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1、能源管理系统开发和设计 摘要 随着时代的不断进步与开展，能源已经越来越成为需要迫切解决的问题了，在开发新能源的同时，对现有能源的系统管理也变得越来越重要，对能源的管理也要求信息化。从能源利用的角度来说，系统的管理能显著提高能源的实物资源的配置效率、将有力推动行业的整体技术进步、在更高层次上促进传统产业改造升级和产业构造优化、提升经济运行和管理水平。尤其是对于设备种类多、投资大、能耗大的行业来说，采用现代化的科学管理方法和手段来进展能源的科学管理，将有效提高企业的生产效率、减少能源消耗、极大地促进能源资源的高效利用、显著提高能源利用的经济效益，具有十分重要的意义。本文论述了能源管理系统的设计与实
2、现：整个系统采用分布式布置、集中管理的模式，对生产工艺设备、用能设备的能量数据进展管理；采用组态王这一个工程软件作为控制系统的核心，以 PLC 为例来对组态王这软件进展初步了解与学习，最后用该软件对现场进展生产控制，现场数据采集，现场时刻报表以及现场报警提示等各项工程的监控，同时建立初步的生产模型监控系统，到达总车间或者总公司能时刻掌握各车间各设备生产运营的情况。关键词：能源管理系统；PLC；组态王；数据库；现场数据采集 目录 第 1 章 引言.4 1.1 需求分析.4 1.1.1 立题的背景和意义.4 1.1.2 能源管理的现状和需求.5 1.2 国内外能源系统管理的现状.5 1.2.1 国
3、外能源系统管理的现状和开展趋势.5 1.2.2 国内能源管理系统现状和开展趋势.6 1.3 本课题的研究思路.6 第 2 章 系统分析.7 2.1 必要性和可行性研究.7 2.1.1 必要性.7 2.1.2 可行性.7 2.2 系统框架和系统功能分析.8 2.2.1 系统框架设计.8 2.3 系统软件组态王.10 2.3.1 建立“变量与 PLC 的连接.10 2.3.2 建立新画面.10 2.3.3 添加文本显示.12 2.3.4 模拟量显示.12 2.3.5 模拟量及数据的输出.13 2.3.6 按钮控制输出.15 2.3.7 设备运行状态指示.18 2.3.8 程序下载.19 2.3.9
4、 考前须知.19 2.4 数据流程.19 第 3 章 系统设计.20 3.1 PC 与 PLC 串口通信程序.20 3.1.1 建立新工程工程.21 3.1.2 制作图形换面.21 3.1.3 定义串口设备.21 3.1.4 定义变量.23 3.1.5 建立动画连接.23 3.1.6 编辑命令语言.23 3.1.7 调试与运行.24 第 4 章 数据库.24 4.1 SQL 访问管理器.24 4.2 对数据库的操作.25 4.3 数据库查询控件.27 第 5 章 模型的初步设计.27 5.1 模型的设计概述.28 5.2 运行结果与总结.29 结语.30 致谢.30 参考文献.错误!未定义书签
5、。第 1 章 引言 能源问题，从中国乃至全世界范围来看，正逐渐成为一个亟待解的问题。随着的时代的开展，这个问题也将变的越来越迫切！目前，解决能源供给日趋紧张的问题主要有两种手段，一是开发新能源、可再生能源；二是对现有的能源设施进展节能改造，实现能源的优化。我国在“十一五规划中提出了建立资源节约型和环境友好型社会的奋斗目标，能量的综合利用、能源的使用效率越来越受到人们的重视。为了能使企业更好地完成资源调配、组织生产、企业能量平衡、部门结算、本钱核算、能源预测等，需要建立一套有效能源数据的自动采集、监测、管理、调配系统，以便企业随时掌握能源消耗、使用状况。本文将选取采用分布式监控、集中式管理模式，
6、基于现场总线方式的网络分布式能源管理系统，将其划分为数据现场采集系统、网络通信和能源管理系统三局部，介绍其对生产工艺设备、用能设备的能量数据进展采集、监控、计量、统计、分析等机制，论述其方案的设计与实现。1.1 需求分析 立题的背景和意义 能源的利用一直是当今时代的主题，随着时代的不断进步和开展，能源的逐步消耗，因此，能源的开发就显得肯定重要和迫切！在我国的能源消耗中，工业是我国能源消耗的大户，能源消耗量占全国能源消耗总量的70%左右。?中共中央关于制定国民经济和社会开展第十一个五年规划的建议?提出：“十一五期末单位国内生产总值能源消耗比“十五期末降低 20%左右，这一指标是“十一五规划目标中
7、最重要的约束性指标之一，也是我国“十一五期间节能工作的奋斗目标。因此，加强企业能源计量管理，开展企业节能降耗行动，提高能源利用率是减少资源消耗、保护环境的最有效途径，也是我国走新型工业化道路的重要内容，这对于提高企业经济效益，缓解社会经济开展面临的能源和环境约束，完成“十一五规划目标有着十分重要的意义。为了能使企业更好的完成资源调配、组织生产、部门结算、本钱核算，需要建立一套有效的自动化能源数据获取系统，对能源供给进展监测，以便企业实时掌握能源状况，为实现能源自动化调控扎下坚实的数据根底，同时方便企业的计量和本钱核算工作。能源数据具有标准化、专业化、科学化、时效性强的特点，采集难度较高。同时，
8、考虑到能源数据对于企业决策的重要意义，以及能源本身具备危险性的特点，需要对企业建立的能源数据获取系统提出更高的要求。因此，企业能源管理系统以下简称 EMS必须满足专业性强、实时性好、可进展远程资料交换、可用性强的需求。能源管理的现状和需求 当前企业采用数据管理的模式，根本上是现场安装数据采集仪器、仪表，人工定时采集数据，填报能量消耗报表，然后逐级汇总，统计后上报到企业的能源管理部门、财务部门和上级主管部门。这种方法的缺点非常明显：效率低下、不具有实时性。企业的能量计量仪器、仪表种类繁多、通信协议各异、分布范围广，进展自动数据采集、系统布置时要仔细加以考虑。各企业的自动化水平不一，有的企业从国外
9、引进的生产线自动化水平很高，有的还停留在二十世纪七八十年代的水平；企业的办公自动化水平也千差万别，有的企业根本可以实现无纸办公，有的还处在繁杂的手工劳动中。这些复杂的局面提高了能源管理系统的布置难度。随着信息技术、网络技术、计算机控制技术的不断开展，对传统的能源管理的方式 进展自动化改造变得完全有必要和可能。国外的一些 DCS 系统已经将能源管理系统纳入其中，作为整个 DCS 系统的一个子系统。国家中长期科学和技术开展规划纲要 20062021 年 和国务院公布的九大行业近期淘汰落后产能目标的文件，明确指出企业提高管理水平的必要性，这也给企业能源管理系统的实施带来了机遇。1.2 国内外能源系统
10、管理的现状 国外能源系统管理的现状和开展趋势 1受经济开展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。随着世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长，1973 年世界一次能源消费量仅为 57.3 亿吨油当量，2003 年已到达 97.4 亿吨油当量。过去 30 年来，世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。2世界能源消费呈现不同的增长模式，兴旺国家增长速率明显低于开展中国家。过去 30 年来，北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太等六大地区的能源消费总量均有所增加，但是经济、科技与社会比拟兴旺的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢，其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降，北美由1973
11、年的 35.1%下降到 2003 年的 28.0%，欧洲地区那么由 1973 年的 42.8%下降到 2003年的 29.9%。OECD(经济合作与开展组织)成员国能源消费占世界的比例由 1973 年的 68.0%下降到 2003 年的 55.4%。其主要原因，一是兴旺国家的经济开展已进入到后工业化阶段，经济向低能耗、高产出的产业构造开展，高能耗的制造业逐步转向开展中国家；二是兴旺国家高度重视节能与提高能源使用效率。3世界能源消费构造趋向优质化。石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新
12、能源并存的能源构造格局。到 2003 年底，化石能源仍是世界的主要能源，在世界一次能源供给中约占 87.7%，其中，石油占 37.3%、煤炭占 26.5%、天然气占 23.9%。非化石能源和可再生能源虽然增长很快，但仍保持较低的比例，约为 12.3%。相对于我国现状，世界的能源消费构造明显要先进。国内能源管理系统现状和开展趋势 1能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源 60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比拟快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平
13、低下。2能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境 从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。以煤为主的能源构成以及 62的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。燃煤排放的大气污染物对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染-酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。3农村能源供给短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电
14、量的 14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供给农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。因此，我国目前的能源利用状况是相对落后，形势比拟严峻的。1.3 本课题的研究思路 本课题研究的大致思路如下：1研究国内外能源信息的管理及其企业信息化方面的现状，并确定的能源信息管理的实际需求。2根据理论情况进展本系统开发的可行性分析以及分析本系统的功能和构造的。3系统设计局部，进展本系统研发平台的设计，并设计出能源信息管理及决策方面的实际模型。4借鉴了数据仓库的概念来帮助本系统实现异构平台的数据采集，并建立一
15、个良好适用的数据库设计。5实际的开发阶段，利用组态王这一软件，完成系统由想法到产品的过程。第 2 章 系统分析 系统分析是系统开发的关键阶段。本局部将结合课题的研究内容，对能源信息管理系统建立的可行性进展分析，并做出对新系统的构造和功能上的分析。2.1 必要性和可行性研究 必要性 由于世界信息化的冲击，为了同国际接轨必须要加快改革的步伐、引进国外先进的管理技术、采用现代化的管理手段。而目前由于能源信息的复杂性，在能源信息的管理方面还比拟落后。虽然各公司都有自己的生产管理系统，但却没有统一的能源信息管理方面的系统。如果想要知道全公司的能源消耗产出等信息，就必须要技术处能源管理科的人员来进展人工的
16、统计，时效性和准确性都达不到较高的层次，而且不便于总公司对能源信息进展进一步的分析和管理。可行性 在新系统开发之前，有必要对系统开发的可行性进展初步分析，以防止盲目投资，减少不必要的损失。1计算机硬件 目前计算机硬件技术开展可以说是日新月异，计算机的性能已几倍、几百倍的提高，PC 机的功能已经越来越强，价格却也大幅度地下降。扬子石化公司已经配备了大量的 PC 机，几乎每个科室都至少有一台，因此不必再投入大量的资金用于电脑硬件的配备了。2计算机网络 现在的网络技术已开展到非常成熟时期了。网络的大小规模可以千差万别。各公司内部已经建成了，如主干 622Mbps、分支 155Mbps 的光纤主干网络
17、系统；并辅以 2Mbps 的无线网络。各二级单位的局域网与之相连。对外开通 256K DDN专线的因特网，并具有一个 C 类 IP 地址资源。实现了公司内部计算机的对内、对外连接。3计算机软件随着计算机硬件技术的飞跃开展，计算机软件也做的更加完善。软件的不断更新能为系统开发提供了高性能、方便的开发平台，使开发速度几倍、几十倍的提高，开发的质量也明显提高，面更加美观友好、交互能力强。4各公司在能源管理方面原来有一定的根底。原始数据真实，帐、卡各种报表齐全，各管理科室信息流向明确，为能源信息管理系统提供了软环境的可能。并且各个分都有信息室和专门的信息处理人员，为技术处能源管理科实现数据采集和数据共
18、享奠定了根底。本系统运行后，可对各公司能源进展统一的管理，便于合理控制消耗、回收能源、具有可观的经济效益。2.2 系统框架和系统功能分析 本系统在分析阶段运用构造化分析方法，与用户进展充分的交流，采用“自顶向下的方法进展系统的分析。把一个大的复杂的系统逐级分解成小的、易于管理的系统，既利于系统的设计开发，又利于用户能够尽早地看到结果，及时提出意见等等。系统框架设计 系统架构：能源管理系统以 SCADA 系统为核心，加以组态王这一工业软件，利用 PLC 作为接口连接数据采集和后台数据库，如图 2.1 所示。能源管理系统的构架可以从体系构造上分成 3 层，即数据采集系统，现场控制器PLC 或现场设
19、备及通信网络RS232，RS485，能源管理监控中心(PC 控制室)。整个系统以实时数据库和组态王软件为根底，结合网络通信，嵌入式技术组成一套先进的自动采集，存储，分析数据并进展预测。PLC 控制 MPI 功能 现场 PLC PLC 图 2.1 系统构造图 RS2RS4585 RS485 能源管理监控中心 能源管理境况中心以 SCADA 软件和 I/O Server 实时数据效劳器为核心，布置分布式数据采集管理系统，实现在线的数据监视，数据采集和实时传输等能源管理功能并支持二次开发和现场组态。通信网络 通信网络采用 RS485 和 RS232 连接，建立分区域的网络，层与层之间采用线性构造进展
20、连接，从而建立高可靠，专有的能源数据采集通信网络。数据采集 数据采集系统以现场数据采集为核心，进展数据信号采集，处理，通信，协议转换等，将采集到的能源消耗数据连续、真实、可靠的传输到系统数据库中，为能源管理系统的统计分析提供根底数据。系统的主要功能包括：采集根底数据，包括电流、电压、功率因数、流量、温度、压力、设备状态等；传感器网络通信协议的实现、转换及实现装置，以太网网络通信协议的实现；数据库系统、接口、OPC 实现；Web 访问；过程监视、操作控制、实时调整等界面和过程曲线、信息显示等辅助界面的显示、切换；介质计量参数管理、维护单位管理、计量设备管理、测点耗量关系等根底数据的管理；各种配置
21、参数设置、用户权限设置、其他需人工录入的参数设置等界面管理；能源数据汇总、统计、管理以及数据报表的生成；能源使用分析、方案、仿真；能量平衡计算、能源使用估计、能源消耗的预测；能源供给品质估计、供给能力估计；能源费用管理；能源使用分配；能源生产监测，包括能源品质监测、能源生产绩效监测等；平安管理；I/O 通信冗余，能够在主通信中断时自动切换到旁路；支持在线组态；支持 ODBC、OPC、API、DDE 等标准数据交换方式；网络通信采用标准的 NetBIOS，支持 IPX/SPX、TCP/IP 等协议。能源管理系统的实现：系统可以从实现原理上分为管理软件和现场数据采集柜两局部。SCADA 软件是系统
22、管理系统的根底平台，其可以采用通用软件，例如 NI LookOut,组态王等，也可以针对专用的平台独立开发。现场数据采集系统作为 SCADA 系统的一局部，整个能源管理系统的中扮演着根底数据提供的角色，占着非常重要的位置！他的功能是从计量仪器采集数据，读取执行机构的状态，实现协议转换和系统数据库进展通信等。现场数据采集系统的采集速度，采集精度，设备稳定性，扩展性等决定了整个系统的性能。2.3 系统软件组态王 组态王是国产工控领域组态软件中应用较为普遍的一种，它可以与很多种类的 PLC 及其他现场工控设备连接，以实现对现场数据和设备状态的采集，控制，显示，储存。建立“变量与 PLC 的连接 要显
23、示的值，假设压力传感器的量程为 1MPa,那么“最大值为 1；“连接设备项选择对应 PLC 的 MPI 地址，本例选择 MPI2；“存放器选择 DB1.0即DB1.DBW0;“数据类型选择为 SHORT整型数；“转换方式PLC 中的数据通过与“组态王中定义的数据“变量进展通信，翻开窗口左边的“数据库，选择“数据词典，单击窗口下方的“新建，首先定义 PLC 中压力输入，“变量名取为 P1；“变量类型为 I/O 实数；因为 PLC 中模拟输入的最小值为 0，PLC 中模拟输入的最大值为 27648，所以“最小原始值设为 0，“最大原始值设为 27648；“最小值代表对应 PLC 中的“最小原始值需
24、要显示的值，设为 0；“最大值代表对应 PLC 中的“最大原始值需为线性，由于只需要显示压力，多样“读写属性选“只读，如图 2.2 所示，单击“确定按钮。建立新画面 单击左边“画面，翻开如图 2.3 所示窗口。画面新建 单击“新建，添加新的监控画面，如图 2.4 所示，在“新画面对话框中，“画面名称记为监控画面 1；“对应文件可以采用默认名；“画面位置项可以采用默认的“左边、“顶边、“显示宽度、“显示高度、“画面宽度、“画面高度、“画面风格可以采用默认的“大小可调、“背风光和“覆盖式。完成后单击“确定按钮。图 2.4 画面属性 添加文本显示 单击右边“工具箱中的文本按钮“T在屏幕的相关位置添加
25、文本说明：“压力显示、“速度控制、“点动控制按钮和“指示灯，如图 2.5 所示。模拟量显示 压力显示的插入：单击右边“工具箱中的文本按钮“T先插入文本“#，右击“#，在字符串替换项，输入“0000，翻开“动画连接，单击“值输出框的“模拟值输出，弹出“模拟值输出连接对话框，单击“表达式框右边的“？按钮，选择变量值，单击压力变量“P1，按“确定按钮。“表达式中出现“本站点P1”;在“输出格式项，选择压力 P1 显示的“整数位数为 2，“小数位数为 3；“对齐方式为居坐，如图 2.6 所示，单击“确定按钮。文本“0000的“模拟量输出项配置完成，如图 2.7 所示。模拟量及数据的输出 速度控制输入的
26、插入：单击右边“工具箱中的文本按钮“T先插入文本“#，右击“#，在字符串替换项，输入“0000”；左击“0000”，翻开“动画连接，单击“权限/保护画面连接值输入框的“模拟值输入，弹出“模拟值输入连接对话框，单击“表达式框右边的“？，选择变量值，单击速度输入变量“SPEED，单击“确定按钮。“表达式中出现“本站点SPEED;“提示信息输入“请输入；“最大值1450，“最小0；单击“确定按钮，如图 2.8 所示。图 2.8 速度变量设置“权限/保护动画连接输入值框的“模拟值输入配置完毕，如图 2.9 所示，单击“确定按钮。按钮控制输出 按钮控制的制作：单击右边“工具箱中的“按钮，拖放到画面中，如
27、图2.10 所示。图 2.10 按钮设置 单击新添加的按钮，选择“动画连接，翻开“命令语言连接的“按下时，弹出“命令语言窗口，单击“全部函数，弹出“选择函数对话框，选择“BitSet函数，单击“确定按钮，如图2.11所示。图 2.11 函数设置 在图 2.12 中，选择的 BitSeVar,bitNo,OnOff,Var 代表变量，bitNo代表第几位18 位，OnOff 代表开1或者关0，函数 BitSeVar,bitNo,OnOff代表让变量 Var 的第几位开或关。图 2.12 命令语言 在图 2.13 中，单击“Var变黑，在“变量【域】选择变量名 Q4PLC 的输出卡。把“bitNo
28、改为“7，表示是第 7 位，OnOff 改为 1，表示是关闭输出，相当于让 Q4.7 输出 1，如下图，单击“命令语言对话框中的“确认按钮。“按下时的功能配置完毕，有对勾表示。在“动画连接翻开“命令语言连接的“抬起时，弹出“命令语言窗口，单击“全部函数，弹出“选择函数对话框，选择“BitSe函数，如图 3，单击“确定按钮，“选择函数对话框关闭。在图 2.14 中，单击“Var变黑，在“变量【域】选择变量名 Q4PLC 的输出卡。把“bitNo改为“7，表示是第 7 位，OnOff 改为 0，表示是关闭输出，相当于让 Q4.7 输出 0，如图 2.15 所示，单击“命令语言对话框中的“确认按钮。
29、“命令语言关闭，该按钮的“动画连接中，“抬起时的功能也配置完毕，有对勾表示，如下图，该按钮按下时 Q4.7 置位，抬起时 Q4.7 复位。命令语言动画连接 右击按钮，选择“字符串替换，输入文字“点动，按“确定按钮，如图 2.16 所示。按钮属性 带有文字“点动的按钮，制作完毕。如图 2.17 所示。按钮属性完成 设备运行状态指示 指示灯的制作过程如下：单击右边“工具箱中的“画圆，拖放到画面中，选择颜色为“红色，如下列图 2.18 所示。右击拖放到画面中的“圆，选择动画连接，在“特殊栏，翻开“隐含，左击“隐含连接中“条件表达式右边的“？，在“选择变量名中选择变量“IO，如下图，单击“选择变量名中
30、的“确定按钮。按钮隐含连接“选择变量名对话框关闭，在“条件表达式对话框，输入 bit(Var bitNo),函数 bit(Var bitNo)为提取变量 Var 的第几位，Var 取 P1，bitNo 取第 1 位对应 P1.0，即 bit(P1,1),选择“显示，单击“确定按钮，如图 2.19 所示。隐含连接设定 程序下载 显示换面编程完毕，单击“文件然后选择“全部存，保存编号的程序。单击“文件然后选择“切换到 VIEW，“组态王运行编好的程序的运行程序。考前须知“组态王与某些设备的软件连接，有时需要使用设备厂家提供的驱动，以S7-300 为例，需要先安装西门子为 S7-300 提供的编程软
31、件 STEP7 或组态软件WINCC，这样“组态王与 S7-300 才可能正确连接。2.4 数据流程 数据是由现场设备PLC进展采集，记录。这些采集到的数据格式不一定统一，还要进展整理和转换格式，使它能够为系统处理的能源信息做好准备；最后，对这些能源数据进展平衡优化处理，就是要按照一定的规那么和设定，对采集到的数据进展必要的分类、筛选、统计、计算等处理并对各厂的能源信息进展反响控制。网络传输与查询子系统是相对独立的子系统，是为不同层次，不同部门之间提供一个数据文件的传输功能和方便的交流查询功能。如图 2.20 所示：第 3 章 系统设计 在分析了能源系统的详细功能之后，本章主要任务是要以 PL
32、C 为实例，对整个个系统和组态王这一软件进展调试，以求设备与 PC 控制器等各种方面能够很好的符合，到达远程控制与了解的目的，同时将设备放入车间之内，进展实际与理论的相结合。3.1 PC 与 PLC 串口通信程序 以三菱 FX2n 型 PLC 为例，可以通过自身的编程口和 PC 通信，也可以通过通信口和 PC 通信。通过编程口，PC 只能和一台 PLC 通信，实现对 PLC 中软件的间接访问；通过通信口，一台 PC 可以和多太 PLC 通信，并实现对 PLC 中软件的直接访问，两者使用不同的通信协议。PC 通过 FX2n 的编程口构成的二级系统控制如图 3.1 所示，按钮，行程开光等得常开触点
33、接 PLC 开关量输入 1 通道，PLC 开关输出 1 通道接指示灯。反响控制 技术处 反响控制 新建工程 数据采集 各设备 能源消耗 调整数据 数据采集 PC 控制处 数据处理 平衡处理 是否平衡 记录并发布 超耗预警 打印报表 否 是 是 PC COM1 COM1 Y0 Y1 Y2 Y8 Y9 Y10 Y15 Y16 Y17 编程口 FX2n PLC X17 X16 X15 X5 X4 X3 X2 X1 X0 N L 转换器 DC24V RS222 SC-09编程电缆 PC 与 FX2nPLC 串口通信线路 针对 PLC 端程序，为了保证 FX2n-32MR 型 PLC 能够与 PC 正常
34、进展通信，需要在 PLC 中运行如图 3.2 所示的一段程序，其功能是设置 PLC 的通信参数：波特率为 9600bit/s，7 位数据位，1 位停顿位，偶校验，站号为 0。图 3.2 PLC 通信参数设置程序 建立新工程工程 1在工程管理器中选择菜单“文件/新建工程或者快捷工具栏“新建命令，出现“新建工程向导之一欢送使用本向导对话框。2单击“下一步按钮，出现“新建工程向导之二选择工程所在路径对话框，选择或者指定工程所在路径。3单击“下一步按钮，出现“新建工程向导之三工程名称和描述对话框。在对话框中输入工程名称：PC&PLC；在工程描述中输入：利用组态王实现PC 与 PLC 串口通信，如图3.
35、3 所示。组态王工程建立 4单击“确定按钮,新工程建立。单击“是按钮将新建工程设为组态王当前工程，此时组态王工程管理器中出现新建的工程。5双击新建的工程名，出现加密狗未找到的“提示对话框，选择“忽略项，出现演示方式“提示对话框，单击“确定按钮，进入程序浏览器对话框。制作图形换面 在工程浏览器左侧树形菜单中选择“文件/画面，在右侧视图中双击“新建图标，出现画面属性对话框，输入画面名称“PC 与 PLC 串口通信，设置画面位置，大小等，然后单击“确定按钮，进入组态王开发系统。通过图库为图形画面添加 8 个指示灯对象 X0，X1,X2，X3，X4，X5，X6,X7,8个开关对象 Y0，Y1,Y2,Y
36、3,Y4,Y5,Y6,Y7,如图 3.4 所示。图形画面 定义串口设备 首先添加设备。在组态王工程浏览器的左侧选择“设备/COM1”，在右侧双击“新建图标，运行“设备配置向导。1选择 PLC/三菱/FX2/编程口，如图 3.5 所示。选择串口设备 2单击“下一步按钮，给要安装的设备指定惟一的逻辑名称，如 FX2PLC可以任意取。3单击“下一步按钮，选择串口号，如：COM1需与 PLC 在 PC 上使用的串口号一致。4单击“下一步按钮，为要安装的 PLC 指定地址，如：1注意，这个地址应该与 PLC 通信参数设置程序中的地址一样。5单击“下一步按钮，出现“通信故障恢复策略设定窗口，使用默认设置就
37、可。6单击“下一步按钮，显示所要安装的设备信息，请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“确定按钮，完成设备的设置。接下来设置串口通信参数。双击“设备/COM1”，弹出设置串口对话框，设置串口 COM1 的通信参数：波特率为 9600，7 位数据位，1 位停顿位，偶校验，通信方式选 RS232，如图 3.6 所示。设置串口 COM1 界面 设置完毕，单击“确定“按钮，这就完成了对 COM1 的通信参数配置，保证COM1 同 PLC 的通信能够正常进展。要对 PLC 进展通信测试，选择新建的串口设备“FX2PLC，单击右键，出现一弹出式下拉菜单。选择“测试 FX2PLC项，出现“串口设备测试画面
38、，观察设备参数与通信参数是否正确，假设正确，选择“设备测试选项卡。存放器选择 X，再添加数字 1，即选择 X1；数据类型选择 Bit，单击“添加按钮，X1 进入采集列表。讲线路中 X1 端口与 COM 端口短接，PLC 上输入信号指示灯 1 亮，单击串口设备测试画面中“读取命令，存放器X1 的变量值为“翻开。如果将线路中 X1 端口与 COM 端口断开，PLC 上输入信号指示灯 1 灭，单击串口设备测试画面中的“读取命令，存放器X1 的变量值为“关闭。同样可以测试存放器 Y 的状态值。定义变量 定义变量按第二章的步骤进展操作，各项参数如下列图 3.7 所示。定义“开关量输入变量 同样的，定义
39、8 个“开关量输入变量，变量名为“开关量输入 0开关量输入 7”，对应的存放器分别为“X0X7”，其他属性一样。定义“开关量输出变量 同样如上图，定义 8 个“开关量输出变量，变量名为“开关量输出 0开关量输出 7”，对应的存放器分别为“Y0Y7”，其他属性一样。最后，分别定义 8 个“开关变量和 8 个“灯变量，变量名分别为“开关0，“开关 1 “开关 7，“灯 0，“灯 1 “灯 7。变量类型都是选择内存离散，初始值选关。建立动画连接 1建立指示灯对象 X0X7 的动画连接 双击指示灯对象，出现“指示灯向导对话框，将变量名离散量设定为“本站点灯 1，将正常颜色设置为绿色，报警颜色设置为红色
40、，其他按所述步骤。如图 3.9 所示。指示灯对象动画连接界面 2建立开关对象 Y0Y7 的动画连接 按上述步骤，只要把变量名设定为“本站点开关 1，同上按所述步骤。如图 3.10 所示。开关对象动画连接界面 编辑命令语言 进入工程浏览器，在左侧树形菜单中选择“命令语言数据改变命令语言，在右侧双击“新建 ，出现“数据改变命令语言编辑对话框。在变量【域】文本中输入表达式：本站点开关量输入 1，在编辑栏中输入程序：if本站点开关量输入 1=1 本站点灯 1=1；else 本站点灯 1=0；如图 3.11 所示。开关量输入控制程序 同样的方法编辑下面程序：if本站点开关 1=1 本站点开关量输出=1；
41、else 本站点开关量输出=0；变量【域】文本中输入表达式：本站点开关 1，如图 3.12 所示。开关量输出控制程序 注：这里的程序编辑，采用的是 C 语言命令。调试与运行 将设计的画面和程序全部存储并配置成主画面，启动运行系统。1.将线路中的输入端口如 X1 与 COM 端口短接，那么 PLC 上输入信号指示灯1 亮；将 X1 端口与 COM 断开，那么 PLC 上输入信号指示灯 1 灭。2启动或关闭程序画面中开关按钮，线路中 PLC 上对应的外接输出信号指示灯亮或者灭 第 4 章 数据库 组态王 SQL 访问功能实现组态王和其他外部数据库之间的数据传输。它包括组态王的 SLQ 访问管理器和
42、相关的 SQL 函数。4.1 SQL 访问管理器 SQL 访问管理器用来建立数据库列和组态王变量之间的联系，包括表格模板和记录体两局部功能。通过表格模板在数据库中建立表格；通过记录体建立数据库表格列和组态王之间的联系，允许组态王通过记录体直接操作数据库中的数据。表格模板和记录体都是在工程浏览器中建立的。1创立表格模板。在工程浏览器左侧工程目录显示区中选择“SQL 访问管理器下的“表格模板项 在右侧目录内容显示区中双击“新建图标，弹出“创立表格模板对话框。在表格中建立 5 个记录，字段名称，变量类型，字段长度，索引类型分别如图 4.1 所示。“创立表格模板对话框 建立表格模板的目的在于定义一种格
43、式，在后面用到 SQLCreatTable()函数时以此格式在 Access 数据库中自动建立表格。2创立记录体。双击“SQL 访问管理器下的记录体，弹出“创立记录体对话框，如图 4.2所示。“创立记录体对话框 记录体定义了组态王变量$日期，$时间，原料油液位置等和 Access 数据库表格中对应字段日期，时间，原料等之间的对应关系。3建立 MS Access 数据库。首先建立一个空 Access 文件，定名为 mydb.mdb将此文件当如建立的组态王工程文件中。然后定义数据源。组态王 SQL 访问功能能够和其他外部数据库支持 ODBC访问接口之间进展数据传输，实现数据传输必须在系统 ODBC
44、 数据源中定义相应数据库。双击控制面板中性能与维护选项管理工具下的“数据源ODBC选项，弹出“ODBC 数据源管理器对话框。“ODBC 数据源管理器对话框中前两个选项卡分别是“用户 DSN和“系统DSN。二者的共同点是，在他们中定义的数据源都存储了如何与指定数据提供者再连接的信息，但二者又有所区别。在“用户 DSN中定义的数据源只对当前用户可见，而且只能对用于当期机器上；在“系统 DSN中定义的数据源对于当前机器上所有用户可见，包括 Windows NT 效劳。因此，用户将根据数据库使用的范围进展 ODBC 数据源的建立。选择“系统 DSN选项卡，并单击“添加按钮。在弹出的“创立新数据源对话框
45、中，从列表中选择“Mirosoft Access Driver驱动程序，单击“完成按钮，弹出“ODBC Mirosoft Access 安装对话框，定义数据源名：mine，单击“完成按钮，从中选择相应路径下的数据库文件：mydb.mdb，如图 4.3 所示。“ODBC 数据源管理器对话框 单击“确定按钮，完成对数据库的配置。4.2 对数据库的操作 1连接数据库 在数据词典定义新变量，变量名称：DeviceID，变量类型：内存整数。新建画面“数据库连接，在画面上制作一个按钮：按钮文本为“连接数据库。按钮“连接数据库弹起时动画连接：SQLConnect(DeviceID,dsn=mine;uid=
46、;pwd=);该命令用于和数据源名dsn为 mine 的数据库建立连接，uid 表示登录数据库的用户 ID，pwd 是登录的密码，此处没有设置用户 UD 和密码。每次执行SQLConnect函数，都会返回一个 DeviceID 值，这个值在后面对所有连接的数据库的操作中都要用到。实际工程情况下将此命令写入：工程浏览器命令语言应用程序命令语言启动时，即运行时就进展连接。2创立表格。按钮文本“创立表格，按按钮“弹起时动画连接：SQLCreateTable(DeviceID,Kingtable,“Tablel);该命令用于以表格目标“Tablel的格式在数据库建立名为Kingtable德表格。在生成
47、 Kingtable 表格中，将生成 5 个字段，每个字段的变量类型，变量长度及索引类型由表格目标“Tablel中的定义决定。此命令只需执行一次就好了，如果表格目标有改动，需要用户先将数据库中的表格删除后才能重新创立。此函数实际工程中写入：工程浏览器命令语言应用程序命令语言启动时。在工程调试阶段进入表格的创立，在表格创立完成后用户可以删除此函数或者将此函数转为注释。3插入记录。制作按钮，按钮文本“插入记录，该按钮“弹起时动画连接：SQLInsert(DeviceID,Kingtable,“bindl);该命令使用记录体 bindl 中定义的连接，在表格 KingTable 中插入一个新的记录。
48、该命令执行后，组态王运行系统会将与 bindl 中关联的组态王变量的当前值插入到 Access 数据库表格“KingTable中生成一条记录。运行过程中可随时单击该按钮，执行插入操作。在数据库中生成多条新的记录，将变量的实时进展保存。4查询记录。在数据词典定义变量，这些变量用于返回数据库中记录的值。记录日期：内存字符串 记录时间：内存字符串 原料油液返回值：内存实型 催化剂液返回值：内存实型 成品油液返回值：内存实型 定义记录体 bind2,用于定义查询时的连接。在制作一个按钮，按钮文本“得到选择集，该按钮“弹起时动画连接：SQLSelect(DeviceID,Kingtable,“bind2
49、”);该命令选择表格 Kingtable 中所有符合条件的记录，并以记录体 bind2 中定义的连接返回选择集中的第一条记录。此处没有设定条件，将返回表格中所有记录。执行该命令后，运行系统会把得到的选择集得第一条记录的“日期字段的值赋给记录体“bind2中定义的与其连接的组态王变量“返回日期。同样的，“Kingtable表格中的时间等分别赋给组态王变量返回时间等返回值。查询返回值显示。在画面上制作文本，文本“#对应的“模拟值输出动画分别为：“返回日期，“返回时间，“原料油液返回值，“催化剂液返回值，“成品油液返回值。在执行 SQLSelect 函数后，首先返回选择集得第一记录，在画面上“#将显
50、示返回值。在画面上制作 4 个按钮用于查询记录，就可以了。5断开连接。在画面上制作一个按钮，“断开连接，“弹起时动画连接：SQLDisconnect(DevicelD)；该命令用于断开和数据库 mydb.mdb 的连接。此函数在实际应用中写入：工程浏览器命令语言应用程序命令语言退出时。4.3 数据库查询控件 在组态王开发系统中选择菜单“编辑插入通用控件命令，或者使用弹出“插入控件对话框，选择 KVDBGrid Class 控件，如图 4.4 所示，在画面上添加控件。图 4.4 插入 KVDBGrid 控件该控件为数据库查询控件，结合数据库一节使用该控件。1双击控件，定义控件名称，如 grid，