水位控制系统设计

1、项目一水位控制系统设计一、教学目标终极目标：能应用通用版及嵌入版 MCGS组态软件基本功能进行简单项目设计、仿真运行。促成目标：1. 掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，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。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。匠组恋工程水位控制系统演示工程8 10时间I对象名I报誓类型I报警事件I当前值 畀眶悒I択警律述U9-15 1b：Ub：ll.UHEt09-1S 15：n5：lZJ44 0

2、9 15 15:05:13.111C9-15 15;05;15.13109-16 15:05:16.H& Cl 9-15 15:O5:17.HL15 15：n5：l)t.1SSJd限报警报警结束3.001下限报警报警产性LZ3674下限报警报警产生0,2-14780下限报雪灘结東2.0E0B4下限报警报警结東3上限报誓报警产住4.76334上限报警报警产生9.755Z61.5 ?Z1.6木確2的不足谚了 水罐瞬濟了笊耀1没有术了丨水耀1没有术了|木侶2没水了 水罐2的木足够了 爪罐I的木已达上限f直图1-1水位控制系统 模块1 水位控制工程文件建立一、教学目标终极目标：能建立 MCGS新工程。

3、促成目标：1掌握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、工作任务建立水位控制系统工程文件。三、能力训练1. MCGS的安装MCG5运行环境何CG5组态环境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

4、录Program中，样例工程文件存放在 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 :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

5、保存”按钮，工程创建完毕。 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。水位控制系统演示丄程术泵U1i 1460i 1|1 i IIID1 、01水Mb输入2345111 i II i H i 11、水带2柠入丄限值 下限值林 1=|9 |2權柱空 I厂H时间D9 15 15：D5*1L098 03-15 I5：O5：1ZJ 09-15 lS：0Sj 3,111 OQ-ie 15:05:15.1131 01-15 1S!D5JG.146 09 1 5 1SMC17.146 US

6、-15 15：O5：1B.195对象名报警类型丨扌寮件上限报警抿警结求3,00 DI下限振誓根警产性1. E3E74下限报嘗报警产生下限报警报窖结忠下限报警报警结丢3上限很警报警产空4.7E334上限抿警报警产生9.755Z6呻11.52?1L549界限值1报警描述水瞬2的术足鲂了 小耀苗殳术了水理科殳有水了！ 水旌段有水了 ！ 水舷役朮了小躍2的朮足第了 水跖的朮已达H艮值主画面水位控制系统数据显示实时数拡历史数拡历史曲囊01;02 1:1?0.0U0;1 T实旳曲线襪位15.U3.01.0调节阀i.a出水阀ro采集时佝液位1ZWl U9 1 J 17:30:37zBo2001-03-1 3

7、 17:33:42Z.l1.2171477.92001 -13 17:39-522.1i1.2O1：OEHL丢Jj坐标范IS当前值15.100 I I內脊I绝时吋钟曲殘2DD：3E数据显示画面工程中与动画和设备控制相关的变量名称变量名称类 型注释水泵开关型控制水泵启动”停止”的变量调节阀开关型控制调节阀打开”关闭”的变量出水阀开关型控制出水阀打开”关闭”的变量液位1数值型水罐1的水位高度，用来控制1#水罐水位的变化液位2数值型水罐2的水位高度，用来控制2#水罐水位的变化液位1上限数值型用来在运行环境下设定水罐1的上限报警值液位1下限数值型用来在运行环境下设定水罐1的下限报警值液位2上限数值型用

8、来在运行环境下设定水罐2的上限报警值液位2下限数值型用来在运行环境下设定水罐2的下限报警值液位组组对象用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件什么是MCGS ?MCGS （Monitor and Control Generated 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，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

9、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。MCGS的构成有哪几部分？各有什么作用？MCGS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。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，完成用户组态设计的目标和功能。练习（一）理论题什么是MCGS ?其主要特点和基本功能有哪些？2. MCGS的构成有哪几部分？各有什么作用？（二）实践题1. 每位同学按要求在 D :下建立工程文件，文件名为水位控制系统+班级+学号”2. 熟练

10、掌握组态软件常用术语并能与MCGS组态环境中对应。模块2水位控制画面设计一、教学目标终极目标：掌握 MCGS画面设计方法促成目标：掌握绘图工具箱的使用；掌握实时数据库的创建方法；能实现了图形的动画控制效果。二、工作任务完成水位控制系统的画面制作，实现动画控制效果。三、能力训练MCGS生成的用户应用系统，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

11、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“ Datal” “ 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 描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS 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， 由数据对象的实时采集值驱动，从 而实

12、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？MCGS 用实时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。数据库来管理所有实时数据。 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，以便触发相关事件，进行实时处理。 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

13、，实现动画控制效果测试。 模块 3 模拟设备连接教学目标 终极目标：能实现动画自动运行 促成目标：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。二、工作任务 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

14、入 “策略属性设置”，如图 1-29， 只需要把“循环时间”设为： 200ms，脚本程序编辑IF 液位 19 THEN水泵 =1ELSE水泵 =0ENDIFIF 液位 21 and 液位 2=液位 2 上限 or 液位 2= 液位 2 下限。模块 4 报警显示与报警数据输出教学目标终极目标：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；掌握 MCGS 实时曲线的制作方法、工作任务三、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1 报表输出在工程应用中的作用是什么

15、？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，如：实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、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一定报告格式（用户组态）显示和 打印，即：对瞬时量的反映，实时数据报表可以通过MCGS系统的实时表

16、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，以一定的格式显示历史数据。实现 历史报表由两种方式，一种用策略中的存盘数据浏览”构件，另一种利用历史表格构件练习（一）理论题1 报表输出在工程应用中的作用是什么？2 什么是实时数据报表？什么是历史数据报表？4、什么是实时曲线构件？什么是历史曲线构件？（二）实践题1. 参考图1-57完成水位控制系统实时/历史报表制作。2. 参考图1-57完成水位控制系统实时/历史曲线的制作。 模块5 nTouch嵌入式系统设计教学目标终极目标：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

17、握MCGS嵌入版工程下载到 nTouch触摸屏方法； 工作任务址I J 11 lr M4IlfWmtn IIlf II Ifeftltll* It* TfffI HK利111*MCGS* i、*靶.上1 ? If 11e|* - 1 网f i JI J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 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， 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系统 Windows