系统组态工程的设计MCGS工控组态软件能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使 用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程 本章主要介绍材料分拣系统的组态软件部分1 系统组态工程本次设计的重点就是通过组态软件模拟材料分拣系统的运行状态设计的组 态工程能够看到系统对各个不同的材料相对应的被分拣的出来所模拟的材料分拣的具体过程为：进入组态运行环境后，通过控制开关的操 作，系统开始工作电动机带动传送带工作，首先上料传感器对料槽中的物料进 行检测，如果有物料则将其推入传送带上，物料在传送带上移动；当物料通过传 感器时，若不是要检测的物料则传感器和对应的气缸都不工作，物料继续向前运 动；当传感器检测出相应的物料后气缸做出动作将此物料推出，物料会沿着气缸 动作的方向移动到料槽，相应的计数器进行计数；当料槽无料时会有报警提示表 示无料，在无料状况一段时间后电机、传感器等会自动停止工作设计中的控制 开关具有材料分拣系统运行的开始按钮，分拣系统结束时要有停止按钮，当系统 出现错误的时候单击复位按钮，模拟画面上的物料，传送带，计数器等可以全部 复位，从而完善了整个分拣系统。
2 系统监控画面的建立在实际工程的进行中，在使用 MCGS 之前要熟悉整个工程的规划，这样才 能保证工程的顺利完成首先要解决的是对整个工程的系统构成和工艺流程的了 解，弄清测控对象的特征，明确主要的监控要求和技术要求等问题在这个基础 上拟定整个系统应该实现的功能，如何控制流程，用户窗口建立，实现何种动画 效果以及如何在实时数据库中定义数据变量等环节然后分析工程中输入输出变 量与系统中定义的变量的对应关系，以及他们之间是如何连接的，他们之间是如 何通过动化实现的在 MCGS 中，单击菜单中的“新建工程”命令，系统自动创建一个新工程， 如图4-1 所示由于尚未进行组态操作，新工程只是一个空的骨架，包含主控窗 口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个基本组成材料分拣 MCGS 组态软件设计是对分拣系统的实时采集以及监控，从而实 现操作者可以远离操作现场就能实现对生产线的控制组建工程的总体规划是先 建立一个用户窗口，其次是编辑画面和定义数据对象，再次是动画连接和编写控 制流程，最后是设备的连接和调试在 MCGS 组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗 口”按钮，则产生新“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：材料分拣系统；将“窗口标题”改为： 材料分拣系统；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”， 如图4-2 所示同样新建一个“封面”窗口在“用户窗口”中选定“封面”， 单击鼠标右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”，将该窗口设置为运行时 自动加载的窗口图 1 新建工程窗口用户窗口属性设置基本属性|扩充属性|启动脚本|循环脚本 退岀脚本|窗口名称I材料分拣系统窗口内容注释自定义窗口，运行时可见窗口标题I材料分拣系统窗口背景〒窗口说置厂任言摆放席悬尢化显示「顶部工具朵「底部狀态条「屏幕中间显示窗口边界*可变边广固定边「刘话眶边「无边无标题栏确认(Y)帮助凹图 2 用户窗口属性设置图在上述的用户窗口中，鼠标选定该用户窗口，单击“动画组态”按钮，系统 会自动弹出一个空白页，用户可在该空白页上进行对工程的图形的创建在用户窗口中创建图形对象之前，需要从工具箱中选取需要的图形构件，进 行图形对象的创建工作我们已经知道，MCGS提供了两个工具箱：放置图元和 动画构件的绘图工具箱和常用图符工具箱从这两个工具箱中选取所需的构件或 图符，在用户窗口内进行组合，就构成用户窗口的各种图形界面。
单击工具条中 的“工具箱”浒按钮，打开绘图工具箱，单击绘图工具箱的“常用符号”打开 常用图符通过在工具箱和常用图符制作传送带、物料、传感器、气缸和开关按键等画 面，例如从“对象元件库管理”中的“传送带”中选取中意的传送带确认，则所选中的罐在桌面的左上角，可以改变其大小及位置此外还可以自己构件图符满 足所需要的画面要求 材料分拣 系统监控画面如 图 5-3 所示0u0jf二丈*iE・ ■髯邕"呼界址工"□团口凶PftlBl jd■l■ l q 上I 刎B| 刖” A !■申剽耐| y|基于MCGS的材料分拣系统设计丄丿日章位开始O議戟鞘科就呂图 4-3 材料分拣系统监控画面在监控画面中开始、停止、复位这三个操作按钮用来手动控制系统的运行状 态光电传感器用来检测料槽是否物料，与气缸 1为一组，检测后将物料推入传 送带电容传感器与气缸 2 为一组，用来检测和分拣铝质的物料电感传感器与 气缸3 为一组，用来检测和分拣铁质的物料颜色传感器和气缸 4为一组，用来 对红色物料的检测和分拣气缸 5 将所有的物料都会推出红色的指示灯为料槽 无料时进行提醒3 建立实时数据库在 MCGS 中，用数据对象来描述系统中的实时数据，用数据变量代替传统 意义上的值变量，把数据库技术管理的所有数据对象的集合称为实时数据库。
所 用到的数据是以数据对象的形式来进行操作与处理的实时数据库是 MCGS 系 统的核心，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 分连接成一个有机的整体在 MCGS 中，数据对象有开关型、数值型、字符型、事件型和组对象等五 种类型不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同开关型数据对象：记录开关信号（0 或非0）的数据对象称为开关型数据对 象，通常与外部设备的数字量输入输出通道连接，用来表示某一设备当前所处的 状态开关型数据对象也用于表示 MCGS 中某一对象的状态，如对应于一个图 形对象的可见度状态开关型数据对象没有工程单位和最大最小值属性，没有限 值报警属性，只有状态报警属性数值型数据对象：在 MCGS 中，数值型数据对象的数值范围是：负数是从-3.402823E38 到-1.401298E-45，正数是从 1.401298E-45 到 3.402823E38数值型 数据对象有最大和最小值属性，其值不会超过设定的数值范围当对象的值小于 最小值或大于最大值时，对象的值分别取为最小值或最大值数值型数据对象有限 值报警属性，可同时设置下下限、下限、上限、上上限、上偏差、下偏差等六种 报警限值，当对象的值超过设定的限值时，产生报警；当对象值返回到所有的限 值之内时，报警结束。
字符型数据对象：字符型数据对象是存放文字信息的单元，用于描述外部对 象的状态特征，其值为多个字符组成的字符串，字符串长度最长可达64KB字 符型数据对象没有工程单位和最大、最小值属性，也没有报警属性事件型数据对象：事件型数据对象用来记录和标识某种事件产生或状态改变 的时间信息事件型数据对象没有工程单位和最大最小值属性，没有限值报警， 只有状态报警，不同于开关型数据对象，事件型数据对象对应的事件产生一次， 其报警也产生一次，且报警的产生和结束是同时完成的数据组对象：数据组对象是 MCGS 引入的一种特殊类型的数据对象，类似 于一般编程语言中的数组和结构体，用于把相关的多个数据对象集合在一起，作 为一个整体来定义和处理建立实时数据库的过程中材料分拣将各个物块、传感器、气缸、电机、开关 按键和计数器定义出来，以便属性设置和编程时使用4 动画连接所谓动画连接，实际上是将用户窗口内创建的图形对象与实时数据库中定义 的数据对象，建立起对应的关系，在不同的数值区间内设置不同的图形状态属性 （如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等），将物理对象的特征参数以 动画图形方式来进行描述°MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中 图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。
在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动， 从而实现了图像的动画效果动画组态的设置主要有颜色动画连接、位置动画连接、输入输出连接和特殊 动画连接材料分拣组态设计中的动画设计也是在这四种连接方式的基础上设置 的1．颜色动画连接所谓颜色动画连接就是指将图形对象的颜色属性与数据对象值之间建立相 关性关系，使图元、图符对象的颜色属性随着数据对象值的变化而变化，用这种 方式实现颜色不断变化的动画效果颜色属性包括填充颜色、边线颜色和字符颜 色三种，只有“标签”图元对象才有字符颜色动画连接2．位置动画连接位置动画连接包括图形对象的水平移动、垂直移动和大小变化三种属性，使 图形对象的位置和大小随着数据对象值的变化而变化用户只要控制数据对象值 的大小和值的变化速度，就能精确地控制所对应图形对象的大小、位置及其变化 速度用户可以定义一种或多种动画连接，图形对象的最终动画效果是多种动画 属性的合成效果平行移动的方向包含水平和垂直两个方向，其动画连接的方法相同首先要 确定对应连接对象的表达式，然后再定义表达式的值所对应的位置偏移量材料 分拣系统中物料的移动就是按位置动画连接的方法设定的。
3．输入输出连接输入输出连接包括显示输出、按键输入、按钮动作三种方式在材料分拣系 统中物料的计数用到显示输出连接，输出值选择数值量输出，把 num 的数值以 数值量表示出来系统的开始与运行、是否停止、出错时需要重新运行并重新计数等都需要在 控制面板里能够进行人工的操作控制的面板设为三个按钮，分别为开始、停止、 复位对于按钮的输入设置可以在动画组态窗口属性设置里面选择按钮动作或者 直接在工具箱内选择标准按钮进行设4．特殊动画连接在 MCGS 中，特殊动画连接包括可见度和闪烁效果两种方式，用于实现图 元、图符对象的可见与不可见交替变换和图形闪烁效果，图形的可见度变换也是 闪烁动画的一种MCGS中每一个图元、图符对象都可以定义特殊动画连接的方 式在材料分拣系统中料槽无料提醒中的制作用到了闪烁效果在“料槽无料” 的标签上双击进入属性设置，选中闪烁效果当表达式num=10成立时，所设置 的“料槽无料”标签就会成闪烁效果当表达式不成立时就会呈现为初始状态 num的定义是总物料的数目计数器，因为设计中模拟分拣系统只设定了 10个物 料，所以当num的值为10时料槽中没有物料，通过闪烁进行提示5 脚本程序的编制脚本程序是组态软件中的一种内置编程语言引擎。
当某些控制和计算任务 通过常规组态方法难以实现时，通过使用脚本语言，能够增强整个系统的灵活 性，解决其常规组态方法难以解决的问题要确保材料分拣系统很好地动起来， 首先动画界面属性要设置的完全正确，并且和和实时数据库里的数据变量对应 起来，然后通过脚本程序来控制画面的运行在MCGS 中,脚本语言是一种语法上类似Basic的编程语言可以应用在运 行策略中，把整个脚本程序作为一个策略功能块执行，也可以在菜单组态中作为 菜单的一个辅助功能运行，更常见的用法是应用在动画界面的事件中 MCGS 引入的事件驱动机制，与VB或VC中的事件驱动机制类似这些事件发生时， 就会触发一个脚本程序，执行脚本程序中的操作在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击“按照设定的时间循环运 行”图标进入“策略属性设置”，只需要把“循环时间”设为：100ms,按确定 即可在策略组态中，如果没有出现策略工具箱，单击工具条中的“工具箱”图 标，弹出“策略工具箱”，添加脚本程序本设计的脚本程序包括物块的运行部 分和传感器检测部分以及操作开关设定物块的移动脚本是本次脚本设计的重点和难点物料运动过程为：在料槽中 传送带运动，在运。