工业组态实验报告

西华大学实验报告（理工类）

开课学院及实验室：机械工程与自动化学院计算机机房 实验时间 ： 年 月 日

一、实验目的

1、掌握组态软件监视窗口各种图形对象的编辑方法；

2、掌握组态软件各种动画连接的方法；

3、掌握组态软件中各种复杂图形对象的组态方法；

4、掌握实时数据库及历史参数的组态方法；

5、掌握自定义主菜单的定义及使用方法；

6、掌握用户组态及用户管理函数的使用的方法。

二、实验内容

1、建立如图1.1所示的反应釜监控窗口；

图1.1 反应釜液位监控主窗口

2、运行时，当按下开始按钮，首先将“入口阀门”打开(变为绿色)向反应釜注入液体；当反应釜内液体高度值大于等于100时则关闭“入口阀门”(变为黑色)，而打开“出口阀门”(变为绿色)，开始排放反应釜内液体，排放过程中，当液位高度值等于0时，则关闭“出口阀门”(变为黑色)，重新打开“入口阀门”，如此周而复始地循环；

3、当按下停止按钮，则同时关闭“入口阀门”和“出口阀门”；

4、点击“实时趋势”按钮，则转入液位实时趋势窗口，如图1.2所示；

5、点击“历史趋势”按钮，则转入液位历史趋势窗口，如图1.3所示；

6、点击“报警处理”按钮，则转入液位报警处理窗口，如图1.4所示；

7、点击“退出系统”按钮，退出应用程序。

8、图1.2、1.3、1.4中的相应按钮同上面的说明，而按下“主窗口”按钮时则转入监控窗口，如图1.1所示；

9、图1.4中的“确认所有报警”按钮用于确认当前发生的所有报警。

图1.2 反应釜液位实时趋势窗口

图1.3 反应釜液位历史趋势窗口

图1.4 反应釜液位报警处理窗口

10、组态用户。

11、自定义主菜单，运行时如图1.5所示。

a)自定义主菜单之文件菜单b) 自定义主菜单之用户管理

图1.5 自定义主菜单

三、实验设备、仪器及材料

计算机、力控PcAuto 3.62或以上版本

四、实验步骤（按照实际操作过程）

1、绘制如图1.1所示监控窗口，并以“监控窗口”为名进行存盘；绘制如图1.2所示监控窗口，并以“实时趋势”为名进行存盘；绘制如图1.3所示监控窗口，并以“历史趋势”为名进行存盘；绘制如图1.4所示监控窗口，并以“报警处理”为名进行存盘。

2、实时数据库组态

在区域0定义模拟量I/O点level，数字量I/O点in_value、out_value、run如图1.6所示。

图1.6 实时数据库组态时定义的I/O点

3、定义I/O设备

选取PLC类别下的“仿真PLC”，定义名为“PLC”的I/O设备。

4、数据连接

(1)、将模拟量I/O 点level 的PV 参数连接到I/O 设备“PLC ”的模拟量输入区的0通道； (2)、将数字量I/O 点in_value 的PV 参数连接到I/O 设备“PLC ”的数字量输入区的0通道； (3)、将数字量I/O 点out_value 的PV 参数连接到I/O 设备“PLC ”的数字量输入区的1通道； (4)、将数字量I/O 点run 的PV 参数连接到I/O 设备“PLC ”的数字量输出区的0通道。

注：仿真PLC 是三维力控公司专门开发的用于演示的一个I/O 程序，该程序的工作流程不需要去理解它。在当前数据连接的情况下，当run 的值为“1”时，in_value 的值变为1，并且level 的值从0开始增加到90多(90多多少是随机的)，然后in_value 的值变为0，out_value 的值变为1，level 的值从90多往下变化，变化到接近于0时(具体值也是随机的)in_value 的值变为1，out_value 的值变为0，如此循环，直到run 的值为0时in_value 和out_value 的值保持为0，level 的值不变。

5、实时数据库报警参数和历史参数的组态

对实时数据库点level 组态报警参数，可以设置高限报警限值为70，报警优先级为低级；设置高高限报警限值为90，报警优先级为高级。

为了查询反应釜液位的历史值，需要对实时数据库点level 组态历史参数，设置level.pv 的值在精度变化1％时保存历史值。

6、动画连接

(1)监控窗口的动画连接

A 、对填充体组态“百分比填充/垂直”动画连接，其组态参数如图1.7所示。

填充体垂直百分比填充组态参数对话框

B 、对入口阀门( 1.8所示。

图1.8 入口阀门颜色变化动画连接组态参数对话框

对入口阀门处的两个管道(宽度为10的直线)组态“流动属性”动画连接，其组态参数如图1.9所示。

绿色

黑色

绿色

图1.9 流动属性组态参数对话框

C、对入口阀门及相应管道也分别进行“颜色变化”动画连接和“流动属性”动画连接。只是这时的条件改变为：Out_value.pv==1。

D、对“开始”按钮组态“触敏动作/左键动作/按下鼠标”动画连接，这时脚本为：run.pv=1;

E、对“停止”按钮组态“触敏动作/左键动作/按下鼠标”动画连接，这时脚本为：run.pv=0;

F、对“退出系统”按钮组态“触敏动作/左键动作/按下鼠标”动画连接，这时脚本为：exit(0)，并将该动画连接定义在E安全区。

G、对“实时趋势”按钮组态“触敏动作/窗口显示”动画连接，选择“实时趋势”窗口，并将该动画连接定义在B安全区；对“历史趋势”按钮、“报警处理”按钮分别组态类似的动画连接，但它们的动画连接分别定义在C、D安全区；

H、对显示液位高度的文本(“####.##”)组态“数值输出/模拟”动画连接，让其显示level.pv的值。

(2)实时趋势窗口的动画连接

该窗口中的各按钮的动画连接可以参考前面的内容，而实时趋势的组态参数对话框如图1.10所示。

(3)历史趋势窗口的动画连接

该窗口中的各按钮的动画连接可以参考前面的内容，而历史趋势的组态参数对话框如图1.11所示。在运行时可以双击历史趋势弹出时间设置对话框，从而修改需要查看的时间。

图1.10 实时趋势组态参数对话框

图1.11 历史趋势组态参数对话框

(4)报警处理的动画连接

该窗口中除“确认所有报警”按钮而外的各按钮的动画连接可以参考前面的内容，而“确认所有报警”按钮的“触敏动作/左键动作/按下鼠标”动画连接中的脚本为：“AlmAckAll(0,0);”，表示确认本地实时数据库中0区域中的当前所有报警。

“报警记录”的组态参数中主要注意设置“区域号”为0，“单元号”为0，“记录格式”页中的“说明”长度为12，其余参数可以采用默认值。

7、脚本编写

编写“应用程序动作脚本”的“进入程序”动作脚本如下：

run.pv=0; //对实时数据库点run的pv参数赋初值

8、自定义满足图1.5所示主菜单。

其中，“打开”、“关闭”、“退出”、“登录”和“注销”等菜单命令可使用系统预定义的菜单命令，而“修改密码”菜单命令使用自定义菜单命令，其脚本为：

userpass($UserName);

“用户管理”菜单命令也使用自定义菜单命令，其脚本为：

Userman();

并将该菜单命令的操作权限定义为：$UserLevel>=2;

9、组态用户。定义4个用户，用户名分别为aaa、bbb、ccc、ddd，级别分别为操作工级、班长级、工程师级和系统管理员级，密码分别为：aaa、bbb、ccc、ddd。用户aaa的操作安全区为A安全区，用户bbb 的操作安全区为A、B安全区，用户ccc的操作安全区为A、B、C安全区，用户ddd的操作安全区为A、

B、C、D安全区。

10、使用系统缺省菜单，运行应用程序，检查是否满足图1.1至图1.4的要求。

11、使用自定义主菜单，运行应用程序，检查是否满足图1.5的要求。

12、在步骤10、11符合要求的情况下，使用自定义主菜单，运行应用程序，分别以用户aaa、bbb、ccc 和ddd的名义登录，验证用户的操作权限和可操作的安全区，并通过运行系统进行用户的增加和删除操作。

五、实验报告要求

1.写出整个实验步骤的各项工作；

2.回答思考题

六、思考题

1、如果需要通过按钮改变历史趋势显示的时间，该进行哪些工作？

2、在保持“流动属性/流动速度”为“快”的条件下，为了在运行时使流动速度进一步加快，应该进行哪些工作？

3、PcAuto3.62中安全管理的措施有哪些？

西华大学实验报告（理工类）

开课学院及实验室：机械工程与自动化学院计算机机房 实验时间 ： 年 月 日

一、实验目的

1、进一步掌握组态软件监视窗口的组态方法；

2、掌握组态软件各种变量的使用方法；

3、掌握组态软件脚本程序的使用及编写方法；

4、掌握I/O 设备的定义方法；

5、掌握实时数据库的组态及数据连接的方法。

二、实验内容

1.绘制如图

2.1所示的监视窗口；

2.在未按下“系统启动按钮”或系统工作时按下“系统停止按钮”，则东西、南北向指示灯均黄灯闪烁，两个方向车辆均可以通行，同时保证不能碰车；

3.按下“系统启动按钮”，则南北向、东西向只能有一个方向有车辆通行，不能通行方向车辆停靠在停车线以外；每一方向按照绿灯、黄灯闪烁、红灯循环变化；

4.指示灯只能通过PLC 控制；

5.每个方向按照分钟统计车流量；

图2.1 十字路口车辆监控系统示意图

三、实验设备、仪器及材料

计算机、力控PcAuto 3.62或以上版本、S7-200系列PLC、Step 7 for MicroWin编程软件

四、实验步骤（按照实际操作过程）

1、绘制如图2.1所示监控窗口。

2、定义中间变量：

ewgreen：东西绿灯，离散型

ewred：东西红灯，离散型

ewyellow：东西黄灯，离散型

ewflux：东西向车流量，整型

ewposition_lr：东西向车辆由左向右行驶位置控制变量，整型

ewposition_rl：东西向车辆由右向左行驶位置控制变量，整型

ewi：东西向单位时间内的车辆数，整型

sngreen：南北绿灯，离散型

snred：南北红灯，离散型

snyellow：南北黄灯，离散型

snflux：南北向车流量，整型

snposition_du：南北向车辆由下到上行驶位置控制变量，整型

snposition_ud：南北向车辆由上向下行驶位置控制变量，整型

sni：南北向单位时间内的车辆数，整型

itime：计算车流量计时控制变量，整型

time：交通灯控制时间变量，整型

3.动画连接

(1)、将南北向指示灯命名为“snlight”；

(2)、将东西向指示灯命名为“ewlight”；

(3)、对南北向指示灯组态“闪烁”动画连接；条件为：#snlight.fcolor==2016，即灯的颜色为黄色，动

作为“或隐或现”，动作频率选择“快”；

(4)、对东西向指示灯组态“闪烁”动画连接；条件为：#ewlight.fcolor==2016，即灯的颜色为黄色，动作为“或隐或现”，动作频率选择“快”；

(5)、对“系统启动”按钮组态“触敏动作”的“左键动作”动画连接，动作脚本为：Start_Stop=1;

(6)、对“系统停止”按钮组态“触敏动作”的“左键动作”动画连接，动作脚本为：Start_Stop=0;

(7)、对四车分别组态“目标移动”的“水平移动”或“垂直移动”动画连接，表达式分别为相应的车辆位置控制变量，值变化范围和位置变化范围分别根据各车在窗口中的位置确定；

(8)、对显示车流量的两个文本“####”分别组态模拟量输出动画连接；

4.脚本编写

(1)、先通过导航器中的“运行系统参数配置”将运行系统的“数据刷新周期”和“动作周期”均设置为100毫秒；如图2.2所示。

(2)、编写应用程序的“进入程序”动作脚本如下：

Start_Stop=0; //系统启动时的初值,南北黄灯亮，东西黄灯亮

snred=0;

sngreen=0;

snyellow=1;

ewred=0;

ewgreen=0;

ewyellow=1;

time=0; //计时变量赋初值

itime=0;

sni=0; //车辆数变量赋初值

ewi=0;

ewposition_lr=0; //四辆车初始位置控制

ewposition_rl=0;

snposition_du=0;

snposition_ud=0;

图2.2 运行系统参数配置

(3)、将应用程序的“程序运行周期执行”的周期时间设置为100毫秒，并编写动作脚本如下：

//交通灯控制程序

if Start_Stop==1 then //如果系统启动，则开始计时

if time<300 then //一个周期30秒

time=time+1;

else //一个周期结束，进入下一个周期

time=0;

endif

if time>=0 && time<=120 then //0～12秒内，南北绿灯亮，东西红灯亮snred=0;

sngreen=1;

snyellow=0;

ewred=1;

ewgreen=0;

ewyellow=0;

endif

if time>120 && time<=150 then //13～15秒内，南北黄灯亮，东西红灯亮snred=0;

sngreen=0;

snyellow=1;

ewred=1;

ewgreen=0;

ewyellow=0;

endif

if time>160 && time<=270 then //16～27秒内，南北红灯亮，东西绿灯亮snred=1;

sngreen=0;

snyellow=0;

ewred=0;

ewgreen=1;

ewyellow=0;

endif

if time>280 && time<=300 then //28～30秒内，南北红灯亮，东西黄灯亮snred=1;

sngreen=0;

snyellow=0;

ewred=0;

ewgreen=0;

ewyellow=1;

endif

else //系统未启动或夜间控制

snred=0;

sngreen=0;

snyellow=1;

ewred=0;

ewgreen=0;

ewyellow=1;

endif

//下面程序根据相应变量值改变南北灯的颜色

if snred==1 then

#snlight.fcolor=0;

endif

if snyellow==1 then

#snlight.fcolor=2016;

endif

if sngreen==1 then

#snlight.fcolor=32;

endif

//下面程序根据相应变量值改变东西灯的颜色

if ewred==1 then

#ewlight.fcolor=0;

endif

if ewyellow==1 then

#ewlight.fcolor=2016;

endif

if ewgreen==1 then

#ewlight.fcolor=32;

endif

//下面为车辆位置控制程序

if Start_Stop==1 then //正常工作状态

//东西向由左向右行驶车辆未到停车线

//或东西向由左向右行驶车辆已过停车线但不会和南北向车辆碰撞

//或东西向绿灯亮,，但东西向由左向右行驶车辆在路口位置不会和南北向车辆碰撞

if ewposition_lr<113 || ewposition_lr>113 || (ewposition_lr>=113 && ewgreen==1 && (snposition_du<153 || snposition_du>245) && (snposition_ud<153 || snposition_ud>245)) then

ewposition_lr=ewposition_lr+1;

endif

//东西向由右向左行驶车辆未到停车线

//或东西向由右向左行驶车辆已过停车线但不会和南北向车辆碰撞

//或东西向绿灯亮，但东西向由右向左行驶车辆在路口位置不会和南北向车辆碰撞

if ewposition_rl<107 || ewposition_rl>107 || (ewposition_rl>=107 && ewgreen==1 && (snposition_du<153 || snposition_du>245) && (snposition_ud<153 || snposition_ud>245)) then

ewposition_rl=ewposition_rl+1;

endif

//南北向由下向上行驶车辆未到停车线

//或南北向由下向上行驶车辆已过停车线但不会和南北向车辆碰撞

//或南北向绿灯亮，但南北向由下向上行驶车辆在路口位置不会和东西向车辆碰撞

if snposition_du<75 || snposition_du>75 || (snposition_du>=75 && sngreen==1 && (ewposition_lr<216 ||

ewposition_lr>346) && (ewposition_rl<216 || ewposition_rl>346)) then

snposition_du=snposition_du+1;

endif

//南北向由上向下行驶车辆未到停车线

//或南北向由上向下行驶车辆已过停车线但不会和南北向车辆碰撞

//或南北向绿灯亮，但南北向由上向下行驶车辆在路口位置不会和东西向车辆碰撞

if snposition_ud<65 || snposition_ud>65 || (snposition_ud>=65 && sngreen==1 && (ewposition_lr<216 || ewposition_lr>346) && (ewposition_rl<216 || ewposition_rl>346)) then

snposition_ud=snposition_ud+1;

endif

else //夜间控制

//东西向行驶车辆不会和南北向车辆在路口相撞

if ewposition_lr<75 || ((snposition_du<153 || snposition_du>270) && (snposition_ud<153 || snposition_ud>270)) || ewposition_lr>346 then

ewposition_lr=ewposition_lr+1;

ewposition_rl=ewposition_rl+1;

endif

//南北向行驶车辆不会和东西向车辆在路口相撞

if snposition_ud<65 || ((ewposition_lr<216 || ewposition_lr>346) && (ewposition_rl<216 || ewposition_rl>346)) || snposition_ud>270 then

snposition_ud=snposition_ud+1;

snposition_du=snposition_du+1;

endif

endif

//车流量统计

if ewposition_lr>560 then //东西向由左向右行驶车辆行驶到终止位置

ewposition_lr=0;

ewi=ewi+1; //东西向车次统计

endif

if ewposition_rl>560 then //东西向由右向左行驶车辆行驶到终止位置

ewposition_rl=0;

ewi=ewi+1; //东西向车次统计

endif

if snposition_du>444 then //南北向由下往上行驶车辆行驶到终止位置

snposition_du=0;

sni=sni+1; //南北向车次统计

endif

if snposition_ud>444 then //南北向由上往下行驶车辆行驶到终止位置

snposition_ud=0;

sni=sni+1; //南北向车次统计

endif

itime=itime+1; //每隔0.01秒加1

if itime>=600 then //计时1分钟到

itime=0; //重新开始计时

snflux=sni*60; //计算南北向车流量

ewflux=ewi*60; //计算东西向车流量

sni=0;

ewi=0;

endif

5．PLC控制交通灯

将上面程序通过调试获得通过后，方可进行下面的工作。

(1)、定义实时数据库模拟量点CON1、CON2，设置小数位数为0；

(2)、定义I/O设备，选取西门子PLC S7-200(PPI)，添加设备驱动，设备名为“S7PPI”(可以自行用合法的字符命名)，地址应与STEP 7 Micro/Win 编程软件设置的PLC远程地址相一致，如图2.3、图2.4所示；

注：PC与PLC连接

①连接设置：RS232-RS48方式

②通信配置：

A. 设置PLC通信端口：

单击浏览条“查看”下的“系统块”，在弹出的对话框中，单击左边的“通信端口“项，在右方的”端口0“下设置PLC的地址为“2”，设置波特率为：9.6kbps, 其他参数取默认。

B. 设置PC通信端口：

单击“查看”下的“设置PG/PC接口”，在弹出的对话框中选择“PC/PPI Cable(PPI)”选项，在单击“属性”按钮，将地址设为0（不能与PLC）相同，将传输速率设为：9.6kbps（与PLC相同）。然后单击该对话框的“本地连接”选项卡，选择连接到“COM1”, 单击确定，关闭该对话框。

③建立PC-PLC的通信连接

单击“查看“下的”COMMUNICATIONS”项，在弹出的对话框中选择“搜索所有波特率”项，再双击对话框右侧的“双击刷新”，PC开始搜索与它连接的PLC, 若两者连接正常，将会在“双击刷新”位置出现PCL图标及型号。

图2.3 STEP 7 Micro/Win32 仿真软件设置的PLC远程地址

图2.4 力控组态软件定义S7-200(PPI)I/O设备的地址

(3)、将CON1.PV进行数据连接，连接到PLC的“AB(输出继电器)”，地址：0，数据格式为：“BY(8位无符号整数，0~255)”，不要选取“按位存取”，如图2.5所示；

图2.5 CON1.PV的数据连接

将CON2.PV进行数据连接，连接到PLC的“MB(位寄存器)”，地址：0，数据格式为：“BY(8位无符号整数，0~255)”，不要选取“按位存取”，如图2.6所示；

图2.6 CON2.PV的数据连接

(4)、定义整型间接变量Indirect1、Indirect2；

(5)、应用程序的“进入程序”动作脚本中删除“交通灯初始状态设置”程序段以及时间控制变量time 的初始值设置语句，而添加如下语句：

@Indirect1=@CON1.PV //变量替换

@Indirect2=@CON2.PV //变量替换

(6)、删除“应用程序周期执行”动作脚本中的“交通灯控制”程序段，但不要删除“交通灯颜色控制”程序段，并添加如下语句：

//间接变量可以按位访问

ewred=indirect1.01; //对应Q0.0为东西向红灯

ewyellow=indirect1.02; //对应Q0.1为东西向黄灯

ewgreen=indirect1.03; //对应Q0.2为东西向绿灯

snred=indirect1.04; //对应Q0.3为南北向红灯

snyellow=indirect1.05; //对应Q0.4为南北向黄灯

sngreen=indirect1.06; //对应Q0.5为南北向绿灯

indirect2.01=Start_Stop; //对应M0.0为系统的起停控制

(7)、将PLC连接计算机，并利用STEP 7 Micro/Win32 仿真软件编制交通灯控制程序，并下载到PLC 中运行，PLC控制程序附于后。

(8)、将组态软件联机运行。

五、实验报告要求

1.写出整个实验步骤的各项工作；

2.回答思考题。

六、思考题

1、PLC程序是怎样控制交通灯的？组态软件如何根据PLC的输出寄存器的值来控制交通灯的？

2、如下表达式中的indirect.01代表的是什么含义？

ewred=indirect1.01;

3、如果希望将车流量保存起来以备以后查阅，还应该完成哪些工作？

附录：十字路口交通灯监控系统PLC控制程序

NETWORK 1//系统启动后交通灯的控制

LDN M0.0

JMP 0

NETWORK 2//南北向红灯

LDN T37

= Q0.3

NETWORK 3//南北向红灯亮计时

LDN T38

TON T37, +300

NETWORK 4 //东西向红灯亮计时

LD T37

TON T38, +400

NETWORK 5 //东西向绿灯

LD Q0.3

AN T39

= Q0.2

NETWORK 6 //东西向黄灯

LD T39

AN T40

= Q0.1

NETWORK 7//东西向绿灯亮计时

LD Q0.3

TON T39, +270

NETWORK 8 //东西向黄灯计时

LD T39

TON T40, +30

NETWORK 9//东西向红灯

LD T37

= Q0.0

NETWORK 10//南北向绿灯

LD Q0.0

AN T41

= Q0.5

NETWORK 11//南北向黄灯

LD T41

AN T42

= Q0.4

NETWORK 12//南北向绿灯亮计时

LD Q0.0

TON T41, +370

NETWORK 13//南北向黄灯计时

LD T41

TON T42, +30

NETWORK 14 //系统启动后交通灯的控制结束

LBL 0

NETWORK 15//系统未启动后交通灯的控制

LD M0.0

JMP 1

NETWORK 16//东西黄灯、南北黄灯亮

LD SM0.0

= Q0.1

= Q0.4

NETWORK 17//东西绿灯、东西红灯、南北绿灯、南北红灯灭LDN SM0.0

= Q0.0

= Q0.2

= Q0.3

= Q0.5

NETWORK 18//系统未启动后交通灯的控制结束

LBL 1

西华大学实验报告（理工类）

开课学院及实验室：机械工程与自动化学院计算机机房 实验时间 ： 年 月 日

一、实验目的

1、掌握组态软件作为客户端与EXCEL 软件通过DDE 标准进行数据通信的方法；

2、掌握组态软件作为服务器端与EXCEL 软件通过DDEE 标准进行数据通信的方法。

二、实验内容

教材P169~P172有详细介绍，请按照教材叙述进行完成。 说明：1、当以力控作为客户端时候，可以按如下步骤： 1） 用工具箱中的“文本”按钮，先生成一文本对象； 2） 生成一数据库变量TAG1；

3） 然后将该文本对象和数据库变量TAG1进行“数值输入的模拟显示关联”； 4） 其他同教材叙述，不再说明。

注意：①力控组态软件与EXCE 软件进行数据通信时候，哪个作为服务器端，就先打开哪个 ② 欲改变某文本对象的值时，只需在运行时点击该文本对象即可。

西华大学实验报告

图2 力控作为EXCEL的客户端的数据通信结果。该图对应EXCEL中的数据改变了三次。

三、实验设备、仪器及材料

计算机、力控PcAuto 3.62或以上版本、S7-200系列PLC、Step 7 for MicroWin编程软件