摘要：本文對組態技術進行了一些研究，對其發展概況進行了比較全面的了解。以恒壓供水系統為例，探討了利用kingview組態軟件對恒壓供水系統進行上位機監控系統設計。
關鍵詞：組態軟件;恒壓供水;監控系統
Abstract The thesis carried on some researches to the technique of configuration and the more overall understanding to the general developed situation. Basing on follow-up pressure supply-water system, author inquired in to design to supervisory control system of the computer to follow-up pressure supply-water by making use of the software of kingview.
Key words：configuration software;follow-up pressure supply-water;supervisory control system
一．本論文研究的背景
如何對一個系統進行有效的管理和應用，而又不必有過多的投入，充分利用現代計算機技術的應用和發展。減小一些硬件的投入，通過軟件實現硬件的功能。這就產生了“組態”這種技術，它充分的利用了計算機技術，又對硬件進行了有效的管理。同時也減小了一些硬件的投入。以這種“組態”技術為依托，人們發明了“組態”軟件。組態軟件構成的網絡可以聯網，它的兼容性比較強，不像專業PLC構成的網絡。它與 internet聯網不大容易。組態軟件可以充分利用電腦的資源。
二．本論文完成的工作
在基于kingview組態軟件的供水控制系統上位機監控系統設計的過程中，本論文主要作了以下的工作：
1. 知道了無塔恒壓供水系統的工藝過程和常規電氣控制系統的工作原理。
2. 熟悉了Kingview組態軟件的編程環境、編程方法和用Kingview組態軟件編寫上位機監控系統程序。
3. 對系統進行了調試和編寫控制系統使用操作說明書。
三．組態軟件的介紹
組態軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協議，并且通常應提供分布式數據管理和網絡功能。組態（configuration）意思就是模塊的任意組合，采用組態技術構成的計算機系統在硬件設計上，除采用工業PC機外，系統大量采用各種成熟通用的I/O接口設備和現場設備，基本不再需要單獨進行具體電路設計。這不僅節約了硬件開發時間，更提高了工控系統的可靠性。在軟件設計上由于采用成熟的工控開發的工具軟件，它為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能。
工控組態軟件集成了圖形技術、人機界面技術、數據庫技術、控制技術、網絡與通信技術，使控制系統開發人員不必依靠某種具體的計算機語言，只需通過可視化的組態方式，就可完成監控程序設計，降低了監控程序開發的難度。組態軟件均具有良好的擴展性、兼容性，軟件結構開放，可接受各種形式的數據格式。同時，支持的硬件類型也十分廣泛[1]。工控組態軟件的出現，使得大型工業控制系統的組態編程變得十分得簡單、容易，工程設計人員不用再設計那些復雜的應用程序（如I/O driver等）。工控組態軟件的功能包括數據庫生成、歷史庫生成、圖形生成、報表生成、順序控制功能、連續調節功能。目前有許多工控組態軟件。例如：Intouch、Fix、Citech、WinCC、Controx(開物)、Force control(力控)、組態王。
四．恒壓供水系統介紹
下面以一個三臺泵生活/消防雙恒壓供水系統為例來說明其工藝過程（已做過簡化），它主要是由PLC、變頻器、壓力傳感器、水泵斷路器、接觸器、中間繼電器以及水泵等組成。用戶通過控制柜上的指示操作面板上的指示燈、TD-200顯示屏及按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。如圖1-1所示，市網自來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，它們自動把水注滿儲水水池，只要水位低于高水位，則自動往水箱內注水。水池的高/低水位信號也接送給PLC，作為低水位報警用。通過安裝在出水管網上的遠傳壓力傳感器將壓力信號轉化為4-20mA的標準信號送入PLC，經PID運算與給定壓力參數進行比較，得出調節參數，送給變頻器，由變頻器控制水泵轉速，調節系統供水量，使系統的供水管網壓力保持在給定壓力上；當用水量超過一臺泵的供水量時，通過PLC控制器加泵。根據用戶用水量的大小來控制工作泵數量的增減及變頻器對水泵的調速，實現恒壓供水。當供水負載變化時，輸入電機的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構成了以壓力設定值為基準的閉環控制系統[2]。
為了保證供水的連續性，水位上下限傳感器高低距離不是很大。生活用水和消防用水共六臺泵，其中三臺消防泵，另外三臺是生活泵，平時由三臺生活泵負責生活用水，當消防系統啟動時，生活用水水泵立即停止運行，消防泵立即投入運行，并按設定壓力對消防水泵進行變頻調速。消防系統警報解除后，生活泵再投入運行。

③ 命令語言程序編寫
組態王需要在運行時根據現場設備的情況來進行監控。同時給下位機寫入運行參數。具體的控制要求如下,我們根據控制要求編寫應用程序。對總數為六臺泵的生活/消防雙恒壓供水系統的基本要求是：
（1）生活供水時系統低恒壓值運行，消防供水時系統高恒壓值運行，生活用水時用生活管道，消防用水時用消防管道，兩種供水方式走不一樣的管道；
（2）生活/消防各使用三臺泵，并根據各自的需要設定壓力，采取“先開先停”的原則接入和退出；
（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續運行時間超過設定的切換時間，則要切換到下一臺泵，即系統具有“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長；
（4）三臺泵在啟動時要有軟啟動功能；
（5）要有完善的報警功能；
（6）對泵的操作要有手動控制功能。手動只在應急或調試時臨時使用;
(7)如果水位低于下限，則打開開水閥，使市網水管的水流入水箱，對水箱進行注水;
（8）水位上升到上限，則關閉開水閥;
（9）水位從上限下降到下限之前，開水閥不工作;
(10)采用組態王設計的監控程序能顯示和設定系統工作狀態、參數，能對系統進行操作，具有實時報警記錄和歷史數據記錄功能。
根據這寫出的應用程序如下圖1-6所示。
經過這幾個步驟，基本上完成了系統組態，但要對其進行調試。在組態王運行系統里，仔細觀察各個信號是否正常，如果有不正常的情況出現，分析可能存在的原因，如果變量設置錯誤，對象參數設置錯誤，動畫連接錯誤，表達式錯誤，命令語言錯誤等。通過“畫面-退出 ”菜單項，可以退出組態王運行系統，同時也可以通過“系統設置”退出系統。回到工程瀏覽器或者組態王開發系統，做出相應的修改后再次進入組態王運行系統進行觀察，這需要反復多次才能使得系統工作完全正常。
七．總結
本論文完成了用組態王軟件對恒壓供水系統上位機監控的功能。它實現了恒壓供水系統的自動監控，能顯示和設定系統工作狀態和參數，能對系統運行進行操作，具有實時報警、報警記錄和歷史數據記錄功能。可以說大大提高了自動化水平。可以很好的服務于人們的日常生活。
但本論文組態的恒壓供水系統也存在一些不足，不能隨便開啟任一臺水泵，這要通過編寫程序來實現。由于本人水平有限，沒有編寫出這些程序。它只是監控哪一臺水泵起動了。