PLC原理及工程应用 教学课件 ppt 作者 孙同景 陈桂友 第七章 人机界面

1、第七章 人机界面,7.1 力控组态软件与PLC的通信,力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态” 。 力控监控组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。 力控是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的一种监控组态软件。力控的应用范围广泛。,1 力控组态软件简介,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,2力控组态软件的安装 力控软件的安装过程如下： （1）将力控软件光盘放入光驱中，安装程序会自动启动，并出现如图7-1所示的安装界面。 （2）力控组态软件的安装主要包括2大部分：软件主体部分和I/O驱动程序。 将软件主体和I/O驱动程序全部安装到计算机

2、中。,图7-1 力控组态软件安装界面,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,3力控软件的组成概述 （1）工程管理器（Project Manager） 工程管理器用于创建工程、工程管理等用于创建、删除、备份、恢复、选择当前工程等。 （2）开发系统（Draw） 开发系统是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。 （3）界面运行系统（View） 界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面，脚本、动画连接等工程。 （4）实时数据库（DB） 实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。 （5）I/O驱动程序（I/O SERVER） I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,（6）网络通信程序（NetClient/NetServer） 网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intran

3、et/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。 （7）通信程序（PortServer） 通信程序支持串口、电台、拨号、移动网络通信。通过力控在两台计算机之间，使用RS232C接口，可实现一对一（1：1方式）的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机（1：N方式）的通信，同时也可以通过电台、MODEM、移动网络的方式进行通信。 （8）Web服务器程序（Web Server） Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。 （9）控制策略生成器（StrategyBuilder） 控制策略生成器是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件，采用符合IEC1131-3标准的图形化编程方式，提供包括：变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、数字点处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力控的其它程序组件可以无缝连接。,图7-2 现代工厂中的网络系统,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1

4、力控组态软件简介,4应用程序工程 创建新的应用程序工程的一般过程是：绘制图形界面、创建数据库、配置I/O设备并进行I/O数据连接、建立动画连接、运行及调试。采集数据在力控各软件模块中的数据流向图如图 7-3所示。,图7-3 采集数据在力控各软件 模块中的数据流向图,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,每个机器只能安装一套力控软件，一个典型的应用中往往包含以下几个方面的内容： （1）设备驱动：计算机跟什么样的设备相连（如PLC、板卡、模块、智能仪表），是直接相连还是通过设备供应商提供的软件相连，是什么样的网络等。 （2）区域数据库：数据库主要将数据库的点参数和采集 设备的通道地址相对应，现场的数据处理、量程变换、报警处理、历史存贮等都放到数据库进行，数据库提供了数据处理的手段，同时又是分布式网络服务的核心。 （3）监控画面开发：在应用组态中，最重要的一部分是监控画面的制作。现场数据采集到计算机中后，操作人员通过仿真的现场流程画面便可以做监控，开发包括流程图、历史/实时分 析曲线、历史/实时报警、生产报表等功能。 （4）数据连接：所有的数据通过数据库变量进行动画连接，

5、 图7-3 采集数据在力控各软件 人机界面HMI里的数据库变量对应区域数据库DB的一个点参数， 模块中的数据流向图 通过点参数的数据连接来完成和设备通讯的连接的。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,5工程管理器 力控工程管理器窗口如图7-4所示。窗口列出了已创建的力控应用程序的名称和目录。,图7-4 力控工程管理器窗口,7.1 力控组态软件与PLC的通信 1 力控组态软件简介,（1）新建应用：激活此命令，出现“模板管理”对话框，如图7-5所示。输入新项目的名称和路径。若要搜索已创建的目录，单击“浏览”按钮搜索即可。当输入新建项目的名称和路径后，单击 “确认”按钮，力控在指定的路径下自动创建力控应用程序的系统子目录并生成各种系统文件。 （2）删除应用：选择一个应用程序名称后，激活此命令删除该应用程序。此删除操作仅仅将应用程序的名称从列表中删除，实际应用程序目录及目录下的文件并不会被删除 。 （3）开发系统：选择一个应用程序名称后，单击此按钮将自动进入所选应用程序的开发系统中。 （4）进入运行：选择一个应用程序名称后，单击此按钮将自动进入所选应用程序的运行系统中。,

6、7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,以电机的启停保控制电路为例：电机启停保控制电路的程序梯形图如图7-6所示。其中，0.00为启动按钮，0.01为停止按钮，10.00为电机的输出位，而0.00位所并联的10.00位是电机的自保持位。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,与此相对应，在计算机上利用力控组态软件做一个监控画面，在监控画面中放置两个按钮和一个报警灯，分别表示启动按钮、停止按钮和电机。通过两个按钮来控制电机的运行和停止，以实现对OMRON PLC进行监控。 首先将程序通过计算机下载到PLC中，并将PLC由运行模式RUN改为监控模式MONITOR。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,1创建一个应用程序 （1）启动力控工程管理器。出现力控工程管理器窗口，如图7-4所示。 （2）单击“新建应用”按钮，创建一个新的项目。出现如图7-5所示的模板管理对话框。 （3）在“项目名称”输入框内输入要创建的力控应用程序的名称，不

7、妨命名为“PC_PLC”。在“路径”输入框内输入应用程序的路径，或者单击“浏览”按钮来创建路径。在“描述信息”输入框中输入“电机启停保电路监控”。点击“确定”按钮返回，应用程序列表增加了“PC_PLC”一项。 （4）单击“开发系统”按钮进入开发系统，,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,2开发环境介绍 开发系统Draw、界面运行系统View和数据库系统DB都是力控的基本组成部分。Draw和View主要完成人机界面的组态和运行，DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/O 驱动程序）、实时数据的处理（包括报警处理、统计处理等）、历史数据处理等。 开发步骤如下： 首先是建立数据库点参数，对点参数进行数据连接；其次建立窗口监控画面，对监控画面里的各种图元对象建立动画连接；然后编制脚本程序，进行分析曲线、报警、报表制作便完成了一个简单的组态开发过程。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,3数据库概述及创建数据库点参数 实时数据库DB是整个应用系统的核心，构建分布式应用系统的基础。它负责

8、整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理。完成与过程数据采集的双向数据通信。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,实时数据库根据点名决定数据库的结构，在点名字典中，每个点都包含若干参数。一个点可以包含一些系统预定义的标准点参数，还可包含若干个用户自定义参数。 点类型是实时数据库DB根据监控需要而预定义的一些标准点类型， 目前提供的标准点类型有：模拟I/O点、数字I/O点、累计点、控制点、运算点等。不同的点类型完成的功能不同。比如，模拟I/O点的输入和输出量为模拟量，可完成输入信号量程变换、小信号切除、报警检查，输出限值等功能。数字I/O点输入值为离散量，可对输入信号进行状态检查， 点的参数的形式为“点名.参数名”。缺省的情况下“点名.PV”代表一个测量值。,7.1 力控组态软件与PLC的通信 2 利用力控监控组态软件实现与OMRON PLC的通讯,创建数据库点参数。 根据以上工艺需求，定义如下三个点参数：两个数字量输入，分别命名为“start”和“stop”；一个数字量输出，命名为

9、“motor”。步骤如下： （1）在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击“数据库组态”启动组态程序DBManager。 （2）选择菜单命令“点/新建”或在右侧的点表上双击任一空白行，出现“请指定区域、点类型”对话框。 选择“区域00”及“数字I/O点”点类型，然后单击“继续”按钮，进入点定义对话框。 （3）在“点名”输入框内键入点名“motor”，在“点说明”编辑框中输入“电机”，其它参数可以采用系统提供的缺省值。单击 “确定”按钮，在点表中增加了一个点“motor”。 （4）用同样的方式再定义两个数字量I/O点：一个在“点名”框内输入“start”, “点说明”框中输入“启动按钮”；另一个在“点名”框内输入“stop”, “点说明”框中输入“停止按钮”。这时在数据库点表中可以看到所定义好的三个点参数：“motor”，“start”和“stop” ， 最后单击“存盘”按钮保存组态内容，然后单击“退出”按钮。,4定义I/O设备 实时数据库是从I/O驱动程序中获取过程数据的，I/O驱动程序负责软件和设备的通讯，因此首先要建立I/O数据源，而数据库同时可以与多个I/O驱动程序进行通信，一个I/O驱动程序也可以连接一个或多个设备。 5数据连接 如何使实时数据库中的start、stop和motor这些点的PV参数值能与I/O设备PLC1进行实时数据交换，这个过程就是建立数据连接的过程。由于数据库可以与多个I/O设备进行数据交换，所以必须指定哪些点与哪个I/O设备建立数据连接。,6创建窗口 进入开发系统Draw后，首先需要创建一个新窗口。 选择菜单命令“文件F/新建”，或者从导航器中的“窗口”项目中单击鼠标右键，选择“新建”菜单项，出现“窗口属性”对话框。,7创建图形对象 8设置动画连接 9变量定义 10数据源 11运行,7.2 InTouch组态软件与PLC的通信 1 InTouch组态软件简介,美国Wonderware的InTouch组态软件时最早进入我国的组态软件之一，其专注于软件的开发，提供最大的可扩展性和上层网络的支持。 对于在Microsoft Windows 2000/NT/XP操作系统上创建的人机界面（HMI）应用程序而言，Wonderware InTouc

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