1 MCGS 组态软件简介1.1 MCGS组态软件的功能和特点MCGS即"监视与控制通用系统",英文全称为Monitor and Control Generated SystemMCGS 是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件,具有功能完善、操作简便、可 视性好、可维护性强的突出特点MCGS 工控组态软件的功能和特点可归纳如下:1. 概念简单,易于理解和使用普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成 多数简单工程项目的监控程序设计和运行操作用户可避开复杂的计算机软硬件问题,集中精 力解决工程本身的问题,按照系统的规定,组态配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位 机监控系统2. 功能齐全,便于方案设计 MCGS 为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段,从设备 驱动(数据采集)到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各个 环节,均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用,用户只需根据工程作业的需要和特点,进 行方案设计和组态配置,即可生成用户应用软件系统3•实时性与并行处理MCGS充分利用了 Windows操作平台的多任务、按优先级分时操作 的功能,使PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。
工程作业中,大量的数据和信息需要及 时收集,即时处理,在计算机测控技术领域称其为实时性任务关键任务,如数据采集、设备驱 动和异常处理等另外许多工作则是非实时性的,或称为非时间关键任务,如画面显示,可在 主机运行周期时间内插空进行而像打印数据一类的工作,可运行于后台,称为脱机作业oMCGS 是真正的32位系统,可同时运行于Microsoft Windows95, 98和Microsoft Windows NT平台, 以线程为单位进行分时并行处理4•建立实时数据库,便于用户分步组态,保证系统安全可靠运行MCGS组态软件由主控 窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成其中的“实时数据库”是整 个系统的核心在生成用户应用系统时,每一部分均可分别进行组态配置,独立建造,互不相 干;而在系统运行过程中,各个部分都通过实时数据库交换数据,形成互相关联的整体实时 数据库是一个数据处理中心,是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区各个部件独 立地向实时数据库输入和输出数据,并完成自己的差错控制5. 设立“设备工具箱”,针对外部设备的特征,用户从中选择某种“构件”,设置于设备 窗口内,赋予相关的属性,建立系统与外部设备的连接关系,即可实现对该种设备的驱动和控 制。
不同的设备对应于不同的构件,所有的设备构件均通过实时数据库建立联系,而建立时又 是相互独立的,即对某一构件的操作或改动,不影响其它构件和整个系统的结构,从这一意义 上讲,MCGS是一个“设备无关”的系统,用户不必因外部设备局部改动,而影响整个系统6. “面向窗口”的设计方法,增加了可视性和可操作性以窗口为单位,构造用户运行系 统的图形界面,使得MCGS的组态工作既简单直观,又灵活多变用户可以使用系统的缺省构 架,也可以根据需要自己组态配置,生成各种类型和风格的图形界面,包括DOS风格的图形界 面、标准 Windows 风格的图形界面以及带有动画效果的工具条和状态条7. 利用丰富的“动画组态”功能,快速构造各种复杂生动的动态画面以图象、图符、数据、曲线等多种形式,为操作员及时提供系统运行中的的状态、品质及异常报警等有关信息 用变化大小、改变颜色、明暗闪烁、移动翻转等多种手段,增强画面的动态显示效果图元、 图符对象定义相应的状态属性,即可实现动画效果同时,MCGS为用户提供了丰富的动画构 件,模拟工程控制与实时监测作业中常用的物理器件的动作和功能每个动画构件都对应一个 特定的动画功能如:实时曲线构件、历史曲线构件、报警显示构件、自由表格构件等。
8. 引入“运行策略”的概念复杂的工程作业,运行流程都是多分支的用传统的编程方 法实现,既繁琐又容易出错MCGS开辟了 “策略窗口”,用户可以选用系统提供的各种条件 和功能的“策略构件”,用图形化的方法构造多分支的应用程序,实现自由、精确地控制运行 流程,按照设定的条件和顺序,操作外部设备,控制窗口的打开或关闭,与实时数据库进行数 据交换同时,也可以由用户创建新的策略构件,扩展系统的功能9. MCGS 系统由五大功能部件组成,主要的功能部件以构件的形式来构造不同的构件有 着不同的功能,且各自独立三种基本类型的构件(设备构件、动画构件、策略构件)完成了 MCGS 系统三大部分(设备驱动、动画显示和流程控制)的所有工作用户也可以根据需要, 定制特定类型构件,使MCGS系统的功能得到扩充这种充分利用“面向对象”的技术,大大 提高了系统的可维护性和可扩充性10. 支持OLE Automation技术MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象, 提供了一套开放的可扩充接口,用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的 功能11. MCGS 中数据的存储不再使用普通的文件,而是用数据库来管理一切。
组态时,系统生 成的组态结果是一个数据库;运行时,数据对象、报警信息的存储也是一个数据库利用数据 库来保存数据和处理数据,提高了系统的可靠性和运行效率,同时,也使其它应用软件系统能 直接处理数据库中的存盘数据12. 设立“对象元件库”,解决了组态结果的积累和重新利用问题所谓对象元件库,实际 上是分类存储各种组态对象的图库组态时,可把制作完好的对象(包括图形对象,窗口对象 策略对象,以至位图文件等等)以元件的形式存入图库中,也可把元件库中的各种对象取出, 直接为当前的工程所用随着工作的积累,对象元件库将日益扩大和丰富,组态工作将会变得 越来越简单方便13. 提供对网络的支持考虑到工控系统今后的发展趋势,MCGS充分运用现今发展的 DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技术,即分布式计算机协同工作方式,来使分散在 不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作通过MCGS,不同的工作站之间可以实时交 换数据,实现对工控系统的分布式控制和管理1.2 MCGS组态软件的系统构成1.2.1 MCGS 组态软件的整体结构MCGS组态软件(以下简称MCGS)由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系 统组成。
两部分互相独立,又紧密相关MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境,由可执行程序McgsSet.exe支持,其存 放于MCGS目录的Program子目录中用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编 写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后,生成扩展名为mcg的工程文件,又称为组 态结果数据库,其与MCGS运行环境一起,构成了用户应用系统,统称为“工程”MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境,由可执行程序McgsRun.exe支持,其存放于MCGS 目录的 Program 子目录中在运行环境中完成对工程的控制工作1.2.2 MCGS 工程的五大部分MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略 五部分构成,每一部分分别进行组态操作,完成不同的工作,具有不同的特性主控窗口:是工程的主窗口或主框架在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 及存盘时间等设备窗口:是连接和驱动外部设备的工作环境。
在本窗口内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用户窗口:本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面,诸如:生成各种动画显示画面、 报警输出、数据与曲线图表等实时数据库:是工程各个部分的数据交换与处理中心,它将MCGS工程的各个部分连接成有 机的整体在本窗口内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运行策略:本窗口主要完成工程运行流程的控制包括编写控制程序(if・・・the脚本程序), 选用各种功能构件,如:数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等1.2.3 MCGS 组态软件的工作方式MCGS 如何与设备进行通讯: 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由VB程序设计语言编写的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各个部 分,完成整个系统的通讯过程每个驱动程序独占一个线程,达到互不干扰的目的MCGS如何产生动画效果:MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性,如:一 个长方形的动画属性有可见度,大小变化,水平移动等,每一种动画属性都会产生一定的动画 效果。
所谓动画属性,实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参 数然而,我们在组态环境中生成的画面都是静止的,如何在工程运行中产生动画效果呢?方 法是:图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏,在该栏中设定一个与图形状态相 联系的数据变量,连接到实时数据库中,以此建立相应的对应关系,MCGS称之为动画连接 当工业现场中测控对象的状态(如:储油罐的液面高度等)发生变化时,通过设备驱动程序将 变化的数据采集到实时数据库的变量中,该变量是与动画属性相关的变量,数值的变化,使图 形的状态产生相应的变化(如大小变化)现场的数据是连续被采集进来的,这样就会产生逼 真的动画效果(如储油罐的液面的升高和降低)用户也可编写程序来控制动画界面,以达到 满意的效果MCGS如何实施远程多机监控:MCGS提供了一套完善的网络机制,可通过TCP/IP网、Modem 网和串口网将多台计算机连接在一起,构成分布式网络测控系统,实现网络间的实时数 据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递同时,可利用MCGS提供的网络功能,在工作 站上直接对服务器中的数据库进行读写操作分布式网络测控系统的每一台计算机都要安装一 套 MCGS 工控组态软件。
MCGS 把各种网络形式,以父设备构件和子设备构件的形式,供用户 调用,并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置如何对工程运行流程实施有效控制: MCGS 开辟了专用的“运行策略”窗口,建立用户运 行策略 MCGS 提供了丰富的功能构件,供用户选用,通过构件配置和属性设置两项组态操作, 生成各种功能模块(称为“用户策略”),使系统能够按照设定的顺序和条件,操作实时数据 库,实现对动画窗口的任意切换,控制系统的运行流程和设备的工作状态所有的操作均采用 面向对象的直观方式,避免了烦琐的编程工作2 系统设计2.1 工程建立可以按如下步骤建立样例工程:[1] 鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项,如果MCGS安装在D:盘根目录下,则会在D: \MCGS\WORK\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)[2] 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项,弹出文件保存窗口[3] 在文件名一栏内输入“水位控制系统”,点击“保存”按钮,工程创建完毕2.2 建立画面[1] 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮,建立“窗口0”[2] 选中“窗口0”,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”。
[3] 将窗口名称改为:水位控制;窗口标题改为:水位控制;窗口位置选中“最大化显示”, 其它不变,单击“确认”[4] 在“用户窗口”中,选中“水位控制”,点击右键,选择下拉菜单中的“设置为启动 窗口”选项,将该窗口设置为运行时自动加载的窗口2.3 编辑画面选中“水位控制”窗口图标,单击“动画组态”,进入动画组态窗口,开始编辑画面2.3.1 制作文字框图[1] 单击工具条中的“工具箱”按钮,打开绘图工具箱[2] 选择“工具箱”内的“标签”按钮,鼠标的光标呈“十字”形,在窗口顶端中心位置 拖拽鼠标,根据需要拉出一个一定大小的矩形[3] 在光标闪烁位置输入文字“水位控制系统演示工程”,按回车键或在窗口任意位置用 鼠标点击一下,文字输入完毕2.3.2 制作水箱[1] 单击绘图工具箱中的“插入元件”图标,弹出对象元件管理对话框[2] 从“储藏罐”类中选取罐17、罐 53[3] 从“阀”和“泵”类中分别选取2 个阀(阀58、阀 44)、1 个泵(泵 40)[4] 将储藏罐、阀、泵调整为适当大小,放到适当位置,参照效果图[5] 选中工具箱内的流动块动画构件图标,鼠标的光标呈“十”字形,移动鼠标至窗口的 预定位置,点击一下鼠标左键,移动鼠标,在鼠标光标后形成一道虚线,拖动一定距离后,点 击鼠标左键,生成一段流动块。
再拖动鼠标(可沿原来方向,也可垂直原来方向),生成下一 段流动块当用户想结束绘制时,双击鼠标左键即可当用户想修改流动块时,选中流动块(流 动块周围出现选中标志:白色小方块),鼠标指针指向小方块,按住左键不放,拖动鼠标,即 可调整流动块的形状[6] 使用工具箱中的图标,分别对阀,罐进行文字注释依次为:水泵、水罐1、调节阀、 水罐 2、出水阀[7] 选择“文件”菜单中的“保存窗口”选项,保存画面2.4 定义数据对象前面我们已经讲过,实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心数据对象是构 成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程定义数据对象的内容主要包括:指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围;确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等在开始定义之前,我们先对所有数据对象进行分析在本样例工程中需要用到以下数据对象:对象名称类型注 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、报表输出下面以数据对象“水泵”为例,介绍一下定义数据对象的步骤:[1] 单击工作台中的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。
[2] 单击“新增对象” 按钮,在窗口的数据对象列表中,增加新的数据对象,系统缺省定义的名称为“Datal”、“Data2”、“Data3”等(多次点击该按钮,贝V可增加多个数据对象)[3] 选中对象,按“对象属性”按钮,或双击选中对象,则打开“数据对象属性设置”窗 口[4] 将对象名称改为:水泵;对象类型选择:开关型;在对象内容注释输入框内输入:“控 制水泵启动、停止的变量”,单击“确认”按照此步骤,根据上面列表,设置其他9 个数据对象定义组对象与定义其他数据对象略有不同,需要对组对象成员进行选择[1] 在数据对象列表中,双击“液位组”,打开“数据对象属性设置” 窗口[2] 选择“组对象成员”标签,在左边数据对象列表中选择“液位 1”,点击“增加”按 钮,数据对象“液位1”被添加到右边的“组对象成员列表”中按照同样的方法将“液位2” 添加到组对象成员中[3] 单击“存盘属性”标签,在“数据对象值的存盘”选择框中,选择:定时存盘,并将 存盘周期设为:5 秒[4] 单击“确认”,组对象设置完毕2.5 动画连接由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的,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,从而实现了 图形的动画效果本样例中需要制作动画效果的部分包括:水箱中水位的升降,水泵、阀门的启停,水流效 果2.5.1 水位升降效果水位升降效果是通过设置数据对象“大小变化”连接类型实现的具体设置步骤如下:[1] 在用户窗口中,双击水罐 1,弹出单元属性设置窗口[2] 单击“动画连接”标签[3] 选中折线,在右端出现[4] 单击进入动画组态属性设置窗口按照下面的要求设置各个参数:表达式:液位1; 最大变化百分比对应的表达式的值:10;其它参数不变[5] 单击“确认”,水罐1 水位升降效果制作完毕水罐 2 水位升降效果的制作同理进入动画组态属性设置窗口后,按照下面的值进行参数 设置:表达式:液位 2;最大变化百分比对应的表达式的值:6;其它参数不变2.5.2 水泵、阀门的启停 水泵、阀门的启停动画效果是通过设置连接类型对应的数据对象实现的 设置步骤如下:[1] 双击水泵,弹出单元属性设置窗口[2] 选中"数据对象"标签中的"按钮输入",右端出现浏览按钮。
[3] 单击浏览按钮,双击数据对象列表中的"水泵" [4] 使用同样的方法将“填充颜色”对应的数据对象设置为“水泵”[5] 单击"确认",水泵的启停效果设置完毕 调节阀的启停效果同理只需在数据对象标签页中,将“按钮输入”、“填充颜色”的数据对象均设置为:调节阀出水阀的启停效果,需在数据对象标签页中,将“按钮输入”、“可见度”的数据对象均 设置为:出水阀2.5.3 水流效果水流效果是通过设置流动块构件的属性实现的实现步骤如下:[1] 双击水泵右侧的流动块,弹出流动块构件属性设置窗口[2] 在流动属性页中,进行如下设置:表达式:水泵=1;选择当表达式非零时,流块开始 流动水罐 1 右侧流动块及水罐 2 右侧流动块的制作方法与此相同,只需将表达式相应改为:调 节阀=1,出水阀=1 即可至此动画连接已完成,按F5,进入运行环境,看一下组态后的结果这时我们看见的画面仍是静止的移动鼠标到“水泵”、“调节阀”、“出水阀”上面的红色 部分,鼠标指针会呈手形单击一下,红色部分变为绿色,同时流动块相应地运动起来,但水 罐仍没有变化这是由于我们没有信号输入,也没有人为地改变水量我们可以用如下方法改 变其值,使水罐动起来。
2.5.4 利用滑动输入器控制水位以水罐 1 的水位控制为例:[1] 进入“水位控制”窗口[2] 选中“工具箱”中的滑动输入器图标,当鼠标呈“十”后,拖动鼠标到适当大小[3] 调整滑动块到适当的位置[4] 双击滑动输入器构件,进入属性设置窗口按照下面的值设置各个参数:“基本属性” 页中,滑块指向:指向左(上);“刻度与标注属性”页中,“主划线数目”:5,即能被 10 整除;“操作属性”页中,对应数据对象名称:液位1;滑块在最右(下)边时对应的值:10; 其它不变[5] 在制作好的滑块下面适当的位置,制作一文字标签,按下面的要求进行设置:输入文 字:水罐 1输入;文字颜色:黑色;框图填充颜色:没有填充;框图边线颜色:没有边线[6] 按照上述方法设置水罐2 水位控制滑块,参数设置为:“基本属性”页中,滑块指向 指向左(上);“操作属性”页中,对应数据对象名称:液位2;滑块在最右(下)边时对应 的值:6;其它不变[7] 将水罐2 水位控制滑块对应的文字标签设置为:输入文字:水罐2输入;文字颜色: 黑色;框图填充颜色:没有填充;框图边线颜色:没有边线[8] 点击工具箱中的常用图符按钮,打开常用图符工具箱。
[9] 选择其中的凹槽平面按钮,拖动鼠标绘制一个凹槽平面,恰好将两个滑动块及标签全 部覆盖[10] 选中该平面,点击编辑条中“置于最后面”按钮此时按“F5”,进入运行环境后,可以通过拉动滑动输入器而使水罐中的液面动起来2.5.5 利用旋转仪表控制水位在工业现场一般都会大量地使用仪表进行数据显示 MCGS 组态软件适应这一要求提供了 旋转仪表构件用户可以利用此构件在动画界面中模拟现场的仪表运行状态具体制作步骤如 下:[1] 选取“工具箱”中的“旋转仪表”图标,调整大小放在水罐1 下面适当位置[2] 双击该构件进行属性设置各参数设置如下:“刻度与标注属性”页中,主划线数目:5; “操作属性”页中,表达式:液位1;最大逆时钟角度:90,对应的值:0;最大顺时钟角度: 90,对应的值:10;其它不变[3] 按照此方法设置水罐2 数据显示对应的旋转仪表参数设置如下:“操作属性”页中, 表达式:液位 2;最大逆时钟角度:90,对应的值:0;最大顺时钟角度:90,对应的值:6; 其它不变进入运行环境后,可以通过拉动旋转仪表的指针使整个画面动起来2.5.6 水量显示为了能够准确地了解水罐 1、水罐 2 的水量,我们可以通过设置标签的“显示输出”属性 显示其值,具体操作如下:[1] 单击“工具箱”中的“标签”图标,绘制两个标签,调整大小位置,将其并列放在水 罐1 下面。
第一个标签用于标注,显示文字为:水罐1;第二个标签用于显示水罐水量[2] 双击第一个标签进行属性设置,参数设置如下:输入文字:水罐1;文字颜色:黑色; 框图填充颜色:没有填充;框图边线颜色:没有边线[3] 双击第二个标签,进入动画组态属性设置窗口将:填充颜色设置为:白色;边线颜 色设置为:黑色[4] 在输入输出连接域中,选中“显示输出”选项,在组态属性设置窗口中则会出现“显 示输出”标签[5] 单击“显示输出”标签,设置显示输出属性参数设置如下:表达式:液位1;输出 值类型:数值量输出;输出格式:向中对齐;整数位数:0;小数位数:1[6] 单击“确认”,水罐1 水量显示标签制作完毕水罐 2 水量显示标签与此相同,需做的改动:第一个用于标注的标签,显示文字为:水罐 2;第二个用于显示水罐水量的标签,表达式改为:液位22.6 设备连接MCGS 组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序在本样例中,我们仅以模拟 设备为例,简单地介绍一下关于MCGS组态软件的设备连接,使用户对该部分有一个概念性的 了解本书将在后面的章节中对设备构件进行详细地介绍模拟设备是供用户调试工程的虚拟的设备该构件可以产生标准的正弦波,方波,三角波 锯齿波信号。
其幅值和周期都可以任意设置我们通过模拟设备的连接,可以使动画不需要手动操作,自动运行起来通常情况下,在启动 MCGS 组态软件时,模拟设备都会自动装载到设备工具箱中如果未 被装载,可按照以下步骤将其选入:[1] 在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入[2] 点击工具条中的“工具箱” 图标,打开“设备工具箱”[3] 单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮,弹出如图所示窗口:[4] 在可选设备列表中,双击“通用设备”[5] 双击“模拟数据设备”,在下方出现模拟设备图标[6] 双击模拟设备图标,即可将“模拟设备”添加到右测选定设备列表中[7] 选中选定设备列表中的“模拟设备”,单击“确认”,“模拟设备”即被添加到“设 备工具箱”中下面详细介绍模拟设备的添加及属性设置:[1] 双击“设备工具箱”中的“模拟设备”,模拟设备被添加到设备组态窗口中[2] 双击“设备 0-[模拟设备]”,进入模拟设备属性设置窗口[3] 点击基本属性页中的“内部属性”选项,该项右侧会出现 图标,单击此按钮进入“内 部属性”设置将:通道1、2 的最大值分别设置为:10、6[4] 单击“确认”,完成“内部属性”设置。
[5] 点击通道连接标签,进入通道连接设置[6] 选中通道0 对应数据对象输入框,输入“液位1”或单击鼠标右键,弹出数据对象列 表后,选择“液位 1”;[7] 选中通道1 对应数据对象输入框,输入“液位2”[8] 进入“设备调试”属性页,即可看到通道值中数据在变化[9] 按“确认”按钮,完成设备属性设置2.7 编写控制流程用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序,脚本程序的编程语法非 常类似于普通的 Basic 语言,但在概念和使用上更简单直观,力求做到使大多数普通用户都能 正确、快速地掌握和使用下面先对控制流程进行分析:1. 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”;2. 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”;3. 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”具体操作如下:[1] 在“运行策略”中,双击“循环策略”进入策略组态窗口[2] 进入“策略属性设置”,将:循环时间设为:200ms,按“确认”[3] 在策略组态窗口中,单击工具条中的“新增策略行”图标,增加一策略行。
[4] 单击“策略工具箱”中的“脚本程序”,将鼠标指针移到策略块图标上,单击鼠标左 键,添加脚本程序构件[5] 进入脚本程序编辑环境,输入下面的程序:IF 液位 1<9 THEN水泵=1ELSE水泵=0ENDIFIF 液位 2<1 THEN出水阀=0ELSE出水阀=1ENDIFIF 液位 1>1 and 液位 2<9 THEN调节阀=1ELSE调节阀=0ENDIF[6] 单击“确认”,脚本程序编写完毕2.8 定义报警定义报警的具体操作如下:[1] 进入实时数据库,双击数据对象“液位 1”[2] 选中“报警属性”标签[3] 选中“允许进行报警处理”,报警设置域被激活;[4] 选中报警设置域中的“下限报警”,报警值设为:2;报警注释输入:“水罐1 没水了!”[5] 选中“上限报警”,报警值设为:9;报警注释输入:“水罐1 的水已达上限值!”[6] 单击“存盘属性”标签,选中报警数据的存盘域中的“自动保存产生的报警信息”[7] 按“确认”按钮,“液位 1”报警设置完毕[8] 同理设置“液位 2”的报警属性需要改动的设置为:下限报警:报警值设为:1.5;报警注释输入:“水罐2 没水了!”;上限报警:报警值设为:4;报警注释输入:“水罐2 的水已达上限值!”。
2.9 报表输出在工程应用中,大多数监控系统需要对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2.10 曲线显示在实际生产过程控制中,对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作但对大量数 据仅做定量的分析还远远不够,必须根据大量的数据信息,画出曲线,分析曲线的变化趋势并从中 发现数据变化规律,曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分2.11 工程效果图工程最终效果图如下:起住秤制騙境说JS■示|l.ii:O^!HI H3eFI llbll■W* l4ls.n i ■-Ul : LI2.12PLC 水泵控制完成以上的工作后,可以连接S7-200-PPI设备控制水泵在“设备管理”中,点击通用串口设备先对属性设置,选择C0M1数据;校验方式选取偶数 校验,点击确认。
再进行通道连接PLC设备选择S7-200-PPI在“用户窗口”中,点击水泵,在动画组态里点击属性设置,点击闪烁效果,选DataOl,点击 确认水泵开始受PLC控制工作的时候,水泵会一闪一闪,表明工作正常3 交通灯监控系统设计3.1控制要求起动后,南北红灯亮并维持25s在南北红灯亮的同时,东西绿灯也亮,Is后,东西车灯即甲亮 到20s时,东西绿灯闪亮,3s后熄灭,在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮,同时甲灭黄灯亮2s后灭东 西红灯亮与此同时,南北红灯灭,南北绿灯亮Is后,南北车灯即乙亮南北绿灯亮了 25s后闪 亮,3s后熄灭,同时乙灭,黄灯亮2s后熄灭,南北红灯亮,东西绿灯亮,循环3.2 I/O 分配输入输出起动按钮 SB1:I0.0南北红灯: Q0.0 东西红灯: Q0.3停止按钮 SB2:I0.1南北黄灯: Q0.1 东西黄灯: Q0.4南北绿灯:Q0.2东西绿灯: Q0.5甲车灯: Q0.7乙车灯: Q0.63.3 梯形图设计IN TONPT1+10-TONI+5 -PTINTONPT3.4 交通灯界面设计3.4.1 绘制交通界面MCGS组态软件安装在计算机中,双击桌面“组态环境”图标,进入MCGS组态环境,如3-1图所示。
单击“用户窗口”, “新建窗口”后,在“用户窗口”中新建一个“窗口 0”,选中窗口0,点击“窗口属性” 按钮,进入窗口属性设置界面,如3-2图所示将窗口名称和窗口标题选项中的内容改为“交通信号 灯”,按“确认”按钮确认按“动画组态”按钮,进入画面编辑窗口,如 3-3 图所示,在此窗口中利用 工具箱中的绘图工具,完成交通信号灯画面设计,效果图如3-4图所示3.4.2 交通信号灯画面构件属性设置交通信号灯画面中构件比较简单,只有红灯,绿灯和黄灯首先定义数据变量,根据控制要求,监 控界面中对西方向和南北方向红灯,绿灯和黄灯进行定义,均为开关量和颜色填充在“实时数据库” 选项卡中,通过使用“新增对象”和“对象属性”按钮,对数据变量进行定义,如3-1图所示文件徨)輪辑迢)查看辺插入(X)工貝(X)窩口⑩帮助堪)D|n|ia| J 0QI F7>|s|ib||g| 电|MCGS组态软件6・2版 : 同主控设备窗□駁用户Ig0实片数据库|幻运行策略^□0新建窗口图3-1MCGS 组态环境用户窗口届性设置基本属性窗口名称I交通信号灯裔口标题I交通信号灯I窗口內容注释|自定义窗口,运行时可见裔口背景「裔口位置X任意摆放r最大化显示r顶部工具条r底部状态条r屏幕中间显示裔口边界尺可变边广固定边广对话框边广无边无标题栏检查[K]确认皿取消(3帮助凹确认凶取消圜帮助凹3-2窗口属性设置3-3构件属性设置3-4 交通信号灯画面效果图3-5 变量定义窗口 交通信号灯画面中构件的属性设置如图 3-6 所示,这里仅对南北红灯属性设置进行说明,其他等的 属性设置与南北红灯属性设置的区别为表达式和填充颜色连接项的内容不同。
3-6 南北红灯属性设置3.4.3 设备窗口属性设置在组态工作台界面中,用鼠标单击“设备窗口”选项,出现设备窗口图标并双击进入设备组态窗口; 在此窗口中通过设备工具箱,完成设备组态,如图3-7 所示 设备组态完成后,双击“通用串口父设备0,进入通用串口父设备属性编辑界面,根据设备通讯要求 和连接情况,完成通用串口父设备属性编辑界面中相关的参数设置,具体设置如 3-8所示,按“确认” 完成设置3-7 设备组态窗口返回设备组态窗口,双击“设备0-[西门子S7-200PPI]”进入设备属性设置窗口,在此窗口中有“基本属 性”, “通道连接”, “设备调试”, “数据处理”选项卡在液体自动混合控制中,不涉及“数据处理”其余三项设置如图 3-9~图 3-11 所示在设备调试窗口中,如果“通讯状态标志”栏中,显示“0”则表 示通讯正常,若显示“-1”则表示通讯不正常3-9 设备属性编辑窗口设备屋性设置: —[设备0]检查凶 确认凶 取消(3 帮助凹- 3T1设备调试窗口 - -基本属性通道连接设备调试数据处理通道号对应数据对象通道值通道类型02通讯状态10只读I000.020只读1000.130只读I000.2A0只读I000.350只读I000.460只读I000.510只读I000.680只读I000.790只读Q000.010Q10只读Q000.111Q20只读Q000.2回到工作台界面,选择主控窗口并单击界面右侧的“系统属性“按钮,弹出“主控窗口属性设置”对话 框,在此窗口中选择“内存属性”选项卡,在用户窗口列表中选中“交通信号灯”,按“增加”按钮,则“交 通信号灯”移入“装入内存窗口”,如图3-12 所示,按“确认”键即可。
单击主菜单中的“进入运行环境” 钮,即可进入监控运行界面,实时监控系统的工作情况,如图3-13 所示删除<<帮助凹主控窗口展性设置基本属性 启动属性 內存属性 系统参数 存盘参数选择装入內存的用户窗口用户窗口列表装入內存窗口交通信号灯增加券3.5 工程效果图3-13 系统监控运行界面。