毕业设计（论文）基于组态软件的炼化厂35KV变电站自动化监控软件设计

《毕业设计（论文）基于组态软件的炼化厂35KV变电站自动化监控软件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）基于组态软件的炼化厂35KV变电站自动化监控软件设计（43页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、兰州交通大学毕业设计（论文）摘要炼化厂监控软件是连接炼化厂运行设备和运行人员的接口，在炼化厂自动化系统中占有及其重要的地位。随着计算机及通信技术的飞速发展，我国的电力监控系统广泛采用监控软件提高监控水平，整合扩展了监控内容。监控软件的应用提高了系统自动化程度，并以其良好的实时性和可靠性得到了广泛使用。本次设计主要讨论了变电站综合自动化系统的原理构造和功能，监控组态软件的特点、功能和在变电所综合自动化中的应用，初步设计了炼化厂35 kV变电站自动化监控系统。在本设计中，利用组态王6.53版软件作为平台，设计了变电站综合自动化监控系统的主接线图，趋势曲线以及数据报表，在变电站系统监控界面和数据词典

2、设计的基础上，实现了变电站系统的遥测、遥信、遥调和遥控功能，完成了组态王与Microsoft Access数据之间的数据连接及访问。基于组态软件的35 kV变电站监控软件基本实现了遥信、遥测、遥调、遥控功能，并具有良好的监控效果。关键词：变电站；综合自动化；组态软件；监控- I -AbstractRefinery factory monitoring software is the interface between the running equipment and the operators in the substation, which plays an important role

3、in the refinery factory automation system. With the rapid development of computer and communication technology, Chinas monitoring software has widely adopted power monitoring system to enhance the level of the monitoring integrate and expand the content of monitoring.The systems automation degree is

4、 enhanced and is widely used because of its real-time and reliability.In the design, the principle structure and function of the substation integrated automation system is discussed, besides the functions and characteristics of configuration software and applications in the substation automation. On

5、 the basis, refinery factory 35 kV substation automation monitoring system is designed .The Kingview 6.53version of the software is taken as the platform in the design, main wiring diagram, trend curves and data statements in the substation automation monitoring system are developed. Based on the su

6、bstation system monitoring contact surface manufacture and data dictionary design, and the telemetry, remote signals, remote transfer and the remote control function of the transformer substation system is realized, besides, it completed the data linking and accessing between Kingview and Microsoft

7、the Access data.Remote measure, remote signal, remote regulation, remote control are achieved in the 35 kV substation monitoring software and the good monitoring results is also achieved. Key words: Substation，Integrated automation，Configuration software，Monitoring- III -目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 变电站

8、综合自动化系统的背景及意义11.2 变电站综合自动化系统的设计现状21.3 变电站综合自动化系统的结构形式和功能31.3.1 变电站综合自动化系统的结构形式31.3.2 变电站综合自动化系统的功能52 组态软件62.1 组态软件概述62.2 组态软件的特点和功能72.2.1 组态软件的特点72.2.2 组态软件的功能72.2.3 组态王的优点72.2.4 组态王在电力系统中的优点83 基于组态软件的变电站监控软件数据词典设计93.1 变量及设备的定义93.1.1 基本变量类型93.1.2 特殊变量类型103.1.3 变量定义及设置113.2 炼化厂35KV变电站监控软件数据词典设计134 基于

9、组态软件的变电站监控软件人机界面设计154.1 系统画面的建立154.1.1 系统登陆界面164.1.2 系统一次主接线界面174.1.3 定义I/O设备174.1.4 曲线定义界面184.2 监控系统功能实现204.2.1 “四遥”功能实现204.2.2 趋势曲线234.2.3 报表及报警系统244.2.4 报警设置255 组态王SQL数据库访问265.1 数据库定义265.1.1 SQL访问管理器265.1.2 创建表格模板265.1.3 创建记录体275.1.4 建立Ms Access数据库275.2 SQL函数的功能和参数295.2.1 SQL函数的功能295.2.2 SQL函数的参数

10、305.3 组态王SQL与数据库的连接315.3.1 定义ODBC数据源315.3.2 组态王SQL与数据库连接32结 论34致 谢35参 考 文 献36兰州交通大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 变电站综合自动化系统的背景及意义炼化厂自动化系统是变电站综合自动化系统中的一个重要应用部分，是现场运行和设备和人员的接口，在炼化厂变电站中发挥着重要作用。变电站综合自动化系统(Substation Comprehensive Automation System)是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动

11、装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施1。90年代以来，世界各国新建变电站大部分采用了全数字化的二次设备，我国开展变电站综合自动化的研究及开发相比世界发达国家较晚，但随着数字化保护设备的成熟及广泛应用，调度自动化系统的成熟应用，变电站自动化系统已被电力系

12、统用户接受使用，但在电力部门使用过程中大致有两方面的原则：(1) 中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；(2) 对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性，并且在实际的工程中尚存在以下主要问题：功能重复，表现在计量，远动和当地监测系统所用的变送器各自设置，加大了CT，PT负载，投资增加，并且还造成数据测量的不一致性；远动装置和微机监测系统一个受制于调度所，一个是服务于当地监测，没有做到资源共享，增加了投资且使现场造成复杂性，影响系统的可靠性；缺乏系统化设计而是以一种“

13、拼凑”功能的方式构成系统，致使整个系统的性能指标不高，部分功能及系统指标无法实现；对变电站综合自动化系统的工程设计缺乏规范性的要求，尤其是系统的各部分接口的通信规约，如涉及到不同厂家的产品，则问题更多，从而导致各系统的联调时间长，对将来的维护及运行都带来了极大的不便，进而影响了变电站自动化系统的投入率。1.2 变电站综合自动化系统的设计现状随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，变电站综合自动化技术也得到了迅速的提高。由于我国对外开放的不断扩大，国外电力行业的先进技术不断引入我国，而我国电力行业面临着的减人增效，也促使我们尽快的利用先进的技术及设备，建设无人值班变电所。经过十多年的技术发展

14、，变电站综合自动化已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220 kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实，也是目前变电站建设的主要模式。变电站是输配电系统中的重要环节。随着电压等级和电网复杂程度的提高、供电半径和输配电容量的加大，采用传统的变电站一次和二次设备己越来越难以同时满足“降低变电站造价，提高变电站的安全和经济运行水平”这两方面的要求。为此，变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点

15、之一。90年代中期，伴随着计算机、网络和通信技术的飞速发展，结合变电站的实际情况，各类分散式变电站自动化系统纷纷研制成功并投入运行。变电站综合自动化系统按其测量控制、安全等方面考虑，可划分为三个系统。(1) 监控系统：监控系统是完成模拟量输入，数字量输入，控制输出等功能的系统，一般具有测量和控制器件，用于站内线路和变压器运行参数的测量、监视，以及断路器、隔离开关，变压器分接头等设备的投切和调整。(2) 保护系统：在综合自动化系统中，继电保护宜相对独立，除输入量和跳闸要独立外，保护的启动，测量和逻辑功能也应独立，此时，保护装置需要通过串行通信接口送出的仅是某些保护动作的指示信号或记录数据，也可通

16、过通信接口实现远方改变保护定值。此外，一般要求的故障录波及测距功能由保护系统附带完成，如有较高要求，则配置专用设备并有相应的通信接口。(3) 断路器闭锁系统：变电站综合自动化系统应具有全方位的防误操作系统，以通过闭锁功能，有效地实现“五防”，从而保证电网和人身的安全。一般在实施时，应软硬件结合，机电结合，并优先采用机械和硬闭锁，在微机监控操作时，可设置按事先确定的操作顺序和按闭锁条件编制的软件进行闭锁，以达到防误操作的目的。目前全国已投入运行的35-500 kV变电站约20000座(不包括用户变)，而且每年新增变电站的数量约为3%-5%，也就是说每年都有千百座新建变电站投入电网运行，新建变电站

17、基本上都采用了自动化系统模式，同时每年还有许多老变电站的技术改造，也基本上以自动化系统模式为主。1.3 变电站综合自动化系统的结构形式和功能1.3.1 变电站综合自动化系统的结构形式 变电站常见的结构形式有三种：集中式，分布式，分层分布式。(1) 集中式的结构形式早期的变电站综合自动化系统采用集中式的结构。集中式结构可能由一台计算机或几台计算机完成变电站的保护、测量、控制、调节功能。集中式结构的主要特点是：集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息、集中进行采集和处理。由一台计算机实现变电站中所有的保护，在模/数转换回路中，通过电压互感器采集母线电压，通过保护用电流互感器采集电流，对电压、电

18、流信号集中进行处理，分别实现变压器保线路保护等；由开关量输入回路实现对断路器状态的监视；由输出回路实现对断路器的控制，如开关分、合闸等。监控主机主要实现对变电站的测量、信号采集、遥控、生成报表、打印报表、实现事件顺序记录，同时通过RTU完成与调度的通信。集中式结构形式图如图1.1所示2。监控主机保护装置通过RTU至调度或控制中心输入输出模数转换输入模数转换输出出口继电器，如手动刀闸设备状态如断路器，继电保护装置信息测量用模拟量输入，如母线电压、线路电流、变压器各侧电流断路器状态如分闸断路器状态如分闸保护用模拟量输入，如母线电压、线路电流、变压器各侧电流图1.1 集中式结构形式图(2) 分布式的

19、结构形式分布式结构是按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这是一种较为理想的结构，要做到完全分布式结构，在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的问题。分布式的结构形式图如图1.2所示。显示、打印监控主机2号开关柜测量控制保护总控A总控B1号开关柜测量控制保护N号开关柜号开关柜测量控制保护上级调度或监控中心远方诊断图1.2 分布式的结构形式图(3) 分层分布式的结构形式打印机目前，变电站综合自动化系统按设备的功能可以分为三层，即变电站层、单元层(或称间隔层)和设备层。变电站层主要包括监控主机、工程师工作站、远方信号传输

20、装置等。单元层主要包括继电保护装置、测量控制装置，电压和无功控制装置等。设备层主要包含变压器、断路器、隔离开关等一次设备。分层分布式系统结构如图1.3所示。CRT监控用上位机串行总线总控制柜高压保护低压保护低压保护电容器保护主变压器保护 调度中心器保护电压无功遥控输出遥测输入遥信输入电能表柜直流电源交流电源图1.3 分层分布式系统结构形式图1.3.2 变电站综合自动化系统的功能变电站综合自动化的功能应包括：(1) 电器量的采集和电器设备(如断路器等)的状态监控、控制和调节。(2) 发生故障时，有继电器保护和故障滤波等完成瞬间电器量的采集、监视和控制，并迅速求出故障设备和完成事故后得恢复正常操作

21、。从长远的观点看，综合自动化协同的功能还应包括高压电器设备本身的监视信息。除了需要将变电站所采集的信息传送给调度中心外，还要送给运行方式科和检修中心，以便为电器设备的监视和制定检修计划提供原始数据。因此，其功能可以从以下几个方面来说明。(1) 继电保护功能继电保护是变电站综合自动化系统的关键环节，其最重要的功能就有独立的、完整的继电保护功能，在此基础上还必须具备下列附加功能：继电保护的通信功能及信息量。综合自动化系统中的继电保护对监控系统而言是相对独立的，因此，继电保护应具有与监控系统通信功能。具有与系统统一时钟对时功能。时间的精确和统一在电网运行中显得十分重要，尤其是在继电保护动作时，只有借

22、助精确同一时间才能根据各套继电保护动作的先后顺序正确分析电网发生事故的原因。存储各种保护整定功能。当地显示与远处观察和授权修改保护整定值。对保护整定值的检查和修改要直观、方便、可靠。除了在各保护单元要能显示和修改保护定值外，考虑到无人值班的要求，通过当地的监控系统和远方调度端，应能观察和修改保护定值。故障自诊断、自闭锁和自恢复功能。每个保护单元应有完善的故障自诊断的功能，发现内部有故障，能自动报警，并能指名故障部位，以利于查找故障和缩短维修时间，对于关键部位故障，例如A/D转换器故障或存储器故障，则应自动闭锁保护出口。自动重合闸功能。其功能和设置在输电线路保护内。110千伏及以下线路一般采用三

23、相一次重合闸，起同期检定方式和重合闸延时时间应能整定。同期检定方式可选择不检定方式、检无压方式、检同期方式、检无压方式和检同期方式等。(2) 监视控制的功能变电站综合自动化系统应能改变常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷，取代常规的测量系统，如变送器、滤波器、指针式仪表等；改变常规的操动机构，如操作盘、手动同期及手控无功补偿等装置；取代常规的告警、报警装置，如中央信号系统、光字牌等；取代常规的电磁防误闭锁设备；取代常规远动装置等。2 组态软件2.1 组态软件概述组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA，Supervision Control and Data Acquisition(数据

24、采集与监视控制)，是一种面向监控与数据采集的软件平台，它能根据用户对被控对象和控制目的的要求，在模块间进行任意组合，生成面向最终用户的实时控制系统。组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域，在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System, Remote Terminal Unit)3。工业组态软件的种类繁多，目前，国外流行的组态软件有InTouch、iFix、Fix等，国内的组态软件有组态王、世纪星、MCGS等。它们的性能和价格差异较大，经过比较，选择北京亚控科技发展有限公司的组态王6.53通用版作为本系统

25、的软件开发平台，其功能强大，专用性好，性价比高。组态王6.53通用版可对变电站系统、供电系统、电力调度系统、电力负荷等实现远距离测量、监视与操作。它可以随时发现与处理事故，减少停电时间，各种遥测数据、合分闸操作、开关检修及系统事故均可存盘保存，并可打印记录，从而减轻了值班人员的劳动强度。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。组态软件能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI(人机接口软件，Human Machine Interface)的概念，组态软件应该是一个使用户

26、能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA（数据采集与监控系统，Supervision Control And Data Acquisition）、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着

27、技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。随着现代企业的发展，对电能质量及供电可靠性的要求越来越高，变电所监测监控系统己进入计算机和组态软件进行监控的阶段。近年来，国内外先进组态软件在变电所监控系统中得到了广泛应用和发展。随着各种新兴技术不断融入到组态软件中，组态软件有着更强的竞争力和更为广阔的市场前景。2.2 组态软件的特点和功能2.2.1 组态软件的特点(1) 延续性和可扩充性用通用组态软件开发的应用程序，当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。(2) 封装性(易学易用)通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装

28、起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术)，就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。 (3) 通用性每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。2.2.2 组态软件的功能画面组态(1) 用以构造自己的监控画面。(2) 使用清晰准确的画面描述工业控制现场。(3) 使用图形化的控制按钮实现单任务和多任务。(4) 构造高效的数据通讯。(5) 为任何现场画面指定

29、热键。2.2.3 组态王的优点(1) 全新中文Explorer界面，使用方便、灵活；(2) 真正32位程序，多任务、多线程、运行于中文Windows98/2000/NT平台；(3) 支持无限色和过渡色，24种过渡色效果，精美工具箱，21种动画连接，精美图形库，大量工业标准元件，支持Windows标准的ActiveX控件(主要为可视控件)，包括Microsoft提供的标准ActiveX控件和用户自制的ActiveX控件，增加温控曲线、X-Y轴曲线、列表框、动感按钮等几十种功能控件；(4) 采用OLE自动化技术，将组态王和各种驱动程序整合到一起，采样速度快，可靠性高。2.2.4 组态王在电力系统中

30、的优点(1) 方便快捷供电系统实时、历史状态查询系统；(2) 组态王可以提供方便的查询系统，能方便的以曲线、棒图等形式查询电力系统的历史、实时状态；(3) 较远的通讯距离；(4) 通讯距离可达5000米，与传统的监控方式相比，节省了大量的控制电缆，仅由一条通讯电缆代替；(5) 可完全代替模拟屏监视系统；(6) 由显示器、投影仪等代替模拟屏，即节省了资金，又避免了巨大的模拟屏在值班室占用的空间；(7) 取代人工操表；(8) 强大的报表系统。可根据用户需要定制抄表时间，完全取代人工抄表，避免了抄表人员进入配电房工作带来的危险，大大保障了工作人员的安全；(9) 更加安全的遥控系统；(10) 在组态王

31、遥控系统中，除传统的机械闭锁、电气闭锁外，还可增加计算机的逻辑闭锁。提高了电力系统的安全、稳定性；(11) 强大的网络功能；(12) 完全支持Intranet/Internet等网络系统，可以在企业内部或应用Internet技术在世界任何地方浏览电力系统的工作状况。为远程调度提供了方便，是传统的监控系统所不能比拟的；(13) 支持多媒体、语音报警、视频输出等；(14) 具有方便、灵活、可靠、易于扩展的特点。组态王分布式报警管理提供多种报警管理功能。包括：基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、新增死区和延时概念等功能，以及通过网络的远程报警管理；(15) 采用分级和分区保护的双重保

32、护策略。999个不同级别的权限和64个安全区形成双重保护，另外组态王能记录程序运行中操作员的所有操作。操作员口令保护、操作过程记录，完整的系统安全防范；一百多种功能强大的命令语言函数；强大的网络功能，支持实时数据共享和分布式历史数据库；配方管理、简单实用的报表处理系统；支持ODBC数据库；完全支持OPC(Ole For Process Control，用于过程控制的OLE)标准；全面支持Intranet/Internet；双设备冗余、双机冗余和双网络冗余，采用冗余后，系统运行时将更加稳定、可靠、对各种情况都能应付自如；支持拨号解决方案4。3 基于组态软件的变电站监控软件数据词典设计组态软件提供

33、的变量数据库是一个实时数据库。在运行系统中，数据库中保存的是所有变量的实时数据。运行系统将数据库中的数据同用户输入的数据以及工业现场传送来的数据进行实时处理，再将数据送回工业现场，同时更新变量数据库中变量的实时数据5。3.1 变量及设备的定义数据库是“组态王”最核心的部分。在组态王运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，数据库是联系上位机和下位机的桥梁，在数据库中存放的是变量的当前值，变量包括系统变量和用户定义的变量。变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量

34、的详细信息。3.1.1 基本变量类型数据词典中存放的是在制作应用工程时定义的变量以及系统预先定义的变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为“内存变量”和“I/O变量”两类。“I/O变量”指的是需要“组态王”和其它应用程序(包括I/O服务程序)交换数据的变量。这种数据交换是双向的、动态的，就是说在“组态王”系统运行过程中，每当远程应用程序中的值改变时，“组态王”系统中的变量值也会自动定期更新。所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令等变量，都需要设置成“I/O变量”。那些不需要和其它应用程序交换、只在“组态王”内需要的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“

35、内存变量”。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、长整数型和字符串型。(1) 内存离散变量、I/O离散变量类似一般程序设计语言中的布尔(BOOL)变量，只有0、1两种取值，用于表示一些开关量。(2) 内存实型变量、I/O实型变量类似一般程序设计语言中的浮点型变量，用于表示浮点数据，取值范围10E-3810E+38，有效值7位。(3) 内存整数变量、I/O整数变量类似一般程序设计语言中的有符号长整数型变量，用于表示带符号的整型数据，取值范围-21474836482147483647。(4) 内存字符串型变量、I/O字符串型变量类似一般程序设计语言中的字符串变量，可用于记录一些有特定含

36、义的字符串，如名称：密码等，该类型变量可以进行比较运算和赋值运算。3.1.2 特殊变量类型特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史曲线变量、系统预设变量四种。这几种特殊类型的变量体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。预设变量中有8个时间变量是系统已经在数据库中定义的，用户可以直接使用：$年：返回系统当前日期的年份。$月：返回1到12之间的整数，表示一年之中的某一月。$日：返回1到31之间的整数，表示一月之中的某一天。$时：返回0到23之间的整数，表示一天之中的某一钟点。$分：返回0到59之间的整数，表示一小时之中的某分钟。$秒：返回0到59之间的整数，表示一分钟之中的某

37、个秒。$日期：返回系统当前日期。$时间：返回系统当前时间。以上变量由系统自动更新，工程人员只能读取时间变量，而不能改变它们的值。预设变量还有：$用户名：在程序运行时记录当前登录的用户的名字。$访问权限：在程序运行时记录当前登录的用户的访问权限。$启动历史记录：表明历史记录是否启动。(1=启动；0=未启动)工程人员在开发程序时，可通过按钮弹起命令预先设置该变量为1，在程序运行时可由用户控制，按下按钮启动历史记录。$启动报警记录：表明报警记录是否启动。(1=启动；0=未启动)工程人员在开发程序时，可通过按钮弹起命令预先设置该变量为1，在程序运行时可由工程人员控制，按下按钮启动报警记录。$新报警：每

38、当报警发生时，“$新报警”被系统自动设置为1。由工程人员负责把该值恢复到0。工程人员在开发程序时，可通过数据变化命令语言设置，当报警发生时，产生声音报警(用PlaySound()函数)，在程序运行时可由工程人员控制，听到报警后，将该变量置0，确认报警。$启动后台命令：表明后台命令是否启动。(1=启动；0=未启动)工程人员在开发程序时，可通过按钮弹起命令预先设置该变量为1，在程序运行时可由工程人员控制，按下按钮启动后台命令。$双机热备状态：表明双机热备中计算机的所处状态。整型(1=主机工作正常；2=主机工作不正常；-1=从机工作正常；-2=从机工作不正常；0=无双机热备)主从机初始工作状态是由组

39、态王中的网络配置决定的。只能由主机进行修改，从机只能进行监视，不能修改该变量的值。$毫秒：返回当前系统的毫秒数。$网络状态：用户通过引用网络上计算机的$网络状态的变量得到网络通讯的状态。显示的数据是从0到5的数据，0代表人为的将网络中断，1到4代表网络在通过可能存在的4块网卡中的某一块进行通讯。5代表通讯故障。当此数字为1到5时用户只能将此数字改为0，中断网络通讯，其它的数字，变量不接受。但此数字为0时，用户任意输入数据，寄存器的数值将变成5，网络通讯进入尝试恢复的状态。3.1.3 变量定义及设置在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项，右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。双击

40、“新建”图标，弹出“定义变量”属性对话框，定义变量对话框如图3.1所示。图3.1 定义变量对话框内存离散、内存实型、内存长整数、内存字符串、I/O离散、I/O实型、I/O长整数、I/O字符串这八种基本类型的变量是通过 “变量属性”对话框定义的，同时在“变量属性”对话框的属性卡片中设置它们的部分属性。组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属组成。采用这种卡片式管理方式，用户只要用鼠标单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。“变量属性”对话框的基本属性卡片中的各项用来定义变量的基本特征，各项意义解释如下：变量名：唯一标识一个应用程序中数据变量的名字，同一应用程

41、序中的数据变量不能重名。变量类型：在对话框中只能定义八种基本类型中的一种，用鼠标单击变量类型下拉列表框列出可供选择的数据类型，当定义有结构模板时，一个结构模板就是一种变量类型。描述：此编辑框用于编辑和显示数据变量的注释信息。变化灵敏度：数据类型为模拟量或长整型时此项有效。只有当该数据变量的值变化幅度超过“变化灵敏度”时，“组态王”才更新与之相连接的图素(缺省为0)。最小值：指该变量值在数据库中的下限。最大值：指该变量值在数据库中的上限。最小原始值：变量为I/O模拟变量时，驱动程序中输入原始模拟值的下限。最大原始值：变量为I/O模拟变量时，驱动程序中输入原始模拟值的上限。保存参数：在系统运行时，

42、修改变量的域的值(可读可写型)， 系统自动保存这些参数值。保存数值：系统运行时，当变量的值发生变化后，系统自动保存该值。初始值：这项内容与所定义的变量类型有关，定义模拟量时出现编辑框可输入一个数值, 定义离散量时出现开或关两种选择。定义字符串变量时出现编辑框可输入字符串，它们规定软件开始运行时变量的初始值。连接设备：只对I/O类型的变量起作用，工程人员只需从下拉式“连接设备”列表框中选择相应的设备即可。此列表框所列出的连接设备名是组态王设备管理中已安装的逻辑设备名。用户要想使用自己的I/O设备，首先单击“连接设备”按钮，则“变量属性”对话框自动变成小图标出现在屏幕左下角，同时弹出“设备配置向导

43、”对话框，工程人员根据安装向导完成相应设备的安装，当关闭“设备配置向导”对话框时，“变量属性”对话框又自动弹出，工程人员也可以直接从设备管理中定义自己的逻辑设备名。项目名：连接设备为DDE设备时，DDE会话中的项目名，可参考Windows的DDE交换协议资料。 寄存器：指定要与组态王定义的变量进行连接通讯的寄存器变量名，该寄存器与工程人员指定的连接设备有关。转换方式：规定I/O模拟量输入原始值到数据库使用值的转换方式。有线性转化、开方转换、和非线性表、累计等转换方式。数据类型：只对I/O类型的变量起作用，定义变量对应的寄存器的数据类型，共有9种数据类型供用户使用，这9种数据类型分别是：Bit、

44、BYTE、SHORT、UNSHORT、BCD、LONG、LONGBCD、FLOAT、String。采集频率：用于定义数据变量的采样频率。允许DDE访问：组态王用Com组件编写的驱动程序与外围设备进行数据交换，为了使工程人员用其它程序对该变量进行访问，可通过选中“允许DDE访问”，即可与DDE服务程序进行数据交换，项目名为设备名、寄存器名。3.2 炼化厂35kV变电站监控软件数据词典设计数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在组态

45、王运行时，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。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息，是组态软件运行的基础，因此定义系统中用到的数据词典要特别认真。通过以上对变量定义方法的介绍，编辑出所需的所有变量。炼化厂35 kV变电站监控软件主要定义的数据词典有35 kV I段进线，35 kV II段进线，6 kV I段进线，6 kV II进线，6 kV III段进线，6 kV IV段进线，35 kV母线电压，35 kV母线电流，6 kV母线电压，6 kV

46、母线电流，6 kV有功功率，6 kV无功功率，各线路端断路器状态，1号变压器有功和无功功率，2号变压器有功和无功功率等，数据词典如图3.2所示。 图3.2 炼化厂35kV变电站数据词典4 基于组态软件的变电站监控软件人机界面设计4.1 系统画面的建立建立新组态王工程的一般过程是：（1）设计图形界面(定义画面)；（2）定义设备；（3）构造数据库(定义变量)；（4）建立动画连接；（5）运行和调试6。使用工程管理器新建一个组态王通用版工程后，进入组态王通用版工程浏览器，新建组态王通用版画面。在“系统”标签页的“画面”选项下新建画面。本次设计使用组态王设计制作了炼化厂35 kV变电站监控软件，完成了登

47、陆界面，一次主接线，一次主变系统图，数据词典，数据监控与报警功能，并在对数据库做了了解的基础上完成了组态王与数据库之间的数据连接。基于组态软件的炼化厂35 kV变电站监控软件的结构图如图4.1所示。图4.1 系统结构图利用组态王6.53制作各个监控界面，包括：登陆界面、一次主接线、1#主变系统图、2#主变系统图、母线系统图、站用变系统图、实时趋势曲线画面、历史趋势曲线画面、遥测量数据图、遥信量数据图、电度量数据图、实时数据报表、历史数据报表和数据库等。画面窗口如图4.2所示。图4.2 画面窗口4.1.1 系统登陆界面当系统切换到“VIEW”时，进入运行状态自动弹出此界面，界面显示：“用户登录”

48、和“进入系统”两个按钮供操作人员选择，登陆界面如图4.3所示。图4.3 系统登陆界面4.1.2 系统一次主接线界面点击“进入系统”按钮进入变电站的一次监控系统。图中显示整个系统一次主接线的运行情况以及本系统的菜单项，它提供进入各个系统功能单元的入口，可以通过界面中的按钮联接到数据报表、趋势曲线等进行查询和控制。在系统进入运行时界面的状态会随时根据实际情况的变化来显示现场的数据供监控人员实时观察和控制，一次主接线如图4.4所示。图4.4 一次主接线4.1.3 定义I/O设备定义新的设备PLC1，选择工程浏览器左侧大纲项“设备COM1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向

49、导”， 选择“仿真PLC”的“串行”项，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，为外部设备取一个名称，输入PLC1，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”， 填写设备地址为0，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”， 设置通信故障恢复参数（一般情况下使用系统默认设置即可），单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC”。在定义数据库变量时，只要把I/O变量连结到这台设备上，它就可以和组态王电力版交换数据了，设备配置向导如图4.5所示7。图4.5 设备配置向导窗口4.1.4 曲线定义界面趋势曲线

50、用来反应变量随时间的变化情况。趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。这两种曲线外形都类似于坐标纸，X轴代表时间，Y轴代表变量的量程百分比。在同一个实时趋势曲线窗口中，最多可同时显示四个变量的变化情况，在同一个历史趋势曲线窗口中，最多可同时显示十六个变量的变化情况。实时趋势曲线设置窗口分为两个属性页：曲线定义属性页、标示定义属性页。在曲线定义属性页中，不仅可以设置曲线窗口的显示风格，还可以设置趋势曲线中所要显示的变量。当设置好各个变量时，单击“文件”菜单中的“切换到VIEW”命令，进入系统，通过运行界面中“画面”菜单中的“打开”命令将“实时趋势曲线画面”打开后可看到连续变量的实时趋势曲线。

51、历史趋势曲线，目前组态王中，有三种历史趋势曲线，工具箱上的、图库内的以及新增的一种KVHTrend曲线控件。第三种控件是组态王以Active X控件形式提供的取组态王数据库中的数据绘制历史曲线和取ODBC数据库中的数据绘制曲线的工具。通过该控件，不但可以实现历史曲线的绘制，还可以实现ODBC数据库中数据记录的曲线绘制，而且在运行状态下，可以实现在线动态增加/删除曲线、曲线图表的无级缩放、曲线的动态比较、曲线的打印等，该曲线控件最多可以绘制16条曲线。对于历史趋势曲线，组态王提供了相关的控制函数，用户应用这些控制函数，可以实现曲线的一些增强的功能。(1) 实时趋势曲线定义为直观的观察遥测数据的实

52、时变化，需要制作数据实时趋势曲线。通过变量与曲线的连接使得曲线能跟随数据的变化而变化，实时曲线定义窗口如图4.6所示。图4.6 实时趋势曲线定义(2) 历史趋势曲线定义历史趋势曲线能够更好的反映过去遥测量的变化，为分析故障原因，历史曲线定义窗口如图4.7所示。图4.7 历史趋势曲线定义4.2 监控系统功能实现监控功能主要包括“四遥”、电度量及相关报警。在VIEW模式下，通过点击一次主接线图中不同的电量名就可实现在各变量之间的切换，以查看各变量的信息，方便操作。4.2.1 “四遥”功能实现(1) 遥测点击菜单“数据总图”中的“遥测量数据总图”，对变电站系统中的重要数据进行实时监视，如图4.8所示

53、。图4.8 遥测量数据总图点击菜单“数据总图”中的“电度量数据总图”，对变电站系统中的重要数据进行实时监视，如图4.9所示。图4.9 电度量数据总图(2) 遥调点击菜单“系统示图”中的“1#主变系统图”，对变电站系统中的重要数据进行调控，如图4.10所示。图4.10 遥调操作(3) 遥控点击一次主接线中的各开关和工具箱中的按钮对变电站系统中的重要数据进行状态控制， 如图4.11所示。图4.11 遥控操作(4) 遥信点击菜单“数据总图”中的“遥信量数据总图”，可以对运行中的开关状态进行监测，如图4.12所示。图4.12 遥信操作4.2.2 趋势曲线由于是模拟现场运行，因此监测的数据都是模拟值输出

54、，和现场运行的情况会有些偏差，趋势曲线分为实时趋势曲线和历史趋势曲线。(1) 实时趋势曲线点击菜单“曲线显示”中的“实时曲线显示”， 实时曲线显示界面如图4.13所示。图4.13 实时曲线(2) 历史趋势曲线点击菜单“曲线显示”中的“历史曲线显示”， 历史曲线显示界面如图4.14所示。图4.14 历史曲线4.2.3 报表及报警系统点击菜单“报表显示”中的“日报表”， 报表及报警系统如图4.15所示。图4.15 报表及报警4.2.4 报警设置在数据词典中选择需求报警的变量，双击此变量，在弹出的“定义变量”对话框中单击“报警定义”选项卡。如图4.16所示。图4.16 报警设置当变电站监控系统运行以

55、后，如果有数据超过预设的最低和最高值后，系统会自动弹出报警窗口。5 组态王SQL数据库访问组态王SQL 访问功能是为了实现组态王和其他ODBC 数据库之间的数据传输。它包括组态王SQL 访问管理器、如何配置与各种数据库的连接、组态王与数据库连接实例和SQL 函数的使用。通过表格模板在数据库中创建表格，表格模板信息存储在SQL.DEF 文件中；通过记录体建立数据库表格列和组态王之间的联系，这种联系存储在BIND.DEF 文件中。首先在系统ODBC 数据源中添加数据库，然后通过组态王SQL 访问管理器和SQL 函数实现各种操作。组态王SQL 函数可以在组态王的任意一种命令语言中调用。这些函数用来创

56、建表格，插入、删除记录，编辑已有的表格，清空、删除表格，查询记录等操作8。5.1 数据库定义5.1.1 SQL访问管理器SQL访问管理器用来建立数据库列和组态王变量之间的联系。包括表格模板和记录体两部分功能。通过表格模板在数据库表中建立表格；通过记录体建立数据库表格列和组态王之间的联系。表格模板和记录体都是在工程浏览器中建立的。5.1.2 创建表格模板在工程浏览器中左侧工程目录显示区中选择“SQL访问管理器”下的“表格模板”项，在右侧目录选择“新建”，弹出“创建表格模板”对话框，如图5.1所示。图5.1 创建表格模板建立表格模板的目的在于定义一种格式，在后面用到是SQLCreatTable（）

57、，以此格式在Access数据库中建立表格。5.1.3 创建记录体在工程浏览器中左侧工程目录显示区中选择“SQL访问管理器”下的“记录体”项，在右侧目录内容显示区中双击“新建”，弹出“创建记录体”对话框，如图5.2所示。图5.2 创建记录体其中：字段名称填写数据库表格中的列名，组态王变量填写和表格中指定列相关联的组态王变量。5.1.4 建立Ms Access数据库建立Ms Access数据库步骤如下：(1) 在机器上D 盘根目录下建立一个Microsoft Access 数据库，名称为：变电站数据库.mdb；(2) 双击“数据源 (ODBC)”选项，弹出“ODBC 数据源管理器”对话框，点击“系

58、统DSN”属性页，如图5.3所示；(3) 单击右边“增加”按钮，弹出“创建新数据源”窗口，从列表中选择“Microsoft Access Driver(*.mdb)”驱动程序；(4) 单击“完成”按钮，进入“ODBC Microsoft Access 安装”对话框；(5) 在“数据源名”中输入数据源名称：mine；单击“选择”按钮，从计算机上选择数据库，如图5.4所示；图5.3 用户DSN属性页面图5.4 定义数据源(6) 点击“确定”按钮，完成数据源定义，回到“ODBC 数据源管理器”窗口，点击“确定”关闭“ODBC 数据源管理器”窗口；(7) 完成Microsoft Access 数据库O

59、DBC 数据源的定义。5.2 SQL函数的功能和参数5.2.1 SQL函数的功能组态王使用SQL 函数和数据库交换信息。这些函数是组态王标准函数的扩充，可以在组态王的任意一种命令语言中使用。这些函数允许你选择，修改，插入，或删除数据库表中的记录。(1) SQLAppendStatement使用SQLStatement 的内容继续一个SQL语句；(2) SQLClearParam清除特定参数的值；(3) SQLClearStatement释放和SQLHandle指定的语句相关的资源；(4) SQLClearTable删除表格中的记录，但保留表格；(5) SQLCommit定义一组transact

60、ion命令的结尾；(6) SQLConnect连接组态王到connectstring指定的数据库中；(7) SQLCreatTable使用表格模板中的参数在数据库中；(8) SQLDelete删除一个或多个记录；(9) SQLDisconnect断开和数据库的连接；(10) SQLDropTable破坏一个表格；(11) SQLEndSelect在SQLSelect()后使用本函数来释放资源；(12) SQLErrorMsg返回一个文本错误信息，此错误信息和特定的结果代码相关；(13) SQLExecute执行一个SQL 语句；(14) SQLFirst 选择由SQLSelect()选择的表格

61、中的首项记录；(15) SQLGetRecord 从当前选择缓存区返回由RecordNumber指定的记录；(16) SQLInsert 使用捆绑表中指定的变量中的值在表格中插入一个新记录；(17) SQLInsertEnd 释放插入语句；(18) SQLInsertExecute 执行已经准备的语句；(19) SQLInsertPrepare 准备一个插入语句；(20) SQLLast 选择SQLSelect()指定表格中的末项；(21) SQLLoadStatement 读包含在FileName中的语句；(22) SQLManagerDSN 运行微软ODBC管理器设置程序；(23) SQL

62、Next选择表中的下一条记录；(24) SQLNumRows指出有多少条记录符合上一次SQLSeclect()的指定；(25) SQLPrepareStatement本语句为SQLSetParam()准备一个SQL 语句；(26) SQLPrev选择表中的上一条记录；(27) SQLSelect访问一个数据库并返回一个表的信息；(28) SQLSetParamChar将指定的参数设成特定的字符串；(29) SQLSetParamDate将指定的日期参数设置成特定的字符串；(30) SQLSetParamDateTime将指定的日期时间参数设置成特定的字符串；(31) SQLSetParamDecimal将指定的十进制参数设置成特定的字符串；(32) SQLSetParamFloat将指定的参数设置成特定的值；(33) SQLSetParamInt将指定的参数设置成特定的值；(34) SQLSetParamLong将指定的参数设置成特定的值；(35) SQLSetParamNull将指定的参数设置成空值；(36) SQLSetParamTime将指定的时间参数设置成特定的字符串；(37) SQLSetStatement启动一个语句缓存区，此语句缓存由SQLStatement()使用；(38) SQLTransact定义了一组访问指令的开始；