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1、第一章 常用工控组态软件1.1 几种常用组态软件介绍InTouchInTouch HMI 为用户提供了今天的 HMI 和监控应用所需的能力和通用 性。Wonderware在研究与开发中进行了大量投入，保证为用户提供新型的、 强大的、创新的产品。 其结果是：各种公司可以把他们的精力集中于业务 的运转方面，而工程师可以利用最新的软件技术。InTouch 软件适合于部署在独立机械中、在分布式的服务器/ 客户机 体系结构中、在利用 FactorySuite 工业应用服务器的应用中，也可以作为使 用终端业务的瘦客户机应用。 InTouch 还是实现了微软公司的支持 WindowsXP认证的第一个HMI产
2、品，可以从工作站、个人数字助理(PDA) 和浏览器观看显示内容。MCGSMCGS(Monitor and Control Generated System )是由北京昆仑通态自动 化软件公司开发的一套基于 Windows 平台，用于快速构造和生成上位机监 控系统的组态软件系统。MCGS5.5通用版是北京昆仑通态数十位软件开发 精英，历时整整一年时间，辛勤耕耘的结晶，MCGS5.5通用版无论在界面的 友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理 念上都有一个质的飞跃，是国内组态软件行业划时代的产品，必将带领国 内的组态软件上一个新的台阶。MCGS能够完成现场数据采集、实时和历
3、 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 出以及企业监控网络等功能。iFIXGE Fanuc 的 iFIX 软件来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据。在 包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天 然气等各种工业应用当中，iFIX独树一帜地集强大功能、安全性、通用性 和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的 HMI/SCADA 解决方案。利 用 iFIX 各种领先的专利技术，可以帮助企业制定出更快、更有效的商 业及生产决策，以使企业具有更强的竞争力。FIX和IFIX是GE Fanuc先后 推出的两个组态软件，技术纯熟，应用广泛。WinCCW
4、inCC 运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集 成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐 全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操 作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线 和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅 缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。WinCC,这一运行于Microsoft Windows 2000 和 XP 下的 Windows 控制中心，已发展成为欧洲市场中的领 导者，乃至业界遵循的标准。如果你想使设备和机器最优化运行，如果你 想最大程度地提高工厂的可用性
5、和生产效率，WinCC当是上乘之选。EcHmiEcHmi（Easy Control Human-Machine Interaction ）是 一个通用的工控软 件人机介面组态软件。作者十多年从事工控行业软件的开发。EcHmi从HMI 入手，从2001年的1.0版开始，到目前的9.5版，历经6年时间，通过不 断的应用、改进，逐渐完善为一个全功能的工控组态软件，和国内外的同 类软件相比有着独有的特点，比如动态模板，子图同步更新。 EcHmi 包含： EcMake开发环境、EcView运行系统、实时库、历史库、WEB系统5部分。组态王 组态王软件经过七年开发，五年的各种突发环境的真实考验，九千例工
6、程（钢铁，化工，电力，国属粮库，邮电通讯，环保，水处理，冶金等各 行业）的现场运行（包括中华世纪坛国家标志性工程），现已成为国内 组态软件的客户首选，并且作为首家国内组态软件应用于国防，航空航天 等重大领。1.2 组态软件的应用组态一词来源于英文单词Configuration, “组态软件”作为一个专业术 语，到目前为止，并没有一个统一的定义。从组态软件的内涵上说组态软 件是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置（包 括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等）用户应用软 件的过程，也就是把组态软件视为 “应用程序生成器”。从应用角度讲组态 软件是完成系统硬件与
7、软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软 件平台，它的应用领域不仅仅局限于工业自动化领域。而工业控制领域是 组态软件应用的重要阵地，伴随着集散型控制系统 DCS （Distributed Control System ）的出现组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在 着两大类可变因素：一是操作人员需求的变化；二是被控对象状态的变化 及被控对象所用硬件的变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码不 变的基础上通过改变软件配置信息（包括图形文件、硬件配置文件、实时数 据库等），适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台 软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，
8、又保证了系统软件 的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。第二章常用工控组态软件MCGS简介2.1 MCGS 软件的构成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，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。图 2-1 MCGS 软件的构成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Mcgs
9、Set.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“工程” 。 MCGS 运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序 McgsRun.exe 支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工 程的控制工作。2.2 MCGS 软件的组成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
10、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。 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：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
11、。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（ifthe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。主控窗口MCGS工控组态软件7设备窗口用户窗口实时数据库1!1添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示 设置报警窗口人机交互图静态动画图形定义数据变量编写控制流程使用功能构件菜单设计 设置工程属性 设定存盘结构运行策略图 2-2 MCGS 软件的组成2.3 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 要 求 ， 真 正 的
12、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 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； 此外，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
13、 而易举地开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
14、通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方 便地扩展MCGS 5.1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。提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理 的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计 算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产 信息，包括历史趋势，生产报表等等，并提供完善的用户权限控制第三章 用 MCGS 软件设计生活小区恒压供水工艺流程3.1 恒压供水问题的提出水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特 殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其
15、 经济和社会属性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民 生 活的生命线。变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行 业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用 水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数， 在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求是当今先进、合理的节 能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合 理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意 义。而高校校园的供水和一般城市供水相比较则有些特殊。主要是由于校 园内学生住宿区一般都较为集中，造成了学生宿舍、食堂的用水十
16、分集中, 且用水量较大。而其它建筑物如教室、实验室、教师住宿区等的用水量则 相对较少。同时，用水的时间性强，一般在早上六点到八点，中午十一点 到下午两点，下午五点到七点，晚上九点到十点四个时间段用水量最大， 而其它时间则用水量一般。某高校的某区供水方式为：把城市自来水管网 的水源取到蓄水池后，用水泵抽到校园内高位水池，再由高位水池向校园 管网供水。这种方法的缺点是随着高校的扩招，学生人数显著增多，造成 了经常性的供水不足，特别是学生宿舍和食堂最为明显，影响了学生和教 师的正常生活秩序。同时该供水方式还存在如下问题：（1）供水成本高。由于校园内的用水全部单纯采用水泵供水，造成电 能的极大浪费和机电设备的大
