第四章 力控组态新工程的步骤

　　在这章中，通过一个简单的例子，介绍用力控组态新工程的基本步骤。
　　一、 新工程的简介
　　1、假设的工艺过程
　　工艺设备包括一个油罐，一个进油控制阀门，一个出油控制阀门。用于控制两台阀门的PLC，如下图所示：

　　2、PLC的逻辑算法：
　　当进油控制阀门打开时，则开始进油。一旦存储罐即将被注满，进油控制阀门关闭，出油控制阀门打开。一旦存储罐即将被排空，进油控制阀门打开，出油控制阀门关闭。如此反复进行。
　　3、力控的PLC仿真驱动
　　SIMULATOR—力控的PLC仿真驱动
　　SIMULATOR是力控®的PLC仿真程序，为了适应本例子的要求，内嵌了逻辑算法，并且对数据通道作了约定：
　　增量寄存器１（模拟输入区）第0通道　　对应油罐的液位
　　PLC1的DI区域（数字输入区）第0通道　　控制油罐的进油控制阀门
　　PLC1的DI区域（数字输入区）第1通道　　控制油罐的出油控制阀门
　　PLC1的DO区域（数字输出区）第0通道　　启动/停止PLC程序的开关
4、工程要完成的目标
　　（1）创建一幅工艺流程图，图中包括一个油罐，一个进油控制阀门和出油控制阀门，全部使用电磁阀带动气缸阀。
　　（2）阀门根据开关状态而变色，开时为红色，关时为绿色。
　　（3）创建实时数据库，并与SIMULATOR进行数据连接，完成一幅工艺流程图的动态数据及动态棒图显示。
　　（4）用两个按钮实现启动和停止，启动和停止PLC程序。

　　二、在力控中建立新工程时，首先通过力控的“工程管理器”指定工程的名称和工作的路径，不同的工程一定要放在不同的路径下。
　　指定工程的名称和路径
　　启动力控的“工程管理器”

图1-1

　　按“新增应用”按钮，出现如下对话框：

图1-2 　　 应用名：所新建的工程的名称
　　路径：新建工程的路径，默认路径为：c:\Program Files\PCAuto
　　说明：对新建工程的描述文字
　　点击“确定”按钮，此时在工程管理器中可以看到添加了一个名为test的工程，然后再点击“开发系统”按钮，进入力控的组态界面。
　　二、 创建组态界面
　　进入力控的开发系统后，可以为每个工程建立无限数目的画面，在每个画面上可以组态相互关联的静态或动态图形。这些画面是由力控开发系统提供的丰富的图形对象组成的。开发系统提供了文本、直线、矩形、圆角矩形、圆形、多边形等基本图形对象，同时还提供了增强型按钮、实时\历史趋势曲线、实时\历史报警、实时\历史报表等组件。开发系统还提供了在工程窗口中复制、删除、对齐、打成组等编辑操作，提供对图形对象的颜色、线型、填充属性等操作工具。
　　力控开发系统提供的上述多种工具和图形，方便用户在组态工程时建立丰富的图形界面。在这个工程中，简单的图形画面建立步骤如下：
　　第一步：创建新画面
　　进入开发环境Draw后，首先需要创建一个新窗口。选择“文件[F]/新建”命令出现“窗口属性”对话框，如下图所示，

　　 输入流程图画面的标题名称，也命名为“储罐液位监控示例”。单击按钮“背景色”，出现调色板，选择其中的一种颜色作为窗口背景色。其它的选项可以使用缺省设置，详见《力控®用户指南》。最后单击“确认”按钮退出对话框。
　　第二步：创建图形对象
　　现在，在屏幕上有了一个窗口，还应看见Draw的工具箱。
　　如果想要显示网格，激活Draw菜单命令“查看/网格”。

　　■ 首先，我们需要在窗口上画一个储罐。从工具箱中选择“选择子图”工具。出现“子图列表”对话框，从中选择一个罐，如下图所示

工具箱

子图列表 　　 ■ 可以修改罐的位置及大小。单击该罐，拖动其边线修改罐的大小。若要移动该罐的位置，只要把光标定位在罐上，拖动鼠标就可以了，如下图所示：

　　 ■ 接下来，我们要画出入口阀门。选择工具箱中的“选择子图”工具，在“子图列表”对话框中选择符合要求的阀门子图，修改阀门的位置及大小。用相同的方法画出一个出口阀门。

　　 ■ 选择工具箱中的“垂直/水平线”工具， 在画面上画两条管线。
　　■ 修改两条管线的颜色、立体风格和宽度。先选中一条管线，单击鼠标右键， 出现右键菜单。选择“对象属性”菜单项，出现“改变属性”对话框。选择立体风格，宽度改为8，颜色选为灰色。选中另外一条管线，进行同样的修改，如图3-8所示。

　　 ■ 选择工具箱中的“文本”工具，在画面上写两个显示液位的字符串：“液位值：”、“######.####”。其中“######.####”用来显示液位值，显示4位小数。
　　■ 最后，我们要画两个按钮来执行启动和停止PLC程序的命令。选择工具箱中的“按钮”工具 ，画一个按钮。把按钮挪到合适的位置并调整好它的大小。按钮上有一个标志“Text”（文本）。选定这个按钮，在文本框中输入“开始”，然后单击“确认”。用同样的方法继续画“停止”按钮，完整图如下图所示。

　　 ■ 现在，已经完成了“储罐液位监控示例系统”应用程序的图形描述部分的工作。下面还要做几件事。这就是定义I/O设备、创建数据库、制作动画连接和设置I/O驱动程序。数据库是应用程序的核心，动画连接使图形“活动”起来，I/O驱动程序完成与硬件测控设备的数据通讯。
　　三、定义I/O设备
　　在力控中，把需要与力控组态软件之间交换数据的设备或者程序都作为IO设备，IO设备包括：DDE、OPC、PLC、UPS、变频器、智能仪表、智能模块、板卡等，这些设备一般通过串口和以太网等方式与上位机交换数据;只有在定义了IO设备后，力控才能通过数据库变量和这些IO设备进行数据交换。在此工程中，IO设备使用力控仿真PLC与力控进行通讯。
　　定义IO设备的步骤如下：
　　我们后面要在数据库中定义4个点，但面对的问题是这4个点的过程值（即它们的PV参数值）从何而来？从前文所描述的力控®结构功能示意图知道，数据库是从I/O Server（即I/O驱动程序）中获取过程数据的，而数据库同时可以与多个I/O Server进行通讯，一个I/O Server也可以连接一个或多个设备。所以我们必须要明确这4个点要从哪一个设备获取过程数据时，就需要定义I/O设备。
　　1. 在Draw导航器中双击“I/O设备驱动”项使其展开，在展开项目中选择“PLC”项并双击使其展开，然后继续选择厂商名“PLC”并双击使其展开后，选择项目“仪表PLC（Simulator(仪表PLC)）”，如下图所示：

　　 2. 双击 “Simulator(仿真PLC)”出现如下图所示的“I/O设备定义”对话框，在“设备名称”输入框内键入一个人为定义的名称，为了便于记忆，我们输入“PLC1”（大小写都可以）。接下来要设置PLC的采集参数，即“数据更新周期”和“超时时间”。在“数据更新周期”输入框内键入1000毫秒。

　　 提示：一个I/O驱动程序可以连接多个同类型的I/O设备。每个I/O设备中有很多数据项可以与监控系统建立连接，如果对同一个I/O设备中的数据要求不同采集周期，也可以为同一个地址的I/O设备定义多个不同的设备名称，使他们具有不同的采集周期。
　　例如，一个大的存储罐液位变化非常缓慢， 5到10秒钟更新一次就足够了，而管道内压力的更新周期则要求小于1秒钟。这样，可以创建两个I/O设备：PLC1SLOW，数据更新周期为5秒，和PLC1FAST，数据更新周期为1秒。
　　3. 单击“完成”按钮返回，在“Simulator(仿真PLC)”项目下面增加了一项“PLC1”，如图3-13所示。
　　如果要对I/O设备“PLC1”的配置进行修改，双击项目“PLC1”，会再次出现PLC1的“I/O设备定义”对话框。若要删除I/O设备“PLC1”，用鼠标右键单击项目“PLC1”，在弹出的右键菜单中选择“删除”。
　　通常情况下，一个I/O设备需要更多的配置，如：通讯端口的配置（波特率、奇偶校验等）、超时时间、所使用的网卡的开关设置等。因为这是一个“仿真”I/O驱动程序，它仿真“梯形图逻辑”和常用I/O驱动程序任务（实际上完全由PC完成），没有实际的与硬件的物理连接，所以不需要进行更多的配置。

　　 现在要记住，我们创建了一个名为“PLC1”的I/O设备，下面将要介绍如何使用它。
　　四、 创建实时数据库
　　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。
　　在数据库中，我们操纵的对象是点（TAG），实时数据库根据点名字典决定数据库的结构，分配数据库的存储空间。
　　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。
　　我们引用点与参数的形式为“点名.参数名”。如“TAG1.DESC”表示点TAG1的点描述，“TAG1.PV”表示点TAG1的过程值。
　　点类型是实时数据库DB对具有相同特征的一类点的抽象。DB预定义了一些标准点类型，利用这些标准点类型创建的点能够满足各种常规的需要。对于较为特殊的应用，可以创建用户自定义点类型。
　　DB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。
　　有些类型包含一些相同的基本参数。如模拟I/O点和数字I/O点均包含下面参数：

　　NAME　点名称
　　DESC　点说明信息
　　PV　　以工程单位表示的现场测量值

　　力控®实时数据库根据工业装置的工艺特点，划分为若干区域，每个区域又划分为若干的单元，可以对应实际的生车间和工段，极大地方便了数据的管理，在总貌画面中可以按区域和单元浏览数据。在报警画面中，可以按区域显示报警。
　　下面就以这个工程选择一种点类型，并建立实时数据库，先分析一下本工程要做什么：
　　入口阀门不断地向一个空的存储罐内注入某种液体，当存储罐的液位快满时，入口阀门要自动关闭，此时出口阀门自动打开，将存储罐内的液体排放出去。当存储罐的液位快空时，出口阀门自动关闭，入口阀门打开，重新开始向罐内注入液体。过程如此反复进行。整个逻辑的控制过程都是用一台假想的　　PLC（可编程控制器）来实现的,前面我们已经给这台假想的PLC设备命名为PLC1。
　　PLC1采集到存储罐的液位数据，并判断什么时候应该打开或关闭哪一个阀门。而我们除了在计算机屏幕上看到整个系统的运行情况（如：存储罐的液位变化和出入口阀门的开关状态变化等），我们还可以控制PLC程序的启动与停止。
　　通过以上分析，确定在数据库中所要建的数据库点：
　　需要定义一个模拟I/O点，这个点的PV参数表示存储罐的液位值，把这点的名称定为“LEVEL”。我们还需要一个数字I/O点来分别反映入口阀门的开关状态，当这个点的PV参数值为0时，表示入口阀门处于关闭状态，PV参数值为1时，表示入口阀门处于开启状态，我们将这个点的点名定为“IN_VALVE”。同样，要定义一个反映出口阀门开关状态的数字I/O点，命名为“OUT_VALVE”。另外，在假想的PLC中还有一个开关量来控制整个系统的启动与停止，这个开关量可以由我们在计算机上进行控制，所以我们需要再定义一个数字I/O点，将其命名为“RUN”。
　　最终的数据库点表是：

　　 1、创建数据库点的步骤：
　　■ 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（如果没有看到导航器窗口，激活Draw菜单命令“查看/导航器”）。
　　■ 启动DBMANAGER后出现如下图所示的DBMANAGER主窗口。
　　■ 单击菜单条的“点”选项选择新建或双击单元格，出现“请指定区域、点类型”向导对话框如下图所示，

　　 ■ 然后双击该点类型，出现如下图所示的对话框，在“点名（NAME）”输入框内键入点名“LEVEL”。

　　 其它参数如量程、报警参数等可以采用系统提供的缺省值。单击 “确定”按钮返回，在点名单元格中增加了一个点名“LEVEL”，如下图所示：

　　 ■ 按如上所述步骤，创建数字I/O点“IN_VALVE”“OUT_VALVE ”和“RUN” ，创建后的点见下图：

　　 2、数据连接
　　我们在前面创建了一个名为“PLC1”的I/O设备，而且它连接的正是我们假想的PLC1设备。现在的问题是如何将我们已经创建的4个数据库点与PLC1中的数据项联系起来，以使这4个点的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，所以我们必须指定哪些点与哪个I/O的哪个数据项设备建立数据连接。
　　■ 双击数据库中点LEVEL的单元格，选择“数据连接”选项或双击LEVEL所对的“%IOLINK[I/O连接]”单元格，都会出现如下图所示的对话框：

　　 ■ 单击增加按钮，出现SIMULATOR的数据连接对话框如下图，“内存区”选择“AI（模拟输入区）”，“通道号”指定为“0”，然后单击“确定”按钮返回，完成该点数据连接的定义，在点LEVEL的I/O连接单元格中列出了点LEVEL的数据连接项。

　　 ■ 再为三个数字I/O点建立数据连接。

　　下表列出了我们刚刚定义的4个数据连接：

　　 当完成数据连接的所有组态后，单击保存按钮并退出DBMANAGER窗口。
　　五、 制作动画连接
　　在前面已经做了很多事情，包括：制作显示画面、创建数据库点，并与I/O设备“PLC1中的过程数据1连接起来。现在我们又要回到开发环境Draw中，通过制作动画连接使图形在画面上随PLC1数据的变化而活动起来。
　　1、首行涉及一个概念，“Draw变量”：Draw变量就是在开发环境Draw中定义和引用的变量，简称为变量。开发环境Draw、运行环境View和数据库DB都是力控®的基本组成部分。但Draw和View主要完成的是人机界面的开发、组态和运行、显示，我们称之为界面系统。实时数据库DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/O Server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。界面系统与数据库系统可以配合使用，也可以单独使用。比如：界面系统完全可以不使用数据库系统的数据，而通过ActiveX或其它接口从第三方应用程序中获取数据；数据库系统也完全可以不用界面系统来显示画面，它可以通过自身提供的DBCOM控件与其它应用程序或其它厂商的界面程序通讯。力控®系统之所以设计成这种结构，主要是为了使系统具有更好的开放性和灵活性。
　　2、建立动画连接
　　动画连接是将画面中的图形对象与变量之间建立某种关系，当变量的值发生变化时，在画面上图形对象的动画效果动态变化方式体现出来。有了变量之后就可以制作动画连接了。一旦创建了一个图形对象，给它加上动画连接就相当于赋予它“生命”，使它动起来。
　　动画连接使对象按照变量的值改变其大小、颜色、位置等 。例如，一个泵在工作时是红色，而停止工作时变成绿色。有些动现连接还允许使用逻辑表达式，如：OUT_VALVE==1&&RUN==1表示：OUT_VALVE与RUN这两个变量的值同时为1时条件成立。又比如，如果希望一个对象在存储罐的液面高于80开始闪烁，这个对象的闪烁的表达式就为“LEVEL>80”.
　　定义变量和制作动画连接这两件工作可以相互独立在完成。例如，使用“特殊功能/定义变量”，可以直接进入定义变量的环境。
　　下面以所建的工程为例说明建立动画连接的步骤：
　　从最上面的入口阀门开始定义图形对象的动画连接。
　　■ 双击入口阀门对象，出现动画连接对话框，如下图所示：

　　 图动画连接
　　■ 让入口阀门根据一个状态值的变化来改变颜色。选择图中的“颜色相关动作――颜色变化――条件”单击“条件”按钮，弹出如下对话框，如下图所示：

　　 单击“变量选择”按钮，弹出“变量选择”对话框，在点名栏中选择“IN_VALVE”，在右边的参数列表中选择“PV”参数，如下图所示，然后单击“选择”按钮，

　　 在“颜色变化”对话框的“条件表达式”的文本框中就可以看到变量名“IN_VALVE.PV”如下图所示：

　　 ■ 在变量“IN_VALVE.PV”后输入“＝＝1”，使最后的表达式为：“IN_VALVE.PV==1”(力控®中的所有名称标识、表达式和脚本程序均不区分大小写)在这里使用的变量IN_VALVE.PV是个状态值，我们用它代表入口阀门的开关状态。上述表达式如果为真（值为1），则表示入口阀门为开启状态，希望入口阀门变成白色，所以在“值为假时” 选项中将颜色通过调色板选为白色，如下图所示，单击“确认”按钮返回。用同样的方法，再定义出口阀门的颜色变化条件及相关的变量，如下图所示：


　　 ■ 处理有关液位值的显示和液位变化的显示，选中存储罐下面的#######.###符号，然后双击鼠标左键，出下出现动画连接对话框，在这里选用“数值输出――模拟”，点击“模拟”按钮，弹出“模拟值输出”对话框，在表达式项内输入“LEVEL.PV”或是点击“变量选择”按钮，出现变量选择对话框，然后选择点名“LEVEL”,在右边的参数列表中选择“PV”参数，点击“选择”按钮，“表达式”项中自动加入了变量名“LEVEL.PV”，如下图所示：

　　 ■ 现在，已经把存储罐的液位用数值显示出来了，下面将代表储罐的填充高度也随着液位的变化而变化，这样更形象地显示存储罐的液位变化了。
　　选中储罐后双击鼠标左键，出下如下图所示的动面连接对话框。

　　 在“表达式”项内键入“LEVEL.PV”。填充颜色为绿色，填充背景颜色为黑色。这样力控将一直监视变量“LEVEL.PV”的值。如果值为100，存储罐将是全满的。如果值为50，将是半满的。然后点击“确认”。
　　六、 脚本动作
　　用脚本来完成两个按钮的动作来控制系统的启停。
　　■ 选中“开始”按钮后双击鼠标左键，出现动画连接对话框，选择“触敏动作/左键动作”按钮。单击“左键动作”按钮，弹出脚本编辑器对话框选择“按下鼠标”事件，在脚本编辑器里输入“RUN.PV=1”;如下图所示，这个设置的意思是当在运行界面按下“开始”按钮后，变量RUN.PV的值被设成1，相应地PLC1中的程序被启动运行。

　　 ■ 同样，下面定义“停止”按钮的动作。在脚本编辑器里输入“RUN.PV=0”;这个设置的意思是，当鼠标按下“停止”按钮后，变量RUN.PV的值被设成0。设备PLC1中的程序就会停止运行，如下图：

　　 在上面整体制作动画连接的过程事，系统自动创建了所有引用到的数据库变量。如果要看这些变量，可以激活DRAW菜单中“特殊功能/定义变量”出现“变量定义”对话框，如下图所示：

　　 点击“选择”按钮，出下如下图所示的“变量选择”对话框，在“变量类别”中指定“数据库变量”，可以看到在上面工程中所引用的所有数据库变量：LEVEL.PV、IN_VAVLE.PV、OUT_VAVLE.PV和RUN.PV,它们全部由系统自动创建。

　　 七、 运行
　　力控工程初步建立完成，进入运行阶段。首先保存所有组态内容，关闭DBManager(如果没关闭)。在力控的开发系统（DRAW）中选择“文件\进入运行”菜单命令，进入力控的运行系统。在运行系统中选择“文件\打开”命令，从“选择窗口”选择“储罐液位监控示例”。显示出力控的运行画面，点击“开始”按钮，开始运行PLC1的程序。这时会看见阀门打开，存储罐液位开始上升，一旦存储罐即将被注满，它会自动排放，然后重复以上的过程。可以在任何时候点击“停止”按钮来中止这个过程，如下图所示：

　　 八、 制作运行包
　　力控的制作运行包的功能，可以将当前工程组态的信息和力控的运行环境压缩成几个文件，形成Setup安装盘。当工程完成后，可以将这样一张安装盘交到用户的手上，当机器发生严重故障使控制应用受到破坏时，用户可以用这张Setup安装盘进行安装，一次性恢复完整的力控控制系统，确保了系统的安全，大大地减少了维护工作量。
　　制作运行安装包的步骤：
　　■ 选择开发系统的“文件\制作运行包”菜单，弹出如下图所示的“生成运行环境及当前工程应用的安装包”对话框。

　　 ■ 选择生成的安装包存放的路径、输入安装运行时的窗口标题、安装包运行时的缺省安装路径、安装后快捷方式的名称。可以使用缺省设置，也可以根据工程的实际需要指定。点击“开始”按钮开始压缩。压缩完成时，提示结束对话框。此时，在C盘生成一个PCAuto文件夹，文件夹内是安装包文件。
九、 系统投入运行
　　将上述生成的安装包，在需要现场运行监测的机器上执行安装包内的Setup程序进行安装，如下图所示：

　　 根据需要选择：桌面建立运行快捷方式、在开始菜单建立运行快捷方式、在开始菜单建立卸载快捷方式，开机自动运行，点击“开始”按钮进行解压缩并且安装，安装完成后，计算机重新启动，如果选择了“开机自动运行”选项，则计算机起来后，力控进入运行状态。