MCGS水位控制系统.docx

MCGS水位控制系统.docx

《MCGS水位控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MCGS水位控制系统.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

MCGS水位控制系统

唐山学院

课程设计书

专业（年级、班）09生产过程自动化技术

设计人

学号609021201

指导教师

辅导教师王蕊

2011年12月23日（设计结束日）

引言

MCGS即"监视与控制通用系统"，英文全称为MonitorandControlGeneratedSystem。

MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

用MCGS通用版完成水罐1、水罐2水位控制系统的设计、仿真运行。

设计要求：

1）建立水位控制系统工程文件；

2）设计水位控制系统工程画面，实现动画控制效果；

3）进行模拟设备连接，实现动画水位控制系统自动运行；

4）完成水位控制系统的报警显示与报警数据输出制作。

1工程分析

1.1工程框架：

2个用户窗口：

水位控制、数据显示；4个主菜单：

系统管理、数据显示、历史数据、报警数据；4个子菜单：

登录用户、退出登录、用户管理、修改密码；5个策略：

启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据。

1.2图形制作：

水位控制窗口：

水泵、调节阀、出水阀、水罐、报警指示灯：

由对象元件库引入；管道：

通过流动块构件实现；水罐水量控制：

通过滑动输入器实现；水量的显示：

通过旋转仪表、标签构件实现；报警实时显示：

通过报警显示构件实现；动态修改报警限值：

通过输入框构件实现。

1.3流程控制：

通过循环策略中的脚本程序策略块实现

1.4安全机制：

通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现

2制作工程

2.1建立画面

在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。

选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。

将窗口名称改为：

水位控制；窗口标题改为：

水位控制；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。

在“用户窗口”中，选中“水位控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。

如图：

2.2编辑画面

单击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。

选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。

选中工具箱内的流动块动画构件图标，鼠标的光标呈“十”字形，移动鼠标至窗口的预定位置，点击一下鼠标左键，移动鼠标，在鼠标光标后形成一道虚线，拖动一定距离后，点击鼠标左键，生成一段流动块。

再拖动鼠标（可沿原来方向，也可垂直原来方向），生成下一段流动块。

最后生成的画面如下图所示：

2.3定义数据对象

水泵

开关型

控制水泵“启动”、“停止”的变量

调节阀

开关型

控制调节阀“打开”、“关闭”的变量

出水阀

开关型

控制出水阀“打开”、“关闭”的变量

液位1

数值型

水罐1的水位高度，用来控制1#水罐水位的变化

液位2

数值型

水罐2的水位高度，用来控制2#水罐水位的变化

液位1上限

数值型

用来在运行环境下设定水罐1的上限报警值

液位1下限

数值型

用来在运行环境下设定水罐1的下限报警值

液位2上限

数值型

用来在运行环境下设定水罐2的上限报警值

液位2下限

数值型

用来在运行环境下设定水罐2的下限报警值

液位组

组对象

用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件

下面以数据对象“水泵”为例，介绍一下定义数据对象的步骤：

单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。

单击“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次点击该按钮，则可增加多个数据对象）。

选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。

将对象名称改为：

水泵；对象类型选择：

开关型；在对象内容注释输入框内输入：

“控制水泵启动、停止的变量”，单击“确认”。

如下图所示：

3动画连线

3.1设备连接

MCGS组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序。

在本样例中，我们仅以模拟设备为例，简单地介绍一下关于MCGS组态软件的设备连接，使用户对该部分有一个概念性的了解。

本书将在后面的章节中对设备构件进行详细地介绍。

模拟设备是供用户调试工程的虚拟的设备。

该构件可以产生标准的正弦波，方波，三角波，锯齿波信号。

其幅值和周期都可以任意设置。

我们通过模拟设备的连接，可以使动画不需要手动操作，自动运行起来。

通常情况下，在启动MCGS组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。

如果未被装载，可按照以下步骤将其选入：

在“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。

点击工具条中的“工具箱”

图标，打开“设备工具箱”。

单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口：

在可选设备列表中，双击“通用设备”。

双击“模拟数据设备”，在下方出现模拟设备图标。

双击模拟设备图标，即可将“模拟设备”添加到右测选定设备列表中。

选中选定设备列表中的“模拟设备”，单击“确认”，“模拟设备”即被添加到“设备工具箱”中。

下面详细介绍模拟设备的添加及属性设置：

双击“设备工具箱”中的“模拟设备”，模拟设备被添加到设备组态窗口中。

如图：

双击“设备0-[模拟设备]”，进入模拟设备属性设置窗口，如图：

点击基本属性页中的“内部属性”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮进入“内部属性”设置。

将：

通道1、2的最大值分别设置为：

10、6。

单击“确认”，完成“内部属性”设置。

点击通道连接标签，进入通道连接设置。

选中通道0对应数据对象输入框，输入“液位1”；选中通道1对应数据对象输入框，输入“液位2”。

如图

3.2编写控制流程

用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。

具体操作如下：

在“运行策略”中，双击“循环策略”进入策略组态窗口。

双击

图标进入“策略属性设置”，将：

循环时间设为：

200ms，按“确认”。

在策略组态窗口中，单击工具条中的“新增策略行”

图标，增加一策略行，如图：

如果策略组态窗口中，没有策略工具箱，请单击工具条中的“工具箱”

图标，弹出“策略工具箱”，如下图：

单击“策略工具箱”中的“脚本程序”，将鼠标指针移到策略块

图标上，单击鼠标左键，添加脚本程序构件，如图：

双击进入脚本程序编辑环境，输入下面的程序：

如图所示：

单击“确认”，脚本程序编写完毕。

4报警显示

4.1定义报警

定义报警的具体操作如下：

进入实时数据库，双击数据对象“液位1”。

选中“报警属性”标签。

选中“允许进行报警处理”，报警设置域被激活；选中报警设置域中的“下限报警”，报警值设为：

2；报警注释输入：

“水罐1没水了！

”。

选中“上限报警”，报警值设为：

9；报警注释输入：

“水罐1的水已达上限值！

”。

单击“存盘属性”标签，选中报警数据的存盘域中的“自动保存产生的报警信息”。

4.2制作报警显示画面

实时数据库只负责关于报警的判断、通知和存储三项工作，而报警产生后所要进行的其它处理操作（即对报警动作的响应），则需要您在组态时实现。

具体操作如下：

双击“用户窗口”中的“水位控制”窗口，进入组态画面。

选取“工具箱”中的“报警显示”构件。

鼠标指针呈“十”后，在适当的位置，拖动鼠标至适当大小。

如图：

选中该图形，双击，再双击弹出报警显示构件属性设置窗口，如图：

4.3报警数据浏览

具体操作如下：

在“运行策略”窗口中，单击“新建策略”，弹出“选择策略的类型”。

选中“用户策略”，按“确定”。

选中“策略1”，单击“策略属性”按钮，弹出“策略属性设置”窗口。

在：

策略名称输入框中输入：

报警数据；策略内容注释输入框中输入：

水罐的报警数据。

如图：

按“确认”。

双击“报警数据”策略，进入策略组态窗口。

单击工具条中的“新增策略行”

图标，新增加一个策略行。

从“策略工具箱”中选取“报警信息浏览”，加到策略行

上。

双击

图标，弹出“报警信息浏览构件属性设置”窗口。

进入基本属性页，将“报警信息来源”中的“对应数据对象”改为：

液位组。

按“确认”按钮设置完毕。

可按“测试”按钮，进行预览。

如图：

在该窗口中，您也可以对数据进行编辑。

编辑结束，退出时，会弹出如下窗口，按“是”按钮，就可对所做编辑进行保存。

4个标签：

用于标注；4个输入框：

用于输入修改值。

最终效果，如图：

对应数据对象的名称分别为：

最小值

最大值

液位1上限值

5

10

液位1下限值

0

5

液位2上限值

4

6

液位2下限值

0

2

5报表输出

5.1实时报表

具体制作步骤如下：

在“用户窗口”中，新建一个窗口，窗口名称、窗口标题均设置为“数据显示”。

双击“数据显示”窗口，进入动画组态。

按照效果图，使用“标签”，制作：

一个标题：

水位控制系统数据显示；四个注释：

实时数据、历史数据。

选取“工具箱”中的“自由表格”图标，在桌面适当位置，绘制一个表格。

双击表格进入编辑状态。

改变单元格大小的方法同微软的Excel表格的编辑方法。

如图：

再次单击右键，弹出数据对象列表，双击数据对象“液位1”，B列1行单元格所显示的数值即为“液位1”的数据。

按照上述操作，将B列的2、3、4、5行分别与数据对象：

液位2、水泵、调节阀、出水阀建立连接。

如图：

5.2历史报表

历史报表通常用于从历史数据库中提取数据记录，并以一定的格式显示历史数据。

如下图所示：

6曲线显示

6.1实时曲线

实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形，象笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。

具体制作步骤如下：

6.2历史曲线

制作步骤如下：

在“数据显示”窗口中，使用标签构件在历史报表下方制作一个标签，输入文字：

历史曲线。

在标签下方，使用“工具箱”中的“历史曲线”构件，绘制一个一定大小的历史曲线图形。

如图：

将刷新周期设为：

1秒；并选择在60秒后自动恢复刷新状态。

如图：

进入运行环境，单击“数据显示”菜单，打开“数据显示窗口”，就可以看到实时报表，历史报表，实时曲线，历史曲线，如图：

7MCGS安全机制

7.1定义用户和用户组

选择工具菜单中的“用户权限管理”，打开用户管理器。

缺省定义的用户、用户组为：

负责人、管理员组。

点击用户组列表，进入用户组编辑状态。

点击“新增用户组”按钮，弹出用户组属性设置对话框。

进行如下设置：

用户组名称：

操作员组；用户组描述：

成员仅能进行操作。

7.2系统权限管理

进入主控窗口，选中“主控窗口”图标，点击“系统属性”按钮，进入主控窗口属性设置对话框。

在基本属性页中，点击“权限设置”按钮。

在许可用户组拥有此权限列表中，选择“管理员组”，系统权限设置完毕。

7.3操作权限管理

进入水位控制窗口，双击水罐1对应的滑动输入器，进入滑动输入器构件属性设置对话框。

点击下部的“权限”按钮。

选中“管理员组”，确认，退出。

7.4保护工程文件

为了保护工程开发人员的劳动成果和利益，MCGS组态软件提供了工程运行“安全性”保护措施。

包括：

具体操作步骤：

回到MCGS工作台，选择工具菜单“工程安全管理”中的“工程密码设置”选项，如图

这时将弹出修改工程密码对话框，如图

总结

总结

在王蕊老师耐心的指导下,我顺利完成了这次MCGS课程设计课题,通过这次的设计使我认识到对MCGS方面的知识了解有所欠缺,对于书上的很多知识还不能灵活运用,导致开始设计时程序不能够准确运行，是在老师的指导之下让我们的程序得以改正。

同时在课程设计过程中，我们巩固和学习了我们的MCGS知识。

通过本次课程设计，加深了我对所学知识的了解和掌握，并且学会了从整体考虑问题，把多学科的知识综合起来运用。

通过本次设计，使我掌握了通过MCGS控制液位系统。

加深了对MCGS的认识，对MCGS有了个系统的认识。

对MCGS的执行过程有了深刻的认识。

在这次设计中，学会了运用多学科综合去解决问题。

通过这次设计，为以后的学习与工作打下了坚实的基础，相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助！

参考文献

[1]MCGS组态软件参考手册

[2]周林，廖常初.MCGS组态软件应用技术.北京：

北京机械工业出版社，1999～2000.

[3]黄彬，MCGS组态软件教学.电工技术杂志，2001.