基于KingVIEW 工控机界面设计系统与应用

张艳兵

（胶州市职业教育中心学校，山东青岛，266300）

0 引言

工控机界面是工业控制系统的终端人机交互主要方式[1,2]，工控界面中通常包含了工程师对机器进行控制的各种组件，包括按钮组件、对话框组件、输入法组件、动画模拟组件、下拉框组件等，高级的界面系统还包括鼠标控件及外界键盘功能[3,4]。工控机界面系统是工程师与控制系统对话的桥梁，一个友好的人机交互系统可显著提高操作人员工作效率，并保证工件加工质量。KingVIEW 是一种可方便地集成用于多种类型PLC 控制器的上位机设计系统，其应用范围及领域也在不断地开拓和发展。张运楚[5]等利用KingView 组态软件与Matlab 计算仿真功能结合，实现了变电所液压操动机构能量储存的实现过程，使用动态数据交换(Dynamic Data Exchange)技术，实现了与Matlab 的通信，使得用户可方便地操作和监控控制效果。孟亚男[6]等设计了一种基于KingView 的采气井监控系统，将设计目标工况中的温度、压力、流量等数据作为监控数据，通过KingVIEW 软件进行组态监控系统配置的设计，并与PC 机进行了通信。陈龙燕[7]针对污水处理厂曝气系统技术改造问题，基于KingView 和ZigBee 通信技术设计制作了一套污水处理曝气过程监测与控制系统，并实现了与西门子PLC 和变频器的连接，实现了污水处理曝气过程无线远程实时监控。分析可知，基于KingVIEW 界面设计系统进行工控机界面设计的应用范围及领域越来越广泛，同时，KingVIEW 与其他软件与数据库的无缝连接技术也亟待发展，这对进一步优化设计系统与便于工业控制具有积极的推动作用。

1 KingVIEW 工控机界面设计系统

KingVIEW 工控机界面设计系统主要由工程管理器、工程浏览器、开发系统组成，了解和熟悉KingVIEW 的三大设计系统对高效率地设计工控机界面具有很大的帮助。KingVIEW 支持ocx 控件发布的web 功能，可实现快速班报、日报、周报、月报、季报和年报表可视化操作界面的建立。使用脚本与图形动画功能节省了大量的开发时间，并可支持常见的PLC 设备、智能仪表、智能模块等。

■1.1 工程管理器

工程管理器主要用于对设计开发的工程项目进行管理，包括工程名称、工程路径、工程项目分辨率、软件版本及软件描述等。在工程管理器中可新建工程项目，通过新建的工程项目连接到工程浏览器和开发设计系统。在工程管理器中，可通过工程备份与恢复功能对正在开发或已开发完成的项目进行备份和恢复。通过数据词典方式进行数据的导入和导出操作。通过DB 导入方式，可导入Excel 文件中的数据，通过“开发”和“运行”按钮可进入开发系统和运行界面系统进行仿真。

■1.2 工程浏览器

工程浏览器是进行工程开发、管理与浏览的主要环境。在工程浏览器中，用户可对文件进行管理，包括管理画面、命令语言、配方及非线性表等。其中的数据库管理包括结构变量、数据词典、报警组等；通过设备功能，可设置通信端口COM，DDE 通信、板卡通信、OPC 服务器及网络站点通信功能。通过系统配置功能，可进行开发系统的设置，运行系统的设置、报警设置等，并通过历史数据记录功能查看历史数据，通过网络配置、用户配置及打印配置等功能，便于用户网络通信与后期处理等。工程浏览器中以可进行SQL访问，及Web 画面发布等功能。

■1.3 开发系统

开发系统主要用于对界面的开发，是界面设计的直接环境，同过新建画面的方式建立新的画面，开发系统工具箱可对控件进行操作，包括文本建立、控件对其、全屏显示、文件打开与保持等。通过打开图库方式，打开KingVIEW 中集成的工控领域中常用的界面控件，如图 1 所示。图库系统中包含了常用的仪器仪表、传感器、历史曲线显示器、反应器、按钮、开关等。通过开发系统的“工具”菜单栏，可进行直线、矩形、圆形、多边形、折线、文本、图形填充属性、线属性的设计等。

图1 KingVIEW 工控图库（部分）

2 基于KingVIEW 工控机界面设计系统的应用

■2.1 KingVIEW 在音乐喷泉中的应用

音乐喷泉是指喷泉的水形根据播放音乐的旋律有规律的进行变化，使人在精神上有愉悦的感受。音乐喷泉涉及到的专业非常的广泛，包括音乐分析、给排水、电气、通讯、和计算机自动控制等。以往的水景控制方案多是利用PLC编程进行控制，由于无上位机的配合，因此无法实现音乐与水景动作的实时紧密配合，PLC 的编程方式也加大了使用者的日后维护难度。因此可利用KingVIEW+PLC 控制的方式对音乐喷泉系统进行设计和组态。系统主要参数如下；

组态王KingVIEW 界面设计：具有人机界面，操作性强，最小运行周期55ms，运行周期与界面的复杂程度成正比，该工程中运行周期为500ms。

软逻辑PLC 设计：无界面，后台运行，逻辑性强，执行速度快，最小运行周期10ms，运行周期受程序量影响很小，该工程中运行周期在10—20ms 之间。

采用INTERBUS 总线通讯技术实现界面与PLC 的全部铜线，较现场信号的点对点的放线方式，该通信凡事大大减少了控制电缆的使用，同时较485 总线，在速度和可靠性上也有了较大提高。

■2.2 KingVIEW DDE 与Excel 连接

从VB 或Excel 中获取数据可大大降低系统运行内存的占用，这对控制系统的运算性能的提高具有重要意义。KingVIEW 可通过DDE 方式与其它应用程序进行数据交换，这也扩充了KingVIEW 的功能。在组态王工程浏览器中，设备项，DDE 中新建DDE 设备，输入DDE 的连接设备名为Excel 文件名，设置DDE 的服务程序名为“Excel”，设置数据交换方式为“标准的Windows 项目交换”，显示所配置DDE 设备信息，确认无误后单击完成，即完成Excel DDE 设备的配置。在Excel 中的某个单元格输入DDE连接语句“=VIEW|TAGNAME!设备地址”，其中设备地址为在组态王中定义的IO 变量的寄存器地址，其格式为“连接设备名.寄存器名”，如“=VIEW|TAGNAME!PLC.INCREA100”。

■2.3 KingVIEW 在产品包装上的应用

KingVIEW 通过与外部数据文件链接的方式大大释放了运行内存的压力，因此在许多大型控制应用场合中，常采用该种数据读写模式。

KingVIEW 在产品包装线上的应用主要包括包食品保证、制药保证、卫生用品保证等。此类工程的实施目的主要是使用KingVIEW 软件实现对生产线的自动监控和对产品信息的记录、查询等操作，为后续生产决策提供合理、详实的依据。目前，产品包装线系统的硬件组成是PC 机加PLC的方式来完成，该种模式对小批量、少样式的包装产品具有较高的工作效率，但要想实现大规模、多样性的包装制造功能则显得吃力许多。KingVIEW 是进行界面设计的一种通用软件，因此可应用于对包装产品制造进行控制的系统中，其中控制其界面系统的某个界面的设计如图 2 所示。系统具有自动控制和手动控制功能，可对产品信息的校验和处理，系统运行可靠、功能齐全、投资低、升级方便，可为用户提供较完善的系统运行信息和产品信息，极大地改善了操作员的劳动强度。

图2 包装产品制造系统KingVIEW 界面设计

■2.4 KingVIEW 在热电厂中的应用

某热电厂生产信息动态管理系统需采集锅炉、汽机等现场设备的温度、压力、流量等参数；控制层配置8 个IO 采集站分别运行KingVIEW 通用监控软件，监控系统采集现场设备数据并通过计算机计算及与关系数据库进行数据交互，运行King VIEW Web 服务器软件，可将控制层的实时显示画面发布到广域网上。该系统具有生产过程动态流程画面、数值处理、报警、实时/历史趋势显示，并要求发布到公域网中，并实现了实时数据通过ODBC 方式与SQL SERVER数据库进行快速的数据交换。系统具有运行可靠、功能齐全、投资低、升级方便、控制系统风险小等优点，为用户提供了较完善的系统运行信息和系统分析信息，提高了企业信息资源的利用率。

3 结束语

KingVIEW 工控机界面设计系统是一种通用的，可应用于多种PLC 控制器的界面设计环境，该环节主要由工程管理器、工程浏览器、开发系统组成。本文介绍了KingVIEW的三大组成部分的主要功能及作用，并通过实例介绍了基于KingVIEW 界面设计系统的工业控制应用，可为工程师开发基于KingVIEW 软件，并可与常用PLC 进行通信连接的界面开发提供参考。