組態(tài)控制技術(shù)（第4版）課件 模塊一任務(wù)1、2 水位控制工程文件建立、水位控制畫面設(shè)計

任務(wù)1水位控制工程文件建立一、教學(xué)目標終極目標：能建立MCGS新工程。促成目標:1.掌握MCGS組態(tài)軟件的安裝與運行方法；2.能進行工程分析，建立工程文件。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MCGS的安裝MCGS的運行方式工程建立工程分析三、能力訓(xùn)練MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，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，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。圖1-2MCGS在油庫裝卸控制系統(tǒng)中的應(yīng)用三、能力訓(xùn)練MCGS的安裝（1）啟動Windows；（2）在相應(yīng)的驅(qū)動器中插入光盤；插入光盤后會自動彈出MCGS安裝程序窗口，MCGS安裝程序窗口如圖1-3所示：在安裝程序窗口中選擇“安裝MCGS組態(tài)軟件通用版”，啟動安裝程序開始安裝；（3）安裝程序?qū)⑻崾灸阒付ò惭b目錄，用戶不指定時，系統(tǒng)缺省安裝到D:\MCGS目錄下，如圖1-4所示：圖1-3安裝程序窗口圖1-4安裝目錄三、能力訓(xùn)練MCGS的安裝（4）安裝完成后，安裝程序?qū)棾觥鞍惭b完成”對話框，上面有兩個復(fù)選框，“是，我現(xiàn)在要重新啟動計算機”和“不，我將梢后重新啟動計算機”。一般在計算機上初次安裝時需要選擇重新啟動計算機，如圖1-5，按下“結(jié)束”按鈕，操作系統(tǒng)重新啟動，完成安裝。如果選擇“不，我將梢后重新啟動計算機”，點擊“結(jié)束”，系統(tǒng)將彈出警告提示，提醒“請重新啟動計算機后再運行MCGS組態(tài)軟件”。（5）安裝完成后，Windows操作系統(tǒng)的桌面上添加了如圖1-6所示的兩個圖標，分別用于啟動MCGS組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境：圖1-6MCGS桌面圖標圖1-5安裝完成對話窗口三、能力訓(xùn)練MCGS的運行方式1）MCGS的運行方式MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。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)的運行環(huán)境。2）MCGS系統(tǒng)安裝完成后，在用戶指定的目錄（或系統(tǒng)默認目錄D:\MCGS）下創(chuàng)建有三個子目錄：Program、Samples和Work。組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境對應(yīng)的兩個執(zhí)行文件以及MCGS中用到的設(shè)備驅(qū)動、動畫構(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。3）分別運行可執(zhí)行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能進入MCGS的組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境。安裝完畢后，運行環(huán)境能自動加載并運行樣例工程。用戶可根據(jù)需要創(chuàng)建和運行自己的新工程。三、能力訓(xùn)練3.工程建立1）鼠標單擊文件菜單中“新建工程”選項，如果MCGS安裝D盤根目錄下，則會在D：\MCGS\WORK\下自動生成新建工程，默認的工程名為：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的順序號，如：0、1、2等)。

2）選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。

3）在文件名一欄內(nèi)輸入“水位控制系統(tǒng)+班級+學(xué)號”，點擊“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拒絕運行。三、能力訓(xùn)練4.工程分析二個模擬數(shù)據(jù)：液位1（最大值10米）液位2（最大值6米）三個數(shù)字數(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”、“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)值型用來在運行環(huán)境下設(shè)定水罐1的上限報警值液位1下限數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設(shè)定水罐1的下限報警值液位2上限數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設(shè)定水罐2的上限報警值液位2下限數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設(shè)定水罐2的下限報警值液位組組對象用于歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、報表輸出等功能構(gòu)件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft（各種32位Windows平臺上）運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，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，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。四、理論知識1．什么是MCGS？其主要特點和基本功能有哪些？MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。四、理論知識2．MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？五、拓展性知識1．常用組態(tài)軟件有哪些？國內(nèi)的有MCGS、組態(tài)王、力控、瑞爾等，國外的有西門子WinCC、INTOUCH等。從結(jié)構(gòu)上說，組態(tài)王和MCGS一樣，前臺動畫和后臺集成在一起，在運行模式下一起運行。而力控、瑞爾卻分為后臺驅(qū)動、實時數(shù)據(jù)庫、前臺三部分組成。國產(chǎn)軟件整體性能比國外軟件差距還是很大的,但在一般的工程中，國外的軟件和國內(nèi)的軟件沒有任何差別，某些項目上，國產(chǎn)軟件的性能比國外還要好。任務(wù)1水位控制工程文件建立五、拓展性知識2．MCGS組態(tài)軟件常用術(shù)語任務(wù)1水位控制工程文件建立工程：用戶應(yīng)用系統(tǒng)的簡稱對象：操作目標與操作環(huán)境的統(tǒng)稱選中對象：鼠標點擊窗口或?qū)ο?，使其處于可操作狀態(tài)組態(tài)：MCGS進行對象的定義、制作和編輯，并設(shè)定其狀態(tài)特征（屬性）參數(shù)屬性：對象的名稱、類型、狀態(tài)、性能及用法等特征的統(tǒng)稱菜單：是執(zhí)行某種功能的命令集合構(gòu)件：具備某種特定功能的程序模塊策略：是指對系統(tǒng)運行流程進行有效控制的措施和方法啟動策略：在進入運行環(huán)境后首先運行的策略循環(huán)策略：按照用戶指定的周期時間，循環(huán)執(zhí)行策略塊內(nèi)的內(nèi)容退出策略：退出運行環(huán)境時執(zhí)行的策略用戶策略：由用戶定義，用來完成特定的功能2．MCGS組態(tài)軟件常用術(shù)語事件策略：當開關(guān)型變量發(fā)生跳變時（1到0，或0到1），執(zhí)行的策略，只運行一次熱鍵策略：當用戶按下定義的組合熱鍵（如：Ctrl+D）時執(zhí)行的策略，只運行一次選中可見度：指對象在窗口內(nèi)的顯現(xiàn)狀態(tài)，即可見與不可見變量類型：五類：數(shù)值型、開關(guān)型、字符型、事件型和組對象事件對象：用來記錄和標識某種事件的產(chǎn)生或狀態(tài)的改變組對象：用來存儲具有相同存盤屬性的多個變量的集合動畫刷新周期：動畫更新速度，即顏色變換、物體運動、液面升降的快慢等，單位：毫秒父設(shè)備：本身沒有特定功能，但可以和其他設(shè)備一起與計算機進行數(shù)據(jù)交換的硬件設(shè)備。子設(shè)備：必須通過一種父設(shè)備與計算機進行通訊的設(shè)備模擬設(shè)備：在對工程文件測試時，提供可變化的數(shù)據(jù)的內(nèi)部設(shè)備，可提供多種變化方式，如正弦波、三角波等數(shù)據(jù)庫存盤文件：MCGS工程文件在硬盤中存

儲時的文件，類型為MDB文件，六、練習（主要是圍繞工作任務(wù)的練習）（一）理論題

1．什么是MCGS？其主要特點和基本功能有哪些？2．MCGS的構(gòu)成有哪幾部分？各有什么作用？（二）實踐題1．每位同學(xué)按要求在D：\MCGS\WORK\下建立工程文件，文件名為“水位控制系統(tǒng)+班級+學(xué)號”。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)。任務(wù)1水位控制工程文件建立任務(wù)2水位控制畫面設(shè)計一、教學(xué)目標終極目標：掌握MCGS畫面設(shè)計方法促成目標：掌握繪圖工具箱的使用；掌握實時數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法；能實現(xiàn)了圖形的動畫控制效果。任務(wù)2水位控制畫面設(shè)計二、工作任務(wù)完成水位控制系統(tǒng)的畫面制作，實現(xiàn)動畫控制效果。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、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成

三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（1）新建窗口（2）工具箱使用（3）制作文字框圖（4）設(shè)置框圖顏色（5）對象元件庫管理（6）流動塊構(gòu)件制作三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（1）新建窗口在圖1-11MCGS組態(tài)平臺上，單擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕產(chǎn)生新“窗口0”。圖1-11MCGS組態(tài)平臺（1）新建窗口單擊“窗口屬性”，進入圖1-12“用戶窗口屬性設(shè)置”，將“窗口名稱”改為：水位控制；將“窗口標題”改為：水位控制；在“窗口位置”中選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認”。圖1-12用戶窗口屬性設(shè)置（1）新建窗口選中“水位控制”，單擊“動畫組態(tài)”，進入圖1-13動畫制作窗口圖1-13動畫制作窗口三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（2）工具箱使用單擊工具條中的“工具箱”按鈕，則打開動畫工具箱，如圖圖1-14a）所示：

MCGS系統(tǒng)內(nèi)部提供了27種常用的圖符對象，稱為系統(tǒng)圖符對象。如圖1-14

b）所示。a）b）圖1-14動畫工具箱及系統(tǒng)圖符對象三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（3）制作文字框圖鼠標點擊圖1-14a）的“標簽”按鈕

，鼠標的光標變?yōu)椤笆帧毙?，在窗口任何位置拖拽鼠標，拉出一個一定大小的矩形。建立矩形框后，光標在其內(nèi)閃爍，可直接輸入“水位控制系統(tǒng)演示工程”文字，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標點擊一下，文字輸入過程結(jié)束。如果用戶想改變矩形內(nèi)的文字，先選中文字標簽，按回車鍵或空格鍵，光標顯示在文字起始位置，即可進行文字的修改。三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（4）設(shè)置框圖顏色設(shè)置框圖顏色如圖1-15a）文字框顏色設(shè)定b）文字的顏色設(shè)定圖1-15設(shè)置框圖顏色三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（5）對象元件庫管理圖1-16對象元件庫管理三、能力訓(xùn)練1．建立新畫面（6）流動塊構(gòu)件制作圖1-17整體畫面三、能力訓(xùn)練2.定義數(shù)據(jù)對象設(shè)定變量鼠標點擊圖1-11MCGS組態(tài)平臺“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標簽，進入實時數(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，則增加多個數(shù)據(jù)變量，系統(tǒng)默認定義的名稱為“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18。a）液位1b）液位2圖1-18對象屬性設(shè)置窗口三、能力訓(xùn)練3.動畫連接由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設(shè)計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控的目的。MCGS實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(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)的動畫屬性。在系統(tǒng)運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對象的實時采集值驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果。任務(wù)2水位控制畫面設(shè)計四、理論知識1．為什么說實時數(shù)據(jù)庫是MCGS系統(tǒng)的核心？實時數(shù)據(jù)庫相當于一個數(shù)據(jù)處理中心，同時也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。MCGS用實時數(shù)據(jù)庫來管理所有實時數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫，實時數(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)也來自于實時數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫自動完成對實時數(shù)據(jù)的報警處理和存盤處理，同時它還根據(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，進行實時處理。任務(wù)2水位控制畫面設(shè)計四、理論知識2．用戶應(yīng)用系統(tǒng)各窗口的作用是什么？主控窗口:確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等項內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。設(shè)備窗口:是MCGS系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介，專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。用戶窗口:實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”，其中可以放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。組態(tài)工程中的用戶窗口，最多可定義512個。所有的用戶窗口均位于主控窗口內(nèi)，其打開時窗口可見；關(guān)閉時窗口不可見。允許多個用戶窗口同時處于打開狀態(tài)。運行策略:是對系統(tǒng)運行流程實現(xiàn)有效控制的手段，其本身是系統(tǒng)提供的一個框架，里面放置有策略條件構(gòu)件和策略構(gòu)件組成的“策略行”，通過對運行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫，控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。任務(wù)2水位控制畫面設(shè)計四、