计算机控制系统与DCS实训报告

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1、X X X X大学计算机控制系统与 DCS课程设计说明书专业：电气工程及其自动化班级：（1 ）班姓名：某某某学号：200X课程设水位控制系统所用软件：监控组同组人：无时间：年6月7日密码：199099目录一、任务介绍2二、课题分析3三、所用软件介绍41、什么是MCGS.42、MCGS软件系统的系统成.53、MCGS软件的功能和特点.64、MCGS软件的工作方式.8四、设计过程81、建立MCGS新工程：水位控制系统82、设计画面流程.93、让动画动起来.104、模拟设备.125、编写控制流程.136、报警显示与报警数据.147、报表输出.168、曲线显示.179、 安全机制.18五、设计的各个过

2、程及结果记录.19六设计总结.25一. 任务介绍：1掌握MCGS通用版的基本操作，完成工程分析及变量定义；2. 掌握简单界面设计，完成数据对象定义及动画连接；3. 掌握模拟设备连接方法，完成简单脚本程序编写及报警显示4. 掌握制作工程报表及曲线方法。5. 用 MCGS 完成如图1-1 所示水位控制系统设计、仿真运行水雜I9.8液位I:上限值下限值液位2：|K509-15 15:0509-15 15:0509-15 15:0509-15 15:0509-15 15:0509-15 15:0509-15 15:0511.09812.14413.11115.13116.14617.14618.195

3、2 2 1 1 2 2 1&U位位位位位费便虧夜覘覘.JI .JI . . JI .-JI .-JI . . JI . . JI上限报警报警结束3.0001下限报警报警产生1.23674下限报警报警产生0.244788下限报警报警结束2.06084下限报警报警结束3上限报警报警产生4.76334上限报警报警产生9.75526A1.5221.5A9水罐2的水足够了水罐2没水了水罐1没有水了！水罐1没有水了！水罐2没水了水罐2的水足够了水罐1的水己达上限值(1) 建立水位控制系统工程文件(2) 完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果。(3) 能实现动画水位控制系统自动运行。编写控制流程 控制

4、要求：1 当“水罐 1”的液位达到9米时，就要把“水泵”关闭，否则就要自动启动“水泵”。当“水罐 2”的液位不足 1 米时，就要 自动关闭“出水阀”，否则自动开启“出水阀”。当“水罐 1”的液位 大于 1米，同时“水罐2”的液位小于6米就要自动开启“调节阀”， 否则自动关闭“调节阀”。2 策略组态在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双 击图标进入“策略属性设置”，如图 1-29，只需要把“循环时间”设 为：200ms。（4）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；二. 课题分析：分析水位控制系统工程的运行流程和具体实现的功

5、能工程项目系统分析：分析液位控制系统工程项目的系统构成、技 术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和监控对象的特征，明确监 控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中 实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪 些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。工程的框架结构样例工程定义的名称为“水位控制系统.mcg”工 程文件，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

6、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” 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”及策略构件箱中的“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。各种功能的实现通过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

7、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 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的操 作权限。三. 所用软件介绍1什么是 MCGS？MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统) 是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基 于Microsoft (各种32位Windows平台上)运行

8、，通过对现场数据 的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲 线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充 分利用了 Windows 图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点， 比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域 有着更广泛的应用。2 - MCGS组态软件的系统构成MCGS 6.2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。MCGS组态软件所建立的工程由主控

9、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。(1) 实时数据库是MCGS嵌入版系统的核心 实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换 区的作用。MCGS嵌入版使用自建文件系统中的实时数据库来管理所 有实时数据。(2) 主控窗口构造了应用系统的主框架 主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓，以及运行流程、菜单命令、特性参数和启动特性等项内容，是应用系统的主框架。(3) 设备窗口是MCGS嵌入版系统与外部设备联系的媒介设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部 设备的操作和控制。设备窗口通过

10、设备构件把外部设备的数据采集进 来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一 个应用系统只有一个设备窗口。(4) 用户窗口实现了数据和流程的“可视化”用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象：图元、图符和动 画构件。图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面 和定义动画的方法(5) 运行策略是对系统运行流程实现有效控制的手段运行策略本身是系统提供的一个框架，里面放置有策略条件构件 和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够 按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭 并确定设备构件的工作状态等，从而实现对外部设备工作过程的精确 控制

11、。一个应用系统有三个固定的运行策略：启动策略、循环策略和 退出策略，同时允许用户创建或定义最多512 个用户策略。3 MCGS组态软件的功能和特点MCGS 6.2组态软件具有以下特点：(1) 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。(2) 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。(3 )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。( 4) 支持目前绝大多数硬件设备，同时

12、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。(5)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。( 6) 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。(7)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。( 8)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，MCGS6.

13、2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。(9)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。( 10)良好的可扩充性。（11）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。4 - MCGS组态软件的工作方式（1）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。（2）MCGS如何产生动画效果：MCGS为每一种基本图形元素定义 了不同的动画属性。（3）MCGS如何实施远程多机监控:MCGS提供了一套完善的网络

14、机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起， 构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同 步和网络事件的快速传递。（4）如何对工程运行流程实施有效控制：MCGS开辟了专用的“运 行策略”窗口，建立用户运行策略o MCGS提供了丰富的功能构件，供 用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模 块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作 实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设 备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐 的编程工作。四. 设计过程：1、建立 MCGS 新工程：水位

15、控制系统建立新画面：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：水位控制；将“窗口标题”改为：水位控制；在“窗口位置”中 选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。选中刚创建的“水 位控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。工具箱：单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱， 图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图 形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括 27种常用的图符对象。制作文字框图建立文字框：打开工具箱，选择“工具箱”内的“标 签”按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任何位置拖拽鼠