無疑是增大了工作量和開發周期，特別是比較復雜的報表。而利用已有的報表模板，在其基礎上做

19、一些簡單的修改，將是一個很好的途徑，使工作快速、高效的完成。（四）制作實時數據報表 實時數據報表主要是來顯示系統實時變量值的變化情況。除了在表格中實時顯示變量的值外，報表還可以按照單元格中設置的函數、公式等實時刷新單元格中的數據。在單元格中顯示變量的實時數據一般有兩種方法。 1. 單元格中直接引用變量 在報表的單元格中直接輸入“=變量名”，既可在運行時在該單元格中顯示該變量的數值，當變量的數據發生變化時，單元格中顯示的數值也會被實時刷新。如圖2-3-11所示2. 使用單元格設置函數 如果單元格中顯示的數據來自于不同的變量，或值的類型不固定時，最好使用單元格設置函數。當然，顯示同一個變量的值也可

20、以使用這種方法。單元格設置函數有：ReportSetCellValue（）、ReportSetCellString（）、ReportSetCellValue2（）、ReportSetCellString2（）。也可以在數據改變命令語言中使用ReportSetCellString（）函數設置數據，如圖2-3-12 所示。這樣當系統運行時，用戶登錄后，用戶名就會被自動填充指定單元格中。（五）制作歷史數據報表 歷史報表記錄了以往的生產記錄數據，對用戶來說是非常重要的。歷史報表的制作根據所需數據的不同有不同的制作方法，這里介紹兩種常用的方法。 1. 向報表單元格中實時添加數據 2. 使用歷史數據查詢函

21、數 使用歷史數據查詢函數從組態王記錄的歷史庫中按指定的起始時間和時間間隔查詢指定變量的數據。三、任務分析三、任務分析 （一） 能力目標 1. 能完成實時數據報表和歷史數據報表的創建； 2. 能運用實時報表和歷史數據報表函數生成表格及查詢； 3. 會套用報表模板。任務任務4 化工反應車間報警事件監化工反應車間報警事件監控設計控設計 “組態王”提供了強有力的報警和事件系統，并且操作方法簡單。報警是指當系統中某些量的值超過了所規定的界限時，系統自動產生相應警告信息，表明該量的值已經超限，提醒操作人員。 報警允許操作人員應答。事件是指用戶對系統的行為、動作。如修改了某個變量的值，用戶的登錄、注銷，站點

22、的啟動、退出等。事件不需要操作人員應答。 使用組態軟件設化工反應車間報警組態工程，設計要求：在化工反應車間組態監控系統，中設置反應罐液位報警。通過此任務來掌握報警和事件在組態工程中的運用。從而提高技術人員在工程中運用報警功能提升監控效能的能力。如圖2-4-1所示。二、任務資訊二、任務資訊 （一）報警組的定義 往往在監控系統中，為了方便查看、記錄和區別，要將變量產生的報警信息歸到不同的組中，即使變量的報警信息屬于某個規定的報警組。 報警組是按樹狀組織的結構，缺省時只有一個根節點，缺省名為RootNode（可以改成其他名字）。可以通過報警組定義對話框為這個結構加入多個節點和子節點，如圖2-4-2所

23、示。組態王中最多可以定義512 個節點的報警組。 通過報警組名可以按組處理變量的報警事件，如報警窗口可以按組顯示報警事件，記錄報警事件也可按組進行，還可以按組對報警事件進行報警確認。（二）定義變量的報警屬性 在使用報警功能前，必須先要對變量的報警屬性進行定義。組態王的變量中模擬型（包括整型和實型）變量和離散型變量可以定義報警屬性，下面一一介紹。 1. 通用報警屬性功能介紹 在組態王工程瀏覽器“數據庫/數據詞典”中新建一個變量或選擇一個原有變量雙擊它，在彈出的“定義變量”對話框上選擇“報警定義”屬性頁，如圖2-4-6 所示。2. 模擬量變量的報警類型 模擬量主要是指整型變量和實型變量，包括內存型

24、和I/O 型的。模擬型變量的報警類型主要有三種：越限報警、偏差報警和變化率報警。對于越限報警和偏差報警可以定義報警延時和報警死區。 （1）越限報警 模擬量的值在跨越規定的高低報警限時產生的報警。越限報警的報警限共有四個：低低限、低限、高限、高高限，其原理圖如圖2-4-7所示。（2）偏差報警 模擬量的值相對目標值上下波動超過指定的變化范圍時產生的報警。偏差報警可以分為小偏差和大偏差報警兩種。當波動的數值超出大小偏差范圍時，分別產生大偏差報警和小偏差報警，其原理圖如圖2-48 所示。（3）變化率報警 變化率報警是指模擬量的值在一段時間內產生的變化速度超過了指定的數值而產生的報警，即變量變化太快時產生的報警。系統運行過程中，每當變量發生一次變化，系統都會自動計算變量變化的速度，以確定是否產生報警。變化率報警的類型以時間為單位分為三種： %x/秒、%x/分、%x/時。變化率報警的計算公式如下： （變量的當前值 變量上一次變化的值）100）（變量本次變化的時間 變量上次變化的時間）