组态王课程设计

组态王课程设计（精选8篇）

组态王课程设计篇1

基干组态王的水箱液位控制与检测报告

一、绪论

水箱液位控制与检测在工业过程控制中应用非常广泛。在串联双容水箱水过组态软件对整个过程进行模拟，同时绘制实时曲线和历史曲线，建立报表，设置报警等对现场实现实时监控。组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、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。尤其考虑三方面问题：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。

二、系统需求分析

在本次设计中，分别使用了三个水箱：上小水箱、下小水箱、储水箱。使用马达作为动力来源往高处送水。同时采用三个阀门：阀门

1、阀门

2、阀门3来控制管道的流动状态。在采用三个显示表来分别显示上小水箱、下小水箱、储水箱的液位高度。在动态链接之前首先要定义程序中用到的变量，在组态王的数据词典中定义I/O 变量、内存变量和中间变量，数据是用来描述工控对象的属性，组态王定义的各种变量组成数据库。这里我们定义：电机开关控制、阀门

1、阀门

2、组态王课程设计

图4-1 系统登陆画面

图4-2 主控画面

组态王课程设计

图4-5 实时曲线

五、数据字典设计

电机开关控制、阀门

1、阀门

2、阀门3为内存离散量，上小水箱液面、下小水箱液面、储水箱、控制水流为内存整数。各变量及参数类型如下图所示：

图5-1 数据字典截图

组态王课程设计

组态王课程设计篇2

随着工业自动化要求的提高, 以及控制设备和过程监控装置之间通信的需求, 使用组态软件设计的监控系统在逐渐普及。组态软件因其工作性能稳定可靠、人机界面良好、硬件配置方便以及编程简单等特点而得到了大量使用。常见的组态软件有MCGS、King View、Win CC等。这些软件都支持标准的控制设备, 如PLC等。但在工业现场, 使用PLC等模块的系统成本较高, 而且在具有大量模拟量检测的工业现场, 复杂的外围电路也会影响系统的稳定可靠性。单片机具有体积小、质量轻、价格低、应用开发便利等优点。接口功能丰富, 可以与前端电路制作在一块电路板上, 提高系统的可靠性。将单片机运用到测控系统中, 能将测量的灵活性和工控软件的控制稳定性有效的结合起来, 从而优化现场测控系统的总体性能和性价比[1]。

将单片机的应用开发便利、价格低、体积小和组态软件的稳定可靠等优点相结合, 必将成为工业生产的趋势。其中, 两者间的数据交互是整个系统采集控制关键。

1 系统总体架构

为了实现组态软件和单片机的通信, 采用三容水箱实验平台作为物理平台进行验证, 将通信程序运用到三容水箱的液位控制系统中。

三容水箱液位控制系统通过对各路水泵和阀门的控制, 可以模拟现代工业生产过程中对液位、流量、压力等参数的测量、控制, 也可以观察系统参数的变化特性, 因此在工业应用中具有很强的代表性[2,3]。

本系统通体由透明有机玻璃制作而成, 主要有2个小水箱、1个大水箱、不锈钢台面、电器盒、水槽4部分组成。并装有6个进水手动阀, 2个手动溢水阀, 2个手动连通阀, 3个电动阀作为出水阀;水槽中安装2个潜水泵用于打水;一个潜水泵作循环泵。如图1所示。

硬件系统采用美国AD公司推出的ADμC834单片机作为主控芯片, 主要由处理器模块、采集模块、控制模块和通信模块组成, 可以实现对3个水箱的液位、2路流量、1路温度信号的采集;2路水泵、1路循环泵和3个电动球阀的控制;通过RS 232和RS 485通信模块和上位机进行通信[4]。如图2所示。

在实验过程中, 用户通过改变水泵两端电压改变水泵打水功率, 水泵从水槽中抽水, 经过进水手动阀使水流入设定的水箱。液位传感器、压力传感器等将检测到的数据传输到控制器, 并由控制器根据用户设定电动阀的出水开口度, 可由此控制液位高度。在验证组态软件和单片机通信实验中, 可以采用一阶简单一阶液位控制, 即通过设置电动阀1开口度和控制水泵1打水功率实现水箱1的液位平衡。

2 系统软件设计

2.1 通信程序设计

作为工业采集现场常用的控制器, 单片机和组态王的数据交换是整个系统采集和控制间联系的关键。传统单片机和组态王的通信方式主要有3种:

1通过动态数据交换 (DDE) 进行通信, 但这种方式操作复杂, 对开发人员要求较高, 也会带来额外的开销, 如系统的实时性较差, 增加系统的不可靠性等;

2利用组态王的驱动程序开发包自己根据需求开发通信驱动程序, 但这种方法对开发人员要求更高, 有一定的技术难度, 且增加开发周期和成本;

3利用组态王提供的单片机通用通信协议进行通信, 该方法操作简便且实时性好, 适用于一般用户[5]。

最新版本的组态王提供HEX型和ASCII型两种单片机通用通信协议, 可以通过串口直接和单片机进行通信。通信方式有RS 232, RS 422, RS 485三种, 可进行奇偶检验, 波特率最高可达256000bps。因为ASCII型通信协议具有设计简单、程序易读易写等优点, 所以本液位控制系统采用ASCII型通信协议进行数据交互。

根据组态王提供的通用单片机ASCII型通信协议, 组态王和单片机通信的命令格式主要分为读/写两种格式[6], 如下:

除字头、字尾外所有字节均为ASCII码。

字头:1个字节1个ASCII码, 组态王中默认为40H。

设备地址:1个字节由2个ASCII码表示, 对应组态王软件中设置的0~255 (即0~0x0FFH) 。

标志位:1个字节数据由2个ASCII码 (bit0~bit7) 表示, 其中低4位有效:

bit0=0:读, bit0=1:写;

bit1=0:不打包, bit1=1:打包;

bit3bit2=00:数据类型为字节 (BYTE) ,

bit3bit2=01:数据类型为字 (UINT) ,

bit3bit2=1x:数据类型为浮点数 (FLOAT) 。

数据地址:2个字节由4个ASCII码表示, 范围为0x0000~0x FFFF:

当单片机中定义的数据类型为BYTE型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X0, X1, X2, X3, …开始对应单片机中开始地址为0, 1, 2, 3, …的占用一个字节的变量;

当单片机中定义的数据类型为UINT型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X100, X102, X104, X106, …开始对应单片机中开始地址为100, 102, 104, 106, …的占用2个字节的变量;

当单片机中定义的数据类型为FLOAT型变量时, 在组态王中定义相应的变量的从寄存器X200, X204, X208, X212, …开始对应单片机中开始地址为200, 204, 208, 212, …的占用4个字节的变量。

数据字节数:1个字节由2个ASCII码表示, 范围在1~100间;

数据:实际传送的数据, 由ASCII码表示, 个数为字节数的2倍;

异或:1个字节由2个ASCII码表示, 用于对传输数据的正确与否进行校验, 去除字头从设备地址开始逐位进行异或校验得到校验码;

CR:一个字节0x0d, 表示一帧数据结束。

初始化设定波特率和上位机标准口中设置的一致时, 上位机 (组态王) 发出命令帧, 下位机 (ADμC834单片机) 接受到数据后, 对数据进行解析:

在接收到帧头 (40H) 后, 对上位机下传的设备地址和单片机程序中定义的设备号进行匹配, 如果相同则进一步接收数据至该帧数据的结束码 (0x0d) , 否则退出接收。

上位机发送读命令, 主要用于单片机对数据的采集, 格式为:

在三容水箱液位控制系统中, 上位机发送该命令向单片机请求读取液位传感器采集的液位值, 单片机将采集到的AD值以ASCII码格式发送到上位机。

根据组态王读命令的格式要求, 设备地址设置为01, 标志位为04 (数据类型为字, 不打包, 读) , 数据地址为104 (16进制为68, 4个ASCII码表示为30 30 36 38) , 数据长度2个字节, 因此上位机发送的一帧读数据为:

其中“35 30 30 44”即为采集到液位的A/D值 (ASCII码表示, 16进制为500D, 即十进制20 493) 。

以上过程可用串口调制工具实现。上位机发送写命令, 主要将控制命令发送给单片机, 格式为:

单片机应答, 若校验正确:

若错误:

组态王通过写命令将水泵和球阀的控制命令发送给单片机, 再由单片机将数据进行解析后对水泵打水功率和球阀开口度进行控制, 并向组态王反回应答响应帧。本系统采用控制开关电源调节24 V水泵的打水功率, 开关电源输出电压由5 V信号16位PWM控制。16位PWM控制范围在0~65 535, 对应0~24 V水泵电压成线性比例关系。假设水泵的打水电压为15 V, 根据对应的线性关系可以推算出单片机输出的PWM值应为:15× (65 535/24) =40 959, 换算成16进制为9FFF。对同一台实验台采用设采集液位相同的设备地址 (01) , 标志位05 (数据类型为字, 不打包, 写) , 数据地址为100 (16进制为64, 4个字节ASCII码表示为30 30 36 34) , 数据长度2个字节, 数据为9FFF (ASCII码39 46 4646) , 因此上位机发送的一帧读数据为:

如校验正确, 单片机返回应答帧:

其中, “23 23”为“##”的ASCII码。

同理, 球阀开口度可从0~100%间调节, 设备地址 (01) , 标志位05 (数据类型为字, 不打包, 写) , 数据地址为102 (16进制为66, 4个字节ASCII码表示为30 30 36 36) , 数据长度2个字节, 数据为001E (十进制为30, ASCII码30 30 31 45) , 因此上位机发送的一帧读数据为:

若校验错误, 则返回应答帧:

其中, “2A 2A”为“**”的ASCII码。

2.2 组态王软件和算法设计

根据单片机程序中对水泵 (100) 、球阀 (102) 和液位传感器 (104) 设定的数据地址和数据类型, 设置组态王中的数据词典, 并设定采集液位值的采集频率 (本系统中采用0.1 s发送一次读指令) 。制作组态王界面, 对相关变量进行关联, 其中有关I/O变量的数据词典如表1所示。

在应用程序命令语言中写入程序的运行流程, 并设置每1.5 s运行一次[7]。在程序命令中, 主要写入命令为对水泵和球阀的控制, 并在此加入PID控制算法, 如图3框图所示, 对液位平衡进行控制。

根据PID控制算法的原理, 本系统采用水泵主控的方法进行控制[8]。

由上式可以得到第k时刻对水泵的控制量u (k) , 将该值赋给水泵即可实现对水泵的控制。

由图4可以看到, 通过调节PID参数, 液位能很快稳定在150 mm的设定高度上[9]。

3 结论

综上所述, 本系统很好地实现了ADμC834单片机和组态王基于ASCII码的通信, 并运用到三容水箱液位控制系统中, 通过PID的参数整定快准稳的将液位稳定在目标液位上。成功将组态软件具有的工作性能稳定、人机界面良好、配置方便以及编程简单和单片机体积小、价格低、应用开发便利等优点相结合, 为实际工业控制中运用组态王和单片机进行控制奠定良好的实际应用基础。

摘要：设计一种基于单片机的组态王King View液位控制系统;描述系统管路设计和底层硬件, 着重对组态王和单片机之间的ASCII码型通信协议, 以及单片机在组态王中的通信格式设置进行说明。将其应用到设计的以ADμC834为主控芯片的三容水箱液位控制系统中, 加入简单PID控制算法, 进行了实物验证, 使系统液位能快准稳的稳定在目标液位上, 显示该系统具有可靠性高、集成度高和成本低等优点。

关键词：组态王,三容水箱液位控制,PID,ASCII码

参考文献

[1]赵学军.单片机与组态王的通信程序设计[J].工业控制计算机, 2006, 19 (9) :35-37.

[2]SACO R, PIRES E, GODFRID C.Real time controlled laboratory plant for control education[J].Frontiers in Education, 2002, 1:102-112.

[3]Amira Gmbh.Handbook of laboratory equipment three tank system[M].Germany:Amira Gmbh, 1998.

[4]冯毅萍, 乐嘉华.计算机液位控制系统实验装置的研制[J].实验室研究与探索, 2000 (2) :78-81.

[5]蔚俊兰, 丁振荣.组态王6.5与单片机的通信方法[J].工业控制计算机, 2004, 17 (10) :58-59.

[6]朱小超, 徐雪春.单片机与组态王基于ASCII型通信程序设计[J].工业控制计算机, 2010, 23 (12) :34-36.

[7]北京亚控科技发展有限公司.组态王King View Version 6.5使用手册[M].北京:北京亚控科技有限公司, 2003.

[8]王晓静.基于三容水箱系统的模糊PID控制算法研究及实验教学系统开发[D].长沙:中南大学, 2009.

组态王课程设计篇3

【关键词】单片机；组态王；温度控制

1、引言

由于电子通信行业和计算机技术的飞速发展以及工业生产自动化程度的提升，监控系统在现场生产中应用已十分普遍，其大范围的应用也使生产效率得到了极大的提高。在自动控制中，温度是一项重要的控制参数。单片机因具有低功耗、低成本、结构紧凑且执行效率高等优良性能，已在工业测量与控制中得到广泛的应用。组态王因具备交互界面友好、工作稳定、便于硬件配置等优点而得到推广。从现场实际应用及低功耗、低成本、高效率的角度出发，AT89S52单片机通过ASCII协议与组态王进行直接通信，提出了一套基于单片机与组态王的温控系统。

2、工作原理

温度控制系统框图如图1所示，上位机采用计算机将采集到的温度值进行实时显示，用户能够利用对上位机的相关操作实现对温度报警范围的设定。除了能够对历史数据进行访问以外，还能实现温度数据的打印及备份等功能。下位机系统能够对温度数据进行采集并传送至计算机中，下位机采用AT89S52单片机，AT89S52采用ASCII协议与组态王进行通信。单片机间通过RS-485总线进行相互联接，各个采集器上均设计有能够设置地址信息的拨码盘。通过接口转换器将上位机与下位机进行间接连接并完成总线电平的转换。

3、系统硬件设计

3.1温度传感器选用。由于热电阻、热电偶等传统的温度测量元件所构成的模拟传感器虽然成本较低，却不能满足精度要求，因此需要较为复杂的电路提高测量精度。而数字传感器具有测量精度高、总线实现标准化、功能多样的特点，目前已在工业生产中得到广泛的应用。考虑到监测对象的温度变化区间值和误差及精度要求，选用串行通信方式的单总线数字温度传感器DS18B20，单总线技术的应用使得多点测量更为方便。DS18B20的温度测量范围不低于-550C，不高于1250C，所产生的偏差能够达到0.50C，同时该传感器具备良好的温度显示分辨率。

3.2控制电路。选用AT89S52单片机作为采集器的测温系统主控芯片，该芯片具有功耗较低、性能高的特点，是一种CMOS 8位微控制器，拥有8K字节在系统可编程Flash存储器，为许多嵌入式控制系统提供了有效的解决方案。其标准功能还包括6个中断源，16位定时器/计数器及32位I/O接口线。单片机最小系统的晶振频率约是11.0592MHz，能夠较为准确地计算串口通信时发生器的通信速率初值。

3.3串口通信电路。串口通信电路主要利用MAX485转换芯片把TTL电平转换为RS485总线电平，系统选用RS485和PC实现通信。利用89S52的RXD，TXD端口通过MAX485和上位机连接进行串行通信。RXD与单片机的串行输入端相接以接收上位机通过该转换芯片向单片机传输的数据。TXD是单片机的数据输出端，经MAX485将数据传送至上位机，从而实现单片机和上位机间的串行通信。

3.4报警电路。在采集器上设置由蜂鸣器及LED组成的报警电路，如果所测得的温度值不在设定范围内，则发出声光报警信号。电路采用PNP型三极管进行驱动，在基极接收到低电平信号时，三极管导通从而驱动声光报警电路工作。此外，为增强系统工作的可靠性及稳定性，设置有看门狗复位电路以避免系统陷入死循环。为使测得的温度值进行实时显示，在采集器上还设有数码管显示电路。选用具有串行接口的HD7279数码管驱动芯片驱动64只独立LED或8位共阴极数码管，还能够连接64键的键盘矩阵，从而简化硬件部分的设计。

4、系统软件设计

该温度监控系统的程序设计由主程序、DS18B20温度采集子程序及采集器和上位机通信子程序三部分组成。主程序通过图2所示流程图实现对功能子程序的调用，因为温度的变化过程相对缓慢，为减小处理器的工作负荷，可相隔一定的时间进行温度采集。所测得的温度值既能显示在采集器的显示屏上，也可以上传至上位机中。一旦温度不在设定范围内，处理器会触发报警电路以提醒操作人员注意。CPU对DS18B20温度传感器的操作过程要按照一定的时序完成，访问的顺序为：初始化、ROM命令及RAM命令。每次进行DS18B20的访问都要严格按照该顺序进行操作，否则传感器不会有响应。RS485通信模块的主要作用是实现采集器与上位机组态王的通信。采集器在接收到上位机软件组态王传送的包含有设备地址的数据信息后，将该数据和本机地址进行匹配，如果匹配成功，就会将本机所采集的温度值发送到上位机进行显示。

5、结束语

所设计的基于单片机和组态王的温度监控系统能够实现对监测对象的实时监控，将组态软件的控制的方便性、丰富的画面与单片机的灵活性、结构紧凑进行有机地结合，有效降低了工程费用，实现了直接通信。该系统在实际的生产工作中运行稳定可靠，已取得良好效果。

参考文献

[1]刘教瑜，张兰.组态王在监控系统中的研究与实现[J].工业控制计算机，2008（12）.

[2]马波.自动化组态软件的发展[J].自动化博览，2008（03）.

基于组态王的水箱液位控制系统a 篇4

１.引言

自动化软件在自动化产品的研发过程中有着举足重轻的地位，尤其在科学技术飞速发展的今天，自动化软件的应用越来越受到人们的重视。本文采用的自动化软件是北京亚控公司出品的组态王6.51，本文利用组态王强大的组态功能和友好的人机界面实现了对供水系统中水塔和储水箱的实时监控，并且具有一定的工程应用价值。

２.系统需求分析及其方法论证

2.1系统需求分析

为了保证系统所需用水的供给，供水系统必须能够及时的对各种用水对象进行供水。这就要求水塔和储水箱的水位不能低于一定的下限以免断水对人们的正常生活所带来的影响，同时水塔和储水箱的水位又不能高于一定的上限，从而使得水资源可以合理的分配利用。如果使用组态王来实现软硬结合的控制，将会给系统的各性能带来良好的提升。

2.2系统方案论证

整个供水系统可以抽象为水塔和主水箱两个容器的液位控制。水塔的水来自地下水，主水箱的液位由水塔的水泵和主水箱的出水阀门综合决定。各种工业用水和生活用水可以用其对应的储水箱的出水管道代替。这样系统就组态好了。

系统通过智能模块将液位的检测量采集到组态王对应变量中,由组态王统一管理给出系统各部分运行趋势、报表及报警事件,并通过与给定的液位设定比较来控制入水量，从而使液位保持在一定的范围之内。

本系统假定主水箱满液位为100，而水塔容量相对于主水箱来说应该大很多，为了明显起见，我们选水塔容量为500.当水塔液位低于100时水塔进水，主水箱液位低于20时水塔自动供水，高于90时供水关闭。由于工业用水和生活用水的需求相差比较大，所以给他们设定了不同的流速，并且它们的使用时随机的，顾没有对两储水罐的出水阀进行自动控制。应运程序代码如下: if(本站点泵==1){本站点控制水流=8;

本站点水塔=本站点水塔-8;本站点主水箱= 本站点主水箱+8;} else

{本站点控制水流=0;本站点水塔=本站点水塔;本站点主水箱= 本站点主水箱;}

if(本站点阀门1==1){本站点控制水流1=5;

本站点主水箱= 本站点主水箱-5;} else

本站点控制水流1=0;if(本站点主水箱>90)

本站点泵=0;if(本站点主水箱<20){本站点泵=1;本站点控制水流=8;

本站点水塔=本站点水塔-8;本站点主水箱= 本站点主水箱+8;}

if(本站点水塔<100){本站点水泵1=1;本站点控制水流2=10;本站点水塔=本站点水塔+50;}

if(本站点水泵1==1){本站点控制水流2=10;本站点水塔=本站点水塔+50;}

if(本站点水塔>450){本站点水泵1=0;本站点控制水流2=0;本站点水塔=本站点水塔;} 3.系统监控界面设计

3.1监控中心画面

监控画面包括了供水系统各功能块的组态和一些相关仪表的显示以及操作相关的按钮等。操作人员通过主控按钮可以很方便的对系统进行查看和管理。

图1.监控中心画面 3.2报警系统画面的建立

水塔和主水箱都设置了报警，其中主水箱低报警值是20，高报警值是90，高高报警值是100。水塔只有一个低液位150报警。在系统运行过程中，可以随时查看报警记录。报警窗口如图2所示：

图2.报警系统画面

3.3趋势曲线的建立

趋势曲线用来反映数据变量随时间的变化情况，趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。在画面程序运行时，实时趋势曲线随时间变化自动卷动，以快速反应变量的新变化。时间轴不能回卷，不能查阅变量的历史数据。历史曲线可以完成历史数据的查看工作，但它不会自动卷动，而需要通过带有命令语言的功能按钮来辅助实现查阅功能。本系统的实时曲线和历史曲线分别如下所示：

3.4数据报表及其打印保存

在报表画面中可以实时查看各参数变化情况，操作人员可以通过打印预览和打印按钮来打印报表，同时报表具有实时保存数据的功能，保存文件的名称为保存数据时的时间值，本系统的数据文件保存在当前工程目录下，文件格式为Excel。所用到的代码为：

string filename;

filename=InfoAppDir()+“实时数据文件”+

StrFromReal(本站点$年, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$月, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$日, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$时, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$分, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$秒, 0, “f”)+

“.xls”;

ReportSaveAs(“数据报表”,FileName);

数据报表界面如图5所示：

3.5数据词典设计

在数据词典中可以定义变量，以便与画面相关联。这些变量包括I/O变量和内存变量等。本系统的数据词典部分变量如图7所示

图７.数据词典

4.心得体会

沙河小学校本课程规划方案王玉忠篇5

沙河小学校本课程规划方案王玉忠

沙河小学校本课程规划方案一、学校课程开发规划自我校开设校本课程以来，我校教师根据学校实际和学生个性发展需要，不断探索，大胆创新，尝试开发了门类丰富的课程，为每个人提供了表现和发展的机遇。在上个学期，我们就开设了《魅力沙河》等课程。在《魅力沙河》这门课程中，学生们在老师的指导下了解了沙河认识了沙河，激发了学生热爱家乡的思想感情。在校本课程实施中学生学会了交往，学会了合作，树立了自信心、建立了“自我概念”，养成了自我认同感和坚毅的品质。促进学生在知识、品质、能力、个性等方面得到了比较和谐、全面、可持续的发展，使学生的发展有了更广阔的空间。因此根据学生的兴趣，我校继续开展这些特色课程，同时为了加强学生的安全意识和自我保护能力，促进学生健康成长，学校决定进一步丰富校本课程。有计划地开发以下课程资源。认识家乡、完善自我、健康成长、艺术熏陶、家乡文化风俗等校本课程。认识家乡，将主要介绍家乡的地理位置与家乡的物产。主要面向低年级学生，以达到使学生能识别道路，能说清楚自己的家乡位置，自己的身份籍贯。因此课程内容主要分为以下几个方面：家乡的名称与变化，家乡的路，身份证的作用，认识户口本，了解学校的`班级称号与位置，家乡的物产、特产等。完善自我，将主要是培养学生的良好品质，主要是为学校开展养成教育做好知识基础。内容主要有节约用水、讲究卫生、节约用电、节约用钱、学习方法、四好少年的标准、尊敬师长的礼仪、孝敬父母、团结同学等行为规范。健康成长，主要包括体育健身、饮食习惯、正确的坐立行走、安全的意识、心理健康等。艺术熏陶，主要是面向中、高年级学生，培养学生对艺术的认识与感受欣赏能力。主要课程内容有书法欣赏、绘画欣赏、杂技欣赏、古诗词文化欣赏、剪纸的艺术、说唱毛竹板曲艺等艺术。历史名人，主要是结合当地名人游百川的事迹进行教育。内容主要有游百川的生平简介、游百川幼年苦学的故事、尊师的故事(八里外下轿拜师)、游百川修黄河、游百川关心百姓救济灾民的故事、游百川为官的故事、游百川进谏的故事、游百川守孝的故事、游百川儿子的故事、游百川后人行医的故事等一系列内容。家乡的文化风俗，主要结合国家的节假日进行民风民俗的教育与认识。MSN空间完美搬家到新浪博客！

组态王课程设计篇6

PLC在工业现场因其编程方便、抗干扰能力强而得到了广泛的应用。但受到内部硬件电路的限制, 其运算速度和数据的处理能力还有很大的不足。而DSP恰恰在这两方面具有很强的优势, 尤其是在数据处理速度要求比较高的场合, 如通信、网络设备监控等领域, DSP具有无法比拟的便利性。受工作现场环境的限制或出于安全因素的考虑, 通常采用组态软件从现场级设备获取数据, 执行对下位机控制系统的监视、报警、趋势分析等功能。而如今, 大多数组态软件本身不具备DSP的设备驱动, 两者无法直接建立通信连接, 给广大用户带来诸多不便。因此本文采用VB6.0实现DSP与工控机串口通信从而完成数据交换, 进而通过现在流行的OPC接口完成VB与组态软件的数据互访, 最终实现组态软件与DSP数据通信。

本文采用美国TI公司推出的TMS320F2407A (以下简称DSP2407) 和北京亚控Kingview 6.52对本方案的实现原理及过程进行介绍。

1系统原理介绍

系统原理框图如图1所示。系统设计主要包括工控机和DSP串口通信、组态王的VB客户端设计两部分。由于工控机的串口限制, 为实现DSP网络群控, 可采用RS-232/RS-485通信接口转换器, 将工控机上的RS-232通信口转换为RS-485通信口, 由于DSP2407内部具备串行通信接口模块 (RS232接口) , 在信号接入DSP2407以前, 使用RS-485/ RS-232转换器将RS-485转换为RS-232通信口。

2DSP2407与工控机串口通信实现

2.1 MSComm控件介绍

VB开发串行通信程序有两种方法:一是利用Windows的通信API函数;另一种是采用VB标准控件MSComm来实现。MSComm控件的通信功能实现实际上是调用了API函数, 而API函数是由Comm.drv解释并传给设备驱动程序执行的, VB程序开发者只需知道MSComm 控件的属性和事件的用法即可以实现串口的操作。本文介绍使用MSComm控件完成串口通信的过程。

2.2 串口通信模块实现

VB实现串口通信控制的方法有两种, 一是查询法;二是事件驱动法。本方案采用第二种方法来实现串口通信。当串口接收或发送指定数量的数据或当串口通信状态发生改变时, MSComm控件触发OnComm事件。在OnComm事件中, 可通过检测MSComm.CommEvent属性值获知串口的各种状态, 从而进行相应的处理。这种方法程序响应及时, 可靠性高。

具体实现过程是:接收方 (工控机) 每隔10 s向发送方 (DSP2407) 发送ENQ字符, 启动数据传输 (读或写数据) ;发送程序检测到ENQ字符时, 开始发送第一个数据包, 接收方对此数据包进行数据校验, 判断无误后向下位机发送ENQ字符, 启动下一次数据包传送。通信时, 发送方先将要发送的数据按协议规定的格式组成数据体, 并求出检验和CRC, 然后连同包头和包尾一同发送出去。接收方收到数据后, 按照相应的格式解包, 并校验是否正确, 如正确则根据接收到的内容执行相应的功能, 并按数据格式发送设置及测量数据或应答。

定义通信协议如下:

(1) 波特率为9 600 b/s, 8位数据位, 1位停止位, 无校验位。

(2) 数据帧格式定义如下:

其中:ENQ (H01) 为请求帧开始标志;ACK (H03) 为确认应答帧标志;NAK (H02) 为否认应答帧标志;CRC为校验码, 为从第一个字节至CRC前的所有字节的异或值;EOT (H04) 为请求帧结束标志;ETX (H05) 为应答帧结束标志;R (0x50) 为读标志;W (0x51) 为写标志;Sta为设备地址, 由DSP程序决定;Data为实际传输的数据;StaLong为下位机返回的字节数;ERR为错误代码。

3组态王与VB的OPC通信

现在常用的组态王和VB通信的接口有DDE和OPC, 但在实际使用过程中, 广大用户发现采用DDE在设备和控制系统之间传递实时信息并非理想的办法, 因为它在传输性能和可靠性等方面都存在许多限制, 另外DDE不适用于大量数据的高速采集, 并且DDE从来没有为不同计算机之间的数据交换提供可靠的机制;OPC的产生有效地解决了此类问题, 而且OPC接口的传输速率远高于DDE接口, OPC也被广大组态软件厂商植入自身产品中, 成为当今发展的主流。因此本文采用OPC接口完成VB与组态王的数据通信。

北京亚控为组态王OPC用户提供了kingvewcliend.dll动态链接库, 其内部包含StartCliend、ReadTag、WriteTag等丰富库函数。本方案在VB环境下, 通过此动态链接库完成和组态王数据词典的动态数据交换, 最终将下位机采集的数据通过OPC接口实时传输到组态王。其具体实现过程如下:用StartCliend函数实现VB工程及组态王工程的连接, 然后将组态王的各项目通过GetItemNames和AddTag函数加载到VB工程中完成与串口采集数据的互联, 最终通过WriteTag函数完成对组态王项目的实时更新。

4方案验证及结果分析

针对运动控制实验室3台YS-7124型异步电动机, 采用上述方案对各电机的转速进行了分布式监测。在VB环境下编写的交互软件界面如图2所示。VB客户端通过串口采集的电机转速显示在Text (1-3) 中;点击“连接服务器”按钮, 组态王与VB建立起OPC连接, 从而将数据实时传输到组态王。组态王中通过OPC接收数据界面如图3所示。测试结果表明, 本方案数据通信效果良好, 实时性好, 可广泛推广于涉及DSP群控的工业领域。

5结论

本文提出了一种基于OPC接口实现组态王与多DSP数据通信的方案。本方案一方面实现了DSP和组态王的实时通信, 间接增加了组态王的驱动程序库;另一方面在多DSP控制场合, 为实现DSP网络群控提供了可能。此方案已经开始应用于实验室的平台搭建工作, 通讯实时性好、准确率高, 具有一定的推广价值。

参考文献

[1]马龙博, 郑建英.基于组态王和VB的智能仪表实时监控系统[J].自动化仪表, 2008, 29 (8) :32-34.

[2]于海生, 潘松峰, 丁军航, 等.计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[3]赵世廉.TMS320X240X DSP原理及应用开发指南[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.

[4]强明辉, 李峰, 冯小林.VB串口通信在阴极铜自动包装生产线中的应用[J].工业控制计算机, 2008, 21 (9) :58-59.

[5]李江全, 张丽, 岑红蕾.Visual Basic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京:人民邮电出版社, 2009.

组态王课程设计篇7

煤质分析是煤炭生产、加工利用、贸易以及煤的各种研究的基础工作。随着市场经济和科学技术的发展,对煤质分析提出了越来越高的要求,既要求试验方法科学,又要求采、制、化仪器设备方便、快速。70年代以来,我国煤质分析的制样和分析化验的仪器设备已发展到相当规模。不仅种类齐全,而且正在逐步实现机械化,机械化采制样系统作为一种先进的采制样技术取代了长久以来的人工采样方法,其准确性和可靠性得到了保证,得到国内外行业的认可。目前,世界产煤及用煤大国,已广泛使用机械化采制样系统,我国许多较大的港口、电厂和一些大型煤矿对机械化采样的需求日益增大。但因机械化采制样系统结构复杂,执行的标准非常严格,在设计生产过程中有一定的难度特别是采制样的运动过程,要求万无一失,这就对煤炭机械化采制样系统的监控提出了更高的要求。

1 煤炭机械化采制样系统组成[1]

科学、合理的采样方案是采样机能够采取有代表性煤样的必要条件,是避免买卖双方煤质纠纷的重要保障。初始采样方案通过理论计算和假定确立后,必须通过采样机精密度试验进行验证,必要时进行参数调整,然后方可应用。一个科学的采样方案的建立应遵循下列程序,如图1所示。

机械化采制样系统由初级采样器、缓冲皮带、一级缩分皮带机、破碎机、二级缩分皮带机、分析样收集器、粒度样收集器、斗式提升机及控制系统组成,具体工艺流程图如图2所示。

2 主要技术参数的设定[2,3]

2.1 V1、Vm、VPT的设定

在对采样批煤品质变异性没有任何信息条件下,设定V1=20,Vm=5,VPT=0.2。采样精密度鉴定试验后,需要适当进行正确调整。其中V1表示初级子样方差,Vm表示采样单元方差,VPT表示制样和化验方差。

2.2 最大允许偏倚B的设定

B值根据用户或买卖双方协议进行设定,相当于对采样机检查性水平的限制。在技术上同样满足人们要求的采样机,B值不同,代表采样机水平不同。

2.3 采单元数M确定

样单元的划分,可按公式1)计算起始采样单元数m,

式中:M0表示基本采样单元煤量,单位为吨(t);M表示被采样煤实际批量,单位为吨(t)。

2.4 子样数目n的确定

对于连续采样,由公式(2)可得到每个采样单元理论上应采取的子样数目n:

当一批量大于5000t或1000t的煤作为一个采样单元采样时,按下式计算子样数目:

2.5 总样质量确定

根据GB/T19494-1表3确定,如对于粒度小于50mm的商品煤,每个采样单元最小总样质量应大于170kg。

2.6 采样精密度

机械化采样优点是:结构简单,安装方便,安全可靠。但无论是机械化采样,还是人工采样,误差总是存在的,同时通过采样得到的任一指定参数的试验结果也将偏离该参数的真值。一个单个结果对"真值"的绝对偏倚是不可能测定的,而只能对该试验结果的精密度做一估算。对同一个煤进行一系列测定所得结果间的彼此符合程度就是精密度,而这一系列测定结果的平均值对一可以接受的参比值的偏离程度就是偏倚。根据特定的煤炭变异性和采样精密度要求,可以设计特定的采样方案,原则上讲,可以设计出能获得任意精密度水平的采样方案。

采样精密度的理论估算公式(4):

式中:P表示批煤在95%的置信概率下的采样、制样和化验总精密度,%;V1表示初级子样方差;n表示每一采样单元的子样数目;u表示-批煤中实际采样的采样单元数目;m表示一批煤被划分成的采样单元数目。

由公式可知,采样精密度P是V1、n、u、m、Vm、VPT的函数,一个完整的采样方案必须至少涉及这些参数。其中、是商品煤本身的变异性,是采样对象的固有性质,它是影响采样精密度的客观影响因素,同时也是无法改变的参数;n、u、m、VPT是可变的主观的采样参数。无论是人工采样,还是机械化采样,都是在对主观影响因素进行规范,使采样精密度满足标准要求或买卖双方的协议要求。

3 监控程序设计

"组态王6.0x"是运行于Microsoft Windows98/2000/NT中文平台的中文界面的人机界面软件,采用了多线程、COM组件等新技术,实现了实时多任务,软件运行稳定可靠。"组态王6.0x"软件包由工程浏览器(TouchExplorer)、工程管理器(ProjManager)和画面运行系统(TouchVew)三部分组成。在工程浏览器中可以查看工程的各个组成部分,也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作;工程管理器内嵌画面管理系统,用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的[4]。

3.1 建立应用工程的一般过程

建立应用工程大致可分为以下四个步骤:设计图形界面、构造数据库变量、建立动画连接、运行和调试。需要注意的是,这四个步骤并不是完全独立的,事实上,这四个部分常常交错进行的。

在用TOUCHMAK构造应用工程之前,主要考虑以下问题:

画面要考虑用怎样的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的控制设备,用组态王系统开发的应用工程是以"画面"为程序单位的,每一个"画面"对应于程序实际运行时的一个窗口。

数据怎样用数据来描述控制对象的各种属性,创建一个实时的数据库,用此数据库中的变量来反映控制对象的各种属性。

动画数据和图形画面中的图素的连接关系是什么?也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。

3.2 具体设计。

该部分界面总体上分为系统全貌、单条线流程和单体设备控制3部分。包括:监视画面、控制画面、故障画面、信息管理画面、报表及打印[5]。

3.2.1 总体监视画面

模拟显示采制样系统的全貌,操作员通过该画面总体监控整个系统的运行状况,具体如图3所示。

3.2.2 单条线的监控画面

包含较总体画面更详细的信息除具备与总体画面相同的菜单设计报警信息、设备状态显示、快捷切换按钮等功能外,该画面还可显示每个独立设备的打开/关闭状态;且在有授权前提下,可以对单体设备进行控制。重点工艺设备可通过弹出式的子窗体来监控其细节内容。

3.2.3 单体设备的监控画面

设计为弹出式子窗体,以简化监控系统结构,便于操作使用。该画面是对被监控对象整体运转情况的反映。为便于操作人员及时捕捉有用信息,该画面主要反映报警、系统故障、急停信号和设备起停状态。除具有Windows风格的菜单设计外,该画面内还设计多处快捷切换按钮,可以直接切换到任一画面中去。

3.2.4 控制画面

可分为自动(含全自动与部分自动)和手动操作画面。自动状态下的操作界面是弹出式的操作条,可以对工艺设备进行集中起/停控制;手动控制方式分布在各个监视画面中,可以对单个电机、推杆等执行元件进行控制。出于安全性考虑,该功能均需输入较一般操作员高一级别的口令密码后才能执行。

3.2.5 故障画面

可以汇总显示整个采样系统的故障时间、故障原因及故障位置;可以按照故障的不同严重程度,分别触发弹出故障界面、声音报警和灯光报警。故障信息可自动存入数据库,建立故障统计表以备故障查询和生成报表。

3.2.6 信息管理画面

与数据库链接,可提供各种生产信息和故障信息的查询与报表功能。计算机将当班时段内的信息存档,操作员也可手动编辑当班信息。可以按照当日/任何日期之间/任何时间之间等方式查询生产信息、系统故障信息,查看查询结果,并生成报表、打印报表。

3.2.7 报表及打印功能

工作站接收PLC数据,并存于硬盘中作为编辑报表的基础。报表可按照标准格式及用户需要格式打印。

4 结论

在实现了实时监控以后,由于网络信息传输的及时性,能够及时的显示各种故障甚至事故的准确位置,从而方便的查出问题并采取相应的控制措施,大大提高了系统运行的可靠性。同时由于组态王软件的应用,可以很方便的打印报表,以代替人工记录。另外本软件具有操作简单、便于升级的优点,已在多个港口投入使用,实际运行的结果表明本系统设计合理,工作稳定可靠,可以长时间运行,达到了节能降耗,减人提效的目的。

摘要：介绍了煤炭机械化采制样系统的组成及采制样系统主要技术参数的设定,利用组态王软件设计了监控界面,该系统的使用极大提高了煤炭采制样系统的运行效率。

关键词：机械化采制样,监控,组态王

参考文献

[1]刘金国.宽胶带大容量移动煤流自动化采制样技术[J].煤炭学报,2008(6):690-693.

[2]MT/T915-2002煤炭行业标准汇编[S].北京,化学工业出版社,2006.

[3]GB/T19494-2004煤炭机械化采制样[S].中国标准出版社,2004.

[4]亚控公司,组态王使用手册[M].北京亚控科技发展有限公司,2003.

组态王课程设计篇8

现代自动化技术飞速发展,各种大型的机械设备、智能仪表和监控仪器已经不是独立的运行工作,各个部分之间相互连接,协调工作,并且不断的被更新优化。单片机因为其强大的数据处理能力,紧凑的系统结构,低廉的市场价格,高度的灵活以及低小的功耗等一系列优良特性成为组建智能化现场设备、仪器、仪表的重要部分,用单片机来对现场数据的实时采集和处理的设计简单、易于操作,它作为工业控制系统中重要的组成部分被广泛应用于社会生产中。

组态王工控组态软件的显示界面设计简便,大多是各种组件的连接组态,功能强大,能够实时显示现场设备运行状态。并且它具有人机界面友善、良好的开放性、丰富的功能模块、强大的数据库、硬件配置方便以及编程简单等一系列特性,为设备的正常运行、操作人员的集中控制提供了极大的方便;此外,组态王拥有丰富的底层设备的驱动程序,能和多种设备之间进行通讯,从而高效的解决对于多种数据难以采集的问题,并且为数据监控和处理提供了解决方案,从而广泛应用于各种工业测量和控制系统中。

以单片机和组态王软件为基础结合起来构成的智能监控系统为企业节省了大量的劳动力开支费用,并且提高了企业生产效率。但是如何使单片机与组态软件联合构成一个完整的系统,首要问题就是他们之间的通讯问题,通讯问题解决了其他的问题就可能会迎刃而解。针对通讯问题,文章给出了简单有效的解决方案。

1 通讯协议的设计

单片机大多用来作为现场传感器和检测设备的控制核心,对现场采集的数据进行处理后通过RS232、RS485等传输给上位机监控软件。

目前,单片机与King View的通信方法主要有3种:

(1)利用组态软件的驱动程序开发包进行开发,根据自己的需要开发适合自己的通讯驱动程序,这种方法对开发人员的技术要求比较高,适用于专业厂家。

(2)利用DDE(动态数据交换方式)应用程序进行数据交换,这种通讯方式对开发人员的技术要求很高,一般的用户自己很难开发出完善的通信驱动程序。除此之外,这种方法存在增加系统的延迟,降低系统的可靠性等缺点。

(3)通过King View提供的HEX型协议或ASCII型协议进行数据交换,其中ASCII型的通讯协议开发比较容易,协议的编程过程比较简单,用户能够很轻松的看懂。文章主要介绍了该通讯协议。图1所示表示的是单片机与计算机进行串口通讯原理。

1.1 通讯命令格式

组态王与单片机通讯格式如下:

字头是1个字节1个ASCII码,40H。设备地址是1个字节2个ASCII码,0-255(即0—0x00ff H)。标志是1字节2个ASCII码,bit0~bit7;bit0=0:读,b i t 0 = 1 :写。 b i t 1 = 0 : 不打包, b i t 1 = 1 : 打包。bit3bit2=00:数据类型为字节;bit3bit2=01:数据类型为字;bit3bit2=1x:数据类型为浮点数。数据地址:2字节4个ASCII码,1-100,实际读写的是数据的字节数。数据:用ASCII码表示的实际数据。异或值用2个ASCII码来表示。CR定义为0x0d。

1.2 读命令格式

King View读命令格式:

若通讯成功时下位机的应答格式:

若通讯失败时下位机的应答格式:

1.3 写命令格式

King View写命令格式:

接收成功时下位机的应答格式:

接收失败时下位机的应答格式:

其中****和####表示不同的数值。

2组态王设备参数配置

2.1设备定义与参数配置

组态王定义的设备地址格式是:设备地址.#,设备地址的范围为0-255;如用户不打包,则后面的一个字符写为“0”,若用户需要打包,则后面的一个字符写为“1”,是否打包与编写的单片机程序无关。