水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、.項(xiàng)目一 水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能應(yīng)用通用版及嵌入版MCGS組態(tài)軟件基本功能進(jìn)行簡單項(xiàng)目設(shè)計(jì)、仿真運(yùn)行。促成目標(biāo): 1.掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，完成工程分析及變量定義；2.掌握簡單界面設(shè)計(jì)，完成數(shù)據(jù)對象定義及動(dòng)畫連接；3.掌握模擬設(shè)備連接方法，完成簡單腳本程序編寫及報(bào)警顯示；4.掌握制作工程報(bào)表及曲線方法。二、工作任務(wù)用MCGS通用版及嵌入版分別完成如圖1-1所示水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真運(yùn)行。圖1-1 水位控制系統(tǒng)模塊1 水位控制工程文件建立一、教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：能建立MCGS新工程。促成目標(biāo): 1.掌握MCGS組態(tài)軟件的安裝與運(yùn)行方法；2.能進(jìn)行工程分析，建立工程文

2、件。二、工作任務(wù)建立水位控制系統(tǒng)工程文件。三、能力訓(xùn)練1. MCGS的安裝2. MCGS的運(yùn)行方式 MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。文件McgsSet.exe對應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境，文件McgsRun.exe對應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。 MCGS系統(tǒng)安裝完成后，在用戶指定的目錄（或系統(tǒng)缺省目錄D:MCGS）下創(chuàng)建有三個(gè)子目錄：Program、Samples和Work。組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境對應(yīng)的兩個(gè)執(zhí)行文件以及MCGS中用到的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫構(gòu)件及策略構(gòu)件存放在子目錄Program中，樣例工程文件存放在Samples目錄下，Work子目錄則是用戶的缺省工作目錄。 分別運(yùn)行可執(zhí)行程

3、序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能進(jìn)入MCGS的組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境。安裝完畢后，運(yùn)行環(huán)境能自動(dòng)加載并運(yùn)行樣例工程。用戶可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建和運(yùn)行自己的新工程。3.工程建立 鼠標(biāo)單擊文件菜單中“新建工程”選項(xiàng)，如果MCGS安裝D盤根目錄下，則會(huì)在D：MCGSWORK下自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的順序號，如：0、1、2等)。選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內(nèi)輸入“水位控制系統(tǒng)+班級+學(xué)號”，點(diǎn)擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。注意：文件名中不能能包含空格，否則MCGS拒絕運(yùn)行。4.工程分析l 二個(gè)模擬數(shù)據(jù)：

4、l 液位1（最大值10米）l 液位2（最大值6米）l 三個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：水泵、調(diào)節(jié)閥、出水閥。主畫面 數(shù)據(jù)顯示畫面 工程中與動(dòng)畫和設(shè)備控制相關(guān)的變量名稱 變量名稱類 型注 釋水泵開 關(guān) 型控制水泵“啟動(dòng)”、“停止”的變量調(diào)節(jié)閥開 關(guān) 型控制調(diào)節(jié)閥“打開”、“關(guān)閉”的變量出水閥開 關(guān) 型控制出水閥“打開”、“關(guān)閉”的變量液位1數(shù) 值 型水罐1的水位高度，用來控制1#水罐水位的變化液位2數(shù) 值 型水罐2的水位高度，用來控制2#水罐水位的變化液位1上限數(shù) 值 型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐1的上限報(bào)警值液位1下限數(shù) 值 型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐1的下限報(bào)警值液位2上限數(shù) 值 型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐2的

5、上限報(bào)警值液位2下限數(shù) 值 型用來在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水罐2的下限報(bào)警值液位組組 對 象用于歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、報(bào)表輸出等功能構(gòu)件什么是MCGS？MCGS (Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft（各種32位Windows平臺(tái)上）運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具

6、有通用性，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。 MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？l MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。l 組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。l 運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。 練習(xí) l （一）理論題 l 什么是MCGS？其主要特點(diǎn)和基本功能有哪些？l 2MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？l （二） 實(shí)踐題l 1每位同學(xué)按要求在D：MCGSWORK下建立工程文件，文件名為 “水位控制系統(tǒng)+班級

7、+學(xué)號”。l 2熟練掌握組態(tài)軟件常用術(shù)語并能與MCGS組態(tài)環(huán)境中對應(yīng)。模塊2 水位控制畫面設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo)l 終極目標(biāo)：掌握MCGS畫面設(shè)計(jì)方法l 促成目標(biāo)：l 掌握繪圖工具箱的使用；l 掌握實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法；l 能實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫控制效果。二、工作任務(wù)l 完成水位控制系統(tǒng)的畫面制作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫控制效果。三、能力訓(xùn)練 MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成 1建立新畫面l 新建窗口l 工具箱使用l 制作文字框圖l 設(shè)置框圖顏色l 對象元件庫管理l 流動(dòng)塊構(gòu)件制作2.定義數(shù)據(jù)對象設(shè)定變量鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖1-2-2 MCGS組態(tài)平臺(tái) “實(shí)時(shí)

8、數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。按“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中，增加新的數(shù)據(jù)變量，多次按該按鈕，則增加多個(gè)數(shù)據(jù)變量，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”等。選中變量，按“對象屬性”按鈕或雙擊選中變量，則打開對象屬性設(shè)置窗口，如圖1-2-9。 3.動(dòng)畫連接由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止不動(dòng)的，需要對這些圖形對象進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，真實(shí)地描述外界對象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)

9、據(jù)對象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果。為什么說實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS系統(tǒng)的核心？ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。MCGS用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來管理所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)其它部分操作系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫自動(dòng)完成對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)警處理和存盤處理，同時(shí)它還根據(jù)需要把有關(guān)信息以事件的方式發(fā)送給系統(tǒng)的其它部分，以便觸發(fā)相關(guān)事件，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。 練習(xí) l （一）理論題 l 為什么說實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS系統(tǒng)的核心？l 2一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)由哪五個(gè)部分組成？l （二） 實(shí)踐題l 1參考圖1

10、-17完成水位控制系統(tǒng)的畫面制作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫控制效果測試。模塊3模擬設(shè)備連接l 教學(xué)目標(biāo)l 終極目標(biāo)：能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫自動(dòng)運(yùn)行l(wèi) 促成目標(biāo)：l 掌握模擬設(shè)備使用方法；l 掌握策略工具箱使用方法，能編寫腳本程序；l 掌握系統(tǒng)報(bào)警方法。l 二、工作任務(wù)l 能實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫水位控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。編寫控制流程 l 控制要求l 當(dāng)“水罐1”的液位達(dá)到9米時(shí)，就要把“水泵”關(guān)閉，否則就要自動(dòng)啟動(dòng)“水泵”。當(dāng)“水罐2”的液位不足1米時(shí)，就要自動(dòng)關(guān)閉“出水閥”，否則自動(dòng)開啟“出水閥”。當(dāng)“水罐1”的液位大于1米，同時(shí)“水罐2”的液位小于6米就要自動(dòng)開啟“調(diào)節(jié)閥”，否則自動(dòng)關(guān)閉“調(diào)節(jié)閥”。l 2策略組態(tài)l 在“運(yùn)行策略”中，

11、雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，如圖1-29，只需要把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為：200ms， 腳本程序編輯 l IF 液位1<9 THEN l 水泵=1l ELSEl 水泵=0l ENDIFl IF 液位2<1 THEN l 出水閥=0l ELSEl 出水閥=1l ENDIFl IF 液位1>1 and 液位2<9 THEN l 調(diào)節(jié)閥=1l ELSEl 調(diào)節(jié)閥=0l ENDIF腳本程序基本語句 (1) 賦值語句(2) 條件語句(3) 退出語句(4) 注釋語句六、練習(xí)l （一）理論題 l 1腳本程序數(shù)據(jù)類型有哪幾類？l 2腳本程序基本語句有哪幾條？l （二）

12、 實(shí)踐題l 1完成圖1-33中腳本程序輸入及編輯環(huán)境。l 2設(shè)置指示燈3，可見度對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象連接設(shè)置為：液位2>=液位2上限 or 液位2<=液位2下限。模塊4 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)輸出 l 教學(xué)目標(biāo)l 終極目標(biāo)：掌握 MCGS報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法。l 促成目標(biāo)： 掌握 MCGS實(shí)時(shí)報(bào)表的制作方法； 掌握 MCGS歷史報(bào)表的制作方法； 掌握 MCGS實(shí)時(shí)曲線的制作方法；l 掌握 MCGS實(shí)時(shí)曲線的制作方法二、工作任務(wù)三、能力訓(xùn)練l 報(bào)表輸出 實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表l 曲線顯示 實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線理論知識 l 1報(bào)表輸出在工程應(yīng)用中的作用是什么？ 大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)采集設(shè)備采

13、集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤，統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表，所謂數(shù)據(jù)報(bào)表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定格式將統(tǒng)計(jì)分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，如：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表（班報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表等）。數(shù)據(jù)報(bào)表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分，是數(shù)據(jù)顯示、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)、打印的最終體現(xiàn)，是整個(gè)工控系統(tǒng)的最終結(jié)果輸出；數(shù)據(jù)報(bào)表是對生產(chǎn)過程中系統(tǒng)監(jiān)控對象的狀態(tài)的綜合記錄和規(guī)律總結(jié)。2、什么是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表？什么是歷史數(shù)據(jù)報(bào)表？ l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表是實(shí)時(shí)的將當(dāng)前時(shí)間的數(shù)據(jù)變量按一定報(bào)告格式（用戶組態(tài)）顯示和打印，即：對瞬時(shí)量的反映，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表可以通過MCGS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)表格構(gòu)件來組態(tài)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表。l 歷史數(shù)

14、據(jù)報(bào)表是從歷史數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)記錄，以一定的格式顯示歷史數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)歷史報(bào)表由兩種方式，一種用策略中的“存盤數(shù)據(jù)瀏覽”構(gòu)件，另一種利用歷史表格構(gòu)件 練習(xí) l （一）理論題 l 1報(bào)表輸出在工程應(yīng)用中的作用是什么？l 2什么是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表？什么是歷史數(shù)據(jù)報(bào)表？l 4、什么是實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件？什么是歷史曲線構(gòu)件？l （二） 實(shí)踐題l 1參考圖1-57完成水位控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)/歷史報(bào)表制作。l 2參考圖1-57完成水位控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)/歷史曲線的制作。模塊5 nTouch嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) l 教學(xué)目標(biāo)l 終極目標(biāo)：掌握 MCGS nTouch嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。l 促成目標(biāo)：l 掌握MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計(jì)方法；

15、l 掌握MCGS嵌入版工程下載到nTouch觸摸屏方法； 工作任務(wù) 能力訓(xùn)練 1、上位機(jī)的安裝2、下位機(jī)的安裝3、上位機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)4、MCGS嵌入版系統(tǒng)的下載配置理論知識 嵌入版與通用版的不同之處：功能作用不同：雖然嵌入版中也集成了人機(jī)交互界面，但嵌入版是專門針對實(shí)時(shí)控制而設(shè)計(jì)的，應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的控制系統(tǒng)中，而通用版組態(tài)軟件主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求不高的監(jiān)測系統(tǒng)中，它的主要作用是用來做監(jiān)測和數(shù)據(jù)后臺(tái)處理，比如動(dòng)畫顯示、報(bào)表等，當(dāng)然對于完整的控制系統(tǒng)來說二者都是不可或缺的； 運(yùn)行環(huán)境不同：嵌入版運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)WindowsCE；通用版運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/