基于KingVIEW 工控機界面設計系統與應用

張艷兵

（膠州市職業教育中心學校，山東青島，266300）

0 引言

工控機界面是工業控制系統的終端人機交互主要方式[1,2]，工控界面中通常包含了工程師對機器進行控制的各種組件，包括按鈕組件、對話框組件、輸入法組件、動畫模擬組件、下拉框組件等，高級的界面系統還包括鼠標控件及外界鍵盤功能[3,4]。工控機界面系統是工程師與控制系統對話的橋梁，一個友好的人機交互系統可顯著提高操作人員工作效率，并保證工件加工質量。KingVIEW 是一種可方便地集成用于多種類型PLC 控制器的上位機設計系統，其應用范圍及領域也在不斷地開拓和發展。張運楚[5]等利用KingView 組態軟件與Matlab 計算仿真功能結合，實現了變電所液壓操動機構能量儲存的實現過程，使用動態數據交換(Dynamic Data Exchange)技術，實現了與Matlab 的通信，使得用戶可方便地操作和監控控制效果。孟亞男[6]等設計了一種基于KingView 的采氣井監控系統，將設計目標工況中的溫度、壓力、流量等數據作為監控數據，通過KingVIEW 軟件進行組態監控系統配置的設計，并與PC 機進行了通信。陳龍燕[7]針對污水處理廠曝氣系統技術改造問題，基于KingView 和ZigBee 通信技術設計制作了一套污水處理曝氣過程監測與控制系統，并實現了與西門子PLC 和變頻器的連接，實現了污水處理曝氣過程無線遠程實時監控。分析可知，基于KingVIEW 界面設計系統進行工控機界面設計的應用范圍及領域越來越廣泛，同時，KingVIEW 與其他軟件與數據庫的無縫連接技術也亟待發展，這對進一步優化設計系統與便于工業控制具有積極的推動作用。

1 KingVIEW 工控機界面設計系統

KingVIEW 工控機界面設計系統主要由工程管理器、工程瀏覽器、開發系統組成，了解和熟悉KingVIEW 的三大設計系統對高效率地設計工控機界面具有很大的幫助。KingVIEW 支持ocx 控件發布的web 功能，可實現快速班報、日報、周報、月報、季報和年報表可視化操作界面的建立。使用腳本與圖形動畫功能節省了大量的開發時間，并可支持常見的PLC 設備、智能儀表、智能模塊等。

■1.1 工程管理器

工程管理器主要用于對設計開發的工程項目進行管理，包括工程名稱、工程路徑、工程項目分辨率、軟件版本及軟件描述等。在工程管理器中可新建工程項目，通過新建的工程項目連接到工程瀏覽器和開發設計系統。在工程管理器中，可通過工程備份與恢復功能對正在開發或已開發完成的項目進行備份和恢復。通過數據詞典方式進行數據的導入和導出操作。通過DB 導入方式，可導入Excel 文件中的數據，通過“開發”和“運行”按鈕可進入開發系統和運行界面系統進行仿真。

■1.2 工程瀏覽器

工程瀏覽器是進行工程開發、管理與瀏覽的主要環境。在工程瀏覽器中，用戶可對文件進行管理，包括管理畫面、命令語言、配方及非線性表等。其中的數據庫管理包括結構變量、數據詞典、報警組等；通過設備功能，可設置通信端口COM，DDE 通信、板卡通信、OPC 服務器及網絡站點通信功能。通過系統配置功能，可進行開發系統的設置，運行系統的設置、報警設置等，并通過歷史數據記錄功能查看歷史數據，通過網絡配置、用戶配置及打印配置等功能，便于用戶網絡通信與后期處理等。工程瀏覽器中以可進行SQL訪問，及Web 畫面發布等功能。

■1.3 開發系統

開發系統主要用于對界面的開發，是界面設計的直接環境，同過新建畫面的方式建立新的畫面，開發系統工具箱可對控件進行操作，包括文本建立、控件對其、全屏顯示、文件打開與保持等。通過打開圖庫方式，打開KingVIEW 中集成的工控領域中常用的界面控件，如圖 1 所示。圖庫系統中包含了常用的儀器儀表、傳感器、歷史曲線顯示器、反應器、按鈕、開關等。通過開發系統的“工具”菜單欄，可進行直線、矩形、圓形、多邊形、折線、文本、圖形填充屬性、線屬性的設計等。

圖1 KingVIEW 工控圖庫（部分）

2 基于KingVIEW 工控機界面設計系統的應用

■2.1 KingVIEW 在音樂噴泉中的應用

音樂噴泉是指噴泉的水形根據播放音樂的旋律有規律的進行變化，使人在精神上有愉悅的感受。音樂噴泉涉及到的專業非常的廣泛，包括音樂分析、給排水、電氣、通訊、和計算機自動控制等。以往的水景控制方案多是利用PLC編程進行控制，由于無上位機的配合，因此無法實現音樂與水景動作的實時緊密配合，PLC 的編程方式也加大了使用者的日后維護難度。因此可利用KingVIEW+PLC 控制的方式對音樂噴泉系統進行設計和組態。系統主要參數如下；

組態王KingVIEW 界面設計：具有人機界面，操作性強，最小運行周期55ms，運行周期與界面的復雜程度成正比，該工程中運行周期為500ms。

軟邏輯PLC 設計：無界面，后臺運行，邏輯性強，執行速度快，最小運行周期10ms，運行周期受程序量影響很小，該工程中運行周期在10—20ms 之間。

采用INTERBUS 總線通訊技術實現界面與PLC 的全部銅線，較現場信號的點對點的放線方式，該通信凡事大大減少了控制電纜的使用，同時較485 總線，在速度和可靠性上也有了較大提高。

■2.2 KingVIEW DDE 與Excel 連接

從VB 或Excel 中獲取數據可大大降低系統運行內存的占用，這對控制系統的運算性能的提高具有重要意義。KingVIEW 可通過DDE 方式與其它應用程序進行數據交換，這也擴充了KingVIEW 的功能。在組態王工程瀏覽器中，設備項，DDE 中新建DDE 設備，輸入DDE 的連接設備名為Excel 文件名，設置DDE 的服務程序名為“Excel”，設置數據交換方式為“標準的Windows 項目交換”，顯示所配置DDE 設備信息，確認無誤后單擊完成，即完成Excel DDE 設備的配置。在Excel 中的某個單元格輸入DDE連接語句“=VIEW|TAGNAME!設備地址”，其中設備地址為在組態王中定義的IO 變量的寄存器地址，其格式為“連接設備名.寄存器名”，如“=VIEW|TAGNAME!PLC.INCREA100”。

■2.3 KingVIEW 在產品包裝上的應用

KingVIEW 通過與外部數據文件鏈接的方式大大釋放了運行內存的壓力，因此在許多大型控制應用場合中，常采用該種數據讀寫模式。

KingVIEW 在產品包裝線上的應用主要包括包食品保證、制藥保證、衛生用品保證等。此類工程的實施目的主要是使用KingVIEW 軟件實現對生產線的自動監控和對產品信息的記錄、查詢等操作，為后續生產決策提供合理、詳實的依據。目前，產品包裝線系統的硬件組成是PC 機加PLC的方式來完成，該種模式對小批量、少樣式的包裝產品具有較高的工作效率，但要想實現大規模、多樣性的包裝制造功能則顯得吃力許多。KingVIEW 是進行界面設計的一種通用軟件，因此可應用于對包裝產品制造進行控制的系統中，其中控制其界面系統的某個界面的設計如圖 2 所示。系統具有自動控制和手動控制功能，可對產品信息的校驗和處理，系統運行可靠、功能齊全、投資低、升級方便，可為用戶提供較完善的系統運行信息和產品信息，極大地改善了操作員的勞動強度。

圖2 包裝產品制造系統KingVIEW 界面設計

■2.4 KingVIEW 在熱電廠中的應用

某熱電廠生產信息動態管理系統需采集鍋爐、汽機等現場設備的溫度、壓力、流量等參數；控制層配置8 個IO 采集站分別運行KingVIEW 通用監控軟件，監控系統采集現場設備數據并通過計算機計算及與關系數據庫進行數據交互，運行King VIEW Web 服務器軟件，可將控制層的實時顯示畫面發布到廣域網上。該系統具有生產過程動態流程畫面、數值處理、報警、實時/歷史趨勢顯示，并要求發布到公域網中，并實現了實時數據通過ODBC 方式與SQL SERVER數據庫進行快速的數據交換。系統具有運行可靠、功能齊全、投資低、升級方便、控制系統風險小等優點，為用戶提供了較完善的系統運行信息和系統分析信息，提高了企業信息資源的利用率。

3 結束語

KingVIEW 工控機界面設計系統是一種通用的，可應用于多種PLC 控制器的界面設計環境，該環節主要由工程管理器、工程瀏覽器、開發系統組成。本文介紹了KingVIEW的三大組成部分的主要功能及作用，并通過實例介紹了基于KingVIEW 界面設計系統的工業控制應用，可為工程師開發基于KingVIEW 軟件，并可與常用PLC 進行通信連接的界面開發提供參考。