《监控组态设计基础》实验指导书.doc

1、监控组态设计基础实验指导书信息与电气工程学院自动化系河北工程大学教务处监控组态设计基础实验概述一、实验目的与要求通过监控组态设计基础课程实验实训，可以拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解，培养学生实际应用能力，从而掌握比较全面的专业知识。要求学生对力控软件的标准功能模块进行定制实现，满足工程上的要求。使学生掌握组态软件的系统结构、原理、功能及技术指标、使用方法。监控组态设计基础课程实验主要是利用力控监控组态软件进行实验实训的二、力控监控组态软件概述1、力控监控组态软件简介计算机控制系统通常可以分为设备层、控制层、监控层、管理层四个层次结构，构成了一个分布式的工业网络控制系统。其中设备层负责将

2、物理信号转换成数字或标准的模拟信号，控制层完成对现场工艺过程的实时监测与控制，监控层通过对多个控制设备的集中管理，来完成监控生产运行过程的目的，管理层实现对生产数据进行管理、统计和查询。监控组态软件一般是位于监控层的专用软件，负责对下集中管理控制层，向上连接管理层，是企业生产信息化的重要组成部分。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”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时

3、间，大大地提高了集成效率。 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。使用力控用户可以方便、快速地构造不同需求的数据采集与监控系统。 力控的应用范围广泛，可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制

4、、管理监测、工业现场监视、远程监视/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。 2、力控监控组态软件的构成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”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。 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

5、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。 力控软件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。主要的各种组件说明见下： 工程管理器（Project Manager） 工程管理器用于创建工程、工程管理等。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。 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，操作人员通过它来完成监控。 实时数据库（DB） 实时数据库

6、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。 I/O驱动程序（I/O SERVER） I/O驱动程序负责力控与控制设备的通信。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。 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Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。 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RS23

7、2C接口，可实现一对一（1：1方式）通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机（1：N方式）通信，同时也可以通过电台、MODEM、移动网络方式进行通信。 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。 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

8、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。 3、力控监控组态软件的组态生成的数据文件及应用目录说明应用路径doc： 存放画面组态数据。应用路径logic：存放控制策略组态数据。应用路径sql： 存放组态的SQL连接信息。应用路径recipe：存放配方组态数据。应用路径menu：存放自定义菜单组态数据。应用路径dbdat：存放历史数据文件。应用路径http：存放要在Web上发布的画面及有关数据。 应用路径sys： 存放所有脚本动作、中间变量、系统配置信息。 应用路径db： 存放数据库组态信息，包括点名列表、报警和趋

9、势的组态信息、 数据连接信息等。 应用路径bmp：存放应用中使用的.bmp、.jpg、.gif等图片。 实验一 组态软件认识实验一、 实验目的1、 熟悉组态软件的开发和运用环境2、 初步掌握实时数据库的创建、组态与使用3、 利用仿真驱动程序进行实时数据库的组态4、 掌握脚本语言的运用方法5、 使学生掌握组态软件在工程上的使用方法。二、 实验设备1、 DZH-1型PLC可编程序控制器模拟实验台2、 PC计算机3、 连接导线一套三、 实验内容某住宅小区的楼宇监控系统工程的实验内容（1）、工艺过程 以某住宅小区的楼宇监控为设计对象，假设该住宅小区共有十座居民住宅楼，要求对住宅小区的各个住宅楼进行照明

10、、电梯的工作情况进行监控。根据工艺过程设计并调试该住宅小区的楼宇监控系统。（2）、PLC的控制要求 该住宅小区的居民住宅楼的照明、电梯的工作情况进行监控能够进行实时的监控，当出现故障，还能对出现的故障进行报警等功能。（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，并且对数据通道自己根据需要进行定义。（4）、工程要完成的目标 A、根据要求能够完成某住宅小区的楼宇监控系统完整的监控系统图的设计B、利用仿真I/O设备驱动实现上位机监控系统仿真运行。四、 实验要求以该工程监控系统为设计对象，根据该工程

11、监控系统的设备（采集点）的布局设计人机监控界面；初步熟悉组态软件的开发和运用环境；利用仿真驱动程序进行实时数据库的组态，初步掌握实时数据库的组态与使用；初步调试并运行该监控系统监控界面。五、 实验结论根据该实验的具体内容写出实验报告,具体内容包括：实验目的，实验设备，自己设计的实验步骤，监控系统监控界面，变量定义及脚本程序清单、实验收获等内容。实验二 罐区自动化监控系统的实验一、实验目的1、进一步熟悉监控组态软件图形开发环境和运用环境的使用； 2、依据仿真驱动程序创建组态实时数据库、建立实时趋势、历史趋势，X-Y曲线，历史报表、掌握复杂对象的组态和脚本语言的运用方法3、 设计、调试并运行罐区自

12、动化监控系统的组态界面4、 使学生掌握组态软件在工程上的使用方法。二、实验设备1、DZH-1型PLC可编程序控制器模拟实验台2、PC计算机3、连接导线一套三、实验内容罐区自动化监控系统的仿真实验内容1、工艺过程 工艺设备包括三组交流异步电动机、三个储油罐、阀门以及相应的输油管道等。三组交流异步电动机通过启动实现对三个储油罐依次储油。根据工艺过程设计并调试上位机的监控系统。2、PLC的控制要求 三组交流异步电动机能实现自动顺序启动；自动逆序停止；以及急停。还可实现手动控制电机的启动与停止。3、力控的PLC驱动 根据监控系统的需要自行设计所需要的各种控制变量4、工程要完成的目标 （1）、根据要求能

13、够完成上位机监控系统的设计（2）、利用仿真I/O设备驱动实现上位机监控系统仿真运行四、实验要求依据罐区自动化监控系统的工程简介，设计仿真现场的人机监控界面；进一步熟悉监控组态软件图形开发环境的使用；依据现场控制设备PLC创建组态实时数据库，并使用脚本语言的实现对复杂对象的控制；调试并运行完整的系统工程组态。五、 实验结论根据该实验的具体内容写出实验报告,具体内容包括：实验目的，实验设备，自己设计的实验步骤，监控系统监控界面，变量定义及脚本程序清单、实验收获等内容。实验三 啤酒装箱自动生产线组态仿真实验一、实验目的1、进一步熟悉监控组态软件图形开发环境和运用环境的使用；2、依据仿真驱动程序创建组

14、态实时数据库，掌握复杂对象的组态和脚本程序的编写3、设计、调试并运行啤酒装箱自动生产线组态仿真监控界面4、使学生掌握组态软件在工程上的使用方法。二、实验设备1、DZH-1型PLC可编程序控制器模拟实验台2、PC计算机3、连接导线一套三、实验内容啤酒装箱自动生产线组态仿真实验内容1、工艺过程 工艺设备包括啤酒灌装设备，啤酒瓶封口设备、装箱皮带机、转运皮带机、运货机器、相对应的报警指示器、阀门以及相应的输送管道等。具体过程：啤酒灌装控制单元，啤酒瓶封口单元、啤酒瓶装箱控制、啤酒瓶转运控制、运货机装满后开走，出现故障后的报警等过程。根据工艺过程设计并调试上位机的监控系统。 2、PLC的控制要求 采用

15、PLC的仿真监控系统实现对上述过程的仿真监控。3、力控的PLC驱动 根据监控系统的需要自行设计所需要的各种控制变量4、工程要完成的目标 （1）、根据要求能够完成上位机监控系统的设计（2）、利用仿真I/O设备驱动实现上位机监控系统仿真运行四、实验要求依据啤酒装箱自动生产线的工程要求，设计仿真现场的人机监控界面；进一步熟悉监控组态软件图形开发环境的使用；依据仿真驱动程序创建组态实时数据库、建立实时趋势、历史趋势，X-Y曲线，历史报表、掌握复杂对象的组态和脚本语言的运用方法；调试并运行啤酒装箱自动生产线的上位机人机监控界面。五、实验结论根据该实验的具体内容写出实验报告,具体内容包括：实验目的，实验设

16、备，自己设计的实验步骤，监控系统监控界面，变量定义及脚本程序清单、实验收获等内容。实验四 液位控制系统的监控组态实验一、实验目的1、进一步熟悉监控组态软件图形开发环境和运用环境的使用 2、依据仿真驱动程序创建组态实时数据库、建立实时趋势、历史趋势，X-Y曲线，历史报表、掌握复杂对象的组态和脚本语言的运用方法3、 设计、调试并运行液位控制工程的监控组态系统4、 学生掌握组态软件在工程上的使用方法二、实验设备1、DZH-1型PLC可编程序控制器模拟实验台2、PC计算机3、连接导线一套三、实验内容液位控制工程的监控系统的实验内容1、工艺过程 工艺设备包括三组交流异步电动机、三个加压水箱、与三组交流异

17、步电动机相对应的三个报警指示器、阀门以及相应的输水管道等。三组交流异步电动机通过启动实现对高层建筑中的三个不同位置的供水水箱依次进行三级加压，并要求三个水箱始终保持恒定压力以满足不同楼层用水的需求。根据工艺过程设计并调试上位机的监控系统。2、PLC的控制要求 三组交流异步电动机能实现自动顺序启动，实现三级加压；自动逆序停止；以及急停。还可实现手动控制电机的启动与停止。根据工程的工艺过程和控制要求，编写、调试并运行下位机的控制程序。3、力控的PLC驱动 根据监控系统的需要自行设计所需要的各种控制变量4、工程要完成的目标 （1）、根据要求能够编写下位机PLC控制程序（2）、完成上位机监控系统的设计（3）、利用I/O设备驱动实现上位机监控系统对下位机PLC的监控四、实验要求依据液位控制工程的监控系统的工程基本要求，设计仿真现场的人机监控界面；进一步熟悉监控组态软件图形开发环境的使用；依据现场控制设备PLC创建组态实时数据库，实现监控计算机与PLC的通信；建立实时趋势、历史趋势，X-Y曲线，历史报表，并使用脚本语言的实现对复杂对象的控制；调试并运行液位控制系统。五、实验结论根据该实验的具体内容写出实验报告,具体内容包括：实验目的，实验设备，自己设计的实验步骤，监控系统监控界面，变量定义及脚本程序清单、实验收获等内容。