《毕业设计论文：基于mcgs组态软件的水位控制系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文：基于mcgs组态软件的水位控制系统.doc（114页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新疆工程学院课程设计题目： 基于MCGS组态软件的水位控制系统 目 录前言11.设计概述21.1 设计任务介绍21.2 设计系统组成框图21.3 设计分析21.4. 设计所用软件介绍31.4.1什么是MCGS组态软件31.4.2 MCGS组态软件的系统构成31.4.3 MCGS组态软件的功能和特点51.4.4 MCGS组态软件的工作方式52 设计思路63 组态画面的设计73.1 工程建立73.2建立流程画面73.3 定义数据对象83.4.动画连接93.5模拟设备连接93.6 控制流程103.7 报警显示103.8 报表输出123.9 趋势曲线显示133.10 安全机制133.11 水位控制系统
2、总效果164总结175参考文献18前言 计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。 MCGS是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。MCGS通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和
3、完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大,要求越来越高。一方面要求界面简单明了、宜于操作、数据采集实时性好以及高可靠监控性,同时还要求开发周期短,系统便于更改、扩充、升级。工控组态软件正是符合这些要求而在工业领域得到广泛应用。本文对组态技术进行了一些研究，对其发展概况进行了比较全面的了解。利用组态软件对双储液罐水
4、位控制系统进行监控系统设计。1.设计概述1.1 设计任务介绍 设计任务名称：基于MCGS组态软件的水位控制系统设计1.2 设计系统组成框图 综合利用对MCGS组态软件的学习，设计一个水位控制系统工程，其整体结构如下图所示：出水阀水位控制系统水泵水罐1水罐2调节阀图1-1水位控制系统工程整体结构框图1.3 设计分析通过一个水位控制系统的组态过程，介绍如何应用MCGS 组态软件完成一个工程。应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。本工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操作。水位控制需要采集二个模拟数据：液位1（最大值10米），液位
5、2（最大值6 米）三个开关数据：水泵、调节阀、出水阀。我们可将整个工程分为以下四个模块：模块1 水位控制工程文件建立建立MCGS新工程；掌握MCGS组态软件的安装与运行方法；进行工程分析，建立工程文件；建立水位控制系统工程文件。模块2 水位控制画面设计 掌握MCGS画面设计方法；掌握绘图工具箱的使用；掌握实时数据库的创建方法；能实现了图的动画控制效果；完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果。模块3模拟设备连接实现动画自动运行；掌握模拟设备使用方法；掌握策略工具箱使用方法，能编写脚本程序；掌握系统报警方法；能实现动画水位控制系统自动运行；编写控制流程 模块4 报警显示与报警数据输出 掌握
6、MCGS报警显示与报警数据设计方法；掌握 MCGS实时报表的制作方法；掌握 MCGS历史报表的制作方法；掌握 MCGS实时曲线的制作方法；掌握 MCGS实时曲线的制作方法。1.4. 设计所用软件介绍 1.4.1什么是MCGS组态软件MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行MicrosoftWindows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程
7、控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。 1.4.2 MCGS组态软件的系统构成MCGS组态软件的整体结构MCGS 5.1软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，
8、帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为
9、“工程” 。图1-2 MCGS组态软件五大组成部分MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。 用户窗口
10、：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。 实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。 运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（ifthen脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等。1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 与国内外同类产品相比，MCGS 5.1组态软件具有以下特点：全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面，符合中国人的使用习惯和
11、要求，真正的32位程序，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统。 庞大的标准图形库、完备的绘图工具以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。 全新的ActiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、通用棒图等，使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。 支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；独特的组态环境调试功能与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。 简单易学的类Basic脚本语言与丰富的MCGS策略构件，使您能够轻而易举地开
12、发出复杂的流程控制系统。 强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。 方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以及灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。 完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，MCGS 5.1还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。 强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。 良好的可扩充性，可通过OPC、DDE、O
13、DBC、ActiveX等机制，方便地扩展MCG组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。 1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 MCGS如何与设备进行通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分。2 设计思路 对于一个工程设计人员来说，要想快速准确地完成一个工程项目，首先要了解工程的系统构成和
14、工艺流程，明确主要的技术要求，搞清工程所涉及到的相关硬件和软件。在此基础上，拟定组建工程的总体规划和设想，比如：控制流程如何实现，需要什么样的动画效果，应具备哪些功能，需要何种工程报表，需不需要曲线显示等。只有这样，才能在组态过程中有的放矢，尽量避免无谓的劳动，达到快速完成工程项目的目的。 本工程由五大窗口组成。总共建立了二个用户窗口，四个主菜单，分别作为水位控制、报警显示、曲线显示、数据显示，构成了样例工程的基本骨架。动画图形的制作水位控制窗口是样例工程首先显示的图形窗口(启动窗口)，是一幅模拟系统真实工作流程并实施监控操作的动画窗口。包括：水位控制系统：水泵、水箱和阀门由“对象元件库管理”
15、调入；管道则经过动画属性设置赋予其动画功能。液位指示仪表：采用旋转式指针仪表，指示水箱的液位。液位控制仪表：采用滑动式输入器，由鼠标操作滑动指针，改变流速。报警动画显示：由“对象元件库管理”调入，用可见度实现。控制流程的实现选用“模拟设备”及策构件箱中的“脚本程序”功能构件，设置构件的属性，编制控制程序，实现水位、水泵、调节阀和出水阀的有效控制。种功能的实现通过MCGS提供的各类构件实现下述功能：历史曲线：选用历史曲线构件实现；历史数据：选用历史表格构件实现；报警显示：选用报警显示构件实现；工程报表：历史数据选用存盘数据浏览策略构件实现，报警历史数据选用报警信息浏览策略构件实现，实时报表选用自由表格构i20i MCGS 初级教程件实现，历史报表选用历史表格构件实现。输入、输出设备抽水泵的启停： 开关量输出；调节阀的开启关闭：开关量输出；出水阀的开启关闭：开关量输出；水罐1、2 液位指示： 模拟量输入。其它功能的实现工程的安全机制： 分清操作人员和负责人
