人機(jī)界面組態(tài)王入門到精通概要.ppt

1、,人機(jī)界面設(shè)計(jì),人機(jī)界面（Human Computer Interface，簡(jiǎn)稱HCI）通常也稱為用戶界面 界面設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面： 設(shè)計(jì)軟件構(gòu) 件之間的接口 設(shè)計(jì)模塊和其他非人的信息生產(chǎn)者和消費(fèi)者的界面 設(shè)計(jì)人（如用戶）和計(jì)算機(jī)間的界面,界面的設(shè)計(jì)原則,分析用戶類型 應(yīng)用程序和界面分離 一致性 盡量減少用戶工作 提供反饋 出錯(cuò)處理和幫助功能,黃金規(guī)則,在有關(guān)界面設(shè)計(jì)的著作中， Theo Mandel創(chuàng)造了三條黃金原則： 置用戶于控制之下 減少用戶的記憶負(fù)擔(dān) 保持界面一致,組態(tài)王軟件概述,“組態(tài)王”是運(yùn)行于Microsoft Windows 98/NT中文平臺(tái)的全中文界面的組態(tài)軟件，采用了多

2、線程、COM組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。組態(tài)王具有一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境“組態(tài)王工程瀏覽器”，在工程瀏覽器中我們可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)、定義外部設(shè)備等工作。,畫面的開發(fā)和運(yùn)行由工程瀏覽器調(diào)用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAK 和畫面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVEW 來完成的。 TOUCHMAK 是應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境。我們需要在這個(gè)環(huán)境中完成設(shè)計(jì)畫面、動(dòng)畫連接等工作TOUCHMAK具有完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對(duì)象的特性；對(duì)變量報(bào)警、趨勢(shì)曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡(jiǎn)單的操作辦法。 TOUCHVEW 是“組態(tài)王”軟件的實(shí)

3、時(shí)運(yùn)行環(huán)境，在 TOUCHMAK 中建立的圖形畫面只有在 TOUCHVEW 中才能運(yùn)行。TOUCHVEW 從工業(yè)控制對(duì)象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。,目標(biāo),我們將學(xué)習(xí)“組態(tài)王”軟件的接觸內(nèi)容，覆蓋“組態(tài)王”軟件的大部分基本功能。學(xué)習(xí)結(jié)束后，要求各位能夠建立一個(gè)功能齊全、可實(shí)際使用的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。,目標(biāo)主界面,以下時(shí)間將向各位演示如何：* 使用工程瀏覽器* 建立新項(xiàng)目* 繪制畫面* 使用圖庫(kù)和控件* 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)* 和下位機(jī)通訊* 產(chǎn)生動(dòng)畫效果* 查看趨勢(shì)曲線和報(bào)警信息* 設(shè)計(jì)自定義報(bào)表* 系統(tǒng)安全防范各位按照以上步驟對(duì)一個(gè)化工廠反應(yīng)車間的模型進(jìn)行組態(tài)，建立監(jiān)控中心。完成后的組態(tài)將具有操作

4、按鈕、趨勢(shì)曲線和報(bào)警功能。下圖是組態(tài)畫面：,組態(tài)王怎樣和下位機(jī)通訊,“組態(tài)王”把第一臺(tái)下位機(jī)看作是外部設(shè)備，在開發(fā)過程中我們可以根據(jù)“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿蛇B接過程。在運(yùn)行期間，組態(tài)王通過驅(qū)動(dòng)程序和這些外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序都是一個(gè)COM對(duì)象，這種方式使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達(dá)到很大的規(guī)模。,怎樣產(chǎn)生動(dòng)畫效果,開發(fā)者在TOUCHMAK中制作的畫面都是靜態(tài)的，那么它們?nèi)绾我詣?dòng)畫方式反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況呢？這需要通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)橹挥袛?shù)據(jù)庫(kù)中的變量才是與現(xiàn)場(chǎng)狀況同步變化的。數(shù)據(jù)庫(kù)變量的變化又如何導(dǎo)致

5、畫面的動(dòng)畫效果呢？通過“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當(dāng)它們發(fā)生變化時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)程序，將引起實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的變化，如果畫面上有一個(gè)圖素，比如指針，我們規(guī)定了它的偏轉(zhuǎn)角度與這個(gè)變量相關(guān)，我們就會(huì)看到指針隨工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的變化而同步偏轉(zhuǎn)。動(dòng)畫連接的引入是設(shè)計(jì)人機(jī)接口的一次突破它把程序員從重復(fù)的圖形編程中解放出來，為程序員提供了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制圖形界面，并且有可編程的命令語(yǔ)言連接來增強(qiáng)圖形界面的功能。,建立應(yīng)用程序的一般過程,建立應(yīng)用程序大致可分為以下四個(gè)步驟：1.設(shè)計(jì)圖形界面2.構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)3.建立動(dòng)畫連接 4.運(yùn)行和調(diào)試需要說明的是，

6、這四個(gè)步驟并不是完全獨(dú)立的，事實(shí)上，這四個(gè)部分常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。在用TOUCHMAK構(gòu)造應(yīng)用程序之前，我們要規(guī)劃項(xiàng)目，主要考慮三方面問題：,建立應(yīng)用程序的一般過程,圖形 您希望用怎樣的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)的工控設(shè)備？用組態(tài)王系統(tǒng)開 發(fā)的應(yīng)用程序是以“畫面”為程序單位的，每一個(gè)“畫面”對(duì)應(yīng)于程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)的一個(gè)Windows窗口。數(shù)據(jù) 怎樣用數(shù)據(jù)描述工控對(duì)象的各種屬性？也就是創(chuàng)建一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，用此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量來反映工控對(duì)象的各種屬性，比如“電源開關(guān)”。您的規(guī)劃中可能還要為臨時(shí)變量預(yù)留空間。 動(dòng)畫 數(shù)據(jù)和圖形畫面中的圖素的連接關(guān)系是什么？也就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)

7、備的運(yùn)行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。從下一節(jié)課開始，將按照以上步驟循序漸進(jìn)地建立一個(gè)新的應(yīng)用程序。,開始一個(gè)新項(xiàng)目,項(xiàng)目的含義 在“組態(tài)王”中，您開發(fā)的每一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)稱為一個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目必須在一個(gè)獨(dú)立的目錄中，不同的項(xiàng)目不能共用一個(gè)目錄。項(xiàng)目目錄也稱為工程路徑。在每個(gè)工程路徑下，組態(tài)王為此項(xiàng)目生成了一些重要的數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件一般是不允許修改的。,項(xiàng)目簡(jiǎn)介,我們將建立一個(gè)反應(yīng)車間的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心從車間現(xiàn)場(chǎng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并以動(dòng)畫方式直觀地顯示在監(jiān)控畫面上。監(jiān)控畫面還將顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和報(bào)警信息并提供查詢歷史數(shù)據(jù)的功能。最后完成一個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的報(bào)表。為了不局限于是具體的下位機(jī)系統(tǒng)

8、，建立的項(xiàng)目采用了仿真驅(qū)動(dòng)程序。仿真驅(qū)動(dòng)程序類似于實(shí)際的驅(qū)動(dòng)程序，但能夠模擬下位機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)并提供給組態(tài)王。對(duì)于實(shí)際的下位機(jī)系統(tǒng)，可參考驅(qū)動(dòng)程序聯(lián)機(jī)幫助來設(shè)置驅(qū)動(dòng)程序。,使用工程瀏覽器,工程瀏覽器是組態(tài)王的集成開發(fā)環(huán)境。在這里你可以看到工程的各個(gè)組成部分，包括畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)、外部設(shè)備、系統(tǒng)配置等，它們以樹形結(jié)構(gòu)表示。工程瀏覽器的使用和Windows95的資源管理器類似，不再詳述。,建立新項(xiàng)目,假設(shè)已經(jīng)正確安裝了“組態(tài)王”，首先啟動(dòng)組態(tài)王工程瀏覽器。工程瀏覽器運(yùn)行后，將打開你上一次工作后的項(xiàng)目。如果第一次使用工程瀏覽器，默認(rèn)的是組態(tài)王示例程序所在的目錄。為建立一個(gè)新項(xiàng)目，執(zhí)行以下操作： 在工程瀏

9、覽器中選擇菜單“工程/新建”，出現(xiàn)“新建工程”對(duì)話框。在對(duì)話框中輸入工程名稱：myproj 在工程描述中輸入：工程路徑自動(dòng)指定為當(dāng)前目錄下以工程名稱命名的子目錄。如果需要更改工程路徑，請(qǐng)單擊“瀏覽”按鈕。 單擊“確定”。組態(tài)王將在工程路徑下生成初始數(shù)據(jù)文件。至此，新項(xiàng)目已經(jīng)可以開始建立了。,建立新畫面,在工程瀏覽器中左側(cè)的樹形視圖中選擇選擇“畫面”，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”。工程瀏覽器將運(yùn)行組態(tài)王開發(fā)環(huán)境 TOUCHMAK，彈出如下對(duì)話框。在“新畫面”對(duì)話框中設(shè)置如下圖，在對(duì)話框中單擊“確定”。TOUCHMAK 將按照你指定的風(fēng)格產(chǎn)生一幅名為“監(jiān)控中心”的畫面。,使用圖形工具箱,接下來在此畫面

10、中繪制各圖素。繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當(dāng)畫面打開時(shí)，工具箱自動(dòng)顯示，如果工具箱沒有出現(xiàn)，選擇菜單“工具顯示工具箱”或按F10鍵打開它。工具箱中各種基本工具的使用方法和WINDOWS中“畫筆”很類似。首先繪制監(jiān)控對(duì)象原料罐和反應(yīng)罐：在工具箱內(nèi)單擊圓角矩形工具，在畫面上繪制一個(gè)矩形作為第一個(gè)原料罐；在矩形框上單擊鼠標(biāo)左鍵，在矩形框周圍出現(xiàn)8個(gè)小矩形，當(dāng)鼠標(biāo)落在任一小矩形上時(shí)，按下鼠標(biāo)左鍵，可以移動(dòng)圖形對(duì)象的位置用同樣的方法繪制另一原料罐和反應(yīng)罐。 在工具箱內(nèi)單擊多邊形工具，繪制三條管道。要改變管道的填充顏色，請(qǐng)選中此對(duì)象，然后單擊調(diào)色板窗口的第二個(gè)按鈕，再?gòu)恼{(diào)色板中選擇任一種顏色

11、。在工具箱內(nèi)單擊文本工具，輸入文字。要改變文字的字體、字號(hào)，請(qǐng)先選中文本對(duì)象，然后在工具箱內(nèi)選擇“改變字體”。選擇菜單“圖庫(kù)刻度”，在圖庫(kù)窗口中雙擊一種豎向的刻度。在畫面上單擊鼠標(biāo)左鍵，刻度將出現(xiàn)在畫面上。你可以縮放、移動(dòng)它，如同普通圖素一樣。在調(diào)整圖形對(duì)象的相對(duì)位置時(shí)，幾種對(duì)齊工具可能經(jīng)常會(huì)用到。首先選中所有需要對(duì)齊的圖形對(duì)象，然后在工具箱中單擊所需的對(duì)齊工具即可。最后，繪制的畫面如下圖。選擇菜單“文件全部存”，保存你的工作成果。,定義外部設(shè)備 -仿真PLC,組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（PLC、儀表、板卡等），它們一般通過串行口和上位機(jī)交流數(shù)

12、據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。只有在定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)?！霸O(shè)備配置向?qū)А睂⒁龑?dǎo)完成設(shè)備的連接。我們先使用仿真PLC和組態(tài)王通信。仿真PLC可以模擬PLC為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。假設(shè)仿真PLC連接在計(jì)算機(jī)的COM1口。在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中“ COM1”，在右側(cè)雙擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А薄＿x擇“仿真PLC”的“串口”項(xiàng)，單擊“下一步”；為外部設(shè)備取一個(gè)名稱，輸入“PLC1”，單擊“下一步”；為設(shè)備選擇連接串口，假設(shè)為COM1，單擊“下一步”；填寫設(shè)備地址，假設(shè)為1，單擊“下一步”；請(qǐng)檢查各項(xiàng)設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。設(shè)備定義完

13、成后，你可以在工程瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“PLC1”。在定義數(shù)據(jù)庫(kù)變量時(shí)，只要把IO變量連接到這臺(tái)設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。,定義外部設(shè)備-歐姆龍PLC,我們?cè)诤罄m(xù)的課程中將使用在組態(tài)王連接歐姆龍PLC ，在這里我們把兩者之間的連接方法做一個(gè)演示。 KEY1:選擇歐姆龍PLC 的HOSTLINK協(xié)議 KEY2:雙擊工程瀏覽器左側(cè)設(shè)備COM1設(shè)置串口通信參數(shù)，和歐姆龍PLC 保持一致。,數(shù)據(jù)庫(kù)的作用,數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”最核心的部分。在TOUCHVEW運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為

14、中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。,定義變量的方法,對(duì)于將要建立的“監(jiān)控中心”，需要從下位機(jī)采集兩個(gè)原料罐的液位和一個(gè)反應(yīng)罐的液位，所以需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義這三個(gè)變量。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是通過驅(qū)動(dòng)程序采集到的，所以三個(gè)變量的類型都是I/O實(shí)型變量。這三個(gè)變量分別命名為“原料罐1液位”、“原料罐2液位”和“反應(yīng)罐液位”，定義方法如下：在工程瀏覽器的左側(cè)選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊“新建”，彈出“變量屬性”對(duì)話框；設(shè)置完成后，單擊“確定”。用類似的方法建立另兩個(gè)變量“原料罐2液位”和“反應(yīng)罐液位”。,變量的類型,數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的是制作應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)定義的變量以及系統(tǒng)預(yù)定義的變量。變量可以分為基本

15、類型和特殊類型兩大類?；绢愋偷淖兞坑址譃椤皟?nèi)存變量”和“I/O變量”兩類?！癐/O變量”指的是需要“組態(tài)王” 和其它應(yīng)用程序（包括I/O服務(wù)程序）交換數(shù)據(jù)的變量。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動(dòng)態(tài)的，就是說：在“組態(tài)王”系統(tǒng)運(yùn)行過程中，每當(dāng)I/O變量的值改變時(shí)，該值就會(huì)自動(dòng)寫入遠(yuǎn)程應(yīng)用程序；每當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會(huì)自動(dòng)更新。所以，那些從下位機(jī)采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的指令，比如“反應(yīng)罐液位”、“電源開關(guān)”等變量，都需要設(shè)置成“I/O變量”。 那些不需要和其它應(yīng)用程序交換只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量，比如計(jì)算過程的中間變量，就可以設(shè)置成“內(nèi)存變量”?；绢愋偷淖兞恳部?/p>

16、以按照數(shù)據(jù)類型分為離散型、模擬型、長(zhǎng)整數(shù)型和字符串型。,變量的類型,內(nèi)存離散變量、I/O離散變量：類似一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的布爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關(guān)量。內(nèi)存實(shí)型變量、I/O實(shí)型變量：類似一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的浮點(diǎn)型變量，用于表示浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，取值范圍10E-38至10E+38，有效值7位。內(nèi)存整型變量、I/O整型變量：類似一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的有符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)型變量，用于表示帶符號(hào)的整型數(shù)據(jù)， 取值范圍 -2147483648至2147483647。內(nèi)存字符串型變量、I/O字符串型變量：類似一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的字符串變量，用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱，密碼等，該類

17、型變量可以進(jìn)行比較運(yùn)算和賦值運(yùn)算。特殊變量類型有報(bào)警窗口變量、報(bào)警組變量、歷史趨勢(shì)曲線變量、時(shí)間變量四種。這幾種特殊類型的變量正是體現(xiàn)了“組態(tài)王”系統(tǒng)面向工控軟件、自動(dòng)生成人機(jī)接口的特色。,變量的類型,數(shù)據(jù)類型：只對(duì)I/O類型的變量起作用，定義變量對(duì)應(yīng)的寄存器的數(shù)據(jù)類型，共有9種數(shù)據(jù)類型供用戶使用，這9種數(shù)據(jù)類型分別是： Bit：1位；范圍是：0或1。BYTE：8位，1個(gè)字節(jié)；范圍是：0-255SHORT: 16位，2個(gè)字節(jié)；范圍是：-32768-32767。USHORT：16位，2個(gè)字節(jié)，無符號(hào)；范圍是：0-65535。BCD：16位，2個(gè)字節(jié)；范圍是：0-9999。LONG：32位，4個(gè)字

18、節(jié)；范圍是：-999,999,999-999,999,999。LONGBCD：32位，4個(gè)字節(jié)；范圍是：0-99999999。FLOAT：32位，4個(gè)字節(jié)；范圍是：10e-38-10e38，有效位7位。String：128個(gè)字符長(zhǎng)度,讓畫面運(yùn)動(dòng)起來,理解動(dòng)畫連接的概念 掌握定義動(dòng)畫連接的方法,動(dòng)畫連接的作用,我們已經(jīng)講過，所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于即將建立的“監(jiān)控中心”，如果畫面上的原料罐、反應(yīng)罐（矩形框?qū)ο螅┑拇笮∧軌螂S著變量“原料罐1液位”等變量值的大小而改變，那么，對(duì)于操作者來說，他就能夠看到一個(gè)反應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的監(jiān)控畫面，這正是本課程的目標(biāo)。接下來為1號(hào)原料罐、2號(hào)原料罐、反應(yīng)罐三個(gè)圖素建立動(dòng)畫連接。,建立動(dòng)畫連接,在畫面上雙擊圖形對(duì)象“1號(hào)原料罐”，彈出“動(dòng)畫連接”對(duì)話框。單擊“填充”按鈕，彈出“填充連接”對(duì)話框。注意填充方向和填充色的選擇。單擊“確定”。單擊“動(dòng)畫連接”對(duì)話框的“確定”。用同樣的方法設(shè)置“2號(hào)原料罐”和“反應(yīng)罐”的動(dòng)畫連接設(shè)置“反應(yīng)罐”的動(dòng)畫連接時(shí)需要將“最大填充高度”的“對(duì)應(yīng)數(shù)值”設(shè)為2000。原料罐和反應(yīng)罐的動(dòng)畫連接設(shè)置完畢。,建立動(dòng)畫連接,作為一個(gè)實(shí)際上可用的監(jiān)控程序，操作者需要知道液面的準(zhǔn)確高度，而不僅僅是設(shè)置刻度。這個(gè)功能由“模擬值輸出”動(dòng)畫來實(shí)現(xiàn)。在工具箱中選用文本工具，在“1號(hào)原料罐”矩形框的中部