组态王自动大门综合设计
学号：0115
郑州工程技术学院
课程设计
设计题目：组态王自动大门综合设计
学院：机电与车辆工程学院
专业：电气自动化技术
班级：16电气（普招）1班
姓名：利军
指导教师：雷钢
日期：2018 年10 月29 日
诚信声明
本论文是我个人在老师指导下，按任务书要求，自己撰写的论文。该论文凡引用他人的文章或成果之处都在论文中注明，并表示了谢意。除此之外都是自己的工作成果。若本论文及资料与以上声明不符，本人承担一切责任。
本人签名：
日期：年月日
课程设计任务书
班级：16电气普招1班学生：利军学号：0115
设计题目：组态王自动大门综合设计
摘要：
本课程电气自动化技术专业的学科专业课----组态控制技术的一个实践教学环节。
本课程的目的和任务是：熟悉常用电气设备的性能和工作原理，把学生学习过的如变频器、电力电子、组态控制技术、PLC等课程知识进行综合设计，使学生更加有效的掌握所学知识，进一步提高学生的实际动手能力和编程设计能力。
通过一周的课程设计，使学生掌握一个较为复杂的组态控制系统的设计和制作的方法；理解组态软件的设计原理；
1．巩固和加强“组态控制技术”课程的理论知识。
2．掌握组态控制技术的一般的设计方法，了解组态软件开发过程。
3．提高电组态软件使用能力。
4．掌握组态软件调试的方法及程序设计方法。
5．学会撰写课程设计总结报告。
6．通过查阅手册和文献资料，培养同学们独立分析问题和解决问题的能力。
7．培养创新能力和创新思维。
设计内容及要求：
本课程主要内容是：用一周的时间让学生独立进行组态控制系统的设计，制作和调试。本课程是在组态控制技术结束之后的一次设计实践。选题很重要。既要有综合性，有一定的难度，又要让学生能在一周内完成。以下题目可作为参考：
1．根据设计题目要求，通过查阅有关资料分析系统工作原理；
2．完成系统控制框图设计；
3．设计系统控制逻辑；
4．编写组态软件程序；
5．系统调试；
6．编写课程设计报告
设计参考题目：1.五层电梯设计;2.机械手控制设计;3.塔吊控制设计；
指导老师（签字）：年月日
前言
随着计算机信息技术高速的发展，人们在管理建筑设备时，越来越依赖于使用计算机控制系统代替操作人员，并且这些都成为一种非常适应潮流的发展。
智能建筑是计算机技术与建筑技术相搭配的一种产物，这是当今社会和国际化形式的需要。智能建筑主要包括了楼宇自动化控制、通信自动化、办公自动化等系统。这里面有大量的电气设备,而这些设备非常多又很分散。多达上百到上万个；分散在各阶层和各种角落。如果采用分散管理、就地控制的话，监视和测量的工作难度很难想象。所以为了合理利用设备，节省人力、财力资源，同时确保设备的安全运行，就出现了更高效的设备管理。
基于组态王的自动大门设计中,在组态监控画面上能实时反映自动大门的运行状态，并能通过监控画面控制大门运行状态，从而实现对大门运行状态的双向控制。这种用组态王建立的自动大门软件模型，在应用中容易实现监测，因此有较大的应用价值。组态王是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。同时，组态王提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口。该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。
利用组态王来监控这个系统以达到实时运转的状态。自动大门的远程监控是智能化楼宇的一部分，其内涵的实质是在信息技术系统的平台上把需求目标、应用功能与系统相关各个要素紧密地整合在一起以达到智能化整体目标。表现为建筑物内的信息参数处于可观测能控制的状态，使建筑物能迅速响应用户的各种需求，确定最有效的方式为用户提供便捷、舒适、安全的环境。
学生签名
年月
日
摘要
随着现代城市的发展，建筑日益增多，自动大门在人们日常生活中是必不可少的。本设计用组态王设计包括大门手动开关门指令、大门自动开关门运行等功能，能够直观的看到自动大门是如何运作的。本设计详细介绍了利用组态王软件实现自动大门监控系统的设计过程。
关键词:组态王;控制系统;自动大门；
目录
前言错误!未定义书签。
摘要错误!未定义书签。
第一章组态王简介错误!未定义书签。组态王及应用错误!未定义书签。
工程管理器错误!未定义书签。
第二章自动大门简介错误!未定义书签。
自动大门的起源与发展错误!未定义书签。
自动大门的分类错误!未定义书签。
第三章自动大门系统制作过程错误!未定义书签。
创建工程错误!未定义书签。
构造画面错误!未定义书签。
配置设备错误!未定义书签。
绘制组态界面错误!未定义书签。
构造数据库错误!未定义书签。
动画链接错误!未定义书签。
第四章自动大门系统的程序设计错误!未定义书签。基本思路错误!未定义书签。
编写命令语言错误!未定义书签。
运行调试错误!未定义书签。
总结错误!未定义书签。
致谢错误!未定义书签。
参考文献错误!未定义书签。
附录（程序）错误!未定义书签。
组态王简介
组态王及应用
组态王概念
组态的意思就是多种工具模块的任意组合，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。组态王基于MicrosoftWindows XP/NT/2000/7/10 操作系统，用户在企业网络的各个层次的所有位置上都可以及时准确地获得系统的实时信息。使用组态王软件来开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它不仅适用于单一设备的生产运营管理和故障诊断，而且对于网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发也很方便。
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。
（1）工程管理器内嵌画面管理系统，用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。
（2）工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。
（3）运行系统是工程运行画面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的相互交互。
建立一个应用工程基本可以分为以下几个步骤：
(1)创建一个目录用来存放与工程相关的文件；
(2)定义硬件设备并添加包括内存变量和I/O 变量在内的工程变量；
(3)绘制图形并让它产生想要的动态效果；
(4)编写程序完成比较复杂的上位操作控制；
(5)对运行系统进行配置；
(6)保存工程后运行
这里需要说明，这几个步骤大多情况下是交错进行的，并不是独立的。在使用组态王画面开发系统编制工程时，我们还要考虑以下几个方面：用户如何利用抽象的图形画面来完成模拟工业的现场以及相应的工控设备工作；用户如何创建一个能够反映出工控对象各种属性的具体数据库；完成的虚拟画面上的图形如何以动画的形式来模拟出现场设备的运行状态，以及如何让操作者输入控制设备的指令。
组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。组态王提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。
组态王的应用
(1)组态王技术
组态王产品中创造性首次地提出了模型技术等先进理念。为了使产品更加容易使用、更加文定，组态王公司广泛吸取用户的宝贵意见和建议，使其具有了人性化的操作和管理，其广泛应用于中央控制系统。
(2)组态王的优势
由于它处于世界尖端自动化技术领域，组态王利用当代计算机控制技术和工业网络平台，大大降低了其管理的成本、操作的复杂性以及工作的强度，这能够满足各种用户的需要。
(3)组态王的标准协议
组态王完全支持BACnet协议、Lonworks协议、及标准OPC接口这三个标准协议。在楼宇自动化产品当中，很多品牌都支持这些协议，这也就避免了通讯联络的一些麻烦。
(4)组态王智能控制系统
组态王智能控制系统可以明确保证系统方案在不同的环境中能够稳定、持久的运行。多层次特点使得它能够在同一时间为多个用户提供帮助。该系统可以选择标准的IE
浏览器当作客户端，或者选用组态王专有客户端也可以。
工程管理器
在组态王中建立出来的每个组态称为一个工程。每一个工程在操作系统中是一个包含多个文件的文件夹。工程的建立需要工程管理器。
工程管理器的使用：组态王工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的管理。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程进行重命名，搜索组态王工程，修改工程的属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或运行环境等。启动后的工程管理窗口如下图所示：
图1-1 工程管理器
第二章自动大门简介
自动大门的起源与发展
自动大门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动大门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器(简称PLC)，PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等操作的指令，并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，实用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等特点。
国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源，降低噪音，防风，防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。
随着我国经济的飞速发展，自动大门在人门的生活中的运用越来越广泛，自动大门适用于宾馆，酒店，银行，写字楼，医院，商店等使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定，节能，环保，安全及人性化是需要首先考虑的因素。
自动大门的分类
由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。
客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。
自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门，自动平开门，自动旋转门，自动圆弧门，自动折叠门。其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门，感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。
自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人们走进自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人们通过之后，将门关上。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次,于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。
自动门的控制方法很多，从控制的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制，智能控制器，即通过运用线的自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制的自动门所淘汰。
在智能控制的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器和可编程控制器PLC控制，微电脑控制主要有体积小，安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定性高，维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。
第三章自动大门系统制作过程
创建工程
点击工程管理器.上的“新建”图标，弹出[新建工程向导之一]，点击“下一步”执行下一步操作，弹出[新建工程向导之二],选择要保存工程文件的路径，这里路径不能选择带有只读属性的路径，点击“下一步”进入[新建工程向导之三],如图3-1所示:在“工程名称”处写上“自动大门”(组态王中的工程名称是唯一的，不能重名),在“工程描述”处写上“自动大门”，点击“完成”按钮。
图3-1自动大门工程建立
构造画面
在工程浏览器---自动门控制过程窗口上，单击[新建]图标，弹出[新画面]对话框，如下图3-2所示：
配置设备
在组态王工程浏览器下，单击“设备”，双击目录内容显示区中的“新建”图标，在出现的[设备配置向导]中单击“亚控”中的“仿真PLC”，在“仿真PLC”中选择“COM”后，单击“COM”，如图3-3所示。然后单击“下一步”弹出[设备配置向导- -逻辑名称]对话框，在要安装的设备指定唯一" 的逻辑名称处输入“新IO设备”，然后单击“下一步”弹出[设备配置向导一选择串口号]对话框，在串行设备中选择“COM2”,接着单击“下一步”弹出[设备配置向导一设备地址设置指南]对话框，在设备地址中键入“0”，然后单击“下一步”弹出[通讯参数]对话框，当出现故障时，设定通讯参数，在此应用的是默认值。最后单击“完成”按钮。
图3-3 PLC设备配置
绘制组态界面
在组态软件上，单击主页，进入动画制作窗口。利用组态工具，绘制自动门系统画面。自动门系统界面如图3-4所示。
构造数据库
数据库是组态王的核心部分，在运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据变量的集合称为数据词典，如图3-5。
图3-5 数据库建立
数据分为内存离散和内存整型两种，数值型变量用内存整型，开关型变量用内存离散。
动画链接
建立动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立的一种关系，当变的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来。或者由软件使用者通过控制或改变PC屏幕.上的图形对象，发布命令(改变数据变量的值)，去控制下位机的动作。即PLC控制程序和组态监控程序共同参与对电梯的控制。组态王提供了多种动画连接类型，有属性变化、文本色变化位置与大小变化、值输出、值输入、特殊、滑动杆输入、命令语言等七大类共21种动画连接方式。一个图形对象(图素)可以同时定义多个动画连接，组合成较为复杂的效果，以便满足实际应用中所需的动画要求。
本系统动画链接有整形变量的动画链接和离散型变量的动画链接，其中整形变量主要是自动大门动画链接的设置如图3-6所示，我们需要模拟大门左右移动的状态，所以要设置门的水平移动，选中水平移动，动画链接表达式选择移动，向左移动距离选择300，最左边选300，其他变量选0。
本系统动画链接有滑动杆的动画链接和大门的动画链接。如下图所示：
图3-6 自动门的动画连接设置
图3-7 手动滑杆的动画连接设置
完成模拟量的动画链接后，就是一些离散量的动画链接了，离散量控制的主要有开关，闪烁，启停等，本系统中的离散量主要就是开关门指示灯。
对于指示灯，我们需要它完成的功能是大门移动的时候，这个指示灯闪烁，所以我们要对它进行闪烁的设置，设置情况如图3-8所示。
图3-8 提示灯闪烁设置
接下来就是开门、关门和停止按钮的设置，首先需要明白开关门按钮属于开关型的变量，需要满足的要求就是当用户按下开关门按钮后，大门能够根据需要开门或者关门。如下图所示：
图3-9 自动门开设置
图3-10 自动门关设置
当然，还有一个全自动按钮，当按下这个按钮后，大门可以自动打开，延时2s后，大门再自动关闭。按钮设置如下图：
图3-10 自动门关设置
第四章自动大门系统的程序设计
基本思路
1.当手动滑动杆移动时，大门可以根据滑动杆的变化来移动。
2.当按下开门按钮后，大门可以自动打开，同时指示灯随着大门的移动而闪烁。
3.当按下关门按钮后，大门可以自动关闭，同时指示灯随着大门的移动而闪烁。
4.当再次按下开门或关门按钮时，大门立即停止移动，停在当前位置。
5.当按下自动按钮时，大门可以实现自动开门，开门后延时2s，再自动关闭。
编写命令语言
组态王中命令语言是一段类似C语言的程序，工程人员可以利用这段程序来增强应用程序的灵活性、处理一些算法和操作等。命令语言都是靠事件触发执行的，如定时、数据的变化、鼠标的点击等。根据事件和功能的不同，包括应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言、自定义函数命令语言、动画连接命令语言和画面命令语言等。其中应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言可以称为“后台命令语言”，它们的执行不受画面打开与否的限制，只要符合条件就可以执行，而画面和动画连接命令语言的执行不受影响。另外，命令语言具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符、数学函数、字符串函数、控件函数、SQL函数和系统函数。命令语言一旦运行起来，往往看到的是最终结果，如果结果出现差错，就需要查看命令语言的执行过程一调试命令语言。在命令语言中使用的应用程序命令语言是指在组态王运行系统应用程序启动时、运行期间和程序退出时执行的命令语言程序。如果是在运行期间，则该程序按照指定时间间隔定时执行。程序如下列一系列的程序截图所示，每句程序完成的功能在程序内有介绍，可以根据程序进行修改得到不同的功能。
运行调试
启动组态王切换到VIEW进入到调试界面，运行仿真系统，主要是为了检查电梯是否按照控制要求运行。
总结
自动大门在现代社会中得到很广泛的应用，它所需的技术要求也不断地提高。所以，对它的研究是有一定的意义的。它大大提高了我的自学能力，还有提高了我自主查找资料的能力。
经过一个星期的努力，自动大门控制综合设计终于完成。在整个设计过程中，出现过很多的难题，但都经过我努力查找资料和在老师、同学的帮助下顺利解决了。虽然我的课程设计不是很完美，还有很多不足之处，但每当看着自己的成果，是经过自己千辛万苦做出来的，这就是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。
这次做课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，也就不会有所突破。希望这次的经历能在以后学习中激励我继续进步。
致谢
课程设计论文是大学三年最重要的实践性教学环节。这篇论文以自动大门为设计对象，基于组态王对现实中的自动门进行实时控制。本次论文设计与平时所做的实验技能训练、电气实验课程有着很大的区别，对提高我的工程思维发散能力、技术整合梳理有十分重要的作用，同时也为毕业后能熟练掌握和运用相关知识奠定良好的基础。在设计的初始阶段，也是我最迷茫的时候，不知道从哪里下手，雷刚老师给了我很多的建议和指导，这让我明确了设计方向。在设计论文的过程中，老师耐心回答我的每一个问题，在经过查阅相关资料，使得我的设计事半功倍，本设计的完成离不开雷刚老师的辛勤教导、孜孜教诲，在这里衷心感谢雷老师的一片苦心。