组态软件报告

一、实验目的

1．了解计算机控制系统的组成。

2．熟悉WINCC组态软件。

二、实验要求

认识掌握组态软件，并利用WINCC软件创建一个组态项目实例。

三、组态软件简介

组态软件是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控的软件，在国外一般称为SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）软件，也称为HMI/MMI（Human Machine Interface/Man Machine Interface）软件，在国内俗称“组态软件”。这个称谓源自早期的DCS系统，DCS系统从上世纪八十年代开始进入国内，其系统软件能够在不编写计算机程序的前提下，通过一种简单过程来搭建最终的DCS控制系统。这种搭建的过程包括选择控制系统的结构、数据采集模块、信号的量程和转换，选择和配置各种控制策略，绘制操作员界面等等。这个过程被称为“组态”，对应的软件被称为“组态软件”。随着个人计算机的发展，早期的自动化软件工程师借鉴了DCS系统组态软件的“组态”理念，试图在个人计算机上开发一种通用的软件，能适应不同的控制系统和不同的控制场合的应用要求。其功能主要包括能连接不同的控制系统，实现和他们的通信和数据交换，能以图形的方式直观地显示控制系统中的数据，并对数据进行报警、记录等个人计算机擅长的数据管理功能。除了缺少控制功能或控制功能比较弱以外，这类软件和DCS 系统中的组态软件都比较类似，就被大家继续沿用了“组态软件”的概念。因此组态软件的概念在国内不仅仅指DCS系统中的组态软件，还包括DCS系统之外的通用组态式监控系统软件。

“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。“组态”有时候也称为“二次开发”，组态软件的组态子系统就称为“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。

组态软件提供各种通用的用于工业自动化监控的功能，用户根据自己的实际需要进行选择和配置等较为简单的工作过程来建立自己最终的监控系统。

用户之所以需要组态软件，在它的基础上进行应用开发，而不是完全按照用户的需要从零开始编写软件（客户定制），是因为自动化软件编程涉及的面广、复杂，如硬件设备的通信、图形动画、数据库、报表等的编程等，这对专业的计算机编程人员都是巨大的挑战，更何况没有经过专业编程训练的自动化工程人员。定制软件即使实现了最终用户需要的功能，但在稳定性、专业性、扩展性上还往往不能满足要求。另外最终用户的需求有时候会经常变化，这就意味着定制软件需要在满足功能、性能、稳定性、扩展性等要求的基础上，能快速修改更新，这对非专业的编程人员来说，确实是巨大的挑战。这为通用的组态软件提供了巨大的适用和发展空间。

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。

四、WINCC软件简介

WinCC：是西门子公司发布的组态开发环境，Simens提供类Ｃ语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行

组态。SIMATIC WinCC是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。

通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；多语言支持，全球通用；可以集成到所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；可基于Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；集成的Historian 系统作为IT 和商务集成的平台；可用选件和附加件进行扩展；“全集成自动化” 的组成部分，适用于所有工业和技术领域的解决方案。

WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合，这在大量应用和各种工业领域的应用实例中业已被证明，包括：汽车工业、化工和制药行业、印刷行业、能源供应和分配、贸易和服务行业、塑料和橡胶行业、机械和设备成套工程、金属加工业、食品、饮料和烟草行业、造纸和纸品加工、钢铁行业、运输行业、水处理和污水净化。

五、利用WINCC创建组态项目

图1.1 组态项目实例图

利用wincc组态软件创建如上图所示的组态项目实例。

该组态包括五个图形按钮，用于画面的切换；文本框用于显示容器与开关的状态；滚动条用来调节容器的液面高度；两个开关用来控制两个泵的开关。图形画面包括：过程画面、报警画面、趋势画面、报表管理画面和退出系统按钮。

六、项目实例的具体实现步骤

1.创建一个新项目。打开wincc项目管理器，单击‘NEW’按钮，在弹出的窗口类型中选择“Single-User Project”，然后确认，在弹出窗口中填上新建文档名，并选择文件保存路径（这里选择默认文件保存路径），单击创建按钮，此时wincc生成了一个待开发的项目。

2.为项目添加驱动程序。鼠标右键单击“Tag Management”选择“Add New Driver”选项，在弹出的驱动程序列表中选择system info.CHN单击打开，此时system info驱动程序被加入到内部变量管理器中，打开变量管理器为system info组态握手连接，右键单击system info在弹出的窗口中设置连接名称为MyPC，单击确定，此时握手连接图标出现在system info图标下。

3. 为项目添加组态变量和内部变量。鼠标右键单击MyPC的握手图标，选择添加变量，在弹出窗口中输入变量名time，设置文本变量类型，输入变量长度为30个字符，单击选择按钮，在系统功能下选择time并选择显示格式，然后单击确认关闭变量对话框，此时这一变量创建完毕。用同样的方法创建CPU_UTIL变量，选择数据类型为32位浮点类型，系统功能选择cpu utilization设置显示格式为百分比格式。按相同的流程创建RAM和HDD_C变量。在内部变量右键单击，建立变量组，起名为TANK，在此变

量组下分别建立变量tank100、p99和p100。

4.创建图形画面。鼠标右键单击图形设计菜单，选择新建，此时建立了一个新的图形画面文件。鼠标右键单击此图形画面，选择重命名，为文件进行重命名。重命名完后，鼠标双击或右键单击选择打开，来打开此图形画面，图形画面打开后可以对此图形画面进行一些设置。

5.从图形库中添加对象。在工具栏中点击view，选择库，在弹出的图形库窗口中选择图形对象添加到窗口中。选择一个Tank容器、两个开关、一个滚动条、一个I/O域、一个显示域和管道若干。通过右键属性来改变个图形的属性。将个图形连接并布局个图形对象。

6.为图形对象连接到变量。首先为I/O域对象连接变量，右键单击并选择属性，在属性窗口中选择输入输出项并未输出项连接变量，鼠标右键点击后面的白色灯泡选择变量，在弹出的变量浏览器中选择选择变量Tank100然后确认，此时灯泡变为绿色。同样，为容器添加变量为Tank100，为滚动条添加变量为Tank100，同理为其他对象添加变量。保存并测试运行此组态。

7.创建报警。在wincc报警管理器右键单击选择打开报警，在消息列表

中右键单击添加新消息，然后选择新建消息的属性，在属性窗口中对消息的属性进行设置。在图形设计管理器重为报警管理创建窗口画面。

8.创建归档。鼠标右键单击变量记录图标打开此归档编辑器，右键单击archive图标选择归档向导，按照向导为变量创建归档。在图形设计管理器中位归档文件创建窗口画面。

9.创建趋势显示。在wincc项目管理器的图形设计管理器中创建新图形画面，添加tank图形对象和帮图对象，在wincc图形选项板中选择wincc 在线趋势控件，右键单击设置趋势显示窗口的属性并关联在线变量。并在curves中关联相应曲线图的变量。

10.添加五个按钮对象并右键单击修改其属性，为其关联相应的图形画面。

11.保存并运行组态项目。

七、结语

组态软件已经成为工业自动化系统的必要组成部分，即“基本单元”或“基本元件”。组态软件作为自动化领域里一种重要的软件类型，经过二十多年的发展，已经逐渐渗透到传统工业自动化领域之外的其它领域，成为自动化和信息化领域中的一个非常重要的组成部分。

组态软件面向所有应用领域，和行业无关，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、实验室等凡是涉及自动化监控的场合。

组态软件在生产中有着重要的作用。通过本次实验，让我对组态软件有了初步的了解，了解了它的功能和简易操作。