组态监控设计与应用 教学课件 ppt 作者 姚立波 项目三 任务3-2

项目三 基于组态王的 电厂化学加药系统组态设计,任务3-2 基于组态王的 电厂化学加药系统HMI组态设计,知识目标： 掌握组态王Kingview软件基本知识 掌握项目组态监控设计相关知识 技能目标： 掌握项目组态监控的操作步骤 掌握组态王Kingview与S7-300 PLC控制器之间的通信 掌握项目的在线信号调试,1 组态王环境结构及安装,组态王Kingview V6.53中文版运行于Microsoft Windows NT/2000/XP中文平台，为全中文界面的人机界面HMI软件，窗口框架结构，界面直观，易学易用。采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务功能。 组态王软件包V6.53由工程管理器、工程浏览器、画面开发系统和运行系统四部分组成。工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，在工程浏览器中可以查看、配置工程的各个组成部分，画面的开发和运行由工程浏览器调用画面开发系统和运行系统来完成。,1.1 组态王的基本结构,1.2 组态王V6.53安装,把组态王V6.53安装光盘插入光驱，运行Install执行程序，弹出如图3-3所示画面。,选中第二项“安装组态王程序”，按提示操作，出现如图3-4所示画面。,可选择典型、压缩、自定义三种方式，图3-4所示选择“自定义”安装方式，按提示一步一步操作，完成组态王的安装。 组态王安装完成后，自动出现图3-5所示对话框，选择“安装组态王驱动程序”，点击“完成”按钮，按提示一步一步操作，完成组态王驱动程序的安装。,所有安装完成后，在“开始”“程序”组件中就会出现组态王程序组件，如图3-6所示。,1.3 电厂化学加药系统工程建立,（1）启动工程管理器,（2）建立新工程 建立一个新工程，执行以下步骤： 1) 在工程管理器中选择“文件”菜单中的“新建工程”命令，或者单击工具栏的“新建”按钮，出现新建工程对话框，如图3-8所示。,2)单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之二”对话框，单击“浏览”按钮，选择新建工程的存储路径。如图3-9所示指定路径为“D：”。如果指定路径不存在，系统会提示是否创建。,3) 单击“下一步”按钮，弹出“新建工程向导之三”对话框，在对话框中输入工程名称“电厂化学加药系统”。在工程描述中输入“电厂化学加药系统工程”，如图3-10所示。,4) 单击“完成”按钮弹出对话框询问是否将该工程设为组态王当前工程，如图3-11所示。,5) 选择“是”按钮，将新建工程设为组态王当前工程，当进入运行环境时系统默认运行此工程。 上面各步骤，系统在文件夹“D：电厂化学加药系统”自动生成文件ProjManage.dat，保存所建工程的基本信息。 6) 在工程管理器中选择“工具”菜单中的“切换到开发系统”命令或双击该工程，进入工程浏览器窗口，此时组态王自动生成初始的数据文件。至此该工程就建好了。,1.4 S7-300 PLC驱动添加及变量定义,（1）组态王驱动概念 组态王把每一台与之通信的设备(硬件或软件) 看作是外部设备，其工作原理框图如图3-12所示。,(2)建立工控机与S7-300 PLC的通信 1) 首先在STEP 7的项目管理器菜单“选项”中选中“设置PG/PC接口”，打开“设置PG/PC接口对话框”。如果采用的是PC Adadpter适配器与PLC的MPI口相连，则选中“PC Adadpter(MPI) ”选项，如图3-13所示。如果采用其它通信方式，则选择相应的选项。,在STEP 7项目管理器的工具栏选中“可访问节点”，弹出如图3-14所示对话框，系统自动搜索PLC的MPI地址，如显示“MPI=2（直接）”，说明工控机与S7-300 PLC的通信正常，PLC的MPI地址为2。,2) 在STEP 7的“HW Config”软件中对硬件进行组态，参照表3-1添加各对象，组态的结果如图3-15所示。保存、编译并下载到PLC中。,(3)添加S7-300 PLC驱动程序 1) 在组态王工程浏览器的“设备”栏，选中“COM1”，双击右侧“新建”项，弹出“设备配置向导”对话框，如图3-16所示。,2) 展开“设备驱动”“PLC”“西门子”“S7-300/400forTCtrl”，选中“MPI”，如图3-17所示。对应不同的硬件设备，应选择对应的驱动程序。,3) 按“下一步”，如图3-18所示输入逻辑名称“S7_300”。,4) 按“下一步”，如图3-19所示选择串口“COM1”，也可选择其它串口，因为并没有真正利用串口进行通信。,5) 按“下一步”，如图3-20所示设置硬件设备的地址，本项目应输入“2.2”，小数点前的2表示PLC的MPI地址，注意应与STEP 7中配置并下载到PLC中的MPI地址一致，小数点后的2表示CPU模块的槽号，在S7-300中总为2号槽。,6) 连续按两次“下一步”，再按“完成”，就完成了驱动的添加，新建的驱动程序如图3-21所示。,(4)信号测试 1) 右击图3-21中的“S7_300”，在弹出菜单中选择“测试 S7_300”，出现如图3-22所示对话框。这里通信参数默认为串口，不用进行设置。,2) 在选项卡上选择“设备测试”页，在寄存器中输入“E0”(对应PLC的输入通道IB0) ，数据类型选择“BYTE”，依次点击“添加”、“读取”按钮，如图3-23所示，改变外接信号I0.0的值，变量值会随之发生改变。,(5)变量定义 在组态王工程浏览器的“数据库”栏，左击“数据词典”，双击“新建”弹出“定义变量”对话框，如图3-24所示。,1)定义开关量输入变量 系统开关量输入变量与S7-300 PLC的输入数据区(I开头) 对应，已在表3-4中列出。以“N1除氧器出口温度高”变量的建立为例，如图3-25所示，输入变量名“N1除氧器出口温度高”，选择变量类型为“I/O离散”，连接设备选择已建立的“S7_300” 驱动程序，寄存器输入“E0.0”(E表示为PLC的输入数据，0.0表示具体地址，即PLC的I0.0) ，数据类型选择“Bit”，读写属性选择“只读”。最后按“确定”按钮。,2)定义开关量输出变量 系统开关量输出变量与S7-300 PLC的输出数据区(Q开头) 对应，已在表3-5中列出。以“N1氨泵启停控制” 变量的建立为例，如图3-26所示，输入变量名“N1氨泵启停控制”，选择变量类型为“I/O离散”，连接设备选择“S7_300”，寄存器输入“A0.0”(A表示为PLC的输出数据，0.0表示具体地址，即PLC的Q0.0) ，数据类型选择“Bit”，读写属性选择“读写”。 最后按“确定”按钮。,3)定义数据变量/位内存变量 数据变量与S7-300 PLC的数据块对应。在定义数据变量之前，应先在STEP 7中建立共享数据块DB1，扩大DB1的数据容量，并下载到PLC中。 如图3-27，输入变量名“DB0”，选择变量类型为“I/O整数”，连接设备选择“S7_300”，寄存器输入DB1.0(DB1表示PLC的数据块DB1，0表示DB1中第0个数据单元，对应PLC的DB1.DBW0) ，数据类型选择“SHORT”，读写属性选择“读写”。 最后按“确定”按钮。,4)定义模拟量输入变量 系统模拟量输入变量与S7-300 PLC的输入数据区(I开头) 对应，已在表3-2中列出，需按字“SHORT”存取，可能驱动程序不支持。解决的办法为：以“N1除氧器出口DO”变量的建立为例，在STEP 7中进行简单的编程，用MOVE指令将IW11的值赋给DB1.DBW2，如图3-28所示；然后在组态王中按图3-29所示定义变量，输入变量名“N1除氧器出口DO”，选择变量类型为“I/O整数”，连接设备选择“S7_300”，寄存器输入DB1.2(DB1表示PLC的数据块DB1，2表示DB1中第2个数据单元，对应PLC的DB1.DBW2) ，数据类型选择“SHORT”，读写属性选择“读写”。 最后按“确定”按钮。,5)模拟量输出变量的定义 系统模拟量输出变量与S7-300 PLC的输出数据区(Q开头) 对应，已在表3-3中列出，需按字“SHORT”存取，同样需在STEP 7中先进行数据处理。以“N1氨泵变频给定”变量的建立为例，用MOVE指令将DB1.DBW 4的值赋给QW4，如图3-30所示；然后在组态王中按图3-31定义变量，输入变量名“N1氨泵变频给定”，选择变量类型为“I/O整数”，连接设备选择“S7_300”，寄存器输入DB1.4(即PLC的DB1.DBW4) ，数据类型选择“SHORT”，读写属性选择“读写”。 最后按“确定”按钮。,1.5 画面组态及命令语言编程,（1）建立新画面 在工程浏览器左侧的工程目录显示区中选择“画面”选项，在右侧视图中双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，如图3-32所示。,（2）使用图形工具箱 1)如果工具箱没有出现，选择“工具”菜单中的“显示工具箱”或按F10键将其打开，工具箱中各种基本工具的使用方法和Windows中的“画笔”很类似，如图3-33所示。,2)在工具箱中单击文本图标 ，在画面中输入文字“电厂化学加药SCADA系统”。 3）如果要改变文本的字体、颜色和字号，先选中文本对象，然后在工具箱内选择字体图标 。在弹出的“字体”对话框中修改文本属性。 4）可将文字做成阴影效果，方法为：先将文字“电厂化学加药SCADA系统”拷贝一份，修改颜色，然后将二者错开叠加，通过工具箱的“图素前移”、“ 图素后移”调整显示效果。,（3）使用调色板 选择“工具”菜单中的“显示调色板”，或在工具箱中选择图标 ，弹出调色板画面(注意，再次单击 就会关闭调色板画面) ，如图3-34所示。,（4）使用图库管理器 选择“图库”菜单中“打开图库”命令或者按F2键打开图库管理器，如图3-35所示。,（5）继续生成主画面 1) 选择工具箱中的“按钮”，在画面上鼠标图形变为“十”形状，在适当位置作为按钮的起始位置，按住鼠标左键移动鼠标到结束位置后双击，则按钮在画面上显示出来。右击按钮，在弹出的菜单中选择“字符串替换”，修改按钮的文本属性为“水汽品质”。 2) 选择工具箱中的点位图，在画面上添加一个位图对象。在“画图”软件中打开电厂的外形图，全选并拷贝至Windows的粘贴板上。然后利用菜单编辑的“粘贴点位图”将图形粘贴到该位图对象中，调整位图到合适大小。 3) 在画面上添加其它图素，最后生成的画面如图3-36所示。 4) 选择“文件”菜单的“全部存”命令将所完成的画面进行保存。,（6）生成其它画面 水汽品质采样画面命名为“水汽品质”，主要实现电导率、PH、溶解氧、钠离子、联氨、硅酸根、磷酸根等化学仪表的信号显示，并实时监视水汽品质的超温超压及冷却水断流、流量、温度、压力等状况。 图3-37所示是系统运行的水汽品质采样画面。组态该画面主要是添加文本和按钮。按钮的添加方法如上。文本添加分三种：样点列、单位列均为普通文本；采样值列为文本“#”，需连接动画；运行状态列为两个文本的叠加，例如对“除氧器出口温度高”，其运行状态是“正常”、“超温” 两个文本的叠加，均需连接动画。,加氨系统命名为“加氨”， 组态参考画面如图3-38所示，主要实现对凝结水给水加氨单元的加药计量泵及搅拌器的启停控制、电磁阀的通断及加药泵的转速或冲程控制。该画面的组态应与现场控制要求一致，相对较复杂，除了添加文本和按钮外，还要添加溶液罐、泵、电机、电磁阀等对象，可从图库中添加，也可以手工绘制。,（7）动画连接