組態(tài)王自動大門綜合設計

1、 學 號： 201650030115 鄭州工程技術學院課程設計設計題目： 組態(tài)王自動大門綜合設計 學 院： 機電與車輛工程學院 專 業(yè)： 電氣自動化技術 班 級： 16電氣（普招）1班 姓 名： 利軍 指導教師： 雷 鋼 日 期： 2018 年 10 月 29 日誠信聲明本論文是我個人在老師指導下，按任務書要求，自己撰寫的論文。該論文凡引用他人的文章或成果之處都在論文中注明，并表示了謝意。除此之外都是自己的工作成果。若本論文及資料與以上聲明不符，本人承擔一切責任。本人簽名： 日 期： 年 月 日課程設計任務書班級： 16電氣普招1班 學生： 利軍 學號： 201650030115 設計題目：

2、組態(tài)王自動大門綜合設計 摘要：本課程電氣自動化技術專業(yè)的學科專業(yè)課-組態(tài)控制技術的一個實踐教學環(huán)節(jié)。本課程的目的和任務是：熟悉常用電氣設備的性能和工作原理，把學生學習過的如變頻器、電力電子、組態(tài)控制技術、PLC等課程知識進行綜合設計，使學生更加有效的掌握所學知識，進一步提高學生的實際動手能力和編程設計能力。通過一周的課程設計，使學生掌握一個較為復雜的組態(tài)控制系統(tǒng)的設計和制作的方法；理解組態(tài)軟件的設計原理；1 鞏固和加強“組態(tài)控制技術”課程的理論知識。2 掌握組態(tài)控制技術的一般的設計方法，了解組態(tài)軟件開發(fā)過程。3 提高電組態(tài)軟件使用能力。4 掌握組態(tài)軟件調試的方法及程序設計方法。5 學會撰寫課程

3、設計總結報告。6 通過查閱手冊和文獻資料，培養(yǎng)同學們獨立分析問題和解決問題的能力。7 培養(yǎng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。設計內容及要求：本課程主要內容是：用一周的時間讓學生獨立進行組態(tài)控制系統(tǒng)的設計，制作和調試。本課程是在組態(tài)控制技術結束之后的一次設計實踐。選題很重要。既要有綜合性，有一定的難度，又要讓學生能在一周內完成。以下題目可作為參考：1根據(jù)設計題目要求，通過查閱有關資料分析系統(tǒng)工作原理；2完成系統(tǒng)控制框圖設計；3設計系統(tǒng)控制邏輯；4編寫組態(tài)軟件程序；5系統(tǒng)調試；6編寫課程設計報告設計參考題目：1.五層電梯設計;2.機械手控制設計;3.塔吊控制設計；指導老師（簽字）： 年 月 日 2 2 前 言隨

4、著計算機信息技術高速的發(fā)展，人們在管理建筑設備時，越來越依賴于使用計算機控制系統(tǒng)代替操作人員，并且這些都成為一種非常適應潮流的發(fā)展。智能建筑是計算機技術與建筑技術相搭配的一種產物，這是當今社會和國際化形式的需要。智能建筑主要包括了樓宇自動化控制、通信自動化、辦公自動化等系統(tǒng)。這里面有大量的電氣設備,而這些設備非常多又很分散。多達上百到上萬個；分散在各階層和各種角落。如果采用分散管理、就地控制的話，監(jiān)視和測量的工作難度很難想象。所以為了合理利用設備，節(jié)省人力、財力資源，同時確保設備的安全運行，就出現(xiàn)了更高效的設備管理?；诮M態(tài)王的自動大門設計中,在組態(tài)監(jiān)控畫面上能實時反映自動大門的運行狀態(tài)，并能

5、通過監(jiān)控畫面控制大門運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對大門運行狀態(tài)的雙向控制。這種用組態(tài)王建立的自動大門軟件模型，在應用中容易實現(xiàn)監(jiān)測，因此有較大的應用價值。組態(tài)王是亞控科技根據(jù)當前的自動化技術的發(fā)展趨勢，面向低端自動化市場及應用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標開發(fā)的一套產品。該產品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應用服務平臺為目標，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產流程進行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息，及時地做出反應，以獲得最優(yōu)化的結果。同時，組態(tài)王提供了豐富的、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口。

6、該款產品的歷史曲線、報表及web發(fā)布功能進行了大幅提升與改進，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。利用組態(tài)王來監(jiān)控這個系統(tǒng)以達到實時運轉的狀態(tài)。自動大門的遠程監(jiān)控是智能化樓宇的一部分，其內涵的實質是在信息技術系統(tǒng)的平臺上把需求目標、應用功能與系統(tǒng)相關各個要素緊密地整合在一起以達到智能化整體目標。表現(xiàn)為建筑物內的信息參數(shù)處于可觀測能控制的狀態(tài)，使建筑物能迅速響應用戶的各種需求，確定最有效的方式為用戶提供便捷、舒適、安全的環(huán)境。學生簽名 年 月 日摘 要隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，建筑日益增多，自動大門在人們日常生活中是必不可少的。本設計用組態(tài)王設計包括大門手動開關門指令、大門自動開關門運行等功能，能夠直

7、觀的看到自動大門是如何運作的。本設計詳細介紹了利用組態(tài)王軟件實現(xiàn)自動大門監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程。關鍵詞:組態(tài)王;控制系統(tǒng);自動大門；目錄前 言1摘 要2第一章組態(tài)王簡介41.1組態(tài)王及應用41.2 工程管理器5第二章 自動大門簡介62.1 自動大門的起源與發(fā)展62.2 自動大門的分類6第三章 自動大門系統(tǒng)制作過程83.1 創(chuàng)建工程83.2 構造畫面83.3 配置設備93.4 繪制組態(tài)界面103.5 構造數(shù)據(jù)庫103.6 動畫鏈接11第四章 自動大門系統(tǒng)的程序設計144.1 基本思路144.2 編寫命令語言144.3 運行調試14總結15致謝16參考文獻17附錄（程序）18第一章 組態(tài)王簡介1.1組

8、態(tài)王及應用1.1.1 組態(tài)王概念組態(tài)的意思就是多種工具模塊的任意組合，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預先設置自動執(zhí)行特定任務，滿足使用者要求的目的。組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。組態(tài)王基于MicrosoftWindows XP/NT/2000/7/10 操作系統(tǒng)，用戶在企業(yè)網(wǎng)絡的各個層次的所有位置上都可以及時準確地獲得系統(tǒng)的實時信息。使用組態(tài)王軟件來開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產控制能力、提高工廠的生產效率、提高產品的質量、減少成本及原材料的消耗。它不僅

9、適用于單一設備的生產運營管理和故障診斷，而且對于網(wǎng)絡結構分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)也很方便。組態(tài)王軟件結構由工程管理器、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三部分構成。（1）工程管理器內嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對已有工程進行搜索、添加、備份、恢復以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導入和導出等功能。（2）工程瀏覽器是一個工程開發(fā)設計工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設備及相關變量、動畫鏈接、命令語言以及設定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。（3）運行系統(tǒng)是工程運行畫面，從采集設備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設備的相互交互。建立一個應用工程基本可以分為以下幾個步驟：

10、(1)創(chuàng)建一個目錄用來存放與工程相關的文件；(2)定義硬件設備并添加包括內存變量和I/O 變量在內的工程變量；(3)繪制圖形并讓它產生想要的動態(tài)效果；(4)編寫程序完成比較復雜的上位操作控制；(5)對運行系統(tǒng)進行配置；(6)保存工程后運行這里需要說明，這幾個步驟大多情況下是交錯進行的，并不是獨立的。在使用組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)編制工程時，我們還要考慮以下幾個方面：用戶如何利用抽象的圖形畫面來完成模擬工業(yè)的現(xiàn)場以及相應的工控設備工作；用戶如何創(chuàng)建一個能夠反映出工控對象各種屬性的具體數(shù)據(jù)庫；完成的虛擬畫面上的圖形如何以動畫的形式來模擬出現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，以及如何讓操作者輸入控制設備的指令。組態(tài)王保持

11、了其早期版本功能強大、運行穩(wěn)定且使用方便的特點，并根據(jù)國內眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進行了完善和擴充。組態(tài)王提供了豐富的、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，同時也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口；該款產品的歷史曲線、報表及web發(fā)布功能進行了大幅提升與改進，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。1.1.2組態(tài)王的應用(1)組態(tài)王技術組態(tài)王產品中創(chuàng)造性首次地提出了模型技術等先進理念。為了使產品更加容易使用、更加文定，組態(tài)王公司廣泛吸取用戶的寶貴意見和建議，使其具有了人性化的操作和管理，其廣泛應用于中央控制系統(tǒng)。(2)組態(tài)王的優(yōu)勢由于它處于世界尖端自動化技術領域，組態(tài)王

12、利用當代計算機控制技術和工業(yè)網(wǎng)絡平臺，大大降低了其管理的成本、操作的復雜性以及工作的強度，這能夠滿足各種用戶的需要。(3)組態(tài)王的標準協(xié)議組態(tài)王完全支持BACnet協(xié)議、Lonworks協(xié)議、及標準OPC接口這三個標準協(xié)議。在樓宇自動化產品當中，很多品牌都支持這些協(xié)議，這也就避免了通訊聯(lián)絡的一些麻煩。(4)組態(tài)王智能控制系統(tǒng)組態(tài)王智能控制系統(tǒng)可以明確保證系統(tǒng)方案在不同的環(huán)境中能夠穩(wěn)定、持久的運行。多層次特點使得它能夠在同一時間為多個用戶提供幫助。該系統(tǒng)可以選擇標準的IE瀏覽器當作客戶端，或者選用組態(tài)王專有客戶端也可以。1.2 工程管理器在組態(tài)王中建立出來的每個組態(tài)稱為一個工程。每一個工程在操作

13、系統(tǒng)中是一個包含多個文件的文件夾。工程的建立需要工程管理器。工程管理器的使用：組態(tài)王工程管理器是用來建立新工程，對添加到工程管理器的工程做統(tǒng)一的管理。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對工程進行重命名，搜索組態(tài)王工程，修改工程的屬性，工程備份、恢復，數(shù)據(jù)詞典的導入導出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運行環(huán)境等。啟動后的工程管理窗口如下圖所示：圖 1-1 工程管理器第二章 自動大門簡介2.1 自動大門的起源與發(fā)展自動大門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動大門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點已逐步被淘汰。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程

14、控制器(簡稱PLC)，PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可編程控制器的儲存器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)、算數(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或邏輯式和開關量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個種類型的機械或生產過程。PLC可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，實用性強，系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。因此運用PLC控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點。 國外，進入90年代以來，自動化技術發(fā)展很快，技術

15、已經相對成熟，取得了驚人的成就，自動化技術是自動門的重要部分。在現(xiàn)代人們生活中自動門可以節(jié)約空調能源，降低噪音，防風，防塵，同時可以使出入口顯得莊重高檔，因此應用非常廣泛。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，自動大門在人門的生活中的運用越來越廣泛，自動大門適用于賓館，酒店，銀行，寫字樓，醫(yī)院，商店等使用自動門。但在國內，自動門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動門控制系統(tǒng)的設計中，穩(wěn)定，節(jié)能，環(huán)保，安全及人性化是需要首先考慮的因素。2.2 自動大門的分類由于門體的重量及體積不同會對自動門驅動和傳動系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動門又可以分為重型自動門和輕型自動門?？土髁康牟町悤ψ詣娱T的使用產生很大影響，因此

16、，自動門還可以分為一般自動門和可頻繁使用的自動門。自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門，自動平開門，自動旋轉門，自動圓弧門，自動折疊門。其中平開門用的場合較少，旋轉門由于昂貴而且非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門，感應門就是指自動平移門，目前市場上流行的平移型自動門一般是兩開，這種門的特點是簡單易控，維護方便。自動平移門最常見的形式是自動門內外兩側加感應器，當人們走進自動門時，感應器感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅動裝置將門打開。當人們通過之后，將門關上。由于自動平移門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔

17、次,于是迅速在國內外建筑市場上得到大范圍的普及。自動門的控制方法很多，從控制的不同來分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過按鈕和復雜的接線安裝來控制，智能控制器，即通過運用線的自動化設備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點，因此被很多生產商所運用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動門所淘汰。在智能控制的選擇上，自動門的主控器有微電腦控制器和可編程控制器PLC控制，微電腦控制主要有體積小，安裝方便等特點，目前有許多廠家采用此種方式生產自動門，PLC控制的特點是穩(wěn)定性高，維護方便，目前許多大型的商場的自動門都是由這種方式來控制。 第三章 自動大門系統(tǒng)制作過程3.1 創(chuàng)建

18、工程點擊工程管理器.上的“新建”圖標，彈出新建工程向導之一，點擊“下一步”執(zhí)行下一步操作，彈出新建工程向導之二,選擇要保存工程文件的路徑，這里路徑不能選擇帶有只讀屬性的路徑，點擊“下一步”進入新建工程向導之三,如圖3-1所示:在“工程名稱”處寫上“自動大門”(組態(tài)王中的工程名稱是唯一的，不能重名),在“工程描述”處寫上“自動大門”，點擊“完成”按鈕。圖3-1自動大門工程建立3.2 構造畫面在工程瀏覽器-自動門控制過程窗口上，單擊新建圖標，彈出新畫面對話框，如下圖3-2所示：圖3-2自動門畫面的建立3.3 配置設備在組態(tài)王工程瀏覽器下，單擊“設備”，雙擊目錄內容顯示區(qū)中的“新建”圖標，在出現(xiàn)的設

19、備配置向導中單擊“亞控”中的“仿真PLC”，在“仿真PLC”中選擇“COM”后，單擊“COM”， 如圖3-3所示。然后單擊“下一步”彈出設備配置向導- -邏輯名稱對話框， 在要安裝的設備指定唯一" 的邏輯名稱處輸入“新IO設備”，然后單擊“下一步”彈出設備配置向導一選擇串口號對話框，在串行設備中選擇“COM2”,接著單擊“下一步”彈出設備配置向導一設備地址設置指南對話框，在設備地址中鍵入“0”，然后單擊“下一步”彈出通訊參數(shù)對話框，當出現(xiàn)故障時，設定通訊參數(shù)，在此應用的是默認值。最后單擊“完成”按鈕。圖3-3 PLC設備配置3.4 繪制組態(tài)界面在組態(tài)軟件上，單擊主頁，進入動畫制作窗口

20、。利用組態(tài)工具，繪制自動門系統(tǒng)畫面。自動門系統(tǒng)界面如圖3-4所示。圖3-4 自動門系統(tǒng)界面3.5 構造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王的核心部分，在運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。數(shù)據(jù)變量的集合稱為數(shù)據(jù)詞典，如圖3-5。圖3-5 數(shù)據(jù)庫建立數(shù)據(jù)分為內存離散和內存整型兩種，數(shù)值型變量用內存整型，開關型變量用內存離散。3.6 動畫鏈接建立動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立的一種關系，當變的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來?；蛘哂绍浖褂谜咄ㄟ^控制或改變PC屏幕.上的

21、圖形對象，發(fā)布命令(改變數(shù)據(jù)變量的值)，去控制下位機的動作。即PLC控制程序和組態(tài)監(jiān)控程序共同參與對電梯的控制。組態(tài)王提供了多種動畫連接類型，有屬性變化、文本色變化位置與大小變化、值輸出、值輸入、特殊、滑動桿輸入、命令語言等七大類共21種動畫連接方式。一個圖形對象(圖素)可以同時定義多個動畫連接，組合成較為復雜的效果，以便滿足實際應用中所需的動畫要求。本系統(tǒng)動畫鏈接有整形變量的動畫鏈接和離散型變量的動畫鏈接，其中整形變量主要是自動大門動畫鏈接的設置如圖3-6所示，我們需要模擬大門左右移動的狀態(tài)，所以要設置門的水平移動，選中水平移動，動畫鏈接表達式選擇移動，向左移動距離選擇300，最左邊選300

22、，其他變量選0。本系統(tǒng)動畫鏈接有滑動桿的動畫鏈接和大門的動畫鏈接。如下圖所示：圖3-6 自動門的動畫連接設置 圖3-7 手動滑桿的動畫連接設置完成模擬量的動畫鏈接后，就是一些離散量的動畫鏈接了，離散量控制的主要有開關，閃爍，啟停等，本系統(tǒng)中的離散量主要就是開關門指示燈。對于指示燈，我們需要它完成的功能是大門移動的時候，這個指示燈閃爍，所以我們要對它進行閃爍的設置，設置情況如圖3-8所示。圖3-8 提示燈閃爍設置接下來就是開門、關門和停止按鈕的設置，首先需要明白開關門按鈕屬于開關型的變量，需要滿足的要求就是當用戶按下開關門按鈕后，大門能夠根據(jù)需要開門或者關門。如下圖所示：圖3-9 自動門開設置圖

23、3-10 自動門關設置當然，還有一個全自動按鈕，當按下這個按鈕后，大門可以自動打開，延時2s后，大門再自動關閉。按鈕設置如下圖：圖3-10 自動門關設置第四章 自動大門系統(tǒng)的程序設計4.1 基本思路1.當手動滑動桿移動時，大門可以根據(jù)滑動桿的變化來移動。2.當按下開門按鈕后，大門可以自動打開，同時指示燈隨著大門的移動而閃爍。3.當按下關門按鈕后，大門可以自動關閉，同時指示燈隨著大門的移動而閃爍。4.當再次按下開門或關門按鈕時，大門立即停止移動，停在當前位置。5.當按下自動按鈕時，大門可以實現(xiàn)自動開門，開門后延時2s，再自動關閉。4.2 編寫命令語言組態(tài)王中命令語言是一段類似C語言的程序，工程人

24、員可以利用這段程序來增強應用程序的靈活性、處理一些算法和操作等。命令語言都是靠事件觸發(fā)執(zhí)行的，如定時、數(shù)據(jù)的變化、鼠標的點擊等。根據(jù)事件和功能的不同，包括應用程序命令語言、熱鍵命令語言、事件命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、自定義函數(shù)命令語言、動畫連接命令語言和畫面命令語言等。其中應用程序命令語言、熱鍵命令語言、事件命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言可以稱為“后臺命令語言”，它們的執(zhí)行不受畫面打開與否的限制，只要符合條件就可以執(zhí)行，而畫面和動畫連接命令語言的執(zhí)行不受影響。另外，命令語言具有完備的詞法語法查錯功能和豐富的運算符、數(shù)學函數(shù)、字符串函數(shù)、控件函數(shù)、SQL函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)。命令語言一旦運行起來，往往看

25、到的是最終結果，如果結果出現(xiàn)差錯，就需要查看命令語言的執(zhí)行過程一調試命令語言。在命令語言中使用的應用程序命令語言是指在組態(tài)王運行系統(tǒng)應用程序啟動時、運行期間和程序退出時執(zhí)行的命令語言程序。如果是在運行期間，則該程序按照指定時間間隔定時執(zhí)行。程序如下列一系列的程序截圖所示，每句程序完成的功能在程序內有介紹，可以根據(jù)程序進行修改得到不同的功能。4.3 運行調試啟動組態(tài)王切換到VIEW進入到調試界面，運行仿真系統(tǒng)，主要是為了檢查電梯是否按照控制要求運行?？偨Y自動大門在現(xiàn)代社會中得到很廣泛的應用，它所需的技術要求也不斷地提高。所以，對它的研究是有一定的意義的。它大大提高了我的自學能力，還有提高了我自主查找資料的能力。經過一個星期的努力，自動大門控制綜合設計終于完成。在整個設計過程中，出現(xiàn)過很多的難題，但都經過我努力查找資料和在老師、同學的幫助下順利解決了。雖然我的課程設計不是很完美，還有很多不足之處，但每當看著自己的成果，是經過自己千辛萬苦做出來的，這就是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最