水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、項(xiàng)目一水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能應(yīng)用通用版及嵌入版 MCGS組態(tài)軟件基本功能進(jìn)行簡單項(xiàng)目設(shè)計(jì)、仿真運(yùn)行。促成目標(biāo)：1. 掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，完成工程分析及變量定義；2. 掌握簡單界面設(shè)計(jì)，完成數(shù)據(jù)對(duì)象定義及動(dòng)畫連接；3. 掌握模擬設(shè)備連接方法，完成簡單腳本程序編寫及報(bào)警顯示；4. 掌握制作工程報(bào)表及曲線方法。二、工作任務(wù)用MCGS通用版及嵌入版分別完成如圖 1-1所示水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真運(yùn)行。匠組戀工程水位控制系統(tǒng)演示工程8 10時(shí)間I對(duì)象名I報(bào)誓類型I報(bào)警事件I當(dāng)前值 畀眶悒I択警律述U9-15 1b：Ub：ll.UHEt09-1S 15：n5：lZJ44 0

2、9 15 15:05:13.111C9-15 15;05;15.13109-16 15:05:16.H& Cl 9-15 15:O5:17.HL15 15：n5：l)t.1SSJd限報(bào)警報(bào)警結(jié)束3.001下限報(bào)警報(bào)警產(chǎn)性LZ3674下限報(bào)警報(bào)警產(chǎn)生0,2-14780下限報(bào)雪灘結(jié)東2.0E0B4下限報(bào)警報(bào)警結(jié)東3上限報(bào)誓報(bào)警產(chǎn)住4.76334上限報(bào)警報(bào)警產(chǎn)生9.755Z61.5 ?Z1.6木確2的不足諺了 水罐瞬濟(jì)了笊耀1沒有術(shù)了丨水耀1沒有術(shù)了|木侶2沒水了 水罐2的木足夠了 爪罐I的木已達(dá)上限f直圖1-1水位控制系統(tǒng) 模塊1 水位控制工程文件建立一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能建立 MCGS新工程。

3、促成目標(biāo)：1掌握MCGS組態(tài)軟件的安裝與運(yùn)行方法；2能進(jìn)行工程分析，建立工程文件。二、工作任務(wù)建立水位控制系統(tǒng)工程文件。三、能力訓(xùn)練1. MCGS的安裝MCG5運(yùn)行環(huán)境何CG5組態(tài)環(huán)境2. MCGS的運(yùn)行方式 MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。文件McgsSet.exe對(duì)應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境，文件 McgsRun.exe對(duì)應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。 MCGS系統(tǒng)安裝完成后，在用戶指定的目錄（或系統(tǒng)缺省目錄D:MCGS ）下創(chuàng)建有三個(gè)子目錄：Program、Samples和Work。組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境對(duì)應(yīng)的兩個(gè)執(zhí)行文件 以及MCGS中用到的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫構(gòu)件及策略構(gòu)件存放在子目

4、錄Program中，樣例工程文件存放在 Samples目錄下，Work子目錄則是用戶的缺省工作目錄。 分別運(yùn)行可執(zhí)行程序 McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能進(jìn)入 MCGS的組態(tài)環(huán)境和 運(yùn)行環(huán)境。安裝完畢后，運(yùn)行環(huán)境能自動(dòng)加載并運(yùn)行樣例工程。用戶可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建和運(yùn)行自己的新工程。3. 工程建立鼠標(biāo)單擊文件菜單中新建工程”選項(xiàng)，如果 MCGS安裝D盤根目錄下，則會(huì)在 D :下自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：新建工程X.MCG （X表示新建工程的順序號(hào)，如：0、1、2等）。選擇文件菜單中的 工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內(nèi)輸入 水位控制系統(tǒng)+班級(jí)+學(xué)號(hào)”點(diǎn)擊

5、保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。 注意：文件名中不能能包含空格，否則MCGS拒絕運(yùn)行。4. 工程分析二個(gè)模擬數(shù)據(jù)：液位1 （最大值10米）液位2 （最大值6米）三個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：水泵、調(diào)節(jié)閥、出水閥。水位控制系統(tǒng)演示丄程術(shù)泵U1i 1460i 1|1 i IIID1 、01水Mb輸入2345111 i II i H i 11、水帶2檸入丄限值 下限值林 1=|9 |2權(quán)柱空 I廠H時(shí)間D9 15 15：D5*1L098 03-15 I5：O5：1ZJ 09-15 lS：0Sj 3,111 OQ-ie 15:05:15.1131 01-15 1S!D5JG.146 09 1 5 1SMC17.146 US

6、-15 15：O5：1B.195對(duì)象名報(bào)警類型丨扌寮件上限報(bào)警抿警結(jié)求3,00 DI下限振誓根警產(chǎn)性1. E3E74下限報(bào)嘗報(bào)警產(chǎn)生下限報(bào)警報(bào)窖結(jié)忠下限報(bào)警報(bào)警結(jié)丟3上限很警報(bào)警產(chǎn)空4.7E334上限抿警報(bào)警產(chǎn)生9.755Z6呻11.52?1L549界限值1報(bào)警描述水瞬2的術(shù)足魴了 小耀苗殳術(shù)了水理科殳有水了！ 水旌段有水了 ！ 水舷役朮了小躍2的朮足第了 水跖的朮已達(dá)H艮值主畫面水位控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示實(shí)時(shí)數(shù)拡歷史數(shù)拡歷史曲囊01;02 1:1?0.0U0;1 T實(shí)旳曲線襪位15.U3.01.0調(diào)節(jié)閥i.a出水閥ro采集時(shí)佝液位1ZWl U9 1 J 17:30:37zBo2001-03-1 3

7、 17:33:42Z.l1.2171477.92001 -13 17:39-522.1i1.2O1：OEHL丟Jj坐標(biāo)范IS當(dāng)前值15.100 I I內(nèi)脊I絕時(shí)吋鐘曲殘2DD：3E數(shù)據(jù)顯示畫面工程中與動(dòng)畫和設(shè)備控制相關(guān)的變量名稱變量名稱類 型注釋水泵開關(guān)型控制水泵啟動(dòng)”停止”的變量調(diào)節(jié)閥開關(guān)型控制調(diào)節(jié)閥打開”關(guān)閉”的變量出水閥開關(guān)型控制出水閥打開”關(guān)閉”的變量液位1數(shù)值型水罐1的水位高度，用來控制1#水罐水位的變化液位2數(shù)值型水罐2的水位高度，用來控制2#水罐水位的變化液位1上限數(shù)值型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐1的上限報(bào)警值液位1下限數(shù)值型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐1的下限報(bào)警值液位2上限數(shù)值型用

8、來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐2的上限報(bào)警值液位2下限數(shù)值型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐2的下限報(bào)警值液位組組對(duì)象用于歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、報(bào)表輸出等功能構(gòu)件什么是MCGS ?MCGS （Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì) 算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft （各種32位Windows平臺(tái)上）運(yùn)行，通過對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表 輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專

9、用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性， 在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用 戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。練習(xí)（一）理論題什么是MCGS ?其主要特點(diǎn)和基本功能有哪些？2. MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？（二）實(shí)踐題1. 每位同學(xué)按要求在 D :下建立工程文件，文件名為水位控制系統(tǒng)+班級(jí)+學(xué)號(hào)”2. 熟練

10、掌握組態(tài)軟件常用術(shù)語并能與MCGS組態(tài)環(huán)境中對(duì)應(yīng)。模塊2水位控制畫面設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：掌握 MCGS畫面設(shè)計(jì)方法促成目標(biāo)：掌握繪圖工具箱的使用；掌握實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法；能實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫控制效果。二、工作任務(wù)完成水位控制系統(tǒng)的畫面制作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫控制效果。三、能力訓(xùn)練MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成1. 建立新畫面 新建窗口 工具箱使用 制作文字框圖 設(shè)置框圖顏色 對(duì)象元件庫管理 流動(dòng)塊構(gòu)件制作2. 定義數(shù)據(jù)對(duì)象設(shè)定變量鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖 1-2-2 MCGS 組態(tài)平臺(tái) “實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口 頁。按“新增

11、對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中，增加新的數(shù)據(jù)變量，多次按該按鈕， 則增加多個(gè)數(shù)據(jù)變量，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“ Datal” “ Data2” “ Data3等。選中變量，按“對(duì)象屬性”按鈕或雙擊選中變量，則打開對(duì)象屬性設(shè)置窗口，如圖1-2-9。3. 動(dòng)畫連接由圖形對(duì)象搭制而成的圖形界面是靜止不動(dòng)的， 需要對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)， 真實(shí)地 描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。MCGS 實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征， 由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從 而實(shí)

12、現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果。為什么說實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是 MCGS 系統(tǒng)的核心？MCGS 用實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。數(shù)據(jù)庫來管理所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 從外部設(shè)備采集來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫， 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將 數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)其它部分操作系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫自 動(dòng)完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)警處理和存盤處理， 同時(shí)它還根據(jù)需要把有關(guān)信息以事件的方式發(fā)送 給系統(tǒng)的其它部分，以便觸發(fā)相關(guān)事件，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。 練習(xí)（一）理論題為什么說實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是 MCGS 系統(tǒng)的核心？2一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)由哪五個(gè)部分組成？（二）實(shí)踐題1參考圖 1-17 完成水位控制系統(tǒng)的畫面制作

13、，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫控制效果測試。 模塊 3 模擬設(shè)備連接教學(xué)目標(biāo) 終極目標(biāo)：能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫自動(dòng)運(yùn)行 促成目標(biāo)：掌握模擬設(shè)備使用方法； 掌握策略工具箱使用方法，能編寫腳本程序； 掌握系統(tǒng)報(bào)警方法。二、工作任務(wù) 能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫水位控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。編寫控制流程控制要求當(dāng)“水罐 1 ”的液位達(dá)到 9米時(shí)，就要把“水泵”關(guān)閉，否則就要自動(dòng)啟動(dòng) “水泵”。當(dāng)“水 罐 2”的液位不足 1 米時(shí)，就要自動(dòng)關(guān)閉 “出水閥”，否則自動(dòng)開啟“出水閥”。當(dāng)“水罐 1 ”的液位大于 1 米，同時(shí)“水罐 2 ”的液位小于 6米就要自動(dòng)開啟“調(diào)節(jié)閥”，否則自動(dòng) 關(guān)閉“調(diào)節(jié)閥”。2策略組態(tài)在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入，雙擊圖標(biāo)進(jìn)

14、入 “策略屬性設(shè)置”，如圖 1-29， 只需要把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為： 200ms，腳本程序編輯IF 液位 19 THEN水泵 =1ELSE水泵 =0ENDIFIF 液位 21 and 液位 2=液位 2 上限 or 液位 2= 液位 2 下限。模塊 4 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)輸出教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：掌握 MCGS 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法。促成目標(biāo)：-掌握MCGS實(shí)時(shí)報(bào)表的制作方法；-掌握MCGS歷史報(bào)表的制作方法；-掌握MCGS實(shí)時(shí)曲線的制作方法；掌握 MCGS 實(shí)時(shí)曲線的制作方法、工作任務(wù)三、能力訓(xùn)練報(bào)表輸出實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表曲線顯示實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線理論知識(shí)1 報(bào)表輸出在工程應(yīng)用中的作用是什么

15、？大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤，統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表，所謂數(shù)據(jù)報(bào)表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定格式將統(tǒng)計(jì)分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示 和打印出來，如：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表（班報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表等）。數(shù)據(jù)報(bào)表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分，是數(shù)據(jù)顯示、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)、打印的最終體現(xiàn)，是 整個(gè)工控系統(tǒng)的最終結(jié)果輸出； 數(shù)據(jù)報(bào)表是對(duì)生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)的綜合記錄和 規(guī)律總結(jié)。2、什么是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表？什么是歷史數(shù)據(jù)報(bào)表？實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表是實(shí)時(shí)的將當(dāng)前時(shí)間的數(shù)據(jù)變量按一定報(bào)告格式（用戶組態(tài)）顯示和 打印，即：對(duì)瞬時(shí)量的反映，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表可以通過MCGS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)表

16、格構(gòu)件來組態(tài)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表。歷史數(shù)據(jù)報(bào)表是從歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)記錄，以一定的格式顯示歷史數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn) 歷史報(bào)表由兩種方式，一種用策略中的存盤數(shù)據(jù)瀏覽”構(gòu)件，另一種利用歷史表格構(gòu)件練習(xí)（一）理論題1 報(bào)表輸出在工程應(yīng)用中的作用是什么？2 什么是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表？什么是歷史數(shù)據(jù)報(bào)表？4、什么是實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件？什么是歷史曲線構(gòu)件？（二）實(shí)踐題1. 參考圖1-57完成水位控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)/歷史報(bào)表制作。2. 參考圖1-57完成水位控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)/歷史曲線的制作。 模塊5 nTouch嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：掌握 MCGS nTouch嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 促成目標(biāo)：掌握MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計(jì)方法；掌

17、握MCGS嵌入版工程下載到 nTouch觸摸屏方法； 工作任務(wù)址I J 11 lr M4IlfWmtn IIlf II Ifeftltll* It* TfffI HK利111*MCGS* i、*靶.上1 ? If 11e|* - 1 網(wǎng)f i JI J能力訓(xùn)練1、上位機(jī)的安裝2、下位機(jī)的安裝3、上位機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)4、MCGS嵌入版系統(tǒng)的下載配置 理論知識(shí) 嵌入版與通用版的不同之處： 功能作用不同： 雖然嵌入版中也集成了人機(jī)交互界面， 但嵌入版是專門針對(duì)實(shí)時(shí)控制而設(shè)計(jì) 的，應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的控制系統(tǒng)中， 而通用版組態(tài)軟件主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求不高的監(jiān) 測系統(tǒng)中， 它的主要作用是用來做監(jiān)測和數(shù)據(jù)后臺(tái)處理， 比如動(dòng)畫顯示、報(bào)表等， 當(dāng)然對(duì)于 完整的控制系統(tǒng)來說二者都是不可或缺的；運(yùn)行環(huán)境不同：嵌入版運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) Windows