1、課程名稱:監控組態軟件及其應用技術=教材：監控組態軟件及其實用技術作者： 曾慶波 孫華發行： 哈爾濱工業大學出版社=學時：32課時（上課26 上機6 ）=參考教材： 監控組態軟件及其應用 作者： 馬國華 發行： 清華大學出版社=人民郵電出版社張運剛 編 主要介紹力控組態軟件的實際應用及相關工程實例 清華大學出版社龔運新 方立友編北京航天航空大學出版社西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團 編出版時間：2004年05月 機械工業出版社 劉華波編出版時間： 2009-7-1 系統地介紹了SIEMENS HMI/SCADA軟件WinCC V6.0的主要功能及其組態方法 本書由淺入深介紹西門子公司的組

2、態軟件WinCC，注重示例，強調應用。 組態軟件是一門專業性、趣味性、實踐性、應用性較強的課程學習好組態軟件可以給我們以后的學習和工作帶來有益的幫助1. PLC課程、綜合訓練和畢業設計 （同學們可以看看今年大四的畢業設計題目70%左右需要使用組態軟件力控）2. 可以直接接手一個實際工程的上位機組態的工作 （同學們可以看看力控的Demo程序） 注意：使用寬屏時需設置桌面居中及合適的分 辨率，在實際工程中也是一個需要注意的問題成績的標準兩種獲得學分的方法：1、出勤+作業+上機考試+期末測試 出勤缺勤次數不可以達到3次 作業應該自己做 上機考試(掌握基本操作） 期末測試： 1、試卷測試 2、綜合測評

3、注：期末有兩周課程設計 .o . . o / 關于綜合測評題目動畫制作：水罐1、水罐2有填充屬性，水泵、調節閥、出水閥要求有開關的狀態顯示，管道需要有流動屬性腳本制作：自己建立數據變量，使水罐1、水罐2的液位在一定范圍內合理變化；水泵在水罐1的液位到一定高度后，應關閉，出水閥在水罐2的液位低于一定高度后，應關閉，調節閥在水罐1大于一定高度以及水罐2小于一定高度時才允許打開。報警：水罐1、水罐2高于一定高度或低于一定高度時，應當報警曲線制作：要求繪制水罐1、水罐2的歷史及實時曲線畫面制作要求：要求制作開機界面、主界面、報警界面、趨勢界面，并且不同畫面之間可以相互跳轉。在滿足以上要求的前提下，學生

4、可以自由發揮，這包括權限設置，報表功能等文本提交要求：A4紙，封面要求有課程及學生自己的信息，組態軟件課程測評題目，題目分析，制作畫面抓圖及說明，腳本制作抓圖及說明，心得體會或總結。關于學習組態軟件的幾點建議1. 擁有一臺配置適中的計算機 （了解硬件、軟件系統安裝、GHOST、Office、Photoshop、AutoCAD、Protel、Proteus、Keil、Step7、HyperSnap、lockdesk、）2. 正確看待操作系統版本和組態軟件版本及與其它軟件共同安裝時出現的問題 （工程實例：Norton與MP7 水廠監控系統）3. 充分利用學校圖書館電子資源（閱覽室、中文期刊網）；閱

5、讀電腦報，雜志有電氣自動化、電腦愛好者、CHIP 新電腦等 (工程實例：去掉桌面圖標箭頭的實例 Ghost與HP筆記本)關于學習組態軟件的幾點建議4. 持之以恒加強對英語的學習5. 養成時常記錄筆記的習慣6. 科學的備份工程7. 將組態軟件當成一個真誠的朋友，不要讓自卑或自滿左右你對待朋友的態度8. 組態軟件的學習最重要的是學習一種科學的思維方法，使自己具有更合理的“思維慣性”9. 擁有一個平和的心態，努力構建好自己和周圍同學、老師的關系，學會幸福的生活，學會享受生活，享受組態軟件給我們帶來的快樂第1章 緒論1.2 監控組態軟件概述1.3 力控組態軟件性能指標1.1 控制系統體系結構的演化與發

6、展1.1控制系統體系結構的演化與發展一、傳統控制系統（1）氣動式電動式基地式儀表 50年代前，安裝在生產設備現場，僅為具備簡單測控功能的基地式氣動儀表，信號式封閉的，不能傳遞給別的系統。 操作人員只能通過生產現場的巡視，了解生產過程的狀況（2） 單元組合式儀表不同的系統需要交換信息和傳遞參數，出現集中控制室。生產現場參數采用統一的模擬信號：氣動：0.02 0.1MPa電動：0 10 ma ，0 5V 4 20 ma ，1 5V（3）計算機（微處理器）直接數字控制（DDC）單板機Z80 單片機MCS-51工控機（三總線）AD地址CD控制DD數據STD總線（56條）PC總線(ISA)如：（4）集散

7、控制系統（DCS） 管理功能集中，控制功能分散-分布式控制系統 PCPC1PC2PC3PLCA/DD/AA/DD/AA/DD/ARS232C（5）現場總線控制系統FCS 現場總線控制系統主要特點是控制功能下放到現場服務器PCPC打印機PLC工業以太網工作站現場控制層H1執行器I/OMB+由于PC監控大大降低了系統成本，使得市場空間得到擴大，從遠程監控（如防盜報警、江河汛情監視、環境監控、電信線路監控、交通管制與監控、礦井報警等）、數據采集與計量（如居民水電氣表的自動抄表、鐵道信號采集與記錄等）、數據分析（如汽車/機車自動測試、機組/設備參數測試、醫療化驗儀器設備實時數據采集、虛擬儀器、生產線產

8、品質量抽檢等）到過程控制 。二、新型工業控制系統層次結構 以標準的工業計算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統，它們具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等鮮明優點。 工業控制系統劃分為控制層、監控層、管理層三個層次結構 (Intouch視頻)。 監控層的硬件以工業級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業PC機 。 現場總線控制系統軟件它包括：現場設備管理軟件根據調用設備信息，實現對設備管理 的工具監控軟件直接用于生產操作和監視的控制軟件 包，功能豐富。仿真軟件對系統進行組態、調試、研究的工具維護軟件對現場控制系統的軟、硬件的運行狀態進行監 控、故障診斷等。 工業組

9、態軟件都運行在Windows98 / NT / 2000 /XP等操作系統環境下。 工業組態軟件的開發工具以C+為主，也有少數開發商使用Delphi或C+ Builder 。1.2 監控組態軟件概述（1）監控組態軟件的基本結構 應用程序管理器 圖形界面系統 實時數據庫 I/O驅動 第三方程序接口組件 控制功能組件（2）組態軟件的發展和現狀 世界上第一個把組態軟件做為商品進行開發、銷售的專業軟件公司是英國的Wonderware公司，它于80年代末率先推出第一個商品化監控組態軟件Intouch。此后組態軟件得到了迅猛的發展。目前世界上的組態軟件有幾十種之多，國際上較知名的監控組態軟件有：GE Fa

10、nuc的iFix、Wonderware的Intouch、西門子WinCC、AB的RSview、Schneider的MonitorPro、Citech和LabView等國際上較知名的監控組態軟件公司名稱產品名稱國別IntellutionFIX, iFIX美國WonderwareInTouch美國西門子WinCC德國Rock-wellRSView32美國National InstrumentsLabview美國CitechCitech澳大利亞IconicsGenesis美國PC SoftWizCon以色列A-Bcontrolview美國國內較知名的監控組態軟件公司名稱產品名稱國別亞控組態王中國三維

11、科技力控中國昆侖通態MCGS中國華富ControX中國研華Genie臺灣康拓Control star Easy Control中國組態軟件的發展趨勢1.運行更加穩定，執行效率更高，使用更加容易 2.更好的人機交互 3.能滿足客戶個性化需求 4.具有很好的開放性 5.獲取信息更加便利 6.增強與其他系統的交互操作 （1）使用簡單，用戶只需編寫少量自己所需的控制算法代碼，甚至可以不寫代碼。（2）運行可靠。（3）提供數據采集設備的驅動程序。（4）提供自動化應用系統所需的組件。（5）強大的圖形設計工具。二、組態軟件的特點 面向方案的HMI/SCADA(human machine interface/s

12、upervisory control and data acquisition)平臺軟件三、力控ForceControl監控組態軟件簡介(1) 力控ForceControl集成環境開發系統（Draw）： 是一個集成環境，可以創建工程畫面，配置各種系統參數，啟動力控其它程序組件等。界面運行系統（View）： 界面運行系統用來運行由開發系統Draw創建的畫面。實時數據庫（DB）：是數據處理的核心，構建分布式應用系統的基礎。它負責實時數據處理、歷史數據存儲、 統計數據處理、報警處理、數據服務請求處理等。I/O驅動程序： I/O驅動程序負責力控與I/O設備的通信。它將I/O設備寄存器中的數據讀出后，傳

13、送到力控的數據庫，然后在界面運行系統的畫面上動態顯示。讓我們首先去了解力控的目錄結構下的每一個組件吧(2)力控ForceControl組態軟件的基本特點1.方便、靈活的開發環境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的圖片，方便畫面制作，大大降低了組態開發的工作量； 2.強大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網絡數據斷線存儲，恢復功能 3.支持操作圖元對象的多個圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏； 4.強大的控件對象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象的直接操作功能，通過腳本可調用對象的方法、屬性； 5.全新的、靈活的

14、報表設計工具 力控ForceControl組態軟件的基本特點6.通過IE瀏覽器以“瘦”客戶端方式來監控工業現場的解決方案 7.支持通過PDA掌上終端在Internet實時監控現場的生產數據，支持通過移動GPRS、CDMA網絡與控制設備或其它遠程力控節點通訊；8.面向國際化的設計，同步推出英文版和繁體版，保證對多國語言版的快速支持與服務；9. 完整的網絡冗余及軟件容錯解決方案 (3)力控產品家族包含以下產品： 力控 ForceControl - HMI/SCADA工業監控組態軟件，提供了組件技術解決方案；力控pSpace 企業級實時歷史數據庫，實現企業信息集成的基礎平臺；力控pStrategyT

15、M 自動化控制軟件，實現基于PC控制的過程控制與仿真；力控pFieldCommTM 網關通訊軟件，提供通訊協議轉換的一體化解決方案；力控pMopcTM OPC通訊解決方案，提供OPC Server定制開發服務； ()(4)力控組態軟件產品結構（5）靈活方便的模板化圖形設計環境：集成化的設計環境、支持多人協作與遠程部署工程，支持系統文件與工程文件的在線升級與動態維護；支持工程模板創建、從數據模型與畫面模型等都進行了完整的模板化設計，保證了多人合作的時候整體工程的風格統一、同步修改，支持界面及模板分組功能等，支持工程模型的導入與導出、方便快速進行工程組態； 支持系統大畫面的無極放大、縮小、拖動、鷹

16、眼導航漫游，支持工程分辨率的自動調整，支持系統一機多屏配置；方便構建大型調度系統；支持窗口模板、畫面模板、對象模板，支持自定義屬性、方法、事件等，同時可以將動態變量與屬性進行自定義關聯，方便操作。對象模板的“實例化”可以演化出若干個具有相同邏輯的應用對象，每個對象模板的每一個實例化對象可以自己設置不同的變量、文本及屬性，來完成同一類型設備的不同應用的監控。提供方便的漸進色調色板，畫面支持分層，對系統畫面的多個圖層可以進行任意定義與操作，可以構建絢麗畫面，適應了行業的大規模定制；具備豐富的“矢量”行業圖庫集，提供上千種豐富的圖形元素，基本圖元（直線，矩形，橢圓，多邊形），圖元基本的動畫連接支持旋

17、轉和平移函數，可以實現類機械臂操作；對于動態畫面可以根據不同的應用可以進行不同的畫面風格修飾，除了保留支持GDI修飾后，可以全面支持GDI+圖形畫刷;支持2D、3D等圖形模擬;可以工業現場常用的flash組件;給用戶提供了多種圖庫選擇;產品設計上保證了不會因為動態圖形效果造成系統資源的過度消耗；面向“服務模式”的可視化系統目前的地理信息系統、視頻監控系統、虛擬顯示技術、三維圖像技術、GDI+技術紛紛需要集成在SCADA系統中，eForcecon可以完成對各種軟件系統的融合與交互，各類第三方平臺系統共同構成了一個綜合的監控系統；eForcecon系統中具備大量的可復用的中間件，增加多個中間件相互

18、協同的綁定機制。通過組件的服務接口能夠實現多個組件間的協同工作；提供了快速的曲線、報表、報警的模板，方便工程的多人協同與快速建立。力控組態軟件的行業典型需求力控組態軟件主要的目標是面向操作調度人員的，因而把從各個現場采集匯總的數據實時展現給調度人員是系統最重要的功能。應用對象應用于地理分散，區域廣泛，數據量幾萬點的測控系統，測點數量巨大。系統結構為二層和三層結構CS和BS結構混合方式。分為站控層、調度層、客戶端等?？刂圃O備特點：RTU（PLC）等。通訊鏈路支持：RS485/RS232、TCP/IP、modem、GSM/CDMA、GPRS、wireless等。數據通訊協議：OPC、modbus、profibus、DDE、XML等。需要支持設備冗余、鏈路冗余、全冗余，適應遠程通信的特點。調度系統需要支持計算機集群、負荷平衡等功能。整個系統能夠和視頻GIS等系統無縫集成是其特點力控組態監控軟件典型行業:煤礦石油、天然氣、燃氣冶金環保智能建筑水處理發電變配電石化、化工制造業鐵路及軌道交通仿真及教學市政建設節能減排其他力控風電版SCADA就地監控功能的實現顯示機組的運行數據，如機組的瞬時發電功率、累計發電量、發電小時數、風輪及電機的