组态软件
组态王的简介
1、 组态王的定义
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它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。
2、组态王的特点：
组态王具有以下优点：（1）适应性强，（2）开放性好，（3）易于扩展，（4）成本低，（5）开发周期短等。
通常应用的系统可以划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。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，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。使用时特别要考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可
便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
实践使用：
1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：  　
(1)图形界面的设计  　
(2)构造数据库  　
(3)建立动画连接  　
(4)运行和调试  　
2.使用组态王软件开发具有以下几个特点:  　
(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。  　
(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且
编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。  　
3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面:  　
(1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。  　
(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。  　
(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。
1 虚拟电梯控制系统原理
组态软件是能进行过程控制和数据采集的工控软件。此系统中组态软件作为上位机操作平台，建的虚拟电梯控制画面包括电梯门、电梯轿厢、内外呼梯按钮、指示灯和外部环境[2]。
可编程控制器作为下位机是控制系统的核心，采集外部按钮输入或者通讯寄存器里面的控制信号，通过运行电梯程序，引起PLC相应输出继电器(指示灯)或其它软元件产生相应动作或者改变。触摸屏作为现场监控设备，人机界面强操作方便，主要监控PLC软元件或者改变相应软元件的值。上位机平台的运行必须建立相关的动画连接，才能使系统运行，例如轿厢的上升和下降采取垂直动画连接、门的开启和闭合采取缩放连接、楼层感应采取隐含连接等。而动画连接的建立又必须建立相关的数据库，数据库里有内存变量和设备变量。经过通讯设置，将上位机组态软件和下位机PLC连接起来。用鼠标点击虚拟界面上的内选和外呼按钮，相关的数据库变量得到改变，然后组态的驱动程序将这些变量值通过通讯电缆传人到下位机PLC作为PLC的输入，运行中的PLC检测到这些信号，从而引起相应的输出，这些输出将经过通讯电缆返回上位机，上位机数据库变量刷新，从而引起动画连接图素动作。同时现场监控设备触摸屏也能改变PLC内元件值来进行内选和外呼命令，通过监控PLC元件值来观察电梯的运行状态。而上位机与PLC、触摸屏与PLC之间能实现实时双向通讯，故该组态软件也能监控触摸屏情况，实现了三者之间通讯。总体结构如图1所示。
2控制系统硬件设计
2．1上位机监控组态软件设计
2．1．1工程及设备建立
工程是系统文件容器，创建工程包括输入工程名、工程描述和确认保存路径等。设备建立指组态王软件中，必须配置一个与实际设备对应的逻辑设备，然后组态软件自动分配与该实际设备一致的驱动程序，组态王定义的I／O变量首先映射逻辑设备的相应寄存器，逻辑设备的寄存器对应着实际设备的寄存器。这样组态王和实际设备就能进行通讯。
创建工程路径
启动“组态王”工程管理器，选择菜单“文件\新建工程”或单击“新建”按钮
图4.1工程管理器
单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之二对话框”
图4.2 新建工程向导之二对话框
           
在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览…”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续。弹出“新建工程向导之三对话框”
图4.3新建工程向导之三对话框
在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于32个字节，工程描述长度应小于40个字节。单击“完成”完成工程的新建。系统会弹出对话框，询问用户是否将新建工程设为当前工程
2．1．2 图形画面绘制
图形画面能将相关动作和状态信息传递给操作者，故画面应具有直观、清晰、形象和友好的特点，方便操作者操作和观察。组态王画面处理能力强，可以利用工具箱里面的工具调整颜、画质及效果等，也可以将外部用其它软件处理过的图片导人【‘]。最终虚拟电梯界面如图2所。
图2虚拟电梯界面
2．1．3数据库创建
数据库是连接PLC的核心。数据库里面的变量包括系统变量、用户定义的I／O变量和内存变量。数据库是联系上位机和下位机的桥梁。画面图索与PLC中变量的关系，就是通过在组态王“数据词典”中定义变量来建立两者之间的联系。其中，电梯上升、下降、开门和关门等定义成I／O离散变量，轿厢当前位置和轿厢呼梯位置等定义成内存变量。
2．1．4动画连接
动画连接即建立画面图素与数据库变量的对应关系嘲，使静态画面动作，达到虚拟监控目的。以轿厢为例，当PLc采集外部呼梯命令，并判断确定上升时，通过I／o接口，引起实时数据库中变量变化，轿厢与该变量相关联后，就能满足上升条件，然后执行相应上升命令语言，实现上行。其它轿厢的下降、门的开闭、楼层指示和相关按钮响应等也须经过动画连接，最后达到虚拟电梯运行动画效果。水平移动动画连接向导
使用水平移动动画连接向导的步骤为：
◆ 首先在画面上绘制水平移动的图素，如圆角矩形。
◆ 选中该图素，选择菜单命令“编辑\水平移动向导”，或在该圆角矩形上单击右键，在弹出的快捷菜单上选择“动画连接向导\水平移动连接向导”命令，鼠标形状变为小“十”字型。
◆ 选择图素水平移动的起始位置，单击鼠标左键，鼠标形状变为向左的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向左移动的距离，水平移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条水平移动轨迹线。
◆ 当鼠标箭头向左移动到左边界后，单击鼠标左键，鼠标形状变为向右的箭头，表示当前
定义的是运行时图素由起始位置向右移动的距离，水平移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条移动轨迹线，当到达水平移动的右边界时，单击鼠标左键，弹出水平移动动画连接对话框。。
垂直移动动画连接向导
使用垂直移动动画连接向导的步骤为：
◆ 首先在画面上绘制垂直移动的图素，如圆角矩形。
◆ 选中该图素，选择菜单命令“编辑监控系统软件\垂直移动向导”，或在该圆角矩形上单击右键，在弹出的快捷菜单上选择“动画连接向导\垂直移动连接向导”命令，鼠标形状变为小“十”字型。
◆ 选择图素垂直移动的起始位置，单击鼠标左键，鼠标形状变为向上的箭头，表示当前定义的是运行时图素由起始位置向上移动的距离，垂直移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条垂直移动轨迹线。
◆ 当鼠标箭头向上移动到上边界后，单击鼠标左键，鼠标形状变为向下的箭头，表示当前
定义的是运行时图素由起始位置向下移动的距离，垂直移动鼠标，箭头随之移动，并画出一条垂直移动轨迹线，当到达垂直移动的下边界时，单击鼠标左键，弹出垂直移动动画连接对话框。
2．2现场监控设备触摸屏软件设计
2．2．1界面功能及原理
三菱F930GOT触摸屏内置独立CPU，运行程序，通过通讯电缆能扫描PLC相应元件状态，界面上与相应位元件相连元件(指示器)动作。同时界面
上的触摸键与PLC相应位元件建立连接，通过点击相应触摸键，与之对应的PLC位元件也随之改变。只要将触摸屏上元件和PLC中表示轿厢升降、门的开闭和内选外呼对应的位元件连接起来即可。

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