水位控制系统课程设计

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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系 部：计算机工程系专业班级：通信10-02班学 号：学生姓名：指导教师： 赵德群蔡亚永 完成日期： 2013-01-07（此页背书）评定意见参考提纲：1. 学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2. 学生的勤勉态度。3. 设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力 表现出的创造性和综合应用能力等。新疆工程学院课程设计评定意见设计题目：基于MCGS组态软件的水位控制系统设计学生姓名：魏文华评定意见：评定成绩：智能楼宇课程设计任务书系部：计算机工程系填表日期：2013年01 月05日专业班级通信技术10-0

2、2班设计题目基于MCGS组态软件的水位控制系统设计地点B504起止时间2012.12.242013.01.07指导教师赵德群、蔡亚永设计（论文）要求：利用MCGS组态软件,设计并实现楼宇自动化系统的单元功能；进程安排：第1周：布置任务，收集资料，利用MCGS组态软件，设计并实现楼宇自动化系统的单兀功能；第2周：资料汇总和撰写论文，答辩。主要参考书及参考资料：1 牛云陞.楼宇智能化技术.天津大学出版社.2010.082 胡崇岳.智能建筑自动化技术M.北京：机械工业出版社，19993 袁秀英.组态控制技术M.北京：电子工业出版社，2003梁华.建筑弱电工程设计手册M.北京：机械工业出版社，2000

3、摘要MCGS通用监控系统(Moni tor and Con trol Genera ted Sys tem, MCGS),是 一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，MCGS组态软件包括三个 版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。MCGS通用版在界面的友好性、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，本文针对水位控制的工程实例，介绍了利用MCGS 开发的一个监控系统。关键词：水位控制、MCGS、组态目录前言 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

4、 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 123.10 安全机制 133.11 水位控制系统总效果 154 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

5、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，

6、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

7、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：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 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

8、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

9、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(Moni tor and Con trol Genera ted Sys tem)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Microsof tWindows 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

10、。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oMCGS 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，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则 按照

11、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McgsSe t.exe支持，其存放于MCGS 目录的Program子目图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

12、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：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

13、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要求，真正的32位程序，可运行于 Microsof tWindows95/98/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A

14、cti veX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

15、、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、ODBC、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