微型计算机控制技术_第7章 [兼容模式].pdf
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1、国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术第7章人机接口技术与监控组态软件7.1 人机接口(HMI/SCADA)技术7.2 监控组态软件概述7.3 基于监控组态软件设计人机交互界面7.4 实时数据库7.5 监控组态软件的I/O设备驱动7.6 监控组态软件的网络通信功能7.7 监控组态软件的控制功能7.8 计算机控制系统中的数据交换技术7.9 监控组态软件应用举例本章主要介绍人机接口(HMI/SCADA)技术、监控组态软件概述、基于监控组态软件设计人机交互界面、实时数据库、监控组态软件的I/O设备驱动、监控组态软件的网络通信、监控组态软件的控制功能、计算机控制系统中的数据交换技术、监控
2、组态软件应用举例。7.1 人机接口(HMI/SCADA)技术7.2 监控组态软件概述7.3 基于监控组态软件设计人机交互界面7.4 实时数据库7.5 监控组态软件的I/O设备驱动7.6 监控组态软件的网络通信功能7.7 监控组态软件的控制功能7.8 计算机控制系统中的数据交换技术7.9 监控组态软件应用举例本章主要介绍人机接口(HMI/SCADA)技术、监控组态软件概述、基于监控组态软件设计人机交互界面、实时数据库、监控组态软件的I/O设备驱动、监控组态软件的网络通信、监控组态软件的控制功能、计算机控制系统中的数据交换技术、监控组态软件应用举例。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制
3、技术7.1 人机接口(HMI/SCADA)技术7.1 人机接口(HMI/SCADA)技术7.1.1 HMI/SCADA的含义7.1.2 基于VB/VC+语言设计人机交互界面7.1.1 HMI/SCADA的含义7.1.2 基于VB/VC+语言设计人机交互界面国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.1.1 HMI/SCADA的含义7.1.1 HMI/SCADA的含义HMI(Human Machine Interface)广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。一般而言,HMI系统必须有几项基本的能力:HMI(Human Machine Interface)广
4、义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。一般而言,HMI系统必须有几项基本的能力:实时资料趋势显示实时资料趋势显示历史资料趋势显示历史资料趋势显示自动记录资料自动记录资料警报的产生与记录警报的产生与记录报表的产生与打印报表的产生与打印图形接口控制图形接口控制国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术凡是具有系统监控和数据采集功能的软件,都可称为SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition)软件。SCADA软件和硬件设备的连接方式主要可归纳为三种:(1)标准通讯协议。(2)标准的资料交换接口。(3)绑定驱动(Native
5、 driver)。凡是具有系统监控和数据采集功能的软件,都可称为SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition)软件。SCADA软件和硬件设备的连接方式主要可归纳为三种:(1)标准通讯协议。(2)标准的资料交换接口。(3)绑定驱动(Native driver)。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.1.2 基于VB/VC+语言设计人机交互界面7.1.2 基于VB/VC+语言设计人机交互界面1.Visual Basic2.VC+1.Visual Basic2.VC+国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.2 监控组态软件
6、概述组态:组态最早来自英文Configuration,含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置,达到使计算机或软件按照预先设置自动完成特定任务,满足使用者要求的目的。监控组态软件监控组态软件是数据采集与过程控制的专用软件,是面向SCADA的软件平台工具,具有丰富的设置项目,使用方式灵活,功能强大。监控组态软件最早出现时,HMI或MMI(Man Machine Interface)是其主要内涵,即主要解决人机图形界面问题。随着它的快速发展,实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机
7、控制技术7.2.1 监控组态软件的体系结构及功能7.2.1 监控组态软件的体系结构及功能监控组态软件主要体系结构包括:(1)图形画面组态生成;(2)实时数据库与历史数据库;(3)动画连接;(4)历史趋势曲线和实时趋势曲线;(5)报表系统、创建报表、报表组态;(6)报警和事件系统;(7)脚本程序、脚本程序语言句法、脚本程序语言函数;(8)I/O设备管理与驱动程序;(9)数据共享技术;(10)自动化组态软件的网络与冗余功能;(11)其它功能:控件,配方管理,系统安全管理。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术目前组态软件的基本功能(1)强大的图形组态功能(2)脚本语言(3)开放式结构
8、(4)提供多种数据驱动程序(5)强大的数据库(6)丰富的功能模块国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.2.2 几种典型的自动化组态软件7.2.2 几种典型的自动化组态软件(1)InTouch美国Wonder ware公司(2)Fix美国Interlution公司(3)WinCC德国Siemens西门子公司(4)Kingview(组态王)北京亚控科技发展有限公司(5)国内其他国内其它组态软件产品如MCGS、Force Control、SYNALL、Controx2000 国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.3 基于工业控制组态软件设计人机交互界面7.3 基于
9、工业控制组态软件设计人机交互界面计算机控制系统的组态功能可分为两个主要方面,即硬件组态和软件组态。硬件组态常以总线式(PC总线或STD总线)工业控制机为主进行选择和配置。工业控制组态软件是标准化、规模化、商品化的通用过程控制软件。组态软件主要包括:控制组态、图形生成系统、显示组态、IO通道登记、单位名称登记、趋势曲线登记、报警系统登记、报表生成系统共8个方面的内容。计算机控制系统的组态功能可分为两个主要方面,即硬件组态和软件组态。硬件组态常以总线式(PC总线或STD总线)工业控制机为主进行选择和配置。工业控制组态软件是标准化、规模化、商品化的通用过程控制软件。组态软件主要包括:控制组态、图形生
10、成系统、显示组态、IO通道登记、单位名称登记、趋势曲线登记、报警系统登记、报表生成系统共8个方面的内容。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术1.控制组态1.控制组态控制算法的组态生成在软件上可以分为两种实现方式:一种方式是采用控制算法的组态生成在软件上可以分为两种实现方式:一种方式是采用模块宏的方式模块宏的方式,即一个控制规律模块(如PID运算)对应一个宏命令(子程序),在组态生成时,每用到一个控制模块,则组态生成控制算法,产生的执行文件中就将该宏所对应的算法换入执行文件。另一种常用的方式是将各控制算法编成各个独立的可以反复调用的功能模块,对应每一模块有一个数据结构,该数据结构
11、定义了该控制算法所需要的各个参数。因此,只要这些参数定义了,控制规律就定了。有了这些算法模块,就可以生成绝大多数的控制功能。,即一个控制规律模块(如PID运算)对应一个宏命令(子程序),在组态生成时,每用到一个控制模块,则组态生成控制算法,产生的执行文件中就将该宏所对应的算法换入执行文件。另一种常用的方式是将各控制算法编成各个独立的可以反复调用的功能模块,对应每一模块有一个数据结构,该数据结构定义了该控制算法所需要的各个参数。因此,只要这些参数定义了,控制规律就定了。有了这些算法模块,就可以生成绝大多数的控制功能。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术2.图形生成系统2.图形生成
12、系统计算机控制系统的人机界面越来越多地采用图形显示技术。图形画面主要是用来监视生产过程的状况,并可通过对画面上对象的操作,实现对生产过程的控制。图形画面一般有两种即静态画面(或背景画面)和动态画面。静态画面一般用来反映监视对象的环境和相互关系,它的显示是不随时间的变化的。动态画面一般用以反映被监视对象和被控对象的状态和数值等,它在显示过程中是随现场被监控对象的变化而变化的。在生成图形画面时,不但要有静态画面,而且还要有“活”的部分即动态画面。计算机控制系统的人机界面越来越多地采用图形显示技术。图形画面主要是用来监视生产过程的状况,并可通过对画面上对象的操作,实现对生产过程的控制。图形画面一般有
13、两种即静态画面(或背景画面)和动态画面。静态画面一般用来反映监视对象的环境和相互关系,它的显示是不随时间的变化的。动态画面一般用以反映被监视对象和被控对象的状态和数值等,它在显示过程中是随现场被监控对象的变化而变化的。在生成图形画面时,不但要有静态画面,而且还要有“活”的部分即动态画面。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术3.显示组态3.显示组态(1)选择模拟显示表(2)定义模拟显示表(3)显示登记法(4)IO通道登记(5)单位名称登记(6)趋势曲线登记(7)报警系统登记(8)报表生成系统(1)选择模拟显示表(2)定义模拟显示表(3)显示登记法(4)IO通道登记(5)单位名称登
14、记(6)趋势曲线登记(7)报警系统登记(8)报表生成系统计算机控制系统的画面显示一般分为三级即总貌画面、组貌画面、回路画面。若想构成这些画面,就要进行显示组态操作。显示组态操作包括选择模拟显示表、定义显示表及显示登记方法等操作。计算机控制系统的画面显示一般分为三级即总貌画面、组貌画面、回路画面。若想构成这些画面,就要进行显示组态操作。显示组态操作包括选择模拟显示表、定义显示表及显示登记方法等操作。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.4 7.4 实时数据库7.4.1 实时数据库简介7.4.1 实时数据库简介7.4.2 实时数据库的结构7.4.2 实时数据库的结构7.4.3 实
15、时数据库应用的新领域-数据仓库7.4.3 实时数据库应用的新领域-数据仓库先进的监控组态软件都有一个实时数据库作为整个系统数据处理、数据组织和管理的核心,也有人称其为数据词典。先进的监控组态软件都有一个实时数据库作为整个系统数据处理、数据组织和管理的核心,也有人称其为数据词典。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.4.1 实时数据库简介7.4.1 实时数据库简介1.实时数据库的发展背景1.实时数据库的发展背景实时数据库就是其数据和事务都有显式定时限制的数据库,系统的正确性不仅依赖于事务的逻辑结果,而且依赖于该逻辑结果所产生的时间。实时数据库就是其数据和事务都有显式定时限制的数
16、据库,系统的正确性不仅依赖于事务的逻辑结果,而且依赖于该逻辑结果所产生的时间。2.实时数据库的特征2.实时数据库的特征(1)数据与时间相关数据与时间相关时间本身就是数据,即从“时间域”中取值,如“数据采集时间”。时间本身就是数据,即从“时间域”中取值,如“数据采集时间”。数据的值随时间而变化。数据的值随时间而变化。(2)实时事务有定时限制实时事务有定时限制国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术3.监控组态软件的实时数据库及其使用技术3.监控组态软件的实时数据库及其使用技术(1)实时数据模型数据结构数据操作数据的完整性约束(2)实时事务的模型与特性(3)实时事务的处理(4)数据存储
17、与缓冲区管理国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.4.2 实时数据库的结构7.4.2 实时数据库的结构1.实时数据库的体系结构实时数据管理实时资源管理实时事务处理并发控制调度实时应用程序CPU管理完整性约束数据操作缓冲区管理实时I/O调度数据库图7-1 实时数据库的体系结构国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术2.实时数据库的数据结构实时数据库与其他一般数据库一样,包含一组对象及其结构。由于目前对实时数据库还未能提出统一的数据模型,所以不同厂家开发的数据库的数据结构都有很大差别。基本的数据对象为“点”(tag)。一个点由若干参数组成,系统以点参数为单位存放各种信
18、息。点参数相当于关系数据库中的字段(field),一个点参数对应一个客观世界中的可被测量或控制的对象。点存放在实时数据库的点名称字典中。实时数据库根据点名称字典决定数据库的结构,分配数据库的存储空间。用户在组态实时数据库时总是以点名称为主索引(主关键字)进行编辑。点对象存在多个属性,以参数的形式出现,所以又称点的属性为点参数。国家精品课程计算机控制技术国家精品课程计算机控制技术7.4.3 实时数据库应用的新领域-数据仓库7.4.3 实时数据库应用的新领域-数据仓库数据仓库(Data Warehouse,DW)是计算机应用领域里的一个崭新方向,它是一种信息管理技术,其研究的主要宗旨是通过畅通、合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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