MCGS的温度智能控制系统毕业设计

1、盐城理工学院毕业设计(论文作者:学号:院系:电气工程系专业:题目:基于MCGS的温度控制系统毕业设计指导老师2010 年05 月毕业设计(论文中文摘要 毕业设计(论文外文摘要 目录1引言 (11.1智能温度控制系统的硬件 (11.2智能温度控制系统组成 (11.3温度智能控制系统的特点 (22智能温度控制系统设计 (32.1系统结构框架 (32.2系统控制流程图 (42.3MCGS嵌入版软件和配方功能 (52.4温度智能控制系统统配方设计 (73温度控制功能 (113.1温度控制流程图 (113.2温控仪表的选择 (113.3温控曲线编辑 (124温度智能控制系统的数据网络设计 (144.1系

2、统中的RS485总线网络 (154.2局域网数据传输设计 (164.3系统中ModBus TCP/IP 功能实现 (175短信提醒功能 (205.1短信提醒功能简介 (205.2短信模块的选择 (205.3短信报警功能实现 (20结论 (23致谢 (23参考文献 (24附录1尉普MA8-3模块设备构件使用说明 (25附录2西门子TC35 GSM移动通信模块设备构件使用说明 (271 引言在化工、石油、冶金、炉窑等生产过程的物理过程和化学反应中,温度往往是一个很重要的量,需要准确地加以控制。温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。一个设计科学合理的温度控制系统,可以为工作

3、人员提供完整准确的数据,以保证其产品检验和生产的可靠性。还可为使工作人员能够及时有效的接收到报警信息,在一般声光报警的基础上配备了基于GPRS的无线报警功能,可及时的向指定手机发送短信报警。上位机软件则基于当前流行的WEB技术,工作人员可以随时随地查看系统情况并进行设置,大大方便了用户的使用。可依照客户要求,保证24小时内数据的准确性和完整性,设备掉电后数据不丢失,在设备出现异常时提供现场的声光报警以及无线手机报警,并且能在局域网里实现多个上位机的同时监控。本系统主要是实现使温度按照规定的程序变化。通过专业的温度控制仪表对现场设备进行实时、准确的温度控制;专业的人机界面及组态软件与温度控制仪表

4、通讯,实时准确的对现场数据进行监视及控制;通过网络组网方案,可实现一台终端系统控制多套现场设备;GPRS模块,可实时将现场情况告知指定人员,可使相关人员随时随地知晓现场情况,就相关问题及时作出相应,极大程度提高工作效率及减少损失。1.1智能温度控制系统的硬件为了组成一种智能温度控制系统,首先需要根据用户的控制要求对温度采集系统的硬件进行选择。通常包括:温度传感器、温度控制仪表、人机界面、组态软件、通讯设备等。本设计主要采用PT100、宇电808P温控仪表、TPC7062K人机界面、MCGS组态软件、尉普MA8-3GPRS通讯模块(下位机用、西门子 TC35 GSM移动通信模块(上位机用等。1.

5、2智能温度控制系统组成智能温度控制系统由被控对象、测量装置、调节器、执行机构和通信设备等部分构成。本系统中测量装置为PT100;调节器为宇电808P智能温度控制仪表;执行机构为可控硅;通信设备为MCGSTpc7062K嵌入式一体化触摸屏、计算机、蔚普MA8与西门子TC35。其控制流程如下述:被控对象是一个装置或一个过程,它的温度是被控制量。PT100对被控温度进行测量,并将测量值与给定值比较,若存在偏差便由宇电808P对偏差信号进行处理,再根据宇电808P自身的PID运算来增加或减少供给被控对象的热量,使被控温度调节到整定值。温控仪表是温度控制系统的重要部件。温控仪表的精度直接影响温度控制系统

6、的精度,因此在高精度温度控制系统中必须采用高精度的温控仪表。温度控制系统的执行机构大多采用可控热交换器。根据调节器送来的校正后的偏差信号,调节流入热交换器的热载体的流量,来改变被控对象的热量,以达到调节温度的目的。1.3 温度智能控制系统的特点(1高可靠性由于本系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。(2开放性本系统采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。(3灵活

7、性通过组态软件根据不同的温度控制流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、在组态时设计适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。(4易于维护本系统一般采用功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。(5协调性本系统中各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。(6控制功能齐全控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适

8、应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。本温度智能控制系统的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。2 智能温度控制系统设计2.1 系统结构框架 图2.1 温度智能控制系统结构图温度智能控制系统结构如图2.1。本设计以图中红色部分作系统性组态设计。

9、本温度智能控制系统主要实现温度控制、数据智能管理、实时短信报警等基本功能。通过PT100,将温度数据采集送给宇电808P,在宇电808P内,将测量值PV与设定值SV比较,通过自身的PID运算将温度数据通过变送处理传送给可控硅,实现可控、准确、实时的温度控制。宇电808P自带RS485串口通讯口,可将多台808P仪表通过RS485并联与MCGSTpc7062K连接,将仪表内所有数据传输给Tpc7062K,在Tpc7062K上通过MCGS嵌入版组态软件可实现显示出仪表数据,并对其进行必要的控制,比如温度曲线的更改、温度配方数据的下发等,都可在Tpc7062K上实现。并可对数据进行包技能更处理,当数

10、据发生异常时可实时发出报警信息,此功能是通过与Tpc7062K连接的蔚普MA8短信模块实现的。计算机在此温度智能控制系统中通过MCGS通用版软件实现数据终端管理功能。一台或多台的Tpc7062K课通过局域网与计算机相连。Tpc7062K主要安装在现场,由现场操作工直接对现场设备操作,计算机可安放在管理间或工厂的任意位置,供管理者通过局域网对现场数据进行远程监控。如若设备长时间不间断运行或在设备无人看管的时段内发生故障并无人处理时,将造成很大的经济损失或人员伤害。本温度智能控制系统充分考虑到了此类情况的可能性,所以特配备了短信报警功能,通过蔚普MA8与西门子TC35将现场的报警通过短信的形式及时

11、告知给指定手机,可极大的减少损失。2.2 系统控制流程图 图2.2 温度智能控制系统控制流程图图2.2为温度智能控制系统的控制流程图。PT100将从设备的检测数据传输给宇电808P,在宇电808P内对测量值PV与设定值SV对比,通过变送器控制可控硅对现场设备进行温度控制;并通过RS485串口,以宇电自带的AIBUS通讯协议将数据传输给Tpc7062K,在Tpc7062K上将数据以报表或曲线的形式显示出来,可直观的看到现场数据情况,如若发生预设的报警情况,即温度过高或高低,则驱动与Tpc7062K相连的蔚普MA8短信模块向指定手机发送报警信息;计算机主要是对一台或多台的Tpc7062K 里面的数

12、据进行汇总,实现数据的智能管理。可对现场设备实现远程监控,并通过西门子TC35短信模块将实时报警信息以短信的形式发送给指定人员,相关技术人员可根据短信内容及时对现场情况进行处理,极大程度的减少损失。2.3 MCGS嵌入版软件和配方功能简单灵活的可视化操作界面:采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面,符合中国人的使用习惯和要求。在本温度智能控制系统中,可将现场数据以曲线或报表的形式显示出来。实时性强、有良好的并行处理性能:是真正的32位系统,以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理。在本温度智能控制系统中,通过RS485总线的方式对现场多台仪表进行监控

13、与温度数据下发。丰富、生动的多媒体画面:可将现场数据以曲线或报表的形式显示出来,可直观的对数据进行处理。完善的安全机制:提供了良好的安全机制,可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。本温度智能控制系统中,温度曲线的编辑必须是以管理员的身份才可执行。强大的网络功能:具有强大的网络通讯功能。本温度智能控制系统中,将多台Tpc7062K触摸屏与计算机组建成局域网,实现数据收发。多样化的报警功能:提供多种不同的报警方式,具有丰富的报警类型,方便用户进行报警设置。在本系统中,实现了文字报警及相对智能的短信报警。支持多种硬件设备:比如本系统中,嵌入版软件可实现与宇电仪表、短信模块等通讯。总之,MCGS嵌

14、入版组态软件具有与通用组态软件一样强大的功能,并且操作简单,易学易用,普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。MCGS嵌入版生成的用户应用系统,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,如图2.3所示。 图2.3 MCGS嵌入版软件结构图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、特性参数和启动特性等项内容,是应用系统的主框架。本系统中一般不做应用。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。设备窗口通过设备构件把外部设

15、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,运行时设备窗口管理和调度所有设备构件正常工作,并在后台独立运行。在本温度智能控制系统中,设备串口中主要下挂了“宇电智能仪表”、“蔚普模块”和“ModBus TCP/IP数据转发设备”等三种设备驱动。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。通过在用户窗口内放置不同的图形对象,搭制多个用户窗口,用户可以构造各种复杂的图形界面,用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。在本系统中,可将测量值PV与设定值SV 直接以数据的形式显示在屏幕上,并可

16、对数据进行曲线化或报表制处理,可对数据有更直观是了解。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,同时也起到公共数据交换区的作用。从宇电808P采集来的实时数据送入实时数据库,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。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,其里面放置由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

17、、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。比如在此系统中的数据判断、报警处理、曲线绘制等功能都是通过策略脚本实现的。(1配方功能的应用配方是同一类数据的集合,如机器参数设置或生产数据。并提供HMI界面让使用者可以查看、编辑数据。(2配方功能的分类根据参数存储方式的不同,配方大致分为两种模式:配方数据存储于PLC配方数据存储于PLC中,可将需要的配方数据上传到HMI并显示。用户选取特定配方并修改,再下载到PLC中作为当前配方。该方式主要常见于早期的系统中。因为早期的HMI本身不能存储配方,只能利用PLC的存储空间来实现。配方数据存储于HMI配方数据存储于HMI之中,

18、由HMI显示所有配方数据。用户选取特定配方下载到PLC中,作为当前配方。2.4 温度智能控制系统统配方设计在制造领域,配方是用来描述生产一件产品所用的不同配料之间的比例关系,是生产过程中一些变量对应的参数设定值的集合。例如面包厂生产面包时有一个配料配方。此配方列出所有要用来生产面包的配料(如水、面粉、糖、鸡蛋、蜂蜜等,而不同口味的面包会有不同的配料用量。例如甜面包会使用更多的糖,而低糖面包则使用更少的糖。在 MCGS 嵌入版配方构件中,所有配料的列表就是一个配方组,而每一种口味的面包原料用量则是一个配方。可以把配方组想象成一张表格(如下2.1,表格的每一列就是一种原料,而每一行就是一个配方,单

19、元格的数据则是每种原料的具体用量。表2.1 配方 在温控系统中,使用配方的主要目的是为了实现合理的“温度-时间”分配。在此系统中,温度主要是分段控制,每一段都包含“时间”与“温度”两个变量,根据实际要求最多可实现30段来实现。控制不同产品或设备时,不同时间段内需要升温或降温的度数是不一样的。为了避免实际应用时不断输入数据的麻烦,现可将预设的温度曲线以段点数据的形式保存在HMI 中,应用时直接调用即可。如图2.4: 图2.4 配方效果图配方编辑画面如图2.5: 图2.5 配方编辑画面(1!RecipeLoadByDialog (strRecipeGroupName, strDialogTitle

20、函数意义:弹出配方选择对话框,让用户选择要装入的配方。选择后配方变量的值会输出到对应数据对象上。参数: strRecipeGroupName ,配方组名称,字符型strDialogTitle ,对话框标题,字符型实例:!RecipeLoadByDialog (曲线,曲线选择及编辑如图: 图2.6 配方选择对话框(2!RecipeLoadByNum (strRecipeGroupName, nRecipeNum函数意义:装载指定配方组中指定编号的配方。配方的参数值将复制到对应的数据对象上。参数: strRecipeGroupName - 配方组名称,字符型nRecipeNum - 配方编号,数值

21、型返回值: 0 成功; -1 失败实例: !RecipeLoadByNum (曲线,编号2(3!RecipeGetValueFrom (strRecipeGroupName, GroupObject函数意义:将组对象成员中的值复制到指定配方组的当前配方中。参数: strRecipeGroupName - 配方组名称,字符型GroupObject - 组对象返回值: 0 成功; -1 失败;-2 组对象不存在; -3 组对象成员类型或者数量不匹配实例:!RecipeGetValueFrom (曲线, 配方数据组(4!RecipeDelete (strRecipeGroupName函数意义:删除指

22、定配方组的当前配方。删除成功后当前配方会重新定位到被删除配方的下一个配方。参数:strRecipeGroupName - 配方组名称,字符型返回值:-1 不成功;其他值,当前配方的编号实例:!RecipeDelete (曲线3 温度控制功能3.1 温度控制流程图 图3.1 温度控制流程图图3.1为温度智能控制系统的温度控制流程图。首先,通过热电偶来测量现场设备实时温度,然后将温度值传送给仪表宇电808P,通过808P对温度进行PID运算后,给变送器信号,由其控制可控硅对设备进行加热等操作;如若测量值PV高出了设定的报警值,宇电808P会自动断开继电器使可控硅停止工作;通过RS485总线,808

23、P将数据传输给Tpc7062K触摸屏,以供现场技术员实时直观的看到现场实际温度情况,就实际情况对808P下发相应命令,比如更改设定值SV、更改仪表运行程序段等。此系统可供现场技术员能实时、精确的控制设备温度,达到实际需要的工艺要求。3.2 温控仪表的选择根据系统设计的温度控制要求、设备可操作性及温度控制效果,选择宇电AI-808P。宇电AI-808P支持程序段控制功能,可任意编辑控制曲线,仪表自带PID功能,可根据所设参数,自行进行PID比例运算,及时、准确将温度数据通过变送器传送给可控硅,准确加温;且本仪表支持485通讯,可多台并联后与上位机通讯,通过上位机向AI808 P下发温控参数,故选

24、择宇电808P。AI-808P具备30+20段程序控制功能,可实现任意斜率的升、降温控制,具有跳转(循环、运行、暂停及停止等可编程/可操作命令,并允许在程序的控制运行中随时修改程序;采用具备曲线拟合功能的AI人工智能调节算法,获得光滑平顺的曲线控制效果,并且可在程序运行中编辑事件输出功能,配合控制外部设备动作,利用SV变送输出功能作为程序发生器使用;具备测量值启动功能、准备功能及五种停电/开机事件处理模式选择。且AI-808P具备标准PID、AI人工智能调节APID或MPT等多种调节方式,具有自整定、自学习功能,无超调及无欠调的优良控制特性,亦可使用位式控制(ON-O FF功能。表3.1 宇电

25、AI-808P参数表 3.3 温控曲线编辑因为AI-808P智能温度控制仪表具备30段程序控制功能,可根据设备运行要求事先编辑好温度分段点,将各段点数据下发至仪表,由仪表根据PID比例运算,合理准确的将各分段点通过变送器输出给加热器,从而实现准确的温度控制。为了能更直观的看到温度控制效果,现在系统里面加了温度曲线显示功能,即可根据分段点的数据,实时、准确的绘制出温度曲线。效果如下图: 图3.2 温度曲线为了能更直观的绘制出温度曲线,本系统没有使用MCGS组态软件里实时曲线构件的基础曲线绘制功能,而是以相对坐标、手动描点的方式绘制出温度曲线。X轴为时间轴,Y轴为温度轴。其中X轴是相对坐标,而Y轴

26、是绝对坐标。其脚本程序如下:X=0X=Bt01X=BBt02X=BBt03.X=BBt28X=BBt29其中函数AddXYData(解释如下:具体格式:AddXYDataBuffer(Para1,Para2,Para3,Para4,Para5,Para6,Para7 此函数的意义为:将缓冲区中的数据填充到相对曲线上。此函数必须与!BufferCreate(连用。此函数的返回值为:开关型,返回值=0:操作成功,=1:操作失败。此函数参数包括:参数1, 相对曲线x轴使用的缓冲区代号,即函数!BufferCreate (创建出来的缓冲区号;参数2,第一条曲线Y轴使用的缓冲区代号;参数3,第二条曲线Y

27、轴使用的缓冲区代号;参数4,第三条曲线Y轴使用的缓冲区代号;参数5,第四条曲线Y轴使用的缓冲区代号;参数6,第五条曲线Y轴使用的缓冲区代号;参数7,第六条曲线Y轴使用的缓冲区代号;函数实例:AddXYDataBuffer(0,1,0,0,0,0,0 实例说明:假如有两个缓冲区,0和1,长度都是16,其二进制内容分别为:00000001 00000010 00000011 00000011 和00000100 00000100 00000100 00000100那么调用AddXYDataBuffer(0,1,0,0,0,0,0 后,就会画出一条值为5的水平直线, x轴坐标分别是:1,2,3,4,

28、5。通过上述方法,实现了温度曲线显示功能。用户应用时,可直观的参照曲线,就相应参数作相应修改,可准确的实现温度控制要求。4温度智能控制系统的数据网络设计一套系统运行效果是好坏,元器件的选择很重要,但如果需要控制的方便、智能,那么这套系统中个节点间的数据传输就起到了至关重要的作用。本系统中主要设计到的数据网络有两种:以宇电808P智能温度控制仪表组成的RS485总线网络;以Tpc7062K触摸屏与计算机组成的计算机局域网。如图4.1: 图4.1 数据传输流程图4.1系统中的RS485总线网络 图4.2 温度智能控制系统RS485结构图图4.3为温度智能控制系统的RS485结构图。图中“+”与“-

29、”分别的485通讯模式的“收”与“发”,不是电源的“正”与“负”。RS485接线方式如图4.3: 图4.3 RS485接线图因为RS485为半双工传送方式,同一根传输线既作数据接收又作发送,通信双方不能同时发送和接收数据,收发有时序先后。与RS232相比其采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰性好,而且其通讯方式有“1 对1”与“1 对多”两种,可灵活使用。根据本温度智能控制系统中多台仪表与一台触摸屏的通讯要求,故选择RS485为其通讯方式,可实现“一对多”控制。4.2局域网数据传输设计本设计中,触摸屏与计算机之间的数据是在自建的局域网内实现传输的,触摸屏与计算机都分配单独的IP地址,数

30、据依靠的是ModBus TCP/IP 协议,发送与接收指定IP 地址设备的数据。MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见,它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLCs,I/O模块,以及连接其它简单域总线或 I/O模块的网关服务的。MODBUS/TCP协议是作为一种(实际的自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知,该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而,本规范力图阐明MODBUS 中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值,

31、哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLCs的“多余部分”。它通过将配套报文类型“一致性等级”,区别那些普遍适用的和可选的,特别是那些适用于特殊设备如PLCs的报文。在MODBUS中,数据处理传统上是无国界的,使它们对由噪音引起的中断有高的抵抗力,而且在任一端只需要最小的维护信息。编程操作,另一方面,期望一种面向连接的方法。这种方法对于简单变量通过唯一的“登录”符号完成,对于Modbus Plus变量,通过明确的“程序路径”容量来完成,而“程序路径”容量维持了一种双向连接直到被彻底击穿。MODBUS/TCP处理两种情况。连接在网络协议层很容易被辨认,单一的连接可以支持多个独立的事务。

32、此外,TCP允许很大数量的并发连接,因而很多情况下,在请求时重新连接或复用一条长的连接是发起者的选择。熟悉MODBUS的开发者会感到惊讶:为什么面向连接TCP协议比面向数据报的UDP 要应用广泛。主要原因是通过封装独立的“事务”在一个连接中,此连接可被识别,管理和取消而无须请求客户和服务器采用特别的动作。这就使进程具有对网络性能变化的适应能力,而且容许安全特色如防火墙和代理可以方便的添加。 图4.4 ModBus TCP/IP 通信结构图4.3 系统中ModBus TCP/IP 功能实现在本系统中,触摸屏默认为从站,计算机默认为主站。应MCGS组态软件设计,ModBus TCP/IP 数据传输

33、的驱动共有两个,分别为:“ModbusTCPIP数据转发设备”作为从站;“ModBusTCPIP子设备”作为主站。综上,触摸屏工程中选择“ModbusTCPIP数据转发设备”;计算机工程中选择“Mod BusTCPIP子设备”。1.通用TCPIP父设备如图4.5: 图4.5 通用TCP/IP父设备通用TCP/IP父设备主要为连接使用在局域网的嵌入式计算机和其它计算机或设备之间通讯的数据提供一个通道。在通用TCP/IP父设备下可以挂接网络设备,为了使通讯能够正常的实现,请按照下面的步骤进行组态设置和测试。打开“设备0通用TCP/IP父设备”设备的属性页,如图4.6所示: 图4.6 通用TCP/I

34、P父设备属性编辑初始工作状态:指定运行时设备的初始工作状态,如父设备处于停止状态,则父设备下挂接的所有子设备都处于停止状态。为了控制的方便,本系统默认初始工作状态为启动。最小采集周期:运行时,MCGS嵌入版对设备进行定时操作的时间周期,单位为毫秒。因为与本系统所需要采集的数据量的关系,本系统最小采集周期设为1000ms.网络类型:可选择UDP或TCP中任意一种网络(通常使用UDP,但服务器与客户端应使用同一种网络类型。介于TCP网络方式的方便及通用性,本系统选择TCP网络。服务器/客户设置:本系统中设置本工作站为服务器或客户端本地IP地址:指定本地工作站在TCP/IP网络中的IP地址。本地端口

35、号:指定本地工作站使用的网络TCP/IP端口的地址远程IP地址:指定TCP/IP网络上要和本工作站进行通讯的远程工作站的IP地址。远程端口号:指定远程工作站使用的网络TCP/IP端口的地址网络端口地址设置要求通讯双方必须一致。假如有不止一个通用TCP/IP父设备需要添加,请在正确设置双方计算机IP地址后,对不同的设备使用不同的端口地址。另外,如果接入的局域网能够实现DNS的地址解析,可以在远程工作站和本地工作站中填入双方计算机的名称,同样可以实现通讯。2. ModbusTCPIP数据转发设备本驱动构件用于MCGS软件作为ModbusTCP Slave (从站,将各种寄存器的数据通过Modbus

36、TCP协议转发给ModbusTCP Master (主站;此时MCGS作为网络服务端,而ModbusTCP Master做为网络客户端向服务端发出请求帧,服务端收到合理请求帧后,回应数据帧。“ModbusTCPIP数据转发设备”参数设置如图4.7: 图4.7 “ModbusTCPIP数据转发设备”参数设置内部属性:单击“查看设备内部属性”,点击按钮进入内部属性,具体设置请参看内部属性。最小采集周期:MCGS对设备进行操作的时间周期,单位为ms,默认为100ms,一般可设置为20ms以保证响应的及时性。设备地址:ModbusTCP Slave(从站站地址,范围为0-255,默认值为0。可根据需要

37、调整。最小延时周期:通讯数据接收等待时间,默认设置为10ms,一般不需要调整,可视情况适当增大。剩余参数一般采用默认值即好。3. ModbusTCPIP子设备本驱动构件用于MCGS软件通过ModbusTCP协议读写Modicon PLC设备的各种寄存器的数据;同时也可用于对支持ModbusTCP标准协议的各类PLC、仪表、控制器数据的读写。“ModbusTCPIP子设备”的参数与“ModbusTCPIP数据转发设备”类似,这里不作详细解释,可参照“ModbusTCPIP数据转发设备”。5 短信提醒功能5.1 短信提醒功能简介实现目标:设定温度上下限短信报警必要性:对于稳定性设备,由于其长期连续

38、运行的特殊性,在设备无人看管的时段内,若设备发生故障,第一时间内通知相关责任人,从而避免不必要的损失报警对象:预设的手机号码报警内容:预设的报警内容。5.2 短信模块的选择本系统中,触摸屏与计算机都搭配了相应的短信模块。由于其短信报警功能是在M CGS组态软件工程中实现与触发的,所以其必须可以与MCGS组态软件通讯。根据MCGS 通用版与嵌入版软件支持的驱动,现选择触摸屏搭配“蔚普MA8”GPRS通讯模块,计算机搭配“西门子TC35”短信模块。5.3 短信报警功能实现短息报警画面如图5.1: 图5.1 短信报警画面在此画面中,可实现发送短信、短信查询、删除短信等功能。1.手动发送短信编辑好需要

39、发送的号码及内容后,按下,通过此按钮将触发“发送短消息”策略,此策略执行,如图5.2: 图5.2 手动发送短信设备操作属性通过此设备操作,想西门子TC35短信模块发送设备命令:SendMsg(SendMsg_Telephone,SendMsg_Note,SendMsg_Type使其成功发送短信。2.自动发送短信此功能主要通过“事件策略”实现。事件策略由用户在组态时创建,当对应表达式的某种事件状态产生时,事件策略被系统自动调用一次。如上限报警产生时,自动触发“高温短信报警”策略,执行设备操作,如图5.3: 图5.3 自动发送短信设备操作属性此设备操作向西门子TC35发送设备命令:SendMsg(

40、136*,温度过高,2,即向号码为“136*”的手机用户发送内容为“温度过高”的短信。下限报警及通讯失败报警与上限报警实现方法雷同。触摸屏端是通过嵌入版的组态软件驱动蔚普MA8 GPRS通讯模块实现短信报警功能的。其实现机制可参照计算机端的自动发送短息功能,这里不作详细介绍。结论毕业论文是对所学的自动化技术及网络技术基本理论知识的综合运用,对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化,也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业论文的撰写过程,我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识,同时我也得到了老师和同学的帮助,学习和体会到了自动化技术的基本技能和思想。此次毕业设计从课题准备,到写作用时几个

41、月,这套系统主要是为以温度控制为样例、MCGS组态软件为基础,实现工程组网及GSM网络短信报警通信功能。通过这次历时二个月的毕业设计,使我对以前所学的理论知识有了进一步的巩固,同时也提高了实际操作能力,把平时学到的知识运用到了实际当中去。在程序设计时,提高了自己应用编程的能力。锻炼了自己的学习能力、工作能力,并培养了我的吃苦耐劳的精神,为我在以后工作岗位打下了良好的基础。我认为这次毕业设计最大的收获不是专业知识的学习,而是让我学到了方法,如何学习以及学以致用的方法和一种严谨的科研精神。在没有进行毕业设计之前,我对所学到的知识仅仅局限在理论里,只会解决一些书本上的问题;但是在设计中,一旦涉及到具

42、体的实际问题时则是一筹莫展,不知所措根本不知道该怎么去想,朝哪方面去思考。而经过这次毕业设计以后,使我领悟到了如何活学活用。同样,在毕业设计中也让我明白了科学是没有捷径可以走的,面对困难只有迎难而上,只能用一种严谨的态度来面对它。所以我认为这次毕业设计留给我的不只是知识,还有让我在以后工作和学习中终身受益的学习的方法和面对困难的态度。致谢紧张的毕业设计终于要告一段落,在此次毕业设计中我学到了不少知识,这其中有很多是单位里的指导老师教我的,还有就是学校里的指导老师(史老师和金老师;在此,我将表示内心里最真挚的感谢!在单位里实习的这段日子,我认真学习公司里各种产品的基本知识,当然在学习这些知识的同

43、时我遇到了很多不明白的地方,为此,公司里每一位前辈都尽力的教我、讲解给我听、有时还会亲自做示范给我看,每一次我心理都感觉很过意不去,在此,我要感谢每一位曾经帮助过我,教过我的师傅们,谢谢你们对我的支持!工作之余,我在做毕业设计时也遇到了不少的困难,就在我遇到难题解决不了时,每一次都是史老师或金老师给予我解决难题的思路,有很多不会的理论知识老师都会不厌其烦教我,也曾多次的做示范、举例子给我看;起初,在老师刚刚把毕业设计任务布置下来的时候,我看了心理一点底也没有,我当时的感觉就像是老鼠啃鸡蛋无从下手,刚开始我都不敢下手整天就知道烦,该怎么做呢?我在自己脑海里不停的问我自己,就在这个时候我接到了贾老

44、师的电话,老师把大体的提纲给我讲了一遍。在此,我真心的想对您说一句:老师,谢谢你们,你们辛苦了!其实在公司里上班的这段时间里,我还要感谢我的师兄。他从不厌烦的和我一起查阅有关的资料,还帮我看论文里面是否有一些不正确的地方,我真的好感动的,谢谢你!另外,此次毕业设计既是对我们以前所学理论知识的总结,也是再次锻炼我们的动手、创新思维以及自学能力。总之,学会创新,培养自学能力,学以致用,才能达到做此次毕业设计的目的。按照老师讲的,我一步一步的往下做,不管我的毕业设计到最后会是什么样的评分,我已经尽力了。在此,我再一次感谢所有帮助过我的人;谢谢你们!参考文献1 MCGS嵌入版用户手册.北京昆仑通态自动

45、化软件科技有限公司,20038 北京昆仑通态.mcgs初级培训教程,20099 北京昆仑通态.mcgs中级培训教程,2009附录1 尉普MA8-3模块设备构件使用说明1、设备简介尉普MA8-3模块可以通过GSM网络来收发短消息,是可以使用在机器对机器、机器对人及人对机器的解决方案设备。尉普MA8-3模块可通过RS485和RS232和上位机进行通讯。本设备构件用于尉普MA8-3模块和上位机在RS232通讯模式下,MCGS读写模块的数据,来实现短消息的收发。使用本构件前,请先阅读本模块的技术说明书,根据实际应用的需要来正确设置模块的各项参数。注意:本设备构件只能用在嵌入版环境下,通用版环境下请使用

46、通用版慰普MA8-3驱动程序。2、模块设置在使用模块前,先运行SMS Center软件,设置模块的通讯波特率和数据格式。本设备构件支持SMS Center v1.1/1.0 Protocol(0x0D0D0D协议,必须将模块设置为兼容SMS Center v1.1/1.0 Protocol(0x0D0D0D通讯方式,才能正确进行通讯。3、设备构件的使用a. 父设备的参数设置尉普MA8-3模块设备构件属于子设备构件,必须挂在通用串口父设备下才能有效工作。在使用前请根据设备说明书,运行SMS Center软件,设置正确的通讯波特率、数据位、停止位和校验方式。尉普MA8-3模块波特率可设置为:120

47、0、2400、4800、9600、14400、19200bps;通讯格式:1位起始位,7、8位数据位可选;1、2位停止位可选;无校验、奇校验、偶校验可选。b. “尉普MA8-3模块”设备构件的使用在“设备属性设置”属性页中,设置设备构件的参数。 附录1-图1-1 设备属性设置内部属性:本设备无内部属性。在线帮助:点击“查看设备在线帮助”,获得设备使用帮助信息。设备名称:可根据需要来对设备进行重新命名,但不能和设备窗口中已有的其它设备构件同名。最小采集周期:为运行时,MCGS对设备进行操作的时间周期,单位为毫秒,在这里表示间隔多长时间读一次串口缓冲区的数据。通讯等待时间:单位为毫秒,为默认值即可

48、。注意:本设备构件在实际运行前,必须保证串行口能有效工作。以下是“尉普MA8-3模块”的通道显示结果。 附录1-图1-2 设备属性设置c. 通道信息和设备命令通道信息: 设备命令:1、命令格式:Write(手机号码, 编码方式, 短信内容命令说明:手机号码表示要要接收短消息的目标手机号码,可为字符型常量或字符型变量;编码方式表示发送短信内容的编码方式,可为开关型常量或开关型变量,取值为1时表示短消息内容为Auto Detect by MA8编码,取值为2时表示短消息内容为Unicode 编码。短信内容为要送的短消息内容可为字符串常量或字符串变量。命令举例:!SetDevice(设备0, 6,

49、“Write(138*, 2, 慰普模块”4、常见故障分析(1 检查设备是否上电,设置正确。(2 检查串口是否接上,通信参数是否正确,是否与设备的显示的通信参数一致。(3 不属于上述原因,可能是其他未知的原因,可与MCGS技术部联系。附录2 西门子TC35 GSM移动通信模块设备构件使用说明一.设备介绍SIEMENS TC35 GSM移动通信模块可以通过其内置的MODEM经GSM网络传输数据、语音、传真和短消息。二.设备操作1电源接线:此设备需要外接12V直流电源,设备的电源接口(RJ45型的插口的1、4脚接电源正端,6脚接电源负断。2与计算机连接:TC35模块自带RS232串口线,故只需将其连接到计算机串口即可。一个串口只能连接一台此设备,若要连接多台此设备,可考虑使用多串口卡。端口参数默认设置为:速率(9600、奇偶校验位(无、数据位(8位、停止位(1位;此设备作为通讯串口子设备。3SIM卡:此模块需要插入SIM卡(插卡时要断开电源,接好天线和电源后,等信号指示灯开始闪动时表示模块已经开机,并且注册GSM网络成功。三.实现功能1发送中英文短信息:英文最多140个字符,中英文混合70个字符。2自动接收中英文短信息。3读取