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1、学 号_密 级_哈尔滨工程大学本科生毕业论文基于组态软件嵌入式数据库的设计院（系）名称：计算机科学与技术学院专 业：计算机科学与技术学 号：学生姓名： 指导教师：李江华 教授哈尔滨工程大学2014年10月摘 要组态王软件是近些年深受用户欢迎的国产工控组态软件之一。它为国内外大多数变频器、板卡、仪器仪表等都编写了相应的驱动程序，使用户可以方便快捷的使用。并且组态王软件用户界面友好，可利用计算机的软件资源进行二次开发，因此在国内受到工程人员和开发者的青睐。但是组态王软件的数据功能比较薄弱，例如存储数据的文件占用磁盘空间大、数据格式复杂而且不能达到通用的效果。本文就针对组态王软件的数据功能，进行嵌入
2、式的设计。在组态王软件中完成实际的案例工程井供水监测系统，由于组态王软件支持动态数据交换技术，可以将组态王软件的实时数据传输到Visual Basic中，进行数据分析和监测。组态王软件的SQL访问管理器可以用来建立数据序列和组态王软件变量之间的联系，将组态王软件产生的海量数据传输到了Access数据库中，完成了它们之间的数据交换，并且利用Visual Basic的数据处理功能进行海量数据的管理和处理。最后组态王软件调用Visual Basic的可执行文件，完成了嵌入式数据库的设计。关键词：组态软件；数据交换；嵌入式数据库ABSTRACT The Kingview software is one
3、 of the domestic configuration software which is welcome in the recent years. The Kingview software includes the corresponding drivers for the most of frequency changers, the board card, the instrument measuring appliance etc. And it enables the user to uses the software quickly and conveniently. Th
4、e user interface of Kingview software is friendly, and the Kingview software can be improved by using computer software resources. Therefore, the engineers and developers in our country show great favor to Kingview software. But the data function of kingview is a weak point of Kingview software, for
5、 example the document of storing data takes the floppy disk a large space, the data format is complex, moreover it cannot achieve the general effect.This paper aiming at the data function of Kingview software carries on the embedded design. We implement practical case project in the Kingview softwar
6、emonitoring system of well water supply. Because the Kingview software supports dynamic data exchange technology, it can transmit its real-time data to Visual Basic, then analyze and monitor the data. SQLs visiting manager of Kingview is applied to establish the relationship between the data sequenc
7、e and the Kingview variable. It transmits the plentiful data which is produced by the kingview to the Access database, exchanges the data between them, manages and processes plentiful data by using Visual Basic data processing function. At last, the embedded database can be complemented by executing
8、 the executable program which is generated by Visual Basic.Key words：configuration software; data exchange; embedded database目 录第1章 绪论1目录第1章绪论11.1工业组态软件概述11.1.1工业组态软件的发展过程11.1.2工业组态软件的主要特点31.2课题的设计背景及意义41.2.1国内外研究现状41.2.2组态王软件数据功能分析41.3论文结构6第2章软件简介及设计概要72.1软件工具简介72.1.1Visual Basic 6.0简介72.1.2Access数
9、据库简介72.2组态王软件的介绍82.2.1组态王软件的组成82.2.2组态王开发工程项目的一般过程102.3需求分析112.3.1案例工程的设计需求分析112.3.2Visual Basic数据库设计分析112.4嵌入式数据库设计思想122.5本章小结13第3章案例工程的设计143.1井供水监测系统简介143.2变量的定义153.3画面的设计与动画连接193.3.1画面制作193.3.2动画连接193.4命令语言的编写213.5报警窗口的设计233.6实时趋势曲线的绘制233.7本章小结24第4章VB程序开发设计264.1本设计的关键技术264.1.1组态王与Access数据库之间的数据传输
10、264.1.2DDE动态数据交换技术284.2数据功能的实现294.2.1数据分表功能的实现294.2.2数据表格功能的实现314.2.3各种图形显示数据344.2.4实时数据的设计354.3用户功能的设计384.4嵌入式设计394.5在组态王中设计帮助说明394.6运行和调试404.6.1案例工程的测试404.6.2数据交换中出现的问题414.6.3嵌入式数据库功能的测试414.7本章小结42结论43参考文献45致谢46第1章 绪论11工业组态软件概述新型的工业组态软件是伴随着计算机技术的蓬勃发展而兴起的。目前，组态技术在许多行业得到了广泛的应用，并且发展迅速。工业组态技术发展迅速的主要原因
11、是PC机以及组态软件的普遍使用。工业组态软件主要是采用计算机语言进行工业工程的设计，例如：它将各种硬件设备（工业PC机、控制板卡、PLC、仪器仪表等）有机的组合在一起，从而形成一个能完成实时监控的系统专业软件。工业组态软件将复杂的工控过程简单化，使得项目开发周期短，并带动着工控技术的快速发展。工控组态软件是利用其软件提供的工具，通过简单形象的组态工作，即可构成所需功能的软件。与以往用计算机语言开发软件相比，组态软件开发实际生产工程的成功率很高，可靠性较强；并且运用组态软件进行开发的周期短，且易于更改、扩充和升级。因此，工控组态软件发展迅速，得到了开发人员和设计者的充分肯定1。111工业组态软件
12、的发展过程20世纪60年代虽然计算机开始进入工业生产控制，但当时的计算机开发人员所具备的工控知识并不完备，导致计算机科学与技术在工业控制行业的发展速度缓慢。到70年代初期，微处理器的出现使计算机控制得到了快速的发展。微处理器在数据计算能力、数据处理能力提高的同时，计算机的硬件成本也大副的下降，并得到了广泛的应用。在这种情况下，一些从事控制仪表和原来一直从事工业控制的公司陆续推出了新型控制系统。在随后的20年中，DCS(Distributed Control System)及其计算机控制控制技术日趋成熟，此时的集散型控制系统已具有较丰富的软件，包括计算机系统软件、工业组态软件、各种控制软件及其它
13、辅助软件。1、工业组态软件的发展历史这一阶段虽然DCS技术的发展很迅速，但是软件本身还是专用和封闭的，除了在功能上不断的加强外，软件成本却一直没有下降，造成DCS在中小型项目开发上的成本过高，因此，这段时期的DCS普及推广也不尽人意。20世纪80年代中后期，随着个人计算机的普及和开放系统概念的推广，基于计算机的监控系统开始进入市场，并发展壮大2。工业组态软件作为个人计算机监控系统的重要组成部分，比PC机监控的硬件系统具有更为广阔的空间。主要原因如下：原因一：很多DCS和PLC厂商公开了通信协议，加入了“PC机监控”的队伍。绝大多数的PLC和DCS都使用PC作为操作站。原因二：由于PC监控大大的
14、降低了系统的成本，使得市场空间得到了迅速的扩大，从远程控制、数据采集与计量、数据分析到过程控制，几乎无处不用。原因三：各类嵌入式系统和系统总线的飞速发展，把工业组态软件推到了自动化系统的主要位置，工业组态软件在自动化控制领域的地位越来越重要。原因四：各类智能仪器仪表、控制板卡和现场总线设备可与工业组态软件构成完整的低成本自动化系统，具有广阔的市场空间。2、应用领域工业组态软件在工业控制领域发挥着重要的作用；同时，它得到了广大用户和DCS厂商的认可，有以下几点原因：微型计算机操作系统日趋成熟，实时处理能力强大且价格低廉。微型计算机的软件及开发工具也非常的丰富，使工业组态软件的功能趋于完善，缩短了
15、开发周期。所以，新型的工业控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、开发周期短等鲜明优点。可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层3个层次结构。其中，监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，而且常在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作站为主，目前更趋向于工业PC机。112工业组态软件的主要特点组态软件最突出的特点就是实时多任务3。数据的输入输出，数据的处理、显示、存储及管理等多个任务需在同一个系统中同步快速的运行。组态软件大都由专业软件公
16、司开发，提高了系统的成功率和可靠性，减轻了工程开发人员的工作量。组态软件通常有以下几方面的特点：1、强大的画面显示组态功能目前，工控组态软件大都运行于Windows环境下，充分利用Windows的图形功能完备，界面美观的特点，提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲的绘制出各种工业画面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的画面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使画面生动、直观。2、丰富的功能模块提供丰富的控制功能库，满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块，完成实时监控、产生报表、显示历史曲线、实时曲线、提供报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作。3、强大的
17、数据库配有实时数据库，可存储备种数据，如模拟型、离散型、字符型等，实现与外部设备的数据交换。4、可编程的命令语言有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编写程序，增强图形界面。5、周密的系统安全防范对不同的操作者，赋予不同的操作权限，保证整个系统的安全可靠运行。6、仿真功能提供强大的仿真功能，使系统并行设计，从而缩短开发周期。1.2课题的设计背景及意义121国内外研究现状目前世界上的组态软件有近百种之多。国际上知名的工控组态软件有美国商业组态软件公司Wonderware公司的Intouth、Intellution公司的FIX、TA Engineering公司的AIMAX、通用电气公司的Cim
18、plicity、Rock-Well公司的RSView32、德国西门子公司的winCC等。国外的这些组态软件在中国市场上占有重要地位。他们的共同特点是系统稳定、功能强大、界面友好4。国内的组态软件起步也比较早，目前实际工业过程中运行可靠的有北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS、北京三维力控科技有限公司的力控、北京亚控科技发展有限公司的组态王以及台湾研华的GENIEE等。国内不少单位，如一些高校、研究所、公司正在积极地进行组态软件的开发。国产化的组态软件具有较强的价格竞争优势，但软件工程组织薄弱，目前主要用于一些小型的非重要性的项目中。从整体上看，国外组态软件发展较为成熟，但价格十分昂贵，
19、而且普遍无中文界面，不易推广使用；相比之下，国内组态软件还处于发展阶段，在全汉化、价格等方面具有较明显的优势，其功能和性能同国外优秀组态软件相比虽有一定差距，但前景美好。122组态王软件数据功能分析在工业组态软件中，组态王软件能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面。以动态显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲线，历史趋势曲线。并可利用现代计算机丰富的软件资源进行二次开发，便于生成各种报表以及数据的关系和分析5。为应用程序开发者提供了十分方便的软件平台。在工业控制中组态王软件的运用越来越广泛。本文中的案例工程就是在组态王中完成的。1、基本功能简介本文主要是对组态王软件的
20、数据库部分进行设计，下面简单的总结组态王kingview6.5的数据库部分功能：组态王kingview6.5可以通过SQL访问管理器将数据序列与组态王变量进行联系，并将实时数据写入到指定的数据库文件。可以动态的生成数据表。在组态王系统中，开发者设计一个或者多个数据表格模板，通过应用表格模板就可以在数据库中创建数据表。组态王本身提供了大量的数据库函数。这些函数可以通过用户指定的记录体实现数据的插入、删除、编辑、查询等功能。组态王支持多种数据源。通过操作系统下的ODBC访问接口，可以实现多种数据源的访问，如本文将要提到的Access数据库，还有例如SQL Server和Oracle等，以适应不同的
21、需求环境。组态王kingview6.5还提供历史趋势曲线ODBC显示功能。组态王软件的“工具箱”中有历史趋势曲线控件，它可以通过ODBC数据源将其它数据库文件中的数据显示在组态王的历史趋势曲线画面中。组态王kingview6.5提供报警记录的数据库输出功能。组态王根据监测数据会产生报警事件，而组态王可以通过ODBC将报警事件记录到开放数据库中，信息分别储存在Alarm、Operate、Enter和Station四个数据表中，使用者必需按组态王中的报警配置选项来定义表结构，这样报警事件就自动的写入相应的数据表中，方便了用户的使用。但是组态王kingview6.5仍然存在薄弱环节。例如存储时间要求
22、较长时，数据占用的磁盘空间就会很大；数据库格式复杂且不通用；数据统计与查询功能也较弱。因此并不能很好的满足用户的实际要求。2、功能扩充Visual Basic作为Basic语言的一种扩充，它因可视化强、简单易学，受到广大用户的喜欢。Visual Basic在数据库的应用程序开发领域中，提供了包含数据管理器、数据控件等功能非常强大的工具，可以方便的协助开发人员轻松地创建、链接数据库文件，并访问其中的数据。本文通过Visual Basic设计组态王的数据库功能，有很多优点：如人机界面友好、操作简单、并可以实现海量数据库的在线管理等。13论文结构本论文共分4章。第1章为绪论。介绍了选题背景依据，工业
23、组态软件的发展及国内外的研究现状，并分析了国产组态软件组态王软件在数据功能的不足，说明了本设计的意义。第2章介绍了系统开发工具，并简述了组态王软件的组成和使用方法，针对本文做了需求分析及总体的设计思想。第3章详细介绍案例工程的设计，主要从变量定义、画面设计、动画连接、命令语言编程、实时曲线绘制等几个方面进行介绍。第4章是本文的重点，主要介绍了本文采用的关键技术，并在此基础上完善了组态王软件的数据库部分功能。最后对全文进行了总结，分析了设计的不足之处，同时提出了一种设计组态软件功能模块的方法。第2章 软件简介及设计概要2.1软件工具简介2.1.1Visual Basic 6.0简介Visual
24、Basic 6.0编程是面向对象的编程，这意味着利用Visual Basic 6.0编程，只需跟对象打交道即可。需要完成的工作就是创建对象，设置对象的属性，捕捉来自对象的事件，处理发生的事件，而不必关心对象是如何产生和如何工作6。例如，在窗体上显示一个按钮，只需创建一个按钮对象，不必使用一长串的语句来绘制按钮，这样就大大缩短了程序开发的周期。本设计之所以使用Visual Basic 6.0开发，主要有以下两点原因：1、访问数据库Visual Basic系统具有很强的数据库管理功能。利用系统提供的控件，用户可以直接连接Microsoft Access数据库，并提供了强大的数据存储和检索功能。同时
25、Visual Basic提供开放式数据链接ODBC(Open Database Connection)功能，可以通过直接访问或建立链接的方式使用并操作后台大型数据库。2、动态数据交换(DDE)技术利用动态数据交换(Dynamic Data Exchange)技术，可以把一种应用程序的数据动态地链接到另一种应用程序中去，使两种完全不同的应用程序可以交换数据进行通信，在Windows环境下为多个应用程序之间以Client/Server方式建立了一条动态数据交换通道。2.1.2Access数据库简介Access数据库是Microsoft公司在Office中推出的数据库编辑程序。采用Access作为系
26、统海量数据存储有以下几方面原因7：1、Access的广泛应用性Access数据库由Microsoft公司推出，Microsoft公司的产品，比如：Windows操作系统、Office办公软件集成等等，在全球范围内被广泛的运用；在国内大部分PC机中都是以Windows作为操作平台，且都安装着Office应用软件。2、Access的实用性本设计主要是利用数据库存储工业组态软件的海量数据，故数据的结构比较简单，采用Access数据库进行数据存储简单、方便。3、Access的通用性Access数据库的数据源驱动程序就在Windows操作系统中自带，不用去寻找数据源驱动程序，就可在Windows操作系统
27、中实现数据调用。2.2组态王软件的介绍我国的组态软件的开发虽起步较晚，但经过科技工作者的努力，在许多方面现己赶上或接近国外的先进工控组态软件的水平。其中，由北京亚控科技发展有限公司开发的“组态王”是优秀国产组态软件的代表8。2.2.1组态王软件的组成组态王软件可以在Windows 98、Windows NT和Windows 2000操作系统下运行。目前常用的版本是组态王kingview6.5版。组态王软件包由工程管理器、工程浏览器、画面运行系统三大部分组成。其中，工程管理器用于新建工程以及工程管理等。工程浏览器内嵌画面开发系统，即组态王开发系统。工程浏览器和画面运行系统是各自独立的Window
28、s应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行环境中才能运行。工程管理器主要用于组态王工程的管理，可以新建工程、搜索工程、工程的备份、工程恢复、变量的导入导出、定义工程的属性等。工程浏览器是组态王软件包的核心部分，它具有管理开发系统的功能，它将画面制作系统中已设计的图形画面、命令语言、设备管理、变量管理、配方管理、数据库访问配置等工程资源进行集中管理，并在一个窗口中以树形结构排列，窗口界面与Windows操作系统中的资源管理器的非常相似。组态王工程浏览器的结构如图2.1所示。图2.1组态王工程浏览器的结构图工程浏览器内嵌画面开发系统，
29、在工程浏览器界面进入画面开发系统的操作方法有以下三种：方法一：在工程浏览器的右上方图标快捷菜单中单击“MAKE”图标。方法二：在工程浏览器窗口中选择“文件”下的“画面”，则在工程浏览器显示出“新建”图标，双击“新建”图标就可以进入组态王开发系统。方法三：在工程浏览器的空白区，点击右键并选择“切换到Make”也可以进入到组态王开发系统。画面运行系统是组态王软件的实时运行环境，它用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O服务程序的数据交换，将各种数据采集到组态王系统中，并把数据的变化用动画的方式形象地展示给用户，同时组态王自身可以完成报警窗口、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等
30、监视功能，并可生成历史数据库文件。2.2.2组态王开发工程项目的一般过程下面简单的介绍一下组态王KingView6.5进行实际项目开发过程时必要的几个步骤9：步骤一：启动组态王工程管理器，单击“新建”按钮，在随后出现的“新建工程向导”中单击“下一步”按钮，输入工程项目所在的目录，再单击“下一步”按钮，输入工程名称和工程描述（可以省略），再单击“完成”按钮，此时在工程管理器中显示出所建的工程项目名。步骤二：双击新建立的工程项目或者单击菜单“MAKE”，都可以进入工程浏览器。步骤三：进行设备配置。在组态王工程浏览器的工程目录显示区，单击“设备”大纲项下相应设备成员名，然后在工程浏览器目录显示区双击
31、“新建”图标，出现“设备配置向导”窗口，在此窗口中完成与组态王软件进行数据通信的设备的配置工作。步骤四：构造数据库。数据库是组态软件的核心部分。建立在数据库中的各种变量负责与各种外部设备进行数据交换，以及完成相关数据的存储。在工程浏览器中单击“数据库”大纲项下的“数据词典”成员名，然后在右边的目录内容显示区中双击“新建”图标，则弹出“定义变量”对话框，在此对话框中输入变量名，选择变量类型、数据范围、连接设备等，完成配置后，单击“确定”按钮就完成了一个变量的配置。步骤五：启动画面开发系统。在组态王工程浏览器的目录显示区中，单击“文件”大纲下的“画面”成员名，再在工程浏览器目录内容显示区中单击右键
32、，在弹出菜单中单击“新建画面”菜单，此时程序会切换到组态王开发系统，并且弹出“新画面”对话框，在此对话框中输入要建立的画面的名称以及画面的大小，也可以选择背景颜色等，然后单击“确定”按钮，则出现了一个空白的新画面。用户可以在这个画面上利用各种绘图工具进行显示画面的设计开发。步骤六：定义动画连接。动画连接建立了数据库中变量与图形画面中的图素之间的关系。只有建立了动画连接，才能将数据库中的变量信息反映到图形画面中来。在建立好的画面上双击图形对象，则会弹出“动画连接”对话框，用户可以对一个图形对象同时定义若干个动画连接，构成比较复杂的显示效果。步骤七：运行与调试。启动组态王运行系统，通过对画面的观察
33、和操作验证设计是否正确与完善，根据出现的问题可以重新进行上述的步骤，直到系统的功能正常。2.3需求分析2.3.1案例工程的设计需求分析井供水监测系统可应用于实际的工程生产中，在本系统中，需要实现井供水的实际输入与输出。并且监测实时数据蓄水池水位、池水温度、池中压力和池底压力。根据系统的具体要求，可实现蓄水池水位的自动和手动控制。在水位数据监测时，需要制作报警系统，在运行时，如果蓄水池水位出现不符合实际要求的情况，组态王就可以将蓄水池水位数据变量以报警的方式显示给用户。数据采集通过组态王kingview6.5的设备来完成，通过亚控公司提供的仿真PLC设备连接到COM2串口，可实现数据采集监测；然
34、后利用组态王kingview6.5对数据进行实时记录和分析，并建立实时曲线，实时趋势曲线用于实时显示数据的变化情况。在画面运行时，实时趋势曲线对象由系统自动更新，因此，使用者就可以看到实时数据的变化情况。在建立了文本输出的同时，它设定为模拟值输出，这样就将实时数据以数字的形式呈现给用户。2.3.2Visual Basic数据库设计分析在本文中，Visual Basic主要完成数据库的设计与管理。首先，实现对海量数据的在线操作：组态王可以将数据存储在特定格式的文件中，但是它不利于用户的查看、管理，并且占用的磁盘空间很大，在设计中就要将组态王的数据存储在通用的数据库中，例如：Access数据库，这
35、部分就要通过组态王的SQL访问管理器来完成，将海量的多种数据正确的传到Access数据库中。然后通过Visual Basic进行Access数据库文件的管理，以多种图形和数据表格的形式传递给使用者。其次，实现实时数据的DDE交换：通过DDE机制，可以实现组态王与Visual Basic之间进行数据交换，来完善组态王的数据功能，从而建立完善的数据库系统，更能体现它的实用性。2.4嵌入式数据库设计思想本文结合组态王软件以及VB的数据库开发功能，对实际案例工程进行设计，并且能够实现通用性，即通过简单的配置，不同的用户均可使用本软件来完善不同工程的数据库部分的功能，总的设计如图2.3所示。图2.2系统
36、功能结构图通过用户配置，组态王中的数据可以传输至VB和Access数据库中，在利用VB强大的数据功能对各种数据进行管理，另外，VB还可以增加用户管理功能，最后由组态王软件调用VB的可执行文件。这样就可以完善组态王软件的数据库部分功能，同时与案例工程形成了一个完整的系统。2.5本章小结本章主要简述系统开发工具VB6.0、Access数据库及组态王KingView6.5，并给出利用组态王软件进行工程项目开发设计的一般步骤。对系统设计进行了需求分析，简述了嵌入式数据库的设计思想，这为后面的实际案例工程的建立以及数据库功能的开发做了良好的铺垫。第3章案例工程的设计3.1井供水监测系统简介井供水监测系统
37、在实际的工业生产中有着重要的意义，它可以同时监测系统的实时变量，并且可以以自动或者手动的方式来进行对系统的控制，使得用户能够根据实际要求更方便的操作。首先，图3.1所示为本文所述的井供水监测系统的总体设计图。图3.1井供水监测系统示意图蓄水池通过一台水泵从水源抽水，通过相应进水管道为蓄水池供水。蓄水池的出水管道连接到多个用户，为用户提供水源。为了保持系统的相对稳定，要求同时监测系统的4个实时数据变量，即蓄水池水位、池水温度、池中压力、池底压力。其中蓄水池水位要设定两个报警限，分别是上限和下限。1、井供水监测1、系统的控制要求（1）、在自动控制时如果蓄水池水位低于下限，则水泵工作，为蓄水池供水。
38、当蓄水池水位上升到上限，则水泵关闭，蓄水池水位得到下降。蓄水池水位从上限到下限之前，水泵不会工作（除非改用手动方式）。（2）在手动控制时通过人为的控制电动调节阀，可以使水泵在瞬间工作或者关闭，但是在出现蓄水池水位报警时，它仍然按照自动方式进行控制。2、本工程的主要硬件组成（1）水泵蓄水池中的水是靠水泵从水源抽水而来的。水泵采用单相泵，正常使用电压为220V，电源电压不得低于10%，以免烧毁电机。（2）蓄水池蓄水池是储存水的容器。这里假定水池高102cm，上限100cm,下限20cm。（3）液位变送器为了监测蓄水池中的水位，必须依靠一定的检测设备对蓄水池水位进行检测，液位变送器就完成了此项功能。
39、（4）电动调节阀通过电动调节阀的开关状态，可以将水泵供水改为自动或者手动方式，实现了可以人为的改变系统的工作方式。（5）潜水泵供水潜水泵可以将蓄水池中的水向用户输出。当然，系统还需要其它的设备进行配合使用，如：管道、套筒、压力变送器等。在它们之间互相配合的工作，使得系统可以正确的运行。3.2变量的定义在组态王运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，数据词典（数据库）是联系计算机和现场、上位机和下位机的桥梁。组态王的变量包括用户定义变量和系统变量两大类。变量定义在工程浏览器的数据词典中运行，定义时要指定变量名和变量类型10。用户
40、定义的变量有内存离散、内存实型、内存长整数、内存字符串、I/O离散、I/O实型、I/O长整数、I/O字符串八种类型，这8种基本类型的变量是通过“变量属性”对话框定义的，同时在“变量属性”对话框的属性页中设置它们的部分属性。系统变量包括报警窗口变量、历史趋势曲线变量、系统预设变量三种，其中报警窗口变量和历史趋势曲线变量分别是在画面上绘制报警窗口和历史趋势曲线时自动定义的，设置它们的属性是在画面上的报警窗口或历史趋势曲线完成，报警组变量是在“报警组定义”对话框中定义的。时间变量是系统已定义过的，工程人员可以直接引用。为了满足工控软件的需求，还必须设置变量的属性。“变量属性”对话框的“基本属性”页中
41、的各项用来定义变量的基本特征，包括：变量名、变量的类型、描述、变量灵敏度、变量的取值范围，以及I/O变量的连接设备信息等。在井供水监测系统工程中，需要采用变量来存放外部设备传送进来的检测信号，这些变量需要与外部设备进行数据交换，首先建立工程，然后进行设备配置，再建立相应的变量。1、建立工程在“组态王工程管理器”窗口中单击“新建”按钮，出现“新建工程向导之一”窗口。单击下一步“按钮”，在出现的“新建工程向导之二”窗口中输入工程的目录，单击“下一步”按钮，在出现的“新建工程向导之三”窗口中输入工程名称为“井供水监测系统”，最后单击“完成”按钮并且在出现的“是否将新建的工程设置为组态王当前工程”对话
42、框中单击“是”按钮，完成了工程的建立，组态王在硬盘上建立了“井供水监测系统”，以后所进行的组态工作的所有数据都将存储在这个文件夹中。2、配置设备在组态王工程管理器中，根据已建立的“井供水监测系统”工程，启动组态王的“工程浏览器”，设置工程目录显示区中“设备”大纲项下面的“COM2”成员名，然后在出现的窗口中输入串行通信口COM2的通信参数：波特率为9600b/s，偶校验，8位数据位，1位停止位，RS232通信方式，然后单击“确定”按钮，完成了对COM2的通信参数配置，保证COM2同PLC的通信能够正常的运行。由于工程是在模拟状态下完成的，所以要用到仿真PLC，组态王提供的仿真PLC设备，可以模
43、拟实际设备向程序提供数据，以供用户调试。仿真PLC提供五种类型的内部寄存器变量INCREA、DECREA、RADOM、STATIC、CommErr，INCREA、DECREA、RADOM、STATIC寄存器变量的编号从1-1000，变量的数据类型均为整型(即INT)。然后在目录显示区中，双击“新建”图标，在出现的“设备配置向导”中单击“PLC”-“亚控”-“仿真PLC”-“串行”。然后，在下一个窗口中给这个设备取一个名字“PLC”，为设备指定所连接的串口“COM2”，同时还要为设备指定一个地址“1”，最后出现“信息总结”窗口，其中设置后的界面如图3.2所示。检查无误后单击“完成”按钮，完成设备
44、的配置。图3.2仿真设备配置图3、定义变量要在组态王软件中知道外部设备的状态，以及能够输出控制信号，这就要建立相应的变量，以便组态王能够与PLC进行数据交换。（1）定义蓄水池水位变量单击“数据库”大纲项下面的“数据词典”成员名，然后在目录内容显示区中双击“新建”图标，出现“变量定义”窗口。在“基本属性”页中输入变量名“蓄水池水位”，变量类型设置为“I/O实数”，连接设备设置为“PLC”，寄存器设置为“INCREA102”，数据类型设置为“SHORT”，读写属性设置为“读写”，采集频率设置为1000ms，最大值和原始最大值设定为102，其余值为默认值就可以，并且设置为“允许DDE访问”。然后，单
45、击“报警定义”选项卡，设定高报警限为90，低报警限为10。在单击“记录和安全区”选项卡，单击选中“数据变化记录”单选按钮，并设置变化灵敏为0.01，也就是蓄水池每变化0.01cm进行一次历史数据记录。最后单击“确定”按钮，完成了“蓄水池水位”的建立。（2）定义水池温度变量同样在目录内容显示区中双击“新建”图标，出现“变量定义”窗口。在“基本属性”页中输入变量名“水池温度”，变量类型设置为“I/O实数”，连接设备设置为“PLC”，寄存器设置为“INCREA33”，数据类型设置为“SHORT”，读写属性设置为“只读”，采集频率设置为1000ms，最大值和原始最大值设定为33，初始值为15，其余值为
46、默认值就可以，并且设置为“允许DDE访问”。其余的设置均可设置为默认情况，另外两个变量“池中压力”和“池底压力”的设置与“池水温度”相似，这里就不详细的说明了。(3) “开关”与“开关1”变量的设置为了使用户可以方便灵活的控制运行系统，在这里设定这两个变量来进行控制，在目录内容显示区中双击“新建”图标，出现“变量定义”窗口。在“基本属性”页中输入变量名“开关”，变量类型设置为“内存离散”，初始值状态为“关”；同样的“开关1”也是如此设置。(4) “水流”变量的建立为了在运行画面中给用户一个逼真的流水动画，需要建立变量，在动画连接时引用，来产生动态的效果，可设置为“内存整形”，最大值设定为10，
47、其余的设置为默认值。3.3画面的设计与动画连接3.3.1画面制作在工程浏览器的工程目录区中单击“文件”大纲下面的“画面”成员名，然后在目录显示区中双击“新建”图标，出现“新画面”对话框。在“画面名称”旁边的编辑框中输入“供水系统流程图”，具体的画面如上面的图3.1进行设计。其余部分画面的设计比较简单，这里不作为本文的重点内容讲述。3.3.2动画连接动画连接就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。在建立动画连接后，根据数据库中变量的变化图形对象可以按照动画连接的要求进行变化。组态王的动画连接具有以下几个特点：特点一：一个图形对象可以同时定义多个动画连接，从而可以实现复杂的动画功能。特点二：建立动画连接的过程非常简单，不需要编写任何程序即可完成。特点三：动画过程的引发不限于变量，也可以是由变量组成的连接方式。特点四：为每一个有动画连接的图形对象设置了访问权限，以增强系统安全性。创建动画制作连接的基本步骤如下：步骤一：创建或者选择
