基于MCGS组态软件开发水位控制系统

摘要计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大,要求越来越高。一方面要求界面简单明了、宜于操作、数据采集实时性好以及高可靠监控性,同时还要求开发周期短,系统便于更改、扩充、升级。工控组态软件正是符合这些要求而在工业领域得到广泛应用。本文对组态技术进行了一些研究，对其发展概况进行了比较全面的了解。利用组态软件对双储液罐水位控制系统进行监控系统设计。关键词：组态软件;双储液罐水位控制;监控系统目录摘要前言旱第烘一染章虾赌百呼双粮储达液类罐姨水鄙位鲁控乡制萄系爱统好控康制冒方很案煤1续.伪1杜罚采椅用逝组爪态次软栗件狭控勤制境方贼案聚1养.柏2础袋组梯态阶软初件豪简温介烘1挥.敌3声笋组破态疏软认件住的健系炭统丛构洗成示及饱其恋简权介服.吃烛结鲜构愧以这使胆用妈软类件籍的佩工帖作拥阶朋段化划挑分乌.眯溪结特构于按基照化成辨员逼构暴成所划骡分谣1屑.买4戚沾组范态椅软纤件样的英功津能店现估在越的础状达况宜及团将节来串的样发术展表趋呈势珍1筹.灶4撑.恳1威.铲肿总肾的炊发谁展宴趋浸势赵.忽梯组秩态虏软吼件馅功俊能蓬的翅变营迁券.索膀推花动旅组毛态虏软译件捞发装展喇的兰动累力誉.眨设用狭户帆对挖组财态挥软索件妙的蜂需惧求示变淋化例.酱简影辱响吩组营态劫软岔件镇发克展押的橡因糊素婶.柏工未琴来运技旱术呀走轿势皱.沙醋国你际守化凳及记入驱世哑的皇影祥响屡第巷二尾章当之讲液基慢于驰M巾C搏G址S泽组蹦态件软策件勿开色发拔水劈位耀控抱制叨系念统京简印介找2榴.伐1运雕M喊C岗G阿S词细5见.拌1骗概嗽述事搏特唯点忘及授组掌成粘塘运奖用倚M邪C覆G扛S平思5席.央1吩建申立挡运举行广程认序闭的代一意般数过骂程豆2暴.支2岭水记箱拼水驼位凑控逃制飘系脚统沉的隙设旅备束组秘成阁扬属象性笛设鹅置绸设灿备侨命摆令汪2趁.林2挣.害3辛断设炭备枪命斥令光的菊实陶现轨方毒法逮2向.月2孕.迷4症傅设软备精调哥试钻2疫.裂3补采渐用射M舰C记G事S逗开筛发库双速储肆液拘罐庭水食位煌控鲜制瓜系杠统时结判语昨第绪三托章纱副蔑及双僚储网液采罐程水狐位讨控骗制墓系歉统胜硬代件拆组躁成钢及截设知备暖的争选蠢择斑3摩.雹1阿水秒箱滚对逆象遭．材水桨箱巨.较洪水户泵修调炸节招阀猪出跟水揪阀镇3帮.贿2惯水碑位局、萄温胖度楚检尖测岸与稀控极制才设怎备用慰水病位惑传普感甩器魂温谎度哄变暖送坝器肢.授配煎电勇器牙稳呆压恒电如源谁接姜触擦器汇电脖加谱热描器嫁3在.崇3聋杠可I伏/锹O阻乌接馒口嫩设乱备妨3鲁.膛4格狭认接绩线机端饭子桨板翠角P慨C碍L嘉D谣9吗1限3经8茧端逝子盆板择简市介夹贞P细C徐L叠D庙-累8底8松0浅研钢华接螺茫丝猴端盲子管板巷简肃介到3遇.盘5羡计席算练机刘第伞四蜡章秩双倡储供液迈罐江水档位贿控述制污系土统量主化电坊路碰及费设铸备准连啄接脸4博.泽1美系庭统气组兽成戚系召统座组沿成飞罐振上违检晚测晌及初控并制候元夺件烤名宇称菌及恐作浩用创4拿.蛛2贡系子统孔信籍号暴流登向玩4茶.药3支控沙制监电艘路斜控樱制复要上求醉及离控右制购电肿路贝自恐动暗控率制翻策咳略到4猪.筒4耕硬逃件鞋连善接膊第殊五惨章予护浊枝基分于栏M裤C未G膜S达组事态走软澡件馆开向发记水岸位唇控脚制河系厅统煌的慈设候计午5株.症1腹建疯立板工堤程鸣5提.眠2算定剪义争变渔量山变痛量侦分岩配赴变乡量菊定械义帖步酱骤愤设娱备生与尸变排量具连售接稿5毙.庄3郊丛画卵面辱的艺设舒计喊和筐编迎辑萝建助立夹画汤面火享编伍辑颠画培面北动更画杆连鹊接浙5塞.俘4涌水天位溜对闲象伞的业控表制姥水棵罐松对恰象薯特逼征湖控馅制处程灯序段编摘写椒5冷.膜5仇耀报请警贵显陆示漫竹5段.稍5汁1贸组蛇对渔象骆的恶定宜义高报吊警偶属柄性钞的闲定咸义岩实毕时窜报侧警握咳历奋史达报今警求报吉警坟极象限辩值福的俱修萍改带．龟翁报赏警注提纪示傲5屋.肚6件曲匹线露显兰示河实缎时骡曲王线为历部史项曲姻线步5运.多7唇军控泳制望程报序育的孤编济写瘦第灭六镜章已程帖序牛调昏试半运巾行尚及驳安吧全岗机份制界6辜.负1损户模通拟屑调蝶试嘉6什.洞2炊饲在避线谈调衣试博6耕.股3匹安蔬全携机泡制垃建甚立疯安菜全峰机勿制茧的放必复要饿性厉．掀栏如水何晌建派立将安族全朝机宏制招总恶结到参赶考啊文稻献震致共谢父支前任言享随佩着适工蛮业纯自喜动蔑化寄水厚平酒的先迅凶速袋提椒高秆，起计胆算勺机舟在壶工捡业萍领雅域贼的啊广是泛厨应目用早，迈人睛们钱对筹工伐业宽自蹲动述化深的柔要骆求关越服来寒越余高塞，倒种浇类旱繁精多雁的手控废制薪设近备钞和斗过季程道监都控碎装范置务在此工陆业酿领引域读的吹应艺用妙，忠使袄得油传轨统裤的书工梁业价控毒制刘软枕件动已次无弟法括满雅足诸用昼户泻的教各尿种票需穷求熟。辅在不开草发哥传姐统刺的遇工鉴业咏控圣制平软骂件守时准，筝当塑工盖业谊被炮控碎对渣象止一共旦原有腥变轰动刻，研就考必肺须详修绍改厅其柴控期制悄系墨统钟的曾源颜程父序杂，年导努致遣其茅开成发末周广期洒长术；售已在开坦发绞成趴功掏的泳工轧控伸软纯件裕又斤由饶于录每醋个筝控招制辅项童目姓的剩不狐同窄而污使庙其勉重税复土使熟用钱率跃很附低向，滤导裤致肿它遍的蜘价趴格骨非朋常译昂壳贵脆；杠在捞修宰改丝工错控尾软混件裁的拢源梯程劈序统时疯，价倘钞若醉原杂来景的版编响程漆人布员敌因冰工觉作渣变台动左而显离曲去扬时辜，题则充必顷须锯同厘其戴他蛛人丧员仗或拳新往手惹进北行受源投程嘱序壤的蔬修留改怨，且因庄而剩更恭是茧相耳当兰困域难离。滑通衫用梳工哑业分自撑动盖化扛组哈态慎软铸件纵的茶出宽现梁为浩解刊决际上部述饺实敢际障工腿程遍问晒题痛提溜供弊了皆一钓种钓崭雁新民的辈方惭法饲，比因富为爬它厅能康够移很滩好遍地映解奶决障传归统馅工分业集控适制腾软辉件组存株在稀的脱种武种降问醒题冒，湾使肢用渔户应能届根典据望自蚁己袭的锡控最制洽对忍象忙和怎控匙制赶目摔的钉的歇任店意际组寇态辽，甘完派成岁最钥终睡的馆自假动名化给控化制粱工京程祖。斤组监态锄控森制神技出术裕作胳为未计烈算沿机泰控登制允技关术医发煎展玻的菌产帐物坑，妨其截先宣进毁性庭和惕实斜用索性颈已侨经纱被演工表业壮现搬场比的悟广取大急技稳术氧人咳员喘认阶可困并译得学到皮广惹泛伙应卫用自。忽组预态投软荡件愉适挠用跳于舱许超多来工诵业店领贿域筑，同因畏为译其之功办能故强摇大阅而煤倍送受贩青彼睐坡。疲一灶．富本芒论标文农研泡究使的包背剥景像双式储福液糖罐掏水陷位倡控凯制编系滨统检介猜绍倘被汇控寄对台象佛由过上基、弟下螺两丝个好储贷液蛙罐境组场成办，度上陕、命下擦水堵位挥和葛温追度酷分鹅辨津经拣2根个颤压缎力搂变职送持器阳和摩温江度餐变倒送暂器明检辜测丝后袖。健通脾过雅安壳装覆在寿出固水戚管通网贪上合的傅远节传漏压代力矮传需感今器巧将讨压棍力番信拖号唇转夸化幼为返4路-地2心0刮m登A皂的絮标赵准川信营号柏送败入浩P主L饿C顿，亿经匹P范I央D荡运缘算淹与絮给领定脂压采力饶参末数港进炭行描比昌较蓬，树得范出龟调饲节阶参屿数舌，饱送赛给爹变超频裁器梅，缸由君变毁频朱器轧控傲制映水共泵松转相速择，维调凶节性系工统湾供鞋水拖量劫，列使斩系辱统豪的咱供华水宁管吗网绒压莲力忙保她持冲在卸给通定喇压奖力源上棋；链当障用秋水戒量丹超佛过窑一架台陆泵译的甜供颠水朴量童时慧，佣通委过沙P答L惠C端控锡制盘器潜加枝泵朋。得根电据拣用到户崇用笛水锋量旧的屿大创小盲来偶控跳制婆工谷作犯泵霞数睛量首的蔽增逝减蜡及体变锈频木器胞对村水距泵蓬的暴调旧速触，鼻实箩现丸恒井压海供怀水众。旱当鼠供匙水惊负买载世变府化暑时乏，种输量入游电喝机蒙的住电环压痕和汁频薄率疼也锣随踪之梅变棒化滔，侧这皆样圣就恳构暑成骑了解以番压弱力服设庄定愈值烫为岸基葱准诸的昏闭字环炊控站制搬系茶统呼。胸二捷．敏组如态饰软闪件繁的阵介巾绍彼耗组奖态厨软肉件辩是宪指索一站些参数铲据庭采时集著与拿过响程蔑控迅制现的代专未用烧软愁件昼，申它值们古是馒在偏自斑动伸控乡制宝系纸统醋监东控燃层腰一笋级谊的池软羡件滴平度台脉和种开足发惨环烘境裳，乓使岩用川灵秤活担的范组效态顺方绣式超，涛为猪用房户荷提撞供护快丸速缸构城建迎工炕业右自盈动抱控雀制受系燃统养监仓控隐功肤能您的家、轨通奋用形层吴次姑的蜓软饲件叔工肤具僵。旬组颤态微软拒件愿应币该勇能岗支逢持是各纱种办工侵控载设吧备仁和动常领见燥的键通凉信察协瓶议倘，胳并俘且糠通葱常皂应考提境供桐分砌布逝式芒数捡据兽管追理距和饺网疑络闸功幸能图。疗组提态强（阶c夫o萄n蜻f努i辣g缎u恢r尿a赶t狸i笼o颂n勇）钥意消思墨就慌是逗模童块转的趋任条意凑组仇合切，锻采凑用衣组旱态贡技吹术态构朴成诱的谷计榨算申机惕系杂统究在蝇硬新件缎设冒计扁上粘，垮除宰采荷用匪工恶业烂P皮C嘴机渔外快，缺系寸统心大写量此采研用那各诞种讨成伯熟物通躁用岂的极I迷/诞O丝接嫩口顶设怨备耕和刺现从场仗设屯备鄙，剖基春本衰不昌再贿需俩要冠单视独回进钻行爷具完体求电围路油设治计筝。夏这普不削仅济节壳约寸了折硬舅件您开省发怀时蛇间颈，乘更花提郊高佩了跃工哨控焰系颗统肆的阶可背靠控性枯。剃在准软万件宰设敞计幅上犹由市于烫采表用驾成串熟非的手工鸦控床开柏发梦的么工穴具钱软夹件锁，识它慈为气用抚户掏提榨供困了团多滔种棉通捆用化工授具似模刘块似，张用筒户制不悼需止要营掌删握淡太等多亮的慨编务程奔语乖言尝技友术埋（拖甚肌至窝不嘱需宁要四编背程沾技非术巩）帝，匆就瑞能鞠很母好柔地升完金成热一席个唯复亚杂鸦工望程嚼所责要援求肤的流所便有专功忍能谈。触谅工间控章组级态推软狐件才集树成伤了价图丸形淹技朴术忧、声人祸机富界备面董技聋术面、燥数胡据挨库仿技确术虹、削控碰制独技灶术洗、窜网凝络饭与枣通纽信置技搅术味，杯使争控幼制颗系表统件开头发吹人搞员闻不山必驱依窜靠狮某睡种缩具般体欠的央计相算淡机述语高言库，由只择需塞通村过觉可甲视亩化嫂的雪组倘态扶方板式竭，目就爱可邮完呀成把监毯控俊程雄序牧设楚计混，坏降筝低居了夏监脱控冒程嘴序祖开狠发六的亏难骡度油。非组昨态袖软五件喊均难具常有利良只好绩的仓扩唐展税性敲、售兼稠容吃性苗，兄软犹件纺结桂构已开深放阿，拳可迫接顶受牵各详种梅形朽式谷的队数庆据撕格械式涛。托同茫时页，尺支暑持焰的爷硬韵件侄类肆型识也夕十膏分渗广权泛扰[鸦1首]详。呼工预控磁组机态慌软奉件蜂的原出扮现染，州使椒得卫大数型甲工叶业址控炭制葱系司统玻的让组辩态珠编逃程伐变敬得层十沟分垄得赌简园单稿、箭容辱易馅，羽工被程倘设愤计福人邻员冻不暗用滴再昂设枯计雅那村些内复昨杂己的圈应卸用受程蔬序油（考如晶I栋/回O棵献d复r泥i扩v贞e眨r探等纽）对。黄工俘控选组眠态御软心件肥的控功忌能笋包膊括只数屿据窝库址生刮成半、奏历状史反库拣生明成刑、抬图律形仗生茅成伴、般报家表左生售成表、灯顺抹序克控叮制破功储能芹、茶连垮续朱调换节思功沈能槽。善目陷前悼有喉许扁多油工胸控局组巾态猫软捆件军。付第服一存章执粪忍塑双甘储伴液某罐侮水器位建控具制册系替统忧控皱制墨方泽案讨1租.巾1静忘闻采斥用坡组酱态尺软邻件拐控少制良方耐案彻在遥工娇业施生状产炮中黄，么大纱多俘数寒过倦程卖是程非百线欧性倾的成。浙对否于无非永线钞性附程地度纽不农高拥的凉过赏程颤，连可犬以饿当性作蜘线啊性胸过摩程漫处唤理影。惠要索控经制飘好冻极何端炕非慎线弓性秤过彼程狱，地则继相策当伐困则难县。背在证《潜过用程失控岛制捐》俱教本学浑中听，饿对悼三巨个悼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与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。

组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点有（1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/ODriver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)贴都旨存云在要相慕似爆的费操唐作戚，遇即黄用赖软质件似提剖供皂的匠工总具冤来寒形便成燕自暗己妄的寺作才品怜，殖并遣以刑数带据责文惧件啦保去存夏作永品百，扔而初不民是启执春行沈程墨序华。看组令态准形桌成辽的颗数瑞据宁只尽有姻其琴制而造顾工壁具宏或窄其竭他页专叫用烧工太具碌才伸能床识蒸别足。荐但疫是撕不菌同叛之疲处表在犁于霜，悬工茧业等控针制洲中艘形葬成哲的择组雾态薯结所果迹是筝用户在霜实稼时鼻监饭控路的趴。蛙组失态泳工图具柏的筝解锦释喜引锯擎饿，穴要蹄根皇据让这袋些弊组乐态门结赚果塞实奇时办运钓行龟。租从缝表杯面痛上威看泡，角组肃态著工钟具筐的众运痒行非程屋序微就捷是酸执肥行束自时己翻特限定岂的辞任按务季。她

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组态软件的结构划分有多种标准，这里以使用软件的工作阶段和软件体系的成员构成两种标准讨论其体系结构。.结构以使用软件的工作阶段划分：

也可以说是按照系统环境划分，从总体上讲，组态软件是由两大部分构成的：

系统开发环境：是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统,供系统运行环境运行时使用。

系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。

系统运行环境：在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。

组态软件支持在线组态技术，即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态，使修改后的组态直接生效。

自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境，通过一定工作量的系统组态和调试，最终将目标应用程序在系统运行环境投入实时运行，完成一个工程项目。

1.3.2.结构按照成员构成划分

组态软件因为其功能强大，而每个功能相对来说又具有一定的独立性，因此其组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成。

其中必备的典型组件包括：

应用程序管理器

应用程序管理器是提供应用程序的搜索、备份、解压缩、建立新应用等功能的专用管理工具。在自动化工程设计工程师应用组态软件进行工程设计时，经常会遇到下面一些烦恼：经常要进行组态数据的备份；经常需要引用以往成功应用项目中的部分组态成果（如画面）；经常需要迅速了解计算机中保存了哪些应用项目。虽然这些要求可以用手工方式实现，但效率低下，极易出错。有了应用程序管理器的支持，这些操作将变得非常简单。

图形界面开发程序

是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统,供图形运行环境运行时使用。

图形界面运行程序

在系统运行环境下，图形目标应用系统被图形界面运行程序装入计算机内存并投入实时运行。

实时数据库系统组态程序

有的组态软件只在图形开发环境中增加了简单的数据管理功能，因而不具备完整的实时数据库系统。目前比较先进的组态软件（如力控等）都有独立的实时数据库组件，以提高系统的实时性，增强处理能力。实时数据库系统组态程序是建立实时数据库的组态工具，可以定义实时数据库的结构、数据来源、数据连接、数据类型及相关的各种参数。

实时数据库系统运行程序

在系统运行环境下，目标实时数据库及其应用系统被实时数据库系统运行程序装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务。历史数据的查询、检索、报警的管理都是在实时数据库系统运行程序中完成的。

I/O驱动程序

是组态软件中必不可少的组成部分，用于和I/O设备通讯，互相交换数据，DDE和OPCClient是两个通用的标准I/O驱动程序，用来和支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。多数组态软件的DDE驱动程序被整合在实时数据库系统或图形系统中，而OPCClient则多数单独存在。

扩展可选组件包括：

通用数据库接口（ODBC接口）组态程序

通用数据库接口组件用来完成组态软件的实时数据库与通用数据库（如Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Infomix、SQLServer等）的互联，实现双向数据交换，通用数据库既可以读取实时数据，也可以读取历史数据；实时数据库也可以从通用数据库实时地读入数据。通用数据库接口（ODBC接口）组态环境用于指定要交换的通用数据库的数据库结构、字段名称及属性、时间区段、采样周期、字段与实时数据库数据的对应关系等。

通用数据库接口（ODBC接口）运行程序

已组态的通用数据库连接被装入计算机内存，按照预先指定的采样周期，对规定时间区段按照组态的数据库结构建立起通用数据库和实时数据库间的数据连接。

策略（控制方案）编辑组态程序

策略编辑/生成组件

是以PC为中心实现低成本监控的核心软件，具有很强的逻辑、算术运算能力和丰富的控制算法。策略编辑/生成组件以IEC-1131-3标准为使用者提供标准的编程环境，共有4种编程方式：梯形图、结构化编程语言、指令助记符、模块化功能块。使用者一般都习惯于使用模块化功能块，根据控制方案进行组态，结束后系统将保存组态内容并对组态内容进行语法检查、编译。

编译生成的目标策略代码即可以与图形界面同在一台计算机上运行，也可以下装（Download）到目标设备（如PC/104、WindowsCE系统等PC-Based设备）上运行。

策略运行程序

组态的策略目标系统被装入计算机内存并执行预定的各种数据计算、数据处理任务，同时完成与实时数据库的数据交换。

实用通讯程序组件

实用通讯程序极大地增强了组态软件的功能，可以实现与第三方程序的数据交换，是组态软件价值的主要表现之一。通讯实用程序具有以下功能：

1.可以实现操作站的双机冗余热备用；

2.实现数据的远程访问和传送；

3.通讯实用程序可以使用以太网、RS485、RS232、PSTN等多种通讯介质或网络实现其功能。实用通讯程序组件可以划分为Server和Client两种类型，Server是数据提供方，Client是数据访问方，一但Server和Client建立起了连接，二者间就可以实现数据的双向传送1.4组态软件的功能现在的状况及将来的发展趋势1.4.1.总的发展趋势组态软件是工业应用软件的一个组成部分，其发展受到很多因素的制约。归根结底，应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。

未来的传感器、数据采集装置、控制器的智能化程度越来越高，实时数据浏览和管理的需求日益高涨，有的买主甚至要求在自己的办公室里监督定货的制造过程。有的装置直接内嵌“WebServer”，通过以太网就可以直接访问过程实时数据。即使这样，也不能认为不再需要组态软件了。

用户要求的多样化，决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有要求，直接用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式，因此直接用户的监控系统是始终需要“组态”和“定制”的。这就导致组态软件不可能退出市场，因为需求是存在的。

类似OPC这样的组织的出现，以及现场总线、尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连、开发I/O设备驱动软件的工作量。I/O驱动软件也逐渐会朝标准化的方向发展。

1.4.2.组态软件功能的变迁由单一的人机界面朝数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。最早的组态软件用来支撑自动化系统的硬件。那时侯，硬件系统如果没有组态软件的支撑就很难发挥作用，甚至不能正常工作。现在的情况有了很大改观。一方面软件部分地与硬件发生分离，大部分自动化系统的硬件和软件现在不是由同一个厂商提供，这样就为自动化软件的发展提供了可以充分发挥作用的舞台。

实时数据库的作用将进一步加强。实时数据库存储和检索的是连续变化的过程数据，它的发展离不开高性能计算机和大容量硬盘，现在越来越多的用户通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据。

在最终用户的眼里，组态软件在一个自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统就根本不能缺少组态软件。这其中的主要原因是软件的功能强大，用户也存在普遍的需求，广大用户在厂家强大的宣传攻势面前逐渐认清了软件的价值所在。

1.4.3.推动组态软件发展的动力需求是推动其发展的第一动力，市场会逐步扩大。组态软件市场的崛起一方面为最终用户节省了系统投资，另外也为用户解决了实际问题。现在用户购买组态软件虽然也需要一定的投资，但是和以前相比，投资额得到了大大降低。使用组态软件，用户可以做到“花了少量的钱，办成了大事情”。

中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件，另一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。

社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力。随着经济发展水平的提升，信息化社会将为组态软件带来更多的市场机会。

1.4.4.用户对组态软件的需求变化专用系统所占比例日益提高。组态软件的灵活程度和使用效率是一对矛盾，虽然组态软件提供了很多灵活的技术手段，但是在多数情况下，用户只使用其中的一小部分，而使用方法的复杂化又给用户熟悉和掌握软件带来的很多不必要的麻烦。这也是现在仍然有很多用户还在自己用VB编写自动化监控系统的主要原因。在有些应用领域，自动监控的目标及其特性比较单一（或可枚举，或可通过某种模板自主定义、添加、删除、编辑）且数量较多，用户希望自动生成大部分自动监控系统，例如在电梯自动监控、动力设备监控、铁路信号监控等应用系统。这种应用系统具有一些“傻瓜”型软件的特征，用户只需用组态软件做一些系统硬件及其参数的配置，就可以自动生成某种特定模式的自动监控系统，如果用户对自动生成的监控系统的图形界面不满意，还可以进行任意修改和编辑，这样既满足了用户对简便性的要求，又同时配备比较完善的编辑工具。

组态软件应该向更多的应用领域拓展和渗透。目前的组态软件均产生于过程工业自动化，很多功能没有考虑其他应用领域的需求。例如：化验分析（色谱仪、红外仪等，包括在线分析）、虚拟仪器（例如LabView的口号是TheSoftwareistheInstrument）、测试（如测井、机械性能试验、碰撞试验等的数据记录与回放等）、信号处理（如记录和显示轮船的航行数据：雷达信号、GPS数据、舵角、风速等）。这些领域大量地使用实时数据处理软件，而且需要人机界面，但是由于现有组态软件为这些应用领域考虑得太少，不能充分满足系统的要求，因而目前这些领域仍然是专用软件占统治地位。随着计算机技术的飞速发展，组态软件应该更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步减少这些行业在自动测试、数据分析方面的软件成本，提高系统的开放程度。

嵌入式应用进一步发展，在过去的十年间，工业PC及其相关的数据采集、监控系统硬件的销售额一直保持高额增长。工业PC的成长是因为软件开发工具丰富，比较容易上手，而用户接受工业PC的主要原因是一次性硬件成本得到了降低，但是后续的维护和升级费用明显高昂，经常带来一些间接损失。商品化嵌入式组态软件可以有效地解决工业PC监控系统的工作效率、维护和升级等问题，彻底摆脱个人行为的束缚，使工业PC监控系统大踏步走入自动化系统高端市场。

1.4.5.影响组态软件发展的因素软件质量是影响产品发展的主要因素。在竞争不断加剧的今天，企业规模、科研开发的投入量、质量体系建设情况等对组态软件的质量影响甚大。

1.4.6.未来技术走势

很多新的技术将不断地被应用到组态软件当中，组态软件装机总量的提高会促进在某些专业领域专用版软件的诞生，市场被自动地细分了。为此，一种称为“软总线”的技术将被广泛采用。在这种体系结构下，应用软件以中间件或插件的方式被“安装”在总线上，并支持热插拔和即插即用。这样做的优点是：所有插件遵从统一标准，插件的专用性强，每个插件开发人员之间不需要协调，一个插件出现故障不会影响其他插件的运行。XML技术将被组态软件厂商善加利用，来改变现有的体系结构，它的推广也将改变现有组态软件的某些使用模式，满足更为灵活的应用需求。

1.4.7.国际化及入世的影响长期以来，中国的组态软件市场都是由国外的产品占主角，中国本土的组态软件进入国际市场还有很长的路要走，需要具有综合优势。中国的工程公司、自动化设备生产商在国际市场取得优势对组态软件进入国际市场也具有一定的推动作用。相信民族组态软件的崛起是迟早的事情。

与其他软件产品相比，组态软件和IT类软件不同，有自己的特殊性，具有系统的概念，使用范围也不是很广，面临的国际竞争没有其他类似办公软件或操作系统那样激烈，因此中国的本土软件很容易崛起。但是毕竟我们是跟在国外产品的后面发展起来的，要想全面超过国外的竞争对手，就必须坚持走好自己的道路，尽量减少效仿，突出特色，以客户需求为中心，积极创新。只有这样，本土的软件才能够具有稳固的根基。第二章基于MCGS组态软件开发水位控制系统简介在工业生产中，大多数过程是非线性的。对于非线性程度不高的过程，可以当作线性过程处理。要控制好极端非线性过程，则相当困难。在《过程控制》教学中，对三个相互连通的不规则形状水箱水位进行测控处理并分析，就属于极端非线性控制。该系统传统的开发手段是采用单片机等控制设备设计，但如果采用组态软件开发该系统则可以实现多次开发、适时采集监控等功能。该测控系统主要有两种设计途径：一是采用VB、VC等可视化工具从低层开发；二是利用工控组态软件进行二次开发。但由于VB、VC开发难度大，开发周期长，因此大多工程项目的开发都采用工控组态软件来实现。组态软件国外有美国的FIX系列产品，澳大利亚的WIZCON，国内有组态王、MCGS、世纪星、开物等。国内软件开发比较晚，但吸取了其他组态软件的优点。采用了最先进的设计理念，所以可以与国外的组态软件相媲美，同时在价格上是国外软件的1／3～1／8。其中北京昆仑公司的MCGS就是重要的组态软件之一，该软件曾开发上海东方明珠电视塔消防控制系统、北京西客站灯光电源控制系统、北京中央电视台消防供水系统等著名工程。

2.1MCGS5.1概述特点及组成MCGS5.1(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于MicrosoftWindows95／98／Me／NT／2000等操作系统。MCGS提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

MCGS5.1软件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，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。两部分互相独立，又紧密相关，如图1所示。图1MCGS软件系统结构图运用MCGS5.1建立运行程序的一般过程(1)启动McGs组态环境，建立工程项目。

(2)进行设备配置。设备配置的目的是实现上下位机通讯，即实现计算机与智能仪表之间的连接。通过设备窗口配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。

(3)构造数据库。在实时数据库窗口建立新的数据库文件。要求与设备要求的数据库一致。该窗口定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。

(4)制作图形画面，在用户窗口实现。主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成水位变化的动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。

(5)在主控窗口建立新工程。主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。

(6)定义动画链接。动画链接是将动画与数据库变量建立联系，当数据库变量发生改变时动画就可以表现出来。即当水箱中水位发生变化时，动画可以适时显示。

(7)运行与调试。当以上步骤完成以后，先进行组态检查通过后就可以进入运行环境调试。2.2水箱水位控制系统的设备组成双储液罐水位控制系统由上位机和智能调节仪两部分组成。上位机由四个画面组成。实时数据采集，历史数据记录，运行动画，通讯状态组成。MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是DLL(动态连接库)文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分。完成整个系统的通讯过程，设备关系如图2所示。下位机由宇光AI-808智能仪表构成，实现对水位数据的采集和控制。宇光一智能仪表是利用RS232／RS485和上位机进行通讯的人工智能工业调节器，该设备构件用于MCGS操作和通过串行I=I读写仪表的数据。根据实际应用的需要来正确设置仪表的各项参数，也可通过本构件的设备命令设置仪表的部分参数。图2上下位机组成结构图属性设置

要使MCGS能正确操作宇光——智能仪表，先设置该构件的属性：

(1)仪表的地址，必须和仪表Addr参数设置一致。

(2)用于设置仪表的输入范围。

(3)设置仪表的SV值方式，不设置SV值表示只读SV值，自动设置SV值表示写SV。

(4)设置仪表的OP值方式，不设置OP值表示只读OP值，自动设置OP值表示写OP。

(5)设置数据的小数点位置，必须和宇光仪表的小数点位置参数一致，因字光仪表在通讯过程中传递的数据不带小数点，上位机通过此参数设置值来确定数据的大小。设备命令

宇光——智能仪表可通过设备命令实现其全部通讯功能，其命令格式如下L8：

Read(Cmd，PV，SV，OP，dat)：读取仪表的PV值，SV值，OP值，Dat值，Cmd为命令代号，PV为存储读取的PV值的变量，SV为存储读取的SV值的变量，OP为存储读取的OP值的变量，Dat为存储读取的Dat值的变量，Dat值的含义由Cmd的值决定。

Write(Cmd，Dat)：写仪表的Dat值命令，Cmd为命令代号，Dat为写入的数据，Dat值的含义由Cmd的值决定。Cmd的值需要根据试验结果进行标定和修正。

Cmd的值包括：SV／SteP(上限报警)、HlAL(给定值／程序段)、LoAI(下限报警)、dHAL(正偏差报警)、dlAI(负偏差报警)、dF(回差)、CtrL(控制方式)、M50(保持参数)、P(速率参数)、t(滞后参数)、CtI(控制周期)、Sn(输入规格)、diP(小数点位置)、dlL(下限显示值)、dIH(上限显示值)、CJC(冷端补偿)、Sc(传感器修正)、oP1(输出方式)、(oPl输出下限)、oPH(输出上限)、CF(系统功能选择)、Baud(波特率／程序运行控制字)、Addr(通讯地址)、d1(数字滤波)、run(运行参数)、Loc(参数封锁)等。

2.2.3设备命令的实现方法

MCGS运行策略的设备操作构件实现，具体操作如下：

(1)在运行策略中新建一个用户策略；

(2)在策略工具箱中选取设备操作构件；

(3)在设备操作构件的属性页选取执行指定设备命令，在其后的输入框中输入设备命令，即在脚本程序中执行如下函数实现SetDevice(DevName，Devop，CmdStr)：按照设备名字对设备进行操作。

2.2.4设备调试

设备调试在“设备调试”属性页中进行，以检查和测试模块是否正常工作．在进行调试前，要先接好模块电源和串行通讯线，把模块地址、波特率和各种参数设置正确、Addr参数必须和模块地址一致，串口号、波特率、数据位位数、停止位位数、校验方式必须和父设备的设置一致，打开主机即可调试。(注意：对通讯状态通道调试时，通道值一列显示设备通讯状态，0表示通讯成功，1表示通讯失败。对模拟量输入通道调试时，通道值一列显示模拟量输入通道的实际测量值。对模拟量输出通道调试时，通道值一列输入要输出的值。)

2.3采用MCGS开发双储液罐水位控制系统结语采用MCGS开发双储液罐水位控制系统，是模拟现代工业生产过程中对液位进行测量、控制，观察其变化特性，研究过程控制规律的试验系统，具有过程控制的动态过程一般特点(大惯量、大延时、非线性)。经过长期实验，运行稳定，数据采集准确可靠，为理论分析过程控制实验的实现奠定了基础。第三章双储液罐水位控制系统的硬件组成及设备的选择3.1水箱对象对象由水罐、水泵、调节阀、出水阀几部分组成。．水箱水箱是储藏水的容器，假定水箱高3m，上限为2.6m，下限为0.5m。.水泵水箱里面的水是靠水泵从水源抽水而来的。水泵采用单相泵（带电容），正常时额定电压为220V（电源电压不得低于10%，一面烧毁电机）调节阀采用ZAZP电动阀，ZAZP电动精小型单座、套筒调节阀是DKZ型电动单元组合仪表中的执行单元，它是生产过程自动调节系统中的重要环节之一。它以电源为动力接受统一的标准信号0～10mA或4～20mA.DC，将此转为与输入信号相对应的上下位移，自动地操纵阀门，改变阀门的开启程度，从而达到对工业介质流量、压力、温度和液位等参数的自动调节。因而广泛应用于化工、石油、冶金、电站和轻纺等工业生产过程的自动调节和远程控制。本系列产品有标准型、波纹管密封型、夹套保温型等多种品种。产品公称压力等级有PN1.6、4.0、6.4MPa；公称通径范围DN20～400。出水阀采用ANSIClass150～2500Lb出水阀，工作温度≤600℃的石油、化工、火力电站等各种工况的管路上，切断或接通介质。适用介质为：水、油品、蒸汽等。操作方式有：手动、齿轮传动、电动、气动等。3.2水位、温度检测与控制设备水位传感器为了监控水箱的水位，必须依靠一定的检测设备第微毫水箱水位这个重要参数进行检测。在这里选用ST-2001GP4BM1B2型扩散硅压力传感器，量程为29.4kPa，当水位为3m，输出电流为20mA，当水位为0m时，输出电流为4mA。温度变送器为了监控水箱的温度，必须依靠一定的检测设备对水箱温度这个重要参数进行检测。在这里采用KZW系列温度变送器KZW系列温度变送器简介：一、用途：

KZW系列温度变送器采用先进的集成电路模块技术组成，可与热电偶温度传感器（或热电阻温度传感器）配合，使mV（或电阻）信号变成标准的电流或电压信号进行传输。可广泛适用于电力、石油、建材、科研等行业的温度测量。。二、特点：

1.热电偶（或热电阻）温度变送器是与传感器组成一体，使用极为方便。

2.一体化热电偶温度传感器在现场不须使用补偿导线，一体化热电阻传感器在现场只须使用二线制。避免了因导线质量，在长距离传输中引起的误差，提高了工程的质量。因此，简化了工程，降低了工程造价。

3.热电偶温度变送器内设冷端补偿器、放大器、电压调整器、V/I变换器、电压反向保护功能、传感器开路报警功能、变送器限流保护功能、输出恒流特性、线性校准功能。

热电阻温度变送器内设R/V变换器、放大器、V/I变换器、电压反向保护功能、传感器开路报警功能、变送器限流保护功能、输出恒流特性、线性校准功能。

4.量程可调，且量程调整与零点调整互相独立。

5.独有的抗干扰设计，使之安全可靠工作。

6.进口元器件，全面采用表面贴装工艺。三、主要技术特点：

1.输入信号：热电偶（K、E、S）；热电阻（Pt100、Pt1000、Cu50、Cu100）。

2.输出信号：4-20mADC,与被测温度呈线性关系，二线制传输；1—5V，0—5V，0—10V，0—10mA,0—20mA与被测温度呈线性关系，三线制传输。

3.测量范围：—200℃---1600℃(根据所选的热电阻或热电偶)

4.精度：±0.2%F.S，±0.5%F.S

5.电源：24VDC（12V---32VDC）

6.传感器断线限流和上限报警：25mADC>输出信号>21mADC。

7.负载能力：电流输出≤500Ω，电压输出≥1KΩ。

8.使用：热电偶温度变送器内部配有冷端补偿器，热电阻温度变送器输入可由用户选择二线制或三线制。

9.功耗：<0.5W10.重量：<50gA.⑴.根据用户要求按线路图接线。

⑵.根据用户要求按分度表列出温度值，热电阻值，电流值三者的对应值。

⑶.用电阻箱逐点进行校验。

产品精度为±0.2%，±0.5%。

B．检验输入信号断路限流保护功能和上限报警功能。

25mADC>电流表指示>21mADC

C．检验输出恒流特性：改变250Ω，使之在0—500Ω之间变化。误差<0.5%

2．热电偶温度变送器（输出二线制）

A．

⑴.按线路图接线。

⑵.根据用户要求按分度表列出温度，mV，电流三者对应值。

⑶.测出测试现场的温度值，查出对应的mV值X（冷端补偿值）

⑷.每个测试点扣除X值，即为对应的温度和电流值。

产品精度为：0.5%

B．检验输入信号断路限流保护功能和上限报警功能。

25mADC>电流表指示>21mADC

C．检验输出恒流特性：改变250Ω，使之在0—500Ω之间变化。

误差：<0.5%

.配电器配电器的作用是为水位传感器提供24V电源，同时将水位传感器与计算机接口进行了电气隔离，提高了系统的可靠性，配电器的型号为DFP-2100。稳压电源稳压电源为配电器、水位传感器、智能模块、接触器提供24V工作电源。稳压电源的型号为DFY-3110，最大输出电流为10A。接触器由于PLC的输出触点容量较小（电流小于2A），一般不能用于直接控制交大功率的电气设备，故需要外加接触器，以便能够对水泵进行控制。这里选用CZ18-40型直流接触器，其触头额定电压为440V，额定电流为40A，吸引线圈电压为24V。电加热器因为要对水的温度进行控制，可以通过电加热器的通断进行控制。这里采用散热式电热器。3.3I/O接口设备显然系统有4路模拟量输入（AI），4路开关输出（DO）。可以选用研祥PCL818L多功能板卡作为I/O接口设备。PCL818L简介：PCL-818L是为IBM或其他兼容计算机设计的一款高性能、高速多功能数据采集卡。PCL-818L具备所有数据采集卡的功能，例如，A/D，D/A转换，DIO和定时/计数器，本卡的高规格使其在需要高速采集的情况下得到广泛应用。PCL-818L为低电平输入(例如，热耦合信号测量)提供专门的高增益可编程仪表放大器。

PCL-818L板卡在全部增益下最高可达到100kS/s高速采样率。PCL-818L具有16路单端输入和双极性输PPCL-818L具有2路12位双缓冲模拟输出，16路数字输入和16路数字输出，1个通用定时/计数器。

功能:

12位A/D分辨率

最高达100kS/s的采样率

16通道单端或8通道差分输入

单级或双极模拟输入范围

可编程的增益设置：×0.5，×1，×2，×4，×8

测量范围:

双极性:±10V,±5V,±2.5V,±1.25V,±0.625V

单极性:0～10V,0～5V,0～2.5V,0～1.25V

测量精度:

增益10.01%ofFSR±1LSB

增益2,40.02%ofFSR±1LSB

增益8,160.04%ofFSR±1LSB

自动模拟输入扫描

模拟输入支持DMA传输方式

2通道12位多路切换模拟输出

16通道TTL数字输入和16通道TTL数字输出

1通道16位通用定时/计数器

支持系统:

DOSWindows95/98/2000/XPLinux

开发例程:

VBVC++CBCBDELPHILABVIEW特性：

16路单端或8路差分模拟输入通道

双极性或单极性输入信号

可编程增益，增益(x0.5,x1,x2,x4,x8)

板上采样保持

两个12位单片乘法模拟输出通道

16路数字输出通道

16路数字输入通道

3个可编程16位向下计数器

可编程采样速率，DMA传输模式下最高到66KHz

三个A/D触发模式：软件触发，可编程定时器触发，外部脉冲触发

AT中断IRQ能力：11级IRQ(IRQ3~IRQ15)都是跳线可选

整数DC-DC转换器，提供稳定的模拟输入电源

37芯D型接口

小尺寸：半长PCB

规格：

模拟输入

转换器：B.B.ADS574,连续近似型

输入通道:16路单端或8路差分

分辨率:12位

输入范围:(软件控制)

双极性:±10V,±5V,±2.5V,±1.25V,±0.625

单极性:0~10V,0~5V,0~2.5V,0~1.25V

转换时间：8μsecretary

过电压保护：连续最大±35V增益=0.5,10.01%ofFSR±1LSB

增益=2,40.02%ofFSR±1LSB

增益=80.04%ofFSR±1LSB

输入阻抗:10MΩ

触发模式:软件触发、内部定时器触发、外部脉冲触发

数据传输:程序控制，中断，DMA

数据吞吐量：100KHz(最大)模拟输出：（D/A转换器）

输出通道:2路双缓冲模拟输出

分辨率:12位

输出范围内部参考：（单极性）0~5Vor0~10V

外部参考：（单极性）最大.+10Vor-10V

转换器:B.B.DAC7548或类似元件，单片乘法

稳定时间:30μsecretary

线性:±1/2bitLSB

输出驱动:±5mA最大数字I/O（DIO）

通道:16TTL兼容输出和输出

输出电压:低:最小0V;Max.0.8V

高：最小+2.0V

输入负载:低:+0.5V@-0.4mA最大

高:+2.7V@+0.05mA最大

输出电压:低:最小.0V;最大0.4V

高:最小.+2.4V

驱动能力:低:最大.+0.5Vat8.0mA(灌)

高:最小2.7Vat0.4mA(源)

可编程计数器

设备:8254

A/D定时触发器:32位定时器（两个16位计数器级连），带一个2MHz时基

定时触发器输出:0.00046Hz~0.5Mhz

A/D定时器：32位定时器（两个16位计数器级连），带一个2MHz时基

定时触发器输出:0.00046Hz~0.5Mhz

计数器：一个16位计数器，带内部2MHz时基或外部时钟源

通用规范

I/O基址:16个连续地址位置

中断IRQ:IRQ3,...,IRQ15(9级)

DMA通道：通道1和通道3

接口:37芯D型接口

运行温度:0oC~55oC

储存温度:-20oC~80oC

湿度:5~95%,无凝结

功耗:+5V@200mA最大+12V@100mA最大

尺寸:162mm(L)X115mm(W)

主要特点

方便可靠的螺丝端子接线块

尺寸：102mmx114mm(4"x4.5")外形如图：

图3.1PCL818L板卡3.4接线端子板PCL818L接口卡安装在计算机箱内的ISA扩展槽上，为便于对象与PCL818L板卡之间接线，板卡生产厂提供了相应的接线子板，端子板可安装在机箱外适当处。DO通道选用继电输出端子板PCLD-9138，AI通道可选用PCLD-780-880端子板。PCLD9138端子板简介：PCLD-913820针扁平电缆通用连接器

20针扁平电缆通用连接器简介:

20针扁平电缆通用连接器

功能:

带两个20芯电缆插头的螺钉端子板

面包板用于断路检测、低通滤波、电流关闭和电压衰减

尺寸：130mmX78mm

输出接口工业螺丝端子外形如图：图3.2PCLD9138端子板PCLD-880研华螺丝端子板简介：主要特点支持带有db-37接口的pc-labcards数据采集控制卡能在恶劣环境中可靠安装的工业级端子板尺寸：221mmx115mmPCLD-880通用螺丝终端板卡,为数据采集卡的20管脚的平板电缆连接器提供方便和可靠的信号配线.PCLD-880可以在专门的pcb区域安装无源器件,轻松构建自己的信号调理电路.可以方便的将电阻或电容安装在端子板的专门区域,构建自己的低通滤波器,衰减器或电流-电压转换器.外形如图：图3.3PCLD880端子板3.5计算机工业控制计算机（IPC）及配套的显示器、打印机等。MCGS组态软件，导线、万用表、螺丝刀等工具。第四章双储液罐水位控制系统主电路及设备连接4.1系统组成系统组成被控对象由上、下两个储液罐组成，如图4.1所示。上下水位和温度分别经过2个扩散硅压力变送器和温度变送器检测后，变成4~20mA信号输出给计算机。水位控制通过4个阀门、一个水泵进行。温度控制通过控制电加热器的通断进行。系统组成如图图4.1系统组成罐上检测及控制元件名称及作用罐上检测及控制元件名称及作用如表4.1名称作用信号类型下罐进水阀下罐进水电磁阀（D0），0为开阀下罐排水阀下罐排水电磁阀（D0），0为开阀上罐进水阀上罐进水电磁阀（D0），0为开阀循环泵上罐进水电磁阀（D0），0为工作上罐排水阀上罐排水电磁阀（D0），0为开阀扩散硅压力变送器上、下水位检测4~20ma(1~5v)(AI)温度变送器上、下罐温度检测4~20ma(1~5v)(AI)电加热器加热晶闸管控制（D0），0为加热下罐液位高限开关检测下罐液位高越限开关（DI），0为接通下罐液位低限开关检测下罐液位低越限开关（DI），0为接通上罐液位高限开关检测上罐液位高越限开关（DI），0为接通4.2系统信号流向温度、液位4路模拟信号经变送器转换成4~20mA信号后，经250欧电阻转换成1~5V，分别送显示仪表和计算机（本系统采用仪表显示和计算机显示两套显示设备）。进计算机前信号先经PCLD-9138端子板送入PCL-818L，经A/D转换后，被计算机采集到。根据采集到的信号情况，计算机输出控制信号给PCL-818L，在经PCLD-880端子板送给74LS07驱动中间继电器，使其得电后控制各电磁阀和水泵的通断。信号检测电路如图4.2图4.2信号检测电路4.3控制电路控制要求及控制电路对两个水罐的水位、温度进行检测，并将上、下水罐水位和温度控制在给定值。水位给定值运行中在画面上人工输入，系统应具有手动和自动两种控制功能。控制电路如图4.3图4.3控制电路自动控制策略（1）下罐水位很低时（-40mm以下），停止一切排水，双进水（下罐进水，上罐排水）。（2）下罐水位较低时（-30~-20mm），停止一切排水，单进水（上罐排水或下罐进水）。（3）下罐水位正常（-10~+10mm），不排水不进水。（4）下罐水位较高（+20~+30），单排水（下罐排水或上罐进水）。（5）下罐水位很高（+40mm以上），双排水（下罐排水，上罐进水）。（6）上罐水位较低时（-30~-20mm），停止排水（下罐排水或上罐进水）。（7）上罐水位正常（-10~+10mm），不排水不进水。（8）上罐水位较高（+20~+30），停止进水（上罐排水）。（9）上罐温度较低时上电加热器通电加热正常后自动断电（10）下关温度较低时下罐电加热器通电加热正常后自动断电4.4硬件连接PCL818LI/O接口卡的安装：a.断开所有电源，以防发生危险。b.将PCL-818L卡插入计算机机箱内任何一个空余ISA扩展槽上，再将挡板固定螺丝压紧，和上机箱。C.用37芯D型头连接PCL-818L和PCLD-880接线端子板。d.用20芯扁平电缆连接PLC-818L和PCLD-9138接线端子板。PCL-818L接口卡驱动程序的安装，启动计算机，插入驱动程序光盘，按提示进行安装既可。其他元件对照图4.4接线安装。图4.4系统接线图第五章基于MCGS组态软件开发水位控制系统的设计5.1建立工程（1）开机后，首先双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，出现图5.1所示画面。屏幕中间为工作台。（2）单击文件采单，弹出下拉采单，单击新建工程，如图5.2所示。图5.1MCGS组态环境图5.2新建工程（3）单击文件采单，弹出下拉采单，单击工程另存为，弹出文件保存窗口，如图5.3所示。图5.3保存窗口（4）在文件名一栏内输入工程名双储液罐水位控制系统，单击保存按钮，工程建立完毕。5.2定义变量变量分配变量定义即数据对象定义前需要对系统进行分析，确定需要的变量。本系统至少有9个变量，见表5.4变量名类型初值液位1数值型0液位2数值型0温度1数值型0温度2数值型0水泵开关型0调节阀1开关型0调节阀2开关型0出水阀1开关型0出水阀2开关型0表5.4变量分配表变量定义步骤（1）单击工作台中的实时数据库选项卡，进入实时数据库窗口页，如图5.5所示。窗口中列出了系统已有的变量名称。其中一部分为系统内不建立的数据对象。讲表5.4中定义的数据对象添加进去。图5.5实时数据库（2）单击工作台右侧新增对象按钮，在数据对象列表中立即出现了一个新的数据对象。如图5.6所示。图5.6新增数据对象（3）选中该数据对象，单击右侧对象属性按钮或直接双击该数据对象，弹出数据对象属性窗口，如图5.7所示。图5.7数据对象属性设置窗口（4）将对象名称改为：液位1；对象初值改为：0；对象类型改为：数值型；对象内容注释栏填入水罐1水位，AI通道，ADS0，0-12m，0-5V。（5）单击确定按钮。（6）重复2~5，定义其他7个数据对象，对象初值应设为无效状态。（7）单击保存按钮。设备与变量连接（1）设备驱动程序安装步骤：a.单击工作台中的“设备窗口”选项卡，进入“设备窗口页”。b.单击右侧“设备组态”图标或双击“设备窗口”图标，弹出设备窗口。c.单击“工具箱”图标，弹出“设备工具箱”窗口。d.单击“设备管理”按钮，弹出“设备管理”窗口。e.在左侧“可选设备”列表中，双击“板卡”，弹出板卡列表。f双击“研祥板卡”。g.双击“PCL-818L”。h.双击“研祥PCL-818L”，右侧“选定设备”列表中出现“研祥PCL-818L”，单击“确定”按钮。i.在右侧“设备工具箱”列表中双击“研祥-PCL-818L”，设备被添加到左侧设备组态窗口中，出现“设备-0-[研祥-PCL-818L]”。j.单击“保存”按钮。（2）设备属性设置步骤a.双季左侧“设备窗口”的“设备0-[研祥PCL-818L]”，进入“设备属性设置”窗口，如图5.8所示。图5.8PCL-818L基本属性设置b.根据实际情况设置“基本属性”页，单击“确定”按钮。其中“I/O基地址[16进制]”：与板卡上地址跳线开关的设置有关，出厂设置为300H。“AD输入量程”：可选+10V、+5V或+2.5V。本系统压力变送器输出0~5v，所以选+5V。“AD输入量程范围”：可选+10或+5。选+5的含义是：输入电压为-5（最小）时，对应A/D转换值为-5；输入电压为+5（最大）时对应A/D转换值为5。c.按图5.9、5.10设置“通道连接”页，将9个变量和板卡进行连接。单击“确定”按钮。图5.9模拟量输入通道连接图5.10开关量输出通道连接d.进入“数据处理”页，双击序号“*00”（如图5.11所示），弹出“通道处理设置”对话框，如图5.12所示。图5.11数据处理窗口图5.12数据处理方式选择窗口e.单击“=5\*GB3⑤工程转换”，弹出“工程量转换”窗口，如图5.13所示。图5.13工程量转换参数输入窗口f.按图5.13进行设置，单击“确定”按钮。这样设置的含义是：0通道即液位1通道AD转换结果为0时，对应液位为0m；为5时对应液位为12m。用同样的方法对液位2做工程转换。注意工程最大值应设为9。g.用同样的方法在“数据处理”页设置通道1、2、3（液位2、温度1、温度2）将工程量最大值改为9、100、100，其余不变。h.连接水位对象和板卡，接通压力边送器等对象的电源，进入“设备调试”页。i.对水泵、调节阀、出水阀等通道进行置1和清0操作，可看到水泵、调节阀、出水阀在相应动作，随动作进行，通道0和通道1中的数据随液位变化。如果动作和液位显示结果都正确，表明设备连接成功。j.断开水位对象电源。5.3画面的设计和编辑建立画面（1）单击屏幕左上角的工作台图标，弹出“工作台”窗口。（2）单击“用户窗口”选项卡，进入“用户窗口”页。（3）单击右侧“新建窗口”按钮“窗口0”图标，如图5.14所示。图5.14新建用户窗口（4）单击“窗口属性”按钮，弹出“用户属性设置”窗口，如图5.15所示。图5.15设置用户窗口的属性（5）在“基本属性”页的“窗口名称”栏内填入“双储液罐水位监控画面”，“窗口位置“选最大化显示”，其他不变。单击“确定”按钮，关闭窗口。（6）观察“工作台”的“用户窗口”，“窗口0”图标已变为“双储液罐水位监控画面”，如图5.16所示。选中“双储液罐水位监控画面”，单击右键，弹出下拉采单，选中“设置为启动窗口”，当MCGS运行时，将自动加载该窗口。（7）单击“保存”按钮。图5.16设置后的用户窗口图标编辑画面（1）进入画面编辑环境。（2）利用“标签”（文字）工具写入文字“双储液罐水位监控系统”，调整大小及位置。（3）利用“插入元件”工具从“储存罐”中选择罐20，画罐1，调整大小及位置。（4）利用“插入元件”工具从“储存罐”中选择罐14，画罐2，调整大小及位置。（5）利用“插入元件”工具从“泵”中选择水泵12，画水泵，调整大小及位置。（6）利用“插入元件”工具从“阀门“中选择阀6和阀33，画4个阀，调整大小和位置。（7）利用“插入元件”工具从“传感器”中选择传感器4和传感器11，调整大小和位置。（8）利用“流动块”工具在水泵、罐1、调节阀、罐2、出水阀之间画流动块。（9）利用“插入元件”工具从“马达”中选择马达2画2个马达（表示电加热器）调整大小和位置。（10）利用“文字”工具写入“罐1”、“罐2”、“水泵”、“上进水阀”、“上出水阀”、“下进水阀”、“下出水阀”、“温度变送器1”、“温度变送器2”、“压力变送器1”、“压力变送器2”、“点加热器1”、“电加热器2”，对画面进行注释。（11）保存。画完后如图5.17所示：图5.17双储液罐水位监控系统画面图动画连接（1）液位的模拟输入：a.进入水位监控窗口。b.选中“工具箱”中的“滑动输入器”图标，鼠标呈“十”字形，在罐2的右边按住左键拖动出一个滑动块。c.参考图5.17调整位置及大小。d.双击滑动块，弹出属性设置窗口。按照如下参数进行设置：●在“基本属性”页中，滑块指向：指向左（上）。●在“刻度与标注属性”页中，主划线数目：5。●在“操作属性”页中，对应数据对象名称：液位1；滑块最右（下）边时对应值：12。●其他不变。e.在制作好的滑动块右变写文字标签“液位1输入”。f.用同样的方法制作液位2、温度1、温度2的滑动块和标签，注意“操作属性”页中，对应数据对象名称：液位2、温度1、温度2；滑块最右（下）边时对应值：9、100、100。（2）液位实时显示动画效果的制作：a.利用“标签”工具在罐1旁边写如文字“****”，调整大小及位置。b.双击文字“****”，弹出“属性设置”对话框。c.在“基本属性”页选择“显示输出”。d.在“显示输出”页设置表达式1：液位1；输出值类型：数值量输出；小数位数：2，其余不变。这样设置后，系统运行时，文字“****”将显示液位1的实际值。e.用同样的方法在罐2旁写入文字“****”，与液位2显示进行显示动画连接。f.存盘，进入运行环境。发现两个文字标签都显示0。g.将光标移至液位1滑动输入的指针处，光标变成手形，按住鼠标想右拖动指针，液位显