项目一水位控制系统设计

《项目一水位控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目一水位控制系统设计（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、工 业 组 态 控 制 技 术 授课班级：授课班级： 电气电气101101、102102、103103、104 104 控制控制101101 授课学时：授课学时： 3030 授课时间：授课时间： 20122013 20122013 第一学期第一学期 授课教师：授课教师： 应用技术学院应用技术学院 王丹王丹项目一项目一 水位控制系统设计水位控制系统设计 一、教学目标一、教学目标终极目标：能应用通用版及嵌入版终极目标：能应用通用版及嵌入版MCGS组态软件基本功能组态软件基本功能进行简单项目设计、仿真运行。进行简单项目设计、仿真运行。促成目标促成目标: 1.掌握掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，完

2、成工程分析及变通用版及嵌入版基本操作，完成工程分析及变量定义；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；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；示；4.掌握制作工程报表及曲线方法。掌握制作工程报表及曲线方法。二、工作任务二、工作任务用MCGS通用版及嵌入版分别完成如图1-1所示水位控制系统设计、仿真运行。图图1-1 水位控制系统水位控制系统模块模块1 水位控制工程文件建立水位控制工程文件建立一、教学目标一、教学目标终极目标：能建立MCGS新工程。促成目标: 1.掌握

3、MCGS组态软件的安装与运行方法；2.能进行工程分析，建立工程文件。二、工作任务二、工作任务建立水位控制系统工程文件。三、能力训练三、能力训练1. MCGS的安装的安装2. MCGS的运行方式MCGS系统分为组态环境和运行环境两个部分。文件McgsSet.exe对应于MCGS系统的组态环境，文件McgsRun.exe对应于MCGS系统的运行环境。MCGS系统安装完成后，在用户指定的目录（或系统缺省目录D:MCGS）下创建有三个子目录：Program、Samples和Work。组态环境和运行环境对应的两个执行文件以及MCGS中用到的设备驱动、动画构件及策略构件存放在子目录Program中，样例工

4、程文件存放在Samples目录下，Work子目录则是用户的缺省工作目录。分别运行可执行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能进入MCGS的组态环境和运行环境。安装完毕后，运行环境能自动加载并运行样例工程。用户可根据需要创建和运行自己的新工程。3.工程建立 鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装D盘根目录下，则会在D：MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。在文件名一栏内输入“水位控制系统+班级+学号”，点击“保存”按钮，工程创建

5、完毕。注意：文件名中不能能包含空格，否则MCGS拒绝运行。4.工程分析二个模拟数据：液位1（最大值10米）液位2（最大值6米）三个数字数据：水泵、调节阀、出水阀。主画面主画面 数据显示画面数据显示画面 工程中与动画和设备控制相关的变量名称工程中与动画和设备控制相关的变量名称 变量名称变量名称类类 型型注注 释释水泵水泵开开 关关 型型控制水泵控制水泵“ “启动启动” ”、“ “停止停止” ”的变量的变量调节阀调节阀开开 关关 型型控制调节阀控制调节阀“ “打开打开” ”、“ “关闭关闭” ”的变量的变量出水阀出水阀开开 关关 型型控制出水阀控制出水阀“ “打开打开” ”、“ “关闭关闭” ”的

6、变量的变量液位液位1 1数数 值值 型型水罐水罐1 1的水位高度，用来控制的水位高度，用来控制1#1#水罐水位的变化水罐水位的变化液位液位2 2数数 值值 型型水罐水罐2 2的水位高度，用来控制的水位高度，用来控制2#2#水罐水位的变化水罐水位的变化液位液位1 1上限上限数数 值值 型型用来在运行环境下设定水罐用来在运行环境下设定水罐1 1的上限报警值的上限报警值液位液位1 1下限下限数数 值值 型型用来在运行环境下设定水罐用来在运行环境下设定水罐1 1的下限报警值的下限报警值液位液位2 2上限上限数数 值值 型型用来在运行环境下设定水罐用来在运行环境下设定水罐2 2的上限报警值的上限报警值液

7、位液位2 2下限下限数数 值值 型型用来在运行环境下设定水罐用来在运行环境下设定水罐2 2的下限报警值的下限报警值液位组液位组组组 对对 象象用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件什么是MCGS？MCGS (Monitor and Control Generated MCGS (Monitor and Control Generated SystemSystem，通用监控系统，通用监控系统) )是一套用于快速构造是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于基于MicrosoftMicroso

8、ft（各种（各种3232位位WindowsWindows平台上）运平台上）运行，行，通过对现场通过对现场数据的采集处理，数据的采集处理，以以动画显示、动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报警处理、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，它充分利用了问题的方案，它充分利用了WindowsWindows图形功能图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以完备、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

9、应用。性，在自动化领域有着更广泛的应用。 MCGSMCGS的构成有哪几部分？各有什么作用？的构成有哪几部分？各有什么作用？MCGSMCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分。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，它帮助用户设组态环境相当于一套完整的工具软件，它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件，称为组态结果数据库。个数据库文件，称为组态结果数据库。运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态

10、据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。设计的目标和功能。 练习练习 （一）理论题（一）理论题 什么是什么是MCGSMCGS？其主要特点和基本功能有哪些？其主要特点和基本功能有哪些？2 2MCGSMCGS的构成有哪几部分？各有什么作用？的构成有哪几部分？各有什么作用？（二）（二） 实践题实践题1 1每位同学按要求在每位同学按要求在D D：MCGSWORKMCGSWORK下建下建立工程文件，文件名为立工程文件，文件名为 “ “水位控制系统水位控制系统+ +班级班级+ +学号学号” ”。2 2熟练掌握组态软件常用术语并能与熟练掌握组态软件常用术语并能与MCGSMCGS组组态

11、环境中对应。态环境中对应。模块模块2 水位控制画面设计水位控制画面设计 一、教学目标一、教学目标一、教学目标一、教学目标终极目标：掌握终极目标：掌握MCGSMCGS画面设计方法画面设计方法促成目标：促成目标：掌握绘图工具箱的使用；掌握绘图工具箱的使用；掌握实时数据库的创建方法；掌握实时数据库的创建方法；能实现了图形的动画控制效果。能实现了图形的动画控制效果。二、工作任务二、工作任务二、工作任务二、工作任务完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果。效果。三、能力训练三、能力训练 MCGSMCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、生成的用户

12、应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成 1建立新画面新建窗口工具箱使用制作文字框图设置框图颜色对象元件库管理流动块构件制作2.定义数据对象设定变量鼠标点击图1-2-2 MCGS组态平台 “实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮，则增加多个数据变量，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等。选中变量，按“对象属性”按钮或双击选中变量，则打开对象属性设置窗口，如图1-2-9。 3.动画连接由图形对象搭制而成

13、的图形界面是静止不动的，由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGSMCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口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，

14、从而实现了图形的动画效果。的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。为什么说实时数据库是MCGS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。到公用数据交换区的作用。MCGSMCGS用实时数据库来用实时数据库来管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，实时数据库将数据传送给系据送入实时数据库，实时数据库将数据传送给系统其它部分操作系统其它部分操作的数据也来自统其它部分操作系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。实时数据库自动完成对实时数据于实时数据库。实时

15、数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理，同时它还根据需要把有的报警处理和存盘处理，同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分，以关信息以事件的方式发送给系统的其它部分，以便触发相关事件，进行实时处理。便触发相关事件，进行实时处理。 练习练习 （一）理论题 为什么说实时数据库是MCGS系统的核心？2一个应用系统由哪五个部分组成？（二） 实践题1参考图1-17完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果测试。模块模块3模拟设备连接模拟设备连接教学目标教学目标教学目标教学目标终极目标：能实现动画自动运行终极目标：能实现动画自动运行促成目标：促成目标：掌握模拟设备使用方法；掌握模

16、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；掌握策略工具箱使用方法，能编写脚本程序；掌握系统报警方法。掌握系统报警方法。二、工作任务二、工作任务二、工作任务二、工作任务能实现动画水位控制系统自动运行。能实现动画水位控制系统自动运行。编写控制流程 控制要求控制要求当当“ “水罐水罐1”1”的液位达到的液位达到9 9米时，就要把米时，就要把“ “水泵水泵” ”关关闭，否则就要自动启动闭，否则就要自动启动“ “水泵水泵” ”。当。当“ “水罐水罐2”2”的的液位不足液位不足1 1米时，就要自动关闭米时，就要自动关闭“ “出水阀出水阀” ”，否则，否则自动开启自动开启“ “出水阀出水阀”

17、”。当。当“ “水罐水罐1”1”的液位大于的液位大于1 1米，米，同时同时“ “水罐水罐2”2”的液位小于的液位小于6 6米就要自动开启米就要自动开启“ “调节调节阀阀” ”，否则自动关闭，否则自动关闭“ “调节阀调节阀” ”。2 2策略组态策略组态在在“ “运行策略运行策略” ”中，双击中，双击“ “循环策略循环策略” ”进入，双进入，双击图标进入击图标进入“ “策略属性设置策略属性设置” ”，如图，如图1-291-29，只需，只需要把要把“ “循环时间循环时间” ”设为：设为：200ms200ms， 脚本程序编辑 IF IF 液位液位19 THEN 19 THEN 水泵水泵=1=1ELSE

18、ELSE 水泵水泵=0=0ENDIFENDIFIF IF 液位液位21 THEN 21 and 11 and 液位液位29 THEN 2=2=液位液位2 2上限上限 or or 液位液位2=2=液位液位2 2下下限。限。模块模块4 报警显示与报警数据输出报警显示与报警数据输出 教学目标教学目标终极目标：掌握 MCGS报警显示与报警数据设计方法。促成目标：掌握掌握 MCGSMCGS实时报表的制作方法；实时报表的制作方法；掌握掌握 MCGSMCGS历史报表的制作方法；历史报表的制作方法；掌握掌握 MCGSMCGS实时曲线的制作方法；实时曲线的制作方法；掌握 MCGS实时曲线的制作方法； 二、工作任

19、务二、工作任务三、能力训练三、能力训练报表输出 实时报表、历史报表曲线显示 实时曲线、历史曲线理论知识理论知识 1 1报表输出在工程应用中的作用是什么？报表输出在工程应用中的作用是什么？ 大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数据报表，所谓数据报表就是根据实际需要以一定据报表，所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：实时数据报表、历史数据报表（班报表、日如：实时数据报表、历史数据报表（班

20、报表、日报表、月报表等）。数据报表在工控系统中是必报表、月报表等）。数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现，是整个工控系统的最终结计、打印的最终体现，是整个工控系统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。的状态的综合记录和规律总结。2、什么是实时数据报表？什么是历史数据报表？ 实时数据报表是实时的将当前时间的数据变量按实时数据报表是实时的将当前时间的数据变量按一定报告格式（用户组态）显示和打印，即：对一定报告格式（用户组态）显示

21、和打印，即：对瞬时量的反映，实时数据报表可以通过瞬时量的反映，实时数据报表可以通过MCGSMCGS系统系统的实时表格构件来组态显示实时数据报表。的实时表格构件来组态显示实时数据报表。历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录，历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录，以一定的格式显示历史数据。实现历史报表由两以一定的格式显示历史数据。实现历史报表由两种方式，一种用策略中的种方式，一种用策略中的“ “存盘数据浏览存盘数据浏览” ”构件，构件，另一种利用历史表格构件另一种利用历史表格构件 练习练习 （一）理论题（一）理论题 1 1报表输出在工程应用中的作用是什么？报表输出在工程应用中的作用是什么？2

22、 2什么是实时数据报表？什么是历史数据报什么是实时数据报表？什么是历史数据报表？表？4 4、什么是实时曲线构件？什么是历史曲线构、什么是实时曲线构件？什么是历史曲线构件？件？（二）（二） 实践题实践题1 1参考图参考图1-571-57完成水位控制系统实时完成水位控制系统实时/ /历史报历史报表制作。表制作。2 2参考图参考图1-571-57完成水位控制系统实时完成水位控制系统实时/ /历史曲历史曲线的制作。线的制作。模块模块5 nTouch嵌入式系统设计嵌入式系统设计 教学目标教学目标终极目标：掌握 MCGS nTouch嵌入式系统设计方法。促成目标：掌握MCGS嵌入版组态软件设计方法；掌握M

23、CGS嵌入版工程下载到nTouch触摸屏方法； 工作任务工作任务 能力训练能力训练 1、上位机的安装2、下位机的安装3、上位机组态设计4、MCGS嵌入版系统的下载配置理论知识理论知识 嵌入版与通用版的不同之处：嵌入版与通用版的不同之处：功能作用不同：虽然嵌入版中也集成了人机交互界面，功能作用不同：虽然嵌入版中也集成了人机交互界面，但嵌入版是专门针对实时控制而设计的，应用于但嵌入版是专门针对实时控制而设计的，应用于实时性要求高的控制系统中，而通用版组态软件实时性要求高的控制系统中，而通用版组态软件主要应用于实时性要求不高的监测系统中，它的主要应用于实时性要求不高的监测系统中，它的主要作用是用来做

24、监测和数据后台处理，比如动主要作用是用来做监测和数据后台处理，比如动画显示、报表等，当然对于完整的控制系统来说画显示、报表等，当然对于完整的控制系统来说二者都是不可或缺的；二者都是不可或缺的； 运行环境不同：嵌入版运行于嵌入式实时多任务操作运行环境不同：嵌入版运行于嵌入式实时多任务操作系统系统WindowsCEWindowsCE；通用版运行于；通用版运行于Microsoft Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000Windows95/98/Me/NT/2000等操作系统；等操作系统； 体系结构不同：嵌入版的组态和通用版的组态都是在体系结构不同：嵌入版的组态和通用版的组

25、态都是在通用计算机环境下进行的，但嵌入版的组态环境和通用计算机环境下进行的，但嵌入版的组态环境和运行环境是分开的，在组态环境下组态好的工程要运行环境是分开的，在组态环境下组态好的工程要下载到嵌入式系统中运行，而通用版的组态环境和下载到嵌入式系统中运行，而通用版的组态环境和运行环境是在一个系统中。运行环境是在一个系统中。练习练习 （一）理论题（一）理论题 1 1嵌入版与通用版相同之处？不同之处？嵌入版与通用版相同之处？不同之处？2 2MCGSMCGS嵌入版组态软件的有哪些主要特点？嵌入版组态软件的有哪些主要特点？（二）（二） 实践题实践题1 1完成如图完成如图1-581-58的上位机嵌入式水位控制系统设的上位机嵌入式水位控制系统设计并完成模拟运行。计并完成模拟运行。2 2下载到下载到nTouchnTouch触摸屏并进入运行程序调试。触摸屏并进入运行程序调试。