开发通用的监控软件组态软件。世界上第个把组态软件作为商品进行 开发销售的专业软件公司是美国的公司，它于年代末率先推出了第个 商品化监控组态软件，此后组态软件得到了迅猛的发展。 组态软件最突出的特点就是实时多任务。数据的输入输出。数据的处理显示存储 及管理等多个任务需在同个系统中同步快速地运行。组态软件的目的就是让用户迅速开 发出适合自己需要的可靠的应用系统。因此其般有以下特点 概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握迅速 完成多数简单工程项目的监控程序和运行操作。用户可避开复杂的计算机软硬件问题，集 中精力解决工程本身的问题。按照系统的规定，组态配置出高性能高可靠性高度专业 化的上位机监控系统。 功能齐全，便于方案设计。为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从 设备驱动数据采集到数据处理报警处理流程控制动画显示报表输出曲线显 示等各个环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用，用户只需根据工程作业需要 进行选择设计即可。 实时性与并行处理。充分利用了操作平台的多任务按优先级分 时操作的功能，使机广泛应用于工程测控领域成为可能。工程作业中，大量的数据和 信息需要即时收集，即时处理，在计算机测控技术领域称其为实时性任务关键任务，如数 据采集设备驱动和异常处理等。另外许多工作则是非实时性的。 建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行。组态软件由 主控窗口设备窗口用户窗口实时数据库和运行策略构成，在系统运行过程中，各部 分都通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。供自动化应用系统所需的通用监控 软件的组件。 设立设备工具箱，针对外部设备的特征，用户从中选择种构件，设置于设 备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱 动和控制。 面向窗口的设计方法，增加了可视性和可操作性。以窗口为单位，构造用户运 行系统的图形界面，使得的组态工作既简单直观，又灵活多变。 利用丰富的动画组态功能，快速构造各种复杂生动的动画画面。 引入运行策略的概念。复杂的工程作业，运行流程都是多分支的。用传统的编 程方法实现，既繁琐又容易出错。开辟了策略窗口，用户可以选用系统提供的 各种条件和功能的策略构件，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由精 确地控制运行流程，按照设定的条件和顺序，操作外部控制窗口。 系统由五大功能部件组成，主要的功能部件以构件的形式来构造。不同的构 件有着不同的功能，且各自。三种基本类型的构件设备构件动画构件策略构件 完成了系统三大部分设备驱动动画显示和流程控制的所有工作。 支持技术。允许用户在中操作中的对 象，提供了套开发的可扩充接口，用户可根据自己的需要用编制特定的功能构件来 扩充系统的功能。 中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理切。组态时， 系统生成的组态结果是个数据库运行时，数据对象报警信息的存储也是个数据库。 利用数据库来保存数据和处理数据，提高了系统的可靠性和运行效率，同时，也使其它应 用软件系统能直接处理数据库中的存盘数据。 设立对象元件库，解决了组态结果的积累和重新利用问题。 当投入运行后，其工作过程般分为三个阶段，即输入采样用户程序执行 和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作个扫描周期。在整个运行期间，的 以定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如图所示 图扫描周期图 般来说，的扫描周期包括自诊断通讯等，如下图所示，即个扫描周期等 于自诊断通讯输入采样用户程序执行输出刷新等所有时间的总和。如图所示 上 电 自 诊 断 通 讯 输 入 采 样 用 户 程 序 执 行 输 出 刷 新 故 障 图扫描周期示意图 全自动洗衣机控制系统分析及设计 系统概述 全自动洗衣机的洗衣桶外桶和脱水桶内桶是以同中心安放的。外桶固定， 作盛水用。内桶可以旋转，做脱水甩干用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水 流想通。 该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系 统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使用排水阀打开，将 水由外桶排到机外。洗涤正转反转由洗涤电动机驱动波盘正反转来实现，此时脱水桶 并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动电机内桶正转进行甩 干。高低水位开关分别来检测高低水位。起动按钮用来起动洗衣机工作。停止按钮用 来实现手动停止进水排水脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 在本次设计中水位的采集信号是通过压力变送器采集的水位信号与进行转 换后通过采集而来。 控制系统设计 控制要求 该全自动洗衣机的控制要求可以用图所示的流程图来表示。 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。 启动时开始进水。水满即水位到达高水位时停止进水并开始洗涤正转。正洗后 暂停。暂停后开始洗涤反转。反转后暂停。暂停后，若正反转未满次，则返 回从正洗开始的动作若正反满三次时，则开始排水。 水位下降到低水位时开始脱水并继续排水。脱水即完成次从进水到脱水的大循 环过程。若未完成三次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下次大循环若完 成了次，则进行洗完警报。报警后结束整个过程。 除了以上般洗衣过程外，本次设计还添加了手动排水和手动脱水功能。 程序的整个洗衣过程，包括脱水排水的流程如下图所示。 图流程图 地址分配 输入设备输入点编号输出设备输出点编号 启动进水 停止电机正转 排水电机反转 高水位排水 低水位脱水 脱水报警 硬件接线图如下图所示 图 定时器设定 正转洗涤计时 正转暂停计时 反正洗涤计时 反转暂停计时 脱水计时 报警计时 启动时功能选择计时 计数器选择 正反洗涤三次计数大循环计数 压力变送器 压力变送器主要由测压元件传感器也称作压力传感器放大电路和支持结构件三 类组成。它能将测压元件传感器测量到的气体液体等物理压力参数变化转换成电信号如 等，以提供指示报警仪调理器等二次仪表进行显示指示和调整。压差变送器 用于测量液体气体或蒸汽的液位密度和压力，然后转换为成信号输出。 实际水位的计算方法如下 水位 为变送器实际测量的值通过转换模块存储在数据寄存器中的值。 如下图所示为常见的压力变送器实物图 图 梯形图 启动 进入功能选择，倒计时，若在内选择了脱水则跳至脱水步骤，否则在结 束后开始正常洗涤。 后洗涤开始，打开，开始进水，当水位到达高水位时开始正转洗涤。 洗涤暂停。正转中还包括脱水排水时，电机的正转启动。 正转暂停结束后开始反转洗涤，洗涤，暂停秒。 当正反转洗涤次数到达次后开始排水至低水位脱水。 完成上述步骤后为个循环手动排水脱水不计，计数，当计满次后报警， 洗衣结束。 设定水位值，为报警水位，为高水位，低水位。由于水流流动造成的不 稳定性，在对水位进行监测时，返回数据寄存器的值也不是稳定的，会有的 误差范围，会直接导致继电器供电时出现断电现象而无法正常工作，因此我在设计过程中 设定当水位到达规定高水位低水位时便停止测量。 正反转计数器以及循环计数器清零设置 组态相关数据转换 组态软件设计 此次设计采用的是组态实现对全自动洗衣机系统的实时监控。 实时数据库组态 根据设计要求，对组态进行设置，其实时数据库组态设置如图所示 图实时数据库窗口设置图 用户窗口 图材料自动分拣装置的组态监控用户窗口图 与组态软件之间的通信 对组态的通讯参数进行设置后，打开通用串口父设备和系列编程口，在工 作台上单击设备窗口，再单击设备组态按钮进入设备组态设备窗口。打开设备管理 窗口再对系列编程口进行设置，在各个参数确保无误后单击确定，就可以实现了 与组态软件之间的通信了。 总结 综上全文所述，本文对及组态技术的工作原理适用领域等作出了较为 详细的介绍，根据洗涤的要求采用设计出了全自动洗衣机系统，并使用组态监控技术 对整个洗涤过程的实时监控，其具有较高的实用性。 用组态技术实现对洗涤系统的监控，更直观的展现出全自动洗衣机的洗涤过程，很好 的解决了实验室设备的局限性。比如说，我在做课题时所用的水箱以及压力变送器，由于 压力变送器所在的位置位于水箱的中部，导致实际的水位是没办法测到值的，所以在这 方面我只能是通过假定个水位为值而进行有效的设计测量。而通过组态动画 的设计可以很只管的展现出洗衣机在洗涤过程中的每个环节。在设计过程中，阅读了相 关的资料和文献，学习到了很多的知识，在流程图的设计，梯形图的绘制，以及功能的拓 展，软件的实用等方面都有了很大的进步。弥补了之前学习时在这方面的短缺。 在实际设计过程中出现了不少问题，比如电机正转洗涤和脱水时电机正转出现了矛 盾，两个过程为同个输出变量，而我在绘制梯形图将两个相同的输出变量分别用条程 序表达，导致程序在执行时无法识别出究竟哪条才是应该执行的指令。又比如，在水位 的监测环节，就平时的生活而言，我们家用的洗衣机在往内桶注水时探测到的值往往也不 是个固定值，这个值会随着水的冲击产生波动，我在调试程序的过程中遇到了因这种波 动而导致继电器失电电机无法正常运作的现象。最后在老师的指点下，想出了当液位 到达我所需求的高度时便停止探测，而此时传回的数据量相对来说是比较稳定的，继电器 也没有再出现断电的现象。 致谢 由于是临时改的题目，时间上讲比较仓促，但课题来说相对比较简单，在整个系统 开发的过程中，老师和同学给了我很大的帮助。特别感谢我的指导老师老师以及实验 室指导老师老师，细心为我指导，给了我许多宝贵的意见，使得我能够顺利完成课题。 还要感谢周围的指导我的同学。 本设计的完成是在我们的导师老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时 老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设 计的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地 感谢,导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度