组态软件概述(xxz)
组态软件概述
组态软件概述1、组态软件是什么组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控软件，即SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件，亦称人机界面或HMI/MMI（Human Machine Interface/Man Machine Interface）软件，在国内俗称“组态软件”。
组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。
“组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。
它有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。
“监控（Supervisory Control）”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。
简单地说，组态软件能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。
它能从自动化过程和装备中采集各种信息，并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种手段传送到相关人员，对信息执行必要分析处理和存储，发出控制指令等等。
组态软件提供了丰富的用于工业自动化监控的功能，用户根据自己工程的需要进行选择、配置等较为简单的工作来建立自己所需要的监控系统。
组态软件和行业无关,它可以广泛应用于机械、钢铁、汽车、包装、矿山、水泥、造纸、水处理、环保监测、石油化工、电力、纺织、冶金、智能建筑、交通、食品、智能楼宇、实验室等等凡是涉及自动化监控的任何场合。
组态软件既可以完成对小型的自动化设备的集中监控，也能由互相联网的多台计算机完成复杂的大型分布式监控。
还可以和工厂的管理信息系统有机整合起来，实现工厂的综合自动化和信息化。
2、组态软件可以做什么作为通用的监控软件，组态软件都能提供对工业自动化系统进行监视、控制、管理和集成等一系列的功能。
组态软件第1章 组态软件概述
运行版 64,000变量
Power
256升级版(128)
1024升级版(256)
64 ,000Pack升级版 (1024)
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授权管理软件
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在Automation License Manager 3.0中可以对许可证进行传送、升级、网络传送、网络共享、离线传送等操作。
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anzahl () float zae beginif wert > 0 begom zae = zae + 1 endend
编程接口
PLC通讯
P r o t o k o l l e
报表编辑器（报表系统）
变量记录（存档）
Motor einVentil geschlossen Klappe zu
报警记录（消息系统）
标准接口
过程可视化
基本功能
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WinCC以开放式的组态接口为基础，开发了大量的WinCC选件（Options，也称选项，来自于西门子自动化与驱动集团）和WinCC附件（Add-ons，来自西门子内部和外部合作伙伴），主要包括以下部件。
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1.4.2 WinCC的性能特点
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1.4.3 WinCC的安装
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1.4.4 WinCC的授权
使用WinCC需要安装授权，授权类似一个“电子钥匙”，用来保护西门子公司和用户的权益，没有经过授权的软件是无法使用的。WinCC基本系统分为完全版和运行版。完全版包括运行和组态版的授权，运行版仅有WinCC运行的授权。
选项1
WinCC 软件保护
安装选项n
Wincc组态软件介绍
一、组态软件概述及功能组态软件是数据采集监控系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)的软件平台工具，是工业应用软件的一个组成部分。
它具有丰富的设置项日，使用方式灵活，功能强大。
组态软件由早先单一的人机界面向数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。
随着组态软件自身以及控制系统的发展，监控组态软件部分地与硬件发生分离，为自动化软件的发展提供了充分发挥作用的舞台。
OPC(OLE for Process Control)的出现，以及现场总线尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连，降低了开发I/O设备驱动软件的工作量。
I/O驱动软件也逐渐向标准化的方向发展。
实时数据库的作用进一步加强。
实时数据库是SCADA系统的核心技术。
从软件技术上讲，SCADA系统的实时数据库，实质上就是一个可统一管理酌、支持变结构的、支持实时计算的数据结构模型。
在实时数据库技术中，还有对工业标准的支持(如OPC规范等)，对分布式计算的支持和对实时数据库系统冗余的支持，等等。
目前看到的所有组态软件都能实现类似的功能：几乎所有运行于32位windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并对工业控制系统中的各种资源(设备、标签量、画面等)进行配置和编辑；处理数据报警及系统报警；提供多种数据驱动程序；各类报表的生成和打印输出；使用脚本语言提供二次开发的功能；存储历史数据并支持历史数据的查询，等等。
二、WinCC简介西门子视窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI／SCADA软件中的后起之秀，1996年进入世界工控组态软件市场，当年就被美国Control Engnieering杂志评为最佳HMI软件，以最短的时间发展成第三个在世界范围内成功的SCADA系统；而在欧洲，它无可争议地成为第一。
在设计思想上，SIMATIC WinCC秉承西门子公司博大精深的企业文化理念，性能最全面、技术最先进、系统最开放的HMI/SCADA软件是WinCC开发者的追求。
组态软件的基本概念和应用
组态软件的基本概念和应用组态软件（SCADA）是一种用于监控和控制过程的软件工具。
它成为工业自动化领域中不可或缺的一部分，广泛应用于各个行业，包括制造业、能源、水处理、交通等。
组态软件能够实时采集并处理各种传感器数据，还能以直观的方式展示给操作员，从而提供准确的信息支持和决策依据。
一、组态软件的基本概念组态软件由两个主要部分组成：人机界面（HMI）和后台控制系统。
人机界面允许操作员通过图形化方式与控制系统进行交互，并实时监控过程数据。
后台控制系统负责传输、处理和存储数据，并执行自动化控制命令。
1. 人机界面（HMI）人机界面是组态软件最直接的形式，通常以图形化的方式展示过程数据和控制界面。
操作员可以通过触摸屏、键盘或鼠标与HMI进行交互，包括监视数据、修改设备参数、开启或关闭设备等。
HMI的设计应该简单易用、直观明了，以提高操作员的工作效率和减少错误操作的发生。
2. 后台控制系统后台控制系统负责数据采集、处理和存储，并执行自动化控制命令。
它通常由一台或多台计算机组成，连接各种传感器和执行器。
后台控制系统的主要功能包括数据监测、警报通知、设备控制和数据存档等。
通过与人机界面的交互，操作员可以监视和控制整个过程。
二、组态软件的应用领域组态软件具有广泛的应用领域，以下是几个典型的例子：1. 制造业在制造业中，组态软件用于监控生产线的状态和运行情况。
它能够实时显示生产数据，如温度、压力、速度等，并提供警报功能，以便及时处理异常情况。
通过组态软件，生产厂商能够实现生产过程的优化和效率提升。
2. 能源行业组态软件在能源行业中的应用非常广泛。
从电力系统、水土环境到油气开采，组态软件都可以提供实时监控和控制功能，帮助运营人员及时处理设备故障、调整运行参数，以保证生产安全和高效。
3. 水处理组态软件在水处理领域发挥着重要作用。
它能够监控和控制污水处理、饮用水供应等过程，实时检测水质和水位，提供警报功能，保障水质安全。
组态软件概述诚毅
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数据流1
数据流程
数据流2
现场数据 I/O设备 I/O Server
实时数据库
画面显示
工 作 过 程 画 面
数据流3 控制数据 I/O Server
实时数据库存储
报 警 画 面
历 史 数 …… 据 画 面
I/O设备
是组态软件与第三方程序交互以及实现远程数据访 问的重要手段之一，也是组态软件开放系统的标志。
6. 控制功能组件
为熟悉梯形图或者其他标准编程语言的设计人员用 于和I/O设备通信交换数据，是必不可少的组成部分。
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四、组态软件的数据处理流程
组态软件的主要功能：
以图形方式直观地显示现场I/O设备的数据
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1.1.3 组态控制技术的优点
节约硬件开发时间，提高系统可靠性； 2. 缩短软件开发周期； 3. 便于生产的组织与管理。
1.
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由于PC监控大大降低了系统成本，使得市场空 间得到扩大，从远程监控（如防盗报警、江河汛 情监视、环境监控、电信线路监控、交通管制与 监控、矿井报警等）、数据采集与计量（如居民 水电气表的自动抄表、铁道信号采集与记录等）、 数据分析（如汽车/机车自动测试、机组/设备参数 测试、医疗化验仪器设备实时数据采集、虚拟仪 器、生产线产品质量抽检等）到过程控制 。 工业组态软件是在自动控制系统监控层一级的 软件平台，容易实现和完成监控层的各项功能。
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5、根据表1，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。 6、根据表1和表2，在实时数据库中建立实时数据库变 量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。 7、根据前面设计的画面结构和画面草图，组态每一幅 静态的操作画面（主要是绘图）。 8、将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动 画连接关系。 9、对组态的内容进行分段和总体调试。 10、系统投入运行。
组态软件的简介
组态软件的简介1. 什么是组态软件?组态软件（SCADA软件）是指一种利用计算机系统进行监控、控制和数据采集的软件。
它与传统的人机界面（HMI）软件相比，具有更强大、更智能的功能。
组态软件可以在工业控制系统、能源管理系统、交通系统和水处理系统等领域中使用，帮助用户实时监测和控制设备、收集和分析数据、提高生产效率和安全性。
2. 组态软件的主要功能组态软件具有多种功能，用于监控和控制系统中的各种设备和过程。
以下是组态软件的一些主要功能：- 数据采集和存储：组态软件能够实时采集和存储各种设备和过程的数据。
通过这些数据，用户可以了解设备性能、生产状态和实时数据变化。
- 可视化和人机界面：组态软件通过直观的图形界面，将设备和过程的数据以图表、曲线和动画等形式展示给用户。
用户可以通过这些界面直观地了解设备状态，并进行实时监测和控制。
- 报警和事件管理：组态软件能够根据设定的规则和条件，自动检测和发送警报。
用户可以通过报警和事件管理功能，及时了解设备故障、异常和重要事件，以便采取相应的措施。
- 远程访问和控制：组态软件支持远程访问和控制，用户可以通过互联网或局域网等方式，随时随地远程监控和控制设备和过程。
这为用户提供了便捷的操作、管理和维护手段。
- 数据分析和报表生成：组态软件具有数据分析和报表生成功能，通过对采集的数据进行统计和分析，用户可以发现问题、改进生产过程，并生成有用的报告和图表。
3. 组态软件的应用领域组态软件广泛应用于各个领域，主要包括以下几个方面：- 工业控制系统：组态软件在工业控制系统中起到至关重要的作用。
它可以对生产设备进行监控和控制，实现自动化生产，提高生产效率和产品质量。
- 能源管理系统：组态软件可用于能源管理系统，通过监测和控制设备和过程，实现能源消耗的优化和节约，提高能源利用效率。
- 水处理系统：组态软件在水处理系统中应用广泛，如供水系统、污水处理系统等。
它可以对水质进行监测和控制，实现水资源的合理利用和环境保护。
组态软件概述
组态软件概述组态软件，一般英文简称有三种，分别为HMI/HMI/SCADA，对应全称为，Human and Machine Interface/Man and Machine Interface/Supervisory Control and Data Acquisition,中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集软件。
组态软件，又称组态监控系统软件，是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，以灵活多样的组态方式（而不是编程方式），为用户提供快速构建工业自动化控制系统监控功能的、通用层次的软件工具，提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。
组态软件应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System, Remote Terminal Unit)。
通用工业自动化组态软件使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
组态（Configuration）为模块化任意组合。
通用组态软件主要特点：（1）延续性和可扩充性。
用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用）。
通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性。
每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。
组态软件概述
三、工控组态软件种类和功能
2.组态软件的脚本语言
脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。大多数组态软 件都支持脚本语言。主要分为三种类型 （1）内置的类C/Basic语言。国内的多数组态软件采用的就是 这种方式。
（2）采用微软的VBA的编程语言。微软的VBA是一种相对完 备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境 和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式加以实现，使用 VBA的程序对这些对象进行访问。
一、组态软件
组态软件，又称组态监控系统软件。是数据采集与过程控制的工业监控 软件。利用组态技术将硬件设备用软件的方式表示在监控画面上，并以通信 的方式与现场硬件进行数据交换。
一、组态软件
通过通信技术采集现场设备的数据传送至监控计算机，技术员就可以在 主控室对现场设备进行监视、控制。
二、组态软件基本概念
（3）有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。面向对象的 脚本语言提供了对象访问机制，对系统中的对象可以通过其属 性和方法进行访问，比较容易学习、掌握和扩展，但程序的实 现则相对比较复杂。
四、组态王软件介绍
1.组态王软件介绍
组态王软件是由北京亚控科技有限公司研制开发的，组态 王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场 操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系 统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于 Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系统，用户可以在企业网 络所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。
组态软件能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问 题，使用户能根据具体的控制对象和控制目的任意组态，完成 符合要求的自动化控制工程。
二、组态软件基本概念
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1.机柜
有了现 场控制 站，生 产过程 控制的 安全性 和可靠 性都很 容易得 到保证
机柜间机柜组
现场控制站机柜
中央控制室 机柜间
机柜正面（前面）
机柜背面（后面）
现场控制单元 多层I/O卡件箱
通信接口
现场控制站机柜
接线端子 板
电源单元
3.控制计算机
导 轨
电 源 单 元
控制器
I/O卡件
现场总线接口卡件 控制计算机
过渡型结构
工业以太 网
FCS
全数字通讯 全分散控制
1.集散控制系统的产生与定义
+
控制器
SP －
4～20mA
D/A
4～20mA
A/D
执行器
被控对象
测量变送装置
数字信号
DDC工作过程：
①数据采集 ②控制决策 ③控制输出
集散控制系统的产生与定义
CCS
传统DCS
传统DCS和现场总线的结合
1.集散控制系统的产生与定义
统架构
OS1
OS2
OS3
OS4
可扩展
操作站
EtherNet
系统服务器
MPI/-DP/EtherNet
CPU416－2DP
CPU315－2DP
CPU414－3DP
Profibus－DP
CPU314
Profibus－DP
(1)
(2)
Profibus－DP
(1)
操作站组态：
操作站的规格、信号点数、各种画面的定义、功 能键的定义、报表格式等。
工程师应用软件包 Engineering package
利用组态工具软 件将工作表显示 在屏幕上，通过 填表、连线等方 式实现系统组态 和功能的变更。
图形生成（Graphics builder） 数据库组态（Database builder） 控制逻辑组态（Control logicbuilder） 报表生成（Report Builder） 系统状态显示（Systemstatusdisplay） 在线帮助（On-line help） 电子文档（Electronic guidance） 其它应用程序（Other Application）
1.集散控制系统的产生与定义
产生
工业过程控制系统的发展
传统DCS PLC Based DCS IPC Based DCS
DDC控制
始于50末期 里程碑意义
集中型计 算机控制
(CCS)
控制集中 信息集中 危险集中
DCS控制
始于70年代 控制分散 信息集中
半数字，半分散
分布式IO DCS
现 场 信 号 与 IO 站点模拟信号一 对一连接，站站 之间总线连接。
对控制变量进行检测、处理，并产生控制信号驱动执行机构
DCS的三站一线
现场控制站:多回路控制器(一个微控制器8-40个回 路)独立对生产过程控制。需要工程师站对其进行 组态。
操作员站：集中操作和监视功能。 工程师站：进行系统组态生成和维护功能。 通信总线：信息传输与信息共享。按网络通信协
议进行信息传输。 网络双总线冗余结构，设置网关，与其它系统网 络及设备（如HART协议DDZ-III仪表）连接。
操作站设备
DCS系统操作台
（1）工艺流程图
系统模拟图实时监控，实时监测生产现场运行数据情况
（2）趋势画面 各种过程参数值的变化趋势
（3）报警画面 各个节点设备异常报警
工程师站：系统组态
生成与变更操作员站和现场控制站的功能。
现场控制站组态: I/O点数、端子号、生成与变更站内反馈控制功能、 顺序控制功能和监控功能。
数据通信及网络
在DCS系统诞生时，主要解决一个生产装置中几个控制 站和一个或几个操作站之间的数据通信问题；第二代DCS 则解决多个装置的DCS互联问题；第三代DCS则解决一个 工厂的多个车间互联及与全厂计算机管理网络互联的问题， 这是总的设计思想。
定义
➢ Distributed Control System——DCS
➢可直译为“分布式控制系统”，是对生产过程进 行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新 的分布式计算机控制系统。 ➢主要特点：
控制设备的分散控制 监视和管理操作的集中
开放的系统结构 采用危险和控制分散，而操作和管理集中的基本 设计思想，多层分级、合作自治的结构形式
DCS 是4C产物
2.集散控制系统的组成与结构
2.集散控制系统的组成与结构
DCS结构层次
经营管理级
市场、营销、生产信息汇总， 全面综合经营管理与决策。
生产管理级
全厂（公司）生产的最优化。 指挥调度
控制管理级 过程控制级
对过程控制级的集中监视与管理 对系统的组态。
信号的输入、变换、运算、输出 等控制功能。FCU
集散控制和现场总线技术
——组态软件WinCC及其应用
参考教材
组态软件WinCC及其应用
刘华波等 机械工业出版社
深入浅出西门子WinCC V6
北京航空航天出版社
WinCC帮助系统
绪论
1. 集散控制系统（DCS）的产生和定义 2. DCS系统的组成与结构 3. 典型DCS/FCS系统简介 4. 课程的学习内容
现场控制站
☞主要设备：现场控制单元。 ☞主要任务：进行数据采集及处理，对被控对象实施闭环反馈 控制、顺序控制和批量控制。 ☞用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单 元以构成现场控制站。 ●以面向连续生产的过程控制为主，顺序逻辑控制为辅，构成 一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站; ● 以顺序控制、联锁控制功能为主的现场控制站； ●构成对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。
（显示生产工艺流程及其运行的动态过程）
显示画面
报警提示画面（报警时间工位号等） 控制回路画面（控制仪表控制回路工况）
过程趋势画面过程量的变化曲线显示记录
记录和表格画面（输出数据表格显示）
DCS 操作站主要设备
●操作台 ●微处理机系统 ●外部存储设备 ●图形显示设备 ●操作键盘和鼠标 ●打印输出设备
(2)
(1) (2)
OP/TP
(10) (11)
(19)
DCS的三站一线功能
进行组态工作和在线系统监控与维护 操作人员进行过程监视、控制操作的设备
去上级网
操作计算机 … 1
组态计算机
网络接口
数据通道
控制系统的中枢，连接各个环节
控制单元1
多路采集器
其它系统
…
完成数据采集和预处理，对实时数据进行加工
控制单元2
DCS操作员站与工程师站
☞ DCS 操作站一般分为操作员站和工程师站两种
操作员站： 利用CRT和键盘对生产过程进行集中操作和监视。 显示各种画面。 通过打印机和拷贝机进行操作记录打印、报警打印和报表打印。
工程师站： 具备操作员站全部功能。 系统组态、系统测试、系统维护、系统管理。
1、操作员站
工艺流程图和控制画面