发布时间 : 星期三 文章组态软件在电力系统中的研究和应用更新完毕开始阅读6fcee53a2af90242a895e5dd
武汉科技大学高职生毕业设计(论文)
网络控制功能的组态软件可以连接成对等网，也可以连接成服务器/客户机的结构。计算机网络控制的发展正在向以太网靠拢，通过网卡将各种控制设备挂接在Internet网上，实施远程控制，打破了由Ethernet/Controlnet/Devicenet三层网络组成的控制结构，出现了“一网拉平”的概念，即每个工控设备都具有独立的IP地址，通过Internet网直接进行通信和远程控制。
（7）内部数据库与外部数据库。组态软件都具有内嵌的数据库系统和报表格式，但一些用户往往需要使用第三方软件来处理采集的数据，即要求使用通用数据库来存放采集的数据，如Oracle、Sybase、Microsoft Access、Microsoft SQL Server等。所以组态软件还具有和通用外部数据库的接口。
（8）复杂运算与软逻辑控制。随着计算机控制技术的深入发展，组态软件功能早已突破了单纯的数据采集和人机界面设计，目前已将可编程控制器PLC具有的一些复杂运算（如PID运算）功能植入到组态软件中，称为软PLC或软逻辑控制。
目前大部分组态软件都是在Windows环境下运行的，一般是用面向对象设计语言开发的，开发过程中主要解决了以下几个问题：
●如何与采集、控制设备进行数据交换；
●如何将采集到的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来； ●处理数据越限报警和系统报警； ●存储历史数据和支持历史数据查询； ●以各种报表的形式将数据打印输出；
●为使用者提供灵活多变的组态工具，以适用于不同控制领域的需求； ●最终生成的应用系统运行稳定可靠； ●具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
2.2.4组态软件的基本结构
组态软件按照使用的先后顺序可分为系统开发环境和系统运行环境两大部分。系统开发环境是工程设计人员为实现自己的控制方案，在组态软件支持下进行系统生成所必须依赖的工作环境。通过建立一个工程目录树，产生一系列的用
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户文件（画面文件、数据文件、硬件配置文件等），这些文件是一个有机的整体，不能单独使用和删除。在Windows环境下，利用回答对话框、使用图库、绘图工具和一些简单的编程，可以修改完善这些文件，最终生成图形目标应用系统。系统运行环境的功能是将上面开发出的图形目标应用系统，装入内存并投入运行。
组态软件一般支持在线组态技术，即在不关闭系统运行环境的情况下，可以回到系统开发环境进行修改，保存后直接生效。自动化工程设计人员最先接触的是系统开发环境，通过一定量的组态和调试产生目标应用系统，最终将目标应用系统投入系统运行环境实际运行，至此完成一个工程项目。组态软件公司为了维护自己的知识产权，除了演示版本外，一般系统开发环境和系统运行环境都要求有软件狗才能运行，工程设计人员需要有一套开发环境和多套运行环境，也有的软件是二合一的。组态软件的每一项组态功能都有一定的独立性，因此组态软件实际上是一个集成式的软件平台。
2.2.5组态软件按照功能成员分为六个部分
（1）工程管理管理器
工程管理器也称为项目管理器，工程人员在使用组态软件的过程中经常会遇到这样的问题：在开发过程中为了防止前功尽弃，经常要对应用系统进行备份；需要引用以前开发成功的项目中的画面或部分成果；需要经常迅速查看本台计算机上保存了哪些开发好的工程项目等，这些工作虽然可以靠手动方式进行，但效率底下，容易出错。有了工程管理器后，这些工作变得简单易行。工程管理器具有新建、删除、搜索、备份、恢复、重命名工程等多项功能，并可以通过菜单或按钮切换到系统开发环境。
（2）画面开发与运行管理程序
画面开发环境提供了简单的几何制图工具，所画出的图形对象被分为线、封闭图形和文本，在画面开发环境中可以修改这些对象的属性，如线的粗细、线形、颜色、封闭图形的填充颜色、文本对象的字型、字体、字号、颜色等。画面开发环境还提供了图库，库里面有大量的自动控制元件的图形供画图时选用，如各种
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形状的电机、管道、容器、阀门、仪表、信号灯等。在画面开发环境中可以建立动画连接，即将图形对象的某一属性与数据库中的某一I/O变量值联系起来，使得应用系统运行时，画面上的图形随着I/O变量值而变化。画面运行环境负责将开发出的应用系统装入计算机内存并投入运行。
（3）实时数据库运行管理程序
组态软件内部含有实时数据库系统，用户定义的全局变量都存放在实时数据库中，这些变量的集合被形象称为数据词典。有些组态软件中也将变量称为“标签”。实时数据库中的I/O变量是随着生产现场变送器的输出值而变化的，而实时数据库中的I/O变量一变化就会引起画面上的图形变化。实时数据库的管理功能包括定义变量名称、数据类型、与外部设备的连接等各种参数。
（4）I/O驱动管理程序
I/O驱动管理是组态软件中不可缺少的组成部分，一个通用的组态软件应包含世界上各大工控设备厂商生产的所有常用工控设备的驱动程序，供应用系统设计人员选用。当设计人员使用了I/O驱动程序库中没有的设备时，应找到组态软件开发商，由他们负责根据该设备的具体通信协议开发驱动程序，一般要收取一定的费用。多数组态软件都支持DDE和OPC两个标准的通信方式。
（5）SQL访问管理器
SQL访问管理器是组态软件和通用数据库的接口，通过Windows提供的ODBC数据源设置功能，将组态软件和通用数据库（Oracle、Sybase、Foxpro、Microsoft Access、MicrosoftSQL Server等）连接起来，实现双向数据文换。实时数据库可以从通用数据库中获取数据，通用数据库也可以从实时数据库或历史数据库中获取数据。SQL访问管理器负责建立通用数据库中的表格模板、邦定记录，即指定表格中包含的各字段名称、属性及与组态软件数据词典中变量的对应关系。
（6）控制策略管理程序
有些组态软件具有很强的算术运算、逻辑运算功能，并能够用软件来实现可编程控制器PLC的复杂运算功能，称之为软逻辑。控制策略管理程序以IEC-61131-3标准为使用者提供了5种标准的编程环境，有三种图形化语言、两
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种文本化语言。图形化语言有梯形图、顺序功能图、功能块图，文本化编程语言有指令表和结构化编程语言。编译生成的目标代码可以和组态软件在同一台计算机上运行，也可以下载到下位机中运行。
2.3组态软件的组态功能
组态软件功能主要包括硬件配置功能和软件配置功能，程序员在组态软件提供的开发环境下以人机对话方式完成组态操作，调试运行正确后将系统组态结果存入硬盘中，供运行时使用。下面对组态软件的各种组态功能做一介绍。
（1）硬件配置组态功能
硬件配置组态是整个组态过程的第一步，也是最重要的一步，一个具体的计算机控制系统使用了哪些需要和组态软件进行通信的硬件设备，如某一类型的输入/输出板卡、智能模块、智能仪表、PLC等，需要将各个输入和输出点按其名称和意义预先定义，然后才能使用，包括定义各现场I/O控制站的站号，网络节点号等网络参数及站内的I/O配置等。
（2）数据库组态功能
系统的数据库包括实时数据库和历史数据库。实时数据库组态主要是确定数据库中保存的各个变量名称、工程量标度变换、上下限值、线性化处理、报警特性、报警条件等；历史数据库组态除了确定上述内容外，还需要确定循环清盘的周期，即数据的保存周期。
（3）控制回路组态功能
控制回路组态同样是一种非常重要的组态，为了确保生产工艺的实现，计算机监控系统常常要完成一些复杂的控制运算，如PID运算、前馈、串级、解耦等控制运算，控制回路的组态就是将一些标准模块的输入/输出与具体的变量联系起来，即定义各个控制回路的控制算法、调节周期及调节参数，某些系数等。
（4）控制流程组态功能
这种组态定义类似于控制回路组态，处理对象是被监测的开关量，信号采集后经过一定的逻辑控制关系处理，再送到执行机构。流程组态功能是确定哪些变量之间有关联，如“与、或”关系等。
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