本書以監(jiān)控組態(tài)軟件——力控通用版組態(tài)軟件新版本ForceControl 71sp3為背景,從使用角度出發(fā),對該組態(tài)軟件的主要功能、使用方法及操作技巧進行了詳細的介紹,使讀者能夠在較短的時間內掌握ForceControl 71sp3并應用到實際工程中。
全書首先按照組態(tài)軟件基本操作步驟的先后順序,介紹了工程管理器、開發(fā)系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、外部I/O設備、動畫連接、腳本系統(tǒng)、分析曲線、專家報表、報警和事件記錄、運行系統(tǒng)與安全管理的功能。其次以比例控制下的存儲罐的液位監(jiān)控實驗為例,貫穿全書內容,即在每章的后一節(jié)介紹了該實例在每章中的具體應用。后以9個典型工程仿真實驗為例分別采用PLC(SIMATIC S7200 SMART)梯形圖、腳本程序實現(xiàn)控制,并用組態(tài)模擬對象,詳細介紹了監(jiān)控組態(tài)軟件仿真實驗的開發(fā)與實施步驟。
本書體系合理、層次清楚、示例豐富、通俗易懂,有較強的適用性和可操作性。可作為高等院校電氣工程及其自動控制、電子技術、計算機應用、工業(yè)自動化、機械電子工程、機電一體化等專業(yè)教材,同時還可作為從事相關專業(yè)工程技術人員的自學或實訓用書。
控制系統(tǒng)通?梢苑譃樵O備層、控制層、監(jiān)控層和管理層4個層次結構,構成了一個分布式的工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng),其中設備層負責將物理信號轉換成數(shù)字或標準的模擬信號,控制層完成對現(xiàn)場工藝過程的實時監(jiān)測與控制,監(jiān)控層通過對多個控制設備的集中管理,以完成監(jiān)控生產運行過程,而管理層則是對生產數(shù)據(jù)進行管理、統(tǒng)計和查詢等。監(jiān)控組態(tài)軟件一般是位于監(jiān)控層的專用軟件,負責對下集中管理控制層,向上連接管理層,是企業(yè)生產信息化的重要組成部分。
近幾年來,隨著計算機軟件技術的發(fā)展,組態(tài)軟件技術的發(fā)展也非常迅速,特別是在圖形界面技術、面向對象編程技術、組態(tài)技術的出現(xiàn),使原來單調、操作麻煩的人機界面變得耳目一新,因此一般大、中、小型的工控系統(tǒng),均明智地選擇了組態(tài)軟件。
組態(tài)軟件是指一些用來完成數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件,它以計算機為基本工具,為數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產控制提供了基礎平臺和開發(fā)環(huán)境。組態(tài)軟件功能強大、使用方便,其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)監(jiān)控層的各項功能,并可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,以快速方便地進行系統(tǒng)集成,最終構造不同需求的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。
本書內容實用、典型和簡潔,主要特點如下:
(1)以三維力控ForceControl 71sp3最新版本的組態(tài)軟件為背景,從實用的角度出發(fā),由淺入深、循序漸進地通過一個比例控制下的存儲罐液位監(jiān)控實例全面展示了組態(tài)過程,與實際應用知識相結合,具有代表性,在知識點的把握上也兼顧了不同程度讀者在學習中的側重。
(2)注重實用性和先進性。以9個典型工程仿真實驗為例,詳細介紹了組態(tài)軟件仿真實驗的開發(fā)過程,以及用PLC(可編程控制器件)與組態(tài)軟件兩者結合開發(fā)實驗的過程。加強學生對組態(tài)軟件的興趣,利于實踐教學。
(3)教材編排的內容體系合理、層次分明、實例豐富并且實用,便于學生在使用時真正地領會與掌握其操作方法。
(4)考慮到課程的特點、現(xiàn)實需要和課時限制,滿足了電氣工程學科學生的教學大綱要求,便于實際的課堂教學和實驗教學。
全書共13章,參考教學學時數(shù)為32~44。
本書由孟慶松擔任主編,孫曉波和李巍擔任副主編。
本書第1~第2章、第5~第6章和附錄D~附錄E由哈爾濱理工大學李巍講師編寫,第3~第4章、第11~第12章由哈爾濱理工大學孟慶松教授編寫,第7~第10章和附錄A~附錄C由哈爾濱理工大學孫曉波教授編寫,第13章3個小節(jié)分別由曲偉健、楊振櫻、張力元編寫,附錄F由姜濱玲、艾嶺編寫。全書由孟慶松統(tǒng)稿定稿。
本書由哈爾濱工程大學張忠民副教授、黑龍江職業(yè)學院徐志輝教授主審,并對全書提出了許多寶貴的意見。北京三維力控科技有限公司哈爾濱辦事處的韓楊以及參考文獻所列資料為本書的編寫提供了大量的素材,謹此一并表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,懇請讀者批評指正。
孟慶松,男,教授,哈爾濱理工大學教師。從1991年至今一直在哈爾濱理工大學本科教學的線上工作,主講過多個專業(yè)基礎課和專業(yè)方向課。目前正在主講的課程有:工業(yè)組態(tài)軟件、PLC控制技術、集散控制系統(tǒng)、計算機控制技術、控制系統(tǒng)工程設計、自動控制原理等。在二十五年的教學過程中,主編或參編過多個本科教材,其中“監(jiān)控組態(tài)軟件及其應用”“自動控制原理”“ 控制系統(tǒng)的MATLAB仿真與設計”等教材得到了在校師生的普遍認可與歡迎。
前言
第1章力控組態(tài)軟件概述1
11監(jiān)控組態(tài)軟件的概念1
12組態(tài)軟件的結構2
13組態(tài)軟件的發(fā)展及其趨勢4
14力控組態(tài)軟件的基本結構7
15力控仿真工程的組態(tài)步驟8
第2章工程管理器12
21工程管理器窗口12
22工程管理器的使用15
23存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(一)20
第3章開發(fā)系統(tǒng)22
31開發(fā)環(huán)境22
32開發(fā)系統(tǒng)參數(shù)28
33窗口29
34圖形對象31
35初始啟動配置35
36引入工程37
37變量38
38存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(二)43
第4章實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)48
41基本概念48
42數(shù)據(jù)庫管理器(DbManager)50
43點組態(tài)51
44工程管理67
45在監(jiān)控畫面中引用數(shù)據(jù)庫變量點70
46存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(三)70
第5章外部I/O設備75
51I/O設備管理75
52定義外部設備及數(shù)據(jù)連接項78
53存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(四)85
第6章動畫連接87
61創(chuàng)建和刪除動畫連接87
62動畫連接的使用88
63存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(五)101
第7章腳本系統(tǒng)107
71腳本編輯器107
72動作腳本類型113
73動作腳本的編程語法116
74存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(六)123
第8章分析曲線126
81趨勢曲線126
82其他分析曲線130
83存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(七)134
第9章專家報表137
91概述137
92專家報表的創(chuàng)建138
93存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(八)143
第10章報警和事件記錄147
101報警147
102事件記錄155
103存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(九)159
第11章運行系統(tǒng)與安全管理161
111運行系統(tǒng)161
112進程管理與開機自動運行167
113安全管理168
114存儲罐液位監(jiān)控實驗系統(tǒng)(十)176
第12章典型工程仿真實驗實操訓練181
121存儲罐液位監(jiān)控系統(tǒng)181
122洗衣機控制系統(tǒng)192
123交通燈控制系統(tǒng)200
124停車場收費系統(tǒng)209
125運料車控制系統(tǒng)216
126機械臂控制系統(tǒng)223
127自動售貨機系統(tǒng)234
128鍋爐供水控制系統(tǒng)243
129合成塔工藝控制系統(tǒng)249
第13章監(jiān)控組態(tài)軟件工程應用258
131立體倉庫控制系統(tǒng)258
132機械手控制系統(tǒng)270
133雙八層電梯控制系統(tǒng)281
附錄A梯形圖清單1299
附錄B腳本程序清單306
附錄C梯形圖清單2314
附錄D常見問題與解答317
附錄E腳本屬性字段清單327
附錄F實時數(shù)據(jù)庫預定義點類型參數(shù)結構清單333
參考文獻343