工业组态软件_实验3_力控组态软件动作脚本应用

窗口中间变量
win_LLS_T3_value1
液罐 3 的水位
窗口中间变量
win_LLS_K0
1 级阀门（被 key_ctrl_K0 替换） 窗口中间变量
win_LLS_K1
2 级阀门（被 key_ctrl_K1 替换） 窗口中间变量
win_LLS_K2
3 级阀门（被 key_ctrl_K2 替换） 窗口中间变量
图 3-25 三级液位控制系统自动操作（Ⅰ）
按照表 3-2 创建变量，数据库变量见图 3-17。窗口变量见图 3-18。
图 3-17 实时数据库变量
图 3-18 温控系统窗口中间变量
中间变量详见图 3-4。 实验在 TmptCtrlWin 窗口下进行。
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3.2.2. 外部设备编程 在“功能”中“动作”下的“窗口动作”脚本编辑器中，写入程序代码，如图 3-19
win_LLS_KOUT 排水阀（被 key_ctrl_Kout 替换） 窗口中间变量
3
T3_up iter_x_value iter_y_value iter_x0_value iter_y0_value iter_angle_T3_value iter_angle_Tower
dx_bar dy_bar data_chg_T3_val flag_up key_ctrl_K0 key_ctrl_K1 key_ctrl_K2 key_ctrl_Kout L3_auto_mod L3_man_mod
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图 3-10 三级液位监控系统阀门 1 条件动作脚本代码
图 3-11 三级液位监控系统自动模式条件动作脚本代码
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4、键动作脚本 应用于阀门 1-3、排水阀的开关与挡位的快捷键切换。 其中阀门 1 开/关切换的快捷键为：CTRL+A； 其中阀门 2 开/关切换的快捷键为：CTRL+B； 其中阀门 3 开/关切换的快捷键为：CTRL+C； 其中排水阀开/关切换的快捷键为：CTRL+Q； 其中手动/自动模式切换的快捷键为：CTRL+M。 阀门 1 开/关切换的键动作脚本见图 3-12，其他阀门的键动作脚本类似。
3.1.2. 外部设备编程
1、图形对象动作脚本 在“功能”中“动作”下的“窗口动作”脚本编辑器中，写入程序代码，如图 3-6 所示为窗口动作进入脚本；图 3-8 为窗口动作运行周期执行脚本；图 3-7 为窗口动作退 出脚本。 其中，“用脚本模拟实现液位的周期变化，从 0-100”的实验内容见图 3-8，窗口
图 3-12 三级液位监控系统阀门 1 键动作脚本代码
手动/自动模式切换的键动作脚本见图 3-13，自动/手动模式切换键动作脚本类似。
图 3-13 三级液位监控系统功能键动作脚本代码
5、自定义函数的创建及调用 本实验内容体现在将实验 2 中的坐标转换角度部分使用子函数代替，减少主函数的 脚本视觉长度，有效提高阅读效率。 自定义函数创建界面见图 3-14，自定义函数的脚本编辑页面见图 3-15。
所示为窗口动作进入脚本；图 3-20 为窗口动作运行周期执行脚本。
图 3-19 模拟温控系统窗口进入动作脚本编辑
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图 3-20 模拟温控系统窗口运行动作脚本编辑
3.3. 实验现象 进入系统，如图 3-21 所示，单击选择进入各系统界面。
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图 3-21 主界面预览
3.3.1. 三级液位系统 进入三级液位控制系统，弹出进入提示窗口，见图 3-22。
图 3-2 基础三级液位监控系统
3.1.1. 新加入图形以及放置于适当位置
在建立数据之前，先介绍一下工程的情况，本工程 1 是一个三级液位系统的进一步 搭建，在实验 2 的基础上，新的要实现的功能是：
1、脚本类型包含： ① 图形对象动作脚本（应用于液位、罐体、方框图等） ② 数据改变动作脚本（应用于罐 3 液位的颜色，罐 3 液位改变将改变颜色） ③ 键动作脚本（应用于 4 阀门的开关与挡位的切换） ④ 条件动作脚本（应用于 4 阀门、模式的指示灯）
图 3-9 数据改变动作脚本
3、条件动作脚本 应用于阀门 1-3、出水阀门的开关与自动/手动挡位切换的指示。 其中阀门 1-3、自动挡指示的指示灯为青蓝色；出水阀的指示为紫红色；手动挡指 示的指示灯为黄色。 阀门 1 的代码见图 3-10，其他阀门类似，出水阀为简便起见未使用条件动作脚本。 自动模式的条件动作代码见图 3-11，手动模式的条件动作脚本类似。
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图 3-14 三级液位监控系统自定义函数创建界面
图 3-15 三级液位监控系统自定义函数脚本编辑界面
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3.2. 基于 PID 算法的模拟实现温度控制 3.2.1. 图形界面设计
模拟实现温度控制系统界面见图 3-16。
图 3-16 模拟实现温度控制系统界面图
从界面上来看，左半部分为控制区域，右半部分为显示区域。 在控制区域中，有： 1、滑动/数字输入改变设定值的组件； 2、实际值显示（或用来设定制造人为的扰动）的组件； 3、P（比例系数）、I（积分系数）、D（微分系数）调节组件。 在显示区域中，有实时温度显示曲线，其中： 1、红线为设定值； 2、紫线为实际值。 在建立数据之前，先介绍一下工程的情况，本工程 2 是一个基于 PID 算法的模拟实 现温度控制系统，要实现的功能是：
中国计量大学现代科技学院
实验报告
实验课程：工业应用软件 班 级：自动化*** 姓 名：JackNi
实验名称：力控组态软件动作脚本应用 学 号：*** 实验日期：2018.12.20
1. 实验原理与实验内容
1.1. 实验原理
力控提供了动作脚本编译系统以给用户提供最大的灵活性和能力。具有自己的编程 语言，语法采用类 BASIC 的结构。这些程序设计语言，允许在力控的基本功能的基础 上，扩展自定义的功能来满足用户的要求。力控的动作脚本语言功能很强大，可以访问 和控制所有组件，如实时数据、历史数据、报警、报表、趋势和安全等；同时，用户通 过这类脚本语言，可以实现从简单的数字计算到用于高级控制的算法的功能。
颜色加时的标志
Βιβλιοθήκη Baidu
中间变量
阀门 1 的按键和条件脚本变量 中间变量
阀门 2 的按键和条件脚本变量 中间变量
阀门 3 的按键和条件脚本变量 中间变量
排水阀的按键和条件脚本变量 中间变量
三级液位自动挡模式
中间变量
三级液位手动挡模式
中间变量
按照表 3-1 创建变量，定义变量步骤与实验 2 相类似，不再重复介绍。 窗口变量创建见图 3-3；中间变量创建见图 3-4，工程 2 中的变量部分亦参考图 3-4。 数据库变量见图 3-17。
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动作运行周期执行脚本。“自定义函数的创建及调用”同见图 3-8，子函数具体见下文。
图 3-6 窗口动作进入窗口脚本编辑 图 3-7 窗口动作退出窗口动作脚本
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图 3-8 窗口动作程序运行周期执行脚本编辑
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2、数据改变动作脚本 应用于罐 3 液位的颜色，罐 3 液位的每一次改变都将改变液柱颜色，且颜色将有自 己的“上升”、“下降”周期，避免因为索引超出而只有白色。 图 3-9 为代码：
图 3-5 三级液位监控系统界面图形
给每个罐子、阀门、文字对象、其他对象设置相应的动作和变量连接，或者动作脚 本，实现以下功能（详见实验内容，在此不详细列举）：
1、三级液位系统能实现简单的给水功能，其中水源假设无穷，且每个阀门一旦有 水经过流速恒定（定为 10）。且除了罐 1，罐 2、3 的被给与否有除了阀门外，与上一 级水罐的水位有关（大于 0 才能留予下一级），且所有罐子的最大水位为 100。
力控中动作脚本是一种基于对象和事件的编程语言。每一段脚本都与某个对象或触 发事件紧密关联，利用开发系统编译完的动作脚本，可以在运行系统中执行。运行系统 通过脚本对变量、函数的操作，可以完成对现场数据的处理和控制，进行图形化监控。
动作脚本往往是与监控画面相关的一些控制，主要有以下类型： 1.窗口脚本：可以在窗口打开时执行、窗口关闭时执行或者窗口存在时周期执行； 2.应用程序脚本：可以在整个工程启动时、关闭工程时或者在运行期间周期执行； 3.数据改变脚本：当指定数据发生变化时执行； 4.键脚本：当按下键盘上某一个按键时执行指定动作； 5.条件脚本：当指定的条件发生时执行的动作。 本实验利用力控软件的图形界面开发与动作脚本应用相结合，完成实验既定内容。 注：因为本实验是建立在实验 2 的基础上的，因此本实验与实验 2——“力控组态 软件基本功能使用”有部分功能相似。
2、用脚本模拟实现液位的周期变化，从 0-100（本要求在罐 3 中实现）。
变量名
表 3-1 三级液位监控系统变量名安排表
描述
变量类型
L3CtrlMod
三级液位系统自动/手动选择 数据库实时变量
win_LLS_T1_value1
液罐 1 的水位
窗口中间变量
win_LLS_T2_value1
液罐 2 的水位
罐 3 液位上升的标志
窗口中间变量
旋钮操作块的 x
中间变量
旋钮操作块的 y
中间变量
旋钮操作块原点 x
中间变量
旋钮操作块原点 y
中间变量
旋钮操作块与 x 正半轴的夹角值 中间变量
塔旋转角度
中间变量
水平移动的水罐的值的大小
中间变量
垂直移动的水罐的值的大小
中间变量
罐 3 液位（数据改变脚本变量） 中间变量
① 设定值为 100℃，误差±5℃ ② 实现控制算法（本实验实现了 PID 控制） ③ 显示设定值 ④ 输出值曲线 ⑤ 实测值人工游标模拟
变量名 TmptSet.PV
表 3-2 温控系统的变量表
描述
温度设定值
变量类型 数据库实时变量
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TmptActl.PV Kp Ki Kd err
Integral PID_value
err_last circle accuracy_rate
温度实际值 比例系数 积分系数 微分系数 实际与设定之差值 积分计算值 PID 计算值 前一次差值 循环次数记录 实际温度准确率
数据库实时变量 数据库实时变量 数据库实时变量 数据库实时变量 窗口中间变量 窗口中间变量 窗口中间变量 窗口中间变量 窗口中间变量 窗口中间变量
2、罐子的手动调节：罐 1 可通过直接拉升液位实现液位控制；罐 2 可以通过输入 液位数值直接控制；罐 3 可以通过画面右边的旋杆调节液位。
3、罐子的自动调节：罐 3 可以通过直接切换成自动模式，实现较为科学的液位 0-100 的往复循环。其中，液位自动上升时，阀 1-3 全开，出水阀关；液位自动下降时，阀 1-3 全关，出水阀开。
图 3-3 三级液位监控系统窗口中间变量
4
图 3-4 全局中间变量
5
图形的组合结果见图 3-5。其中左半部分为三级液位控制系统的罐体组成部分，右 半部分为三级液位控制系统的控制和指示部分，有：
1、实现罐 3 旋转角度控制液位与液位高度控制旋转角度、水平、垂直平移度功能 的操控器件；
2、选择自动/人工控制系统的拨动选择开关； 3、4 个阀门与模式选择的情况指示。
2. 实验环境
2.1. 硬件环境 PC（OS:windows10 professional） 2.2. 软件环境 ForceControl V7.2
3. 实验过程及现象
3.1. 三级液位系统 关于程序的进入界面，实验 2 已有基础界面，在本实验中扩展界面，见图 3-1。
图 3-1 进入界面
2
建立基础三级液位监控系统，由实验 2“力控组态软件基本功能使用”可见图 3-2。
图 3-22 三级液位控制系统提示窗
进入三级液位界面，见图 3-23。此时手动指示灯亮。
图 3-23 三级液位控制系统进入界面
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手动打开阀门 1、2、3，见图 3-24。此时阀门 1-3 与手动指示灯亮。
图 3-24 三级液位控制系统手动操作
将功能选择开关拨到自动“Auto”挡，由于罐 3 水未满，阀门 1-3 自动打开，排水 阀保持关闭，见图 3-25。此时阀门 1-3 指示灯亮，自动挡指示灯亮。
1.2. 实验内容
1、设计三级液位监控系统软件主界面中的主要脚本动作，脚本动作应包括： ① 图形对象动作脚本 ② 数据改变动作脚本 ③ 键动作脚本
1
④ 条件动作脚本 2、用脚本模拟实现液位的周期变化，从 0-100。 3、用脚本模拟实现温度控制，要求：
① 设定值为 100℃，误差±5℃ ② 实现控制算法（本实验实现了 PID 控制） ③ 显示设定值 ④ 输出值曲线 ⑤ 实测值人工游标模拟 4、自定义函数的创建及调用