組態(tài)軟件開發(fā)流程詳解_組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)實(shí)例

　　組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。

　　組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。

　　隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。

　　對(duì)應(yīng)于原有的HMI（人機(jī)接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過(guò)手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差；或者購(gòu)買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來(lái)，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。

　　組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來(lái)形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識(shí)別。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。

　　組態(tài)軟件開發(fā)的步驟

　　1、將所有I/O點(diǎn)的參數(shù)收集齊全，并填寫表格，以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時(shí)使用。

　　2、搞清楚所使用的I/O設(shè)備的生產(chǎn)商、種類、型號(hào)、使用的通信接口類型，采用的通信協(xié)議，以便在定義I/O設(shè)備時(shí)做出準(zhǔn)確選擇。

　　3、將所有I/O點(diǎn)的I/O標(biāo)識(shí)收集齊全，并填寫表格，I/O標(biāo)識(shí)是唯一地確定一個(gè)I/O點(diǎn)的關(guān)鍵字，組態(tài)軟件通過(guò)向I/O設(shè)備發(fā)出I/O標(biāo)識(shí)來(lái)請(qǐng)求其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下I/O標(biāo)識(shí)是I/O點(diǎn)的地址或位號(hào)名稱。

　　4、根據(jù)工藝過(guò)程繪制、設(shè)計(jì)畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖。

　　5、按照第一步統(tǒng)計(jì)出的表格，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，正確組態(tài)各種變量參數(shù)。

　　6、根據(jù)第一步和第二步的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量與I/O點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即定義數(shù)據(jù)連接。

　　7、根據(jù)第四步的畫面結(jié)構(gòu)和畫面草圖，組態(tài)每一幅靜態(tài)的操作畫面（主要是繪圖）。

　　8、將操作畫面中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量建立動(dòng)畫連接關(guān)系，規(guī)定動(dòng)畫屬性和幅度。

　　9、視用戶需求，制作歷史趨勢(shì)，報(bào)警顯示，以及開發(fā)報(bào)表系統(tǒng)。之后，還需加上安全權(quán)限設(shè)置。

　　10、對(duì)組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行分段和總體調(diào)試，視調(diào)試情況對(duì)軟件進(jìn)行相應(yīng)修改。

　　11、將全部?jī)?nèi)容調(diào)試完成以后，對(duì)上位軟件進(jìn)行最后完善（如：加上開機(jī)自動(dòng)打開監(jiān)控畫面，禁止從監(jiān)控畫面推出等），讓系統(tǒng)投入正式（或試）運(yùn)行。

　　組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)實(shí)例

　　組態(tài)軟件是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)工具，開發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過(guò)硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作。在過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置中，要實(shí)現(xiàn)鍋爐液位控制，以往采用儀表作為調(diào)節(jié)器，該儀表通過(guò)儀表面板的按鍵來(lái)改變參數(shù)值，沒(méi)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出曲線，故參數(shù)調(diào)節(jié)不方便，且系統(tǒng)的控制精度低。為了改變這種狀況，利用世紀(jì)星組態(tài)軟件開發(fā)了鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)采集、處理數(shù)據(jù)。根據(jù)世紀(jì)星的鍋爐液位實(shí)時(shí)曲線輸出，用滑動(dòng)輸入塊改變參數(shù)的值，使系統(tǒng)輸出穩(wěn)定到設(shè)定值，從而提高了工作效率。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、界面友好、可擴(kuò)展性強(qiáng)。

　　監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程：

　?。?）本人了解到蒸餾塔煉油系統(tǒng)主要包含兩個(gè)塔爐，由甲爐粗煉+乙爐精煉兩道工序構(gòu)成，采取邊煉邊出成品油的煉油方式，為使兩均在最佳煉油液位煉油，其工作流程如下：

　?。?）確定點(diǎn)組態(tài)如下：甲爐液位YW1（模擬輸入）、乙爐液位YW2（模擬輸入）、控制閥門一、二開關(guān)INT1（數(shù)字輸入）、控制閥門三、四開關(guān)OUT1（數(shù)字輸入）、控制閥門五開關(guān)OUT2（數(shù)字輸入）、軟件監(jiān)控系統(tǒng)開關(guān)RUN。

　?。?）創(chuàng)建監(jiān)控中心后繪制監(jiān)控圖像如下圖，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)畫連接。

　　說(shuō)明：圖中按鈕左鍵單擊實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)功能，“開始”——系統(tǒng)開始運(yùn)行、“停止”——系統(tǒng)停止運(yùn)行、“實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線”——轉(zhuǎn)到實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線窗口、“查看歷史報(bào)表”——轉(zhuǎn)到歷史報(bào)表窗口、“萬(wàn)能報(bào)表”——轉(zhuǎn)到萬(wàn)能報(bào)表窗口、“報(bào)警記錄”——轉(zhuǎn)到報(bào)警記錄窗口、“歷史趨勢(shì)”——轉(zhuǎn)到歷史趨勢(shì)窗口、“計(jì)量表”——顯示每次配送車裝載量、甲爐平衡液位游標(biāo)——調(diào)節(jié)甲煉油爐最佳煉油液位、乙爐平衡液位游標(biāo)——調(diào)節(jié)乙煉油爐最佳煉油液位、爐右上方綠色指示燈——高限液位報(bào)警指示。

　?。?）創(chuàng)建實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線窗口如下圖所示：

　　說(shuō)明：橫軸顯示時(shí)間，縱軸顯示兩爐液位值，紅色曲線為甲爐液位，藍(lán)色曲線顯示乙爐液位曲線，左鍵單擊“返回”按鈕返回監(jiān)控中心窗口。

　?。?）創(chuàng)建歷史報(bào)表窗口如下圖所示：

　　說(shuō)明：左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控中心窗口。

　?。?）創(chuàng)建萬(wàn)能報(bào)表窗口如下圖所示：

　　說(shuō)明：“報(bào)表時(shí)間：”顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，“實(shí)時(shí)值”分別顯示甲乙爐液位值，“數(shù)值、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒、-7秒、平均值、合計(jì)”分別顯示進(jìn)入窗口當(dāng)前、-1秒、-2秒、-3秒、-4秒、-5秒、-6秒和-7秒時(shí)甲乙爐的液位值以及它們的平均值和總和，左鍵單擊“返回”按鈕返回監(jiān)控窗口。

　?。?）創(chuàng)建報(bào)警記錄窗口如下圖所示：

　　說(shuō)明：區(qū)域1顯示實(shí)時(shí)報(bào)警情況中，區(qū)域2顯示歷史報(bào)警記錄情況，區(qū)域3顯示各區(qū)域?qū)崟r(shí)和歷史報(bào)警情況，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控窗口。其中包含全部記錄，有翻頁(yè)查看和確認(rèn)功能。

　?。?）創(chuàng)建歷史趨勢(shì)窗口如下圖所示：

　　說(shuō)明：橫軸顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，縱軸顯示甲乙實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線，紅色的為甲爐的，黑色的為乙爐的，左鍵單擊“返回”按鈕返回到監(jiān)控窗口，拖動(dòng)上方游標(biāo)可查看各個(gè)時(shí)刻坐標(biāo)值，雙擊窗口還可出現(xiàn)以下趨勢(shì)設(shè)置窗口：

　　3、設(shè)計(jì)心得和體會(huì)：

　　通過(guò)這次組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，我掌握了組態(tài)軟件進(jìn)行點(diǎn)組態(tài)、制作窗口、進(jìn)行動(dòng)畫連接、編寫腳本程序、制作各種報(bào)表、制作實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警記錄以及調(diào)試運(yùn)行項(xiàng)目等各種組態(tài)軟件開發(fā)操作。此外通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我了解到組態(tài)軟件的強(qiáng)大功能以及其在各領(lǐng)域監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　4、個(gè)人建議：

　　我個(gè)人覺(jué)得老師應(yīng)該減少一些理論課時(shí)，增加一些實(shí)驗(yàn)課時(shí)，因?yàn)檫@門課程是側(cè)重于實(shí)際操作方面的。同時(shí)希望老師側(cè)重調(diào)解操作的難點(diǎn)和偏點(diǎn)，因?yàn)橐恍┖?jiǎn)單的操作不用老師多講同學(xué)也能自學(xué)掌握。又或者多給一些用到特殊操作或活用的操作的例子，讓同學(xué)模仿學(xué)習(xí)。