基于s7-200的液位控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及上位機(jī)人機(jī)界面

.z.畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書題目基于s7-200的液位控制系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)及上位機(jī)人機(jī)界面學(xué)生**專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)〔論文〕容及根本要求1.儲(chǔ)罐直徑：40cm，儲(chǔ)罐高：60cm，存儲(chǔ)介質(zhì)：水，管道直徑：16mm，驅(qū)動(dòng)泵型號(hào)：16CQ-8P，輸入流量0-30升/min2.學(xué)習(xí)研究液位控制系統(tǒng)的根本原理和應(yīng)用。3.應(yīng)用二位式控制原理，設(shè)計(jì)上述閉環(huán)控制系統(tǒng)。4.完成監(jiān)控主機(jī)及相關(guān)數(shù)據(jù)采集硬件選型。5.學(xué)習(xí)一種常用工控組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)由實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警和控制的監(jiān)控軟件組態(tài)。6.完成相關(guān)資料檢索和開題報(bào)告。7.完成論文的寫作和15000字符以上的英文資料翻譯。設(shè)計(jì)〔論文〕起止時(shí)間年月日至年月日設(shè)計(jì)〔論文〕地點(diǎn)自動(dòng)化教研室指導(dǎo)教師簽名年月日系〔教研室〕主任簽名年月日學(xué)生簽名年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是基于PLCS7-200液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著科技的快速開展，無論在日常生活中，還是在工農(nóng)業(yè)開展中，PLC具有廣泛的應(yīng)用。PLC的一般特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高、編程簡單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC總的開展趨勢(shì)是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低本錢、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。本設(shè)計(jì)以一臺(tái)S7-200系列的CPU224進(jìn)展液位檢測(cè)和電動(dòng)閥門開度調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)液位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開啟和全部停頓功能，這是一種PLC控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。本文的主要研究容：控制系統(tǒng)方案的選擇，系統(tǒng)硬件配置，二位式控制算法介紹，組態(tài)軟件MCGS與硬件的連接和仿真的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)用PLC編程實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐液位的控制,具有接線簡單、編程容易，易于修改、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字：儲(chǔ)罐；液位控制；仿真；二位式控制；組態(tài)軟件；PLC；MCGSAbstractThesubjectofgraduationdesignisbasedonPLCS7-200,liquidlevelcontrolsystemdesign.Withtechnologicaldevelopmentfastly,bothindailylife,ortheindustrialandagriculturaldevelopment,plchavewideapplication.PLCgeneralfeatures:stronganti-jammingcapability,highreliability,programmingissimpleandconvenient,easyoperationandmaintenanceconvenience,design,construction,missioningperiodisshort,easytorealizetheelectromechanicalintegration.PLCgeneraldevelopmenttrendis:highfunction,highspeed,highlevelofintegration,largecapacity,smallvolume,lowcost,municationnetworkingcapabilityisstrong.Thesubjecttakesaseriess7-200CPU224toleveldetectionandelectricvalveopeningregulation.ThisliquidlevelcontrolsystemadoptsPLCascontrolcore,withopenandfullstopfunctions，thisisakindofPLCautomaticadjustmentofthecontrolsystem.Themaincontentsofthispaper:thechoiceofthecontrolsystemplan,systemhardwareconfiguration,Twopositioncontrolalgorithmintroduced,ConnecttheMCGSconfigurationsoftwareandhardwareandsimulation.PLCprogrammingwiththedesignofthetanklevelcontrolhavetheadvantageofsimplewiring,easyprogramming,easytomodify,easymaintenanceandsoon.Keyword：tank；levelcontrolsimulation；Twopositioncontrol；configurationsoftware；PLC；MCGS-.z.目錄1緒論11.1課題的意義及目的11.2液位控制系統(tǒng)的原理概述及其開展11.2.1人工控制與自動(dòng)控制11.2.2水箱液位控制系統(tǒng)的原理框圖21.3國外開展現(xiàn)狀32可編程邏輯控制器及西門子S7-20052.1PLC的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)52.1.1高可靠性52.1.2豐富的I/O接口模塊62.1.3采用模塊化構(gòu)造62.1.4編程簡單易學(xué)62.1.5安裝簡單，維修方便62.2PLC的工作原理和功能62.3西門子S7-20072.3.1s7-200構(gòu)造72.3.2s7-200工作原理83系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及硬件選型83.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖83.2二位式控制原理的介紹93.3硬件組成114上位機(jī)組態(tài)軟件監(jiān)控134.1MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成134.2MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)主要功能154.3MCGS組態(tài)軟件的工作方式154.3.1MCGS如何與設(shè)備進(jìn)展通訊154.3.2MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果164.3.3MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控164.3.4如何對(duì)工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制164.4MCGS組態(tài)軟件的操作方式164.4.1各種組態(tài)工作窗口164.4.2組建新工程的一般過程195MCGS組態(tài)畫面制作流程205.1建立MCGS新工程205.2設(shè)計(jì)畫面流程245.3定義數(shù)據(jù)對(duì)象265.4動(dòng)畫連接285.5報(bào)警顯示335.5.1定義報(bào)警335.5.2報(bào)警顯示375.5.3修改報(bào)警限值375.6實(shí)時(shí)曲線395.7給定值的設(shè)定425.8自動(dòng)手動(dòng)切換446設(shè)備選型與連接456.1MCGS與西門子S7200的連接456.2數(shù)據(jù)前處理516.3變量設(shè)備信息537 系統(tǒng)仿真557.1液位手動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)557.2自動(dòng)液位控制的實(shí)現(xiàn)57總結(jié)59感信63參考文獻(xiàn)63-.z.1緒論1.1課題的意義及目的近幾十年來，自動(dòng)控制系統(tǒng)已被廣泛使用，在其研究與開展上也已趨于完備，而控制的概念更是應(yīng)用在許多生活周圍的事物。在人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，液位控制系統(tǒng)已是一般工業(yè)界所不可缺少，例如居民生活用水的供給,飲料、食品加工,溶液過濾,化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程,通常需要使用蓄液池,蓄液池中的液位需要維持適宜的高度,既不能太滿溢出造成浪費(fèi),也不能過少而無法滿足需求。假假設(shè)我們能使用此系統(tǒng)來自動(dòng)維持液位的高度，則工作人員便可輕易的在操作室獲知整個(gè)設(shè)備的儲(chǔ)水狀況，因此液面高度是工業(yè)控制過程中一個(gè)重要的參數(shù)，特別是在動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對(duì)液位進(jìn)展檢測(cè)、控制，不僅能得到很好的效果，而且提升了工作效率。在液位控制系統(tǒng)中采用PLC作為控制器，可以代替大量繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，相對(duì)傳統(tǒng)液位控制大幅降低了能耗。而且可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用，加強(qiáng)了操作人員的平安系數(shù)，同時(shí)提高了工作效率。而PID控制〔比例、積分和微分控制〕是目前采用最多的控制方法，在液位控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了液位模擬量的數(shù)字PID控制，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平安性大大提高。不但大大減低工作人員的危險(xiǎn)性，還降低了工作強(qiáng)度。PLC控制系統(tǒng)中，主要是對(duì)一水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，涉及到液位的動(dòng)態(tài)控制、控制系統(tǒng)的建模、PLC控制、PID算法、傳感器和調(diào)節(jié)閥等一系列的知識(shí)。作為單容水箱液位的控制系統(tǒng)，控制方式采用了二位式，控制核心為S7-200系列的CPU226以及PLC部A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，檢測(cè)元件及執(zhí)行器。通過以上的器件設(shè)備、PID控制算法和PC編程軟件等，實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的自動(dòng)控制。因此，液位自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低能耗、節(jié)約本錢、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在現(xiàn)代工業(yè)液位控制中具有非常重要的意義。1.2液位控制系統(tǒng)的原理概述及其開展人工控制與自動(dòng)控制以下圖為水箱液位控制系統(tǒng)示意圖，在人工控制示意圖中，為保持水箱液位恒定，操作人員應(yīng)根據(jù)液位高度的變化情況控制凈水量。手工控制的過程主要分為三步：用眼睛觀察水箱液位的上下以獲取測(cè)量值，并通過神經(jīng)系統(tǒng)傳到大腦；大腦根據(jù)眼睛看到的水位高度，與設(shè)定值進(jìn)展比擬，得出偏差大小和方向，然后根據(jù)操作經(jīng)歷發(fā)出控制命令；根據(jù)大腦發(fā)出的命令，用雙手去改變給水閥〔或進(jìn)水閥〕的開度，使水箱液位包持在工藝要求的高度上。在整個(gè)手工控制過程中，操作人員的眼、腦、手、三個(gè)器官，分別擔(dān)負(fù)了檢測(cè)、判斷、和運(yùn)算、執(zhí)行三個(gè)作用，來完成測(cè)量、求偏差、在施加控制操作以糾正偏差的工作過程，保持水箱液位的恒定。圖1.1人工控制圖1.1人工控制圖1.2自動(dòng)控制如果采用檢測(cè)儀表和自動(dòng)控制裝置來代替人工控制，就成為過程控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制示意圖中，當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)作用后，被控變量〔液位〕發(fā)生變化，通過檢測(cè)變送儀表得到其測(cè)量值；控制器承受液位測(cè)量變送器送來的信號(hào)，與設(shè)定值相比擬得出偏差，按*種運(yùn)算規(guī)律進(jìn)展運(yùn)算并輸出控制信號(hào)；控制閥承受控制器的控制信號(hào)，按其大小改變閥門的開度，調(diào)整給水量，以克制擾動(dòng)的影響，使被控變量回到設(shè)定值，最終到達(dá)水箱液位的恒定。這樣就完成了所要求的控制任務(wù)。這些自動(dòng)控制裝置和被控的工藝設(shè)備組成了一個(gè)沒有人直接蔡玉的自動(dòng)控制系統(tǒng)。水箱液位控制系統(tǒng)的原理框圖本論文對(duì)水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)簡單控制系統(tǒng)，所謂簡單液位控制系統(tǒng)通常是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)檢測(cè)變送單元〔檢測(cè)元件及變送器〕、以個(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器〔控制閥〕所組成的單閉環(huán)負(fù)反應(yīng)控制系統(tǒng)，也稱為單回路控制系統(tǒng)。簡單控制系統(tǒng)有著共同的特征，它們均有四個(gè)根本環(huán)節(jié)組成，即被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器。對(duì)于不同對(duì)象的簡單控制系統(tǒng)，盡管其具體裝置與變量不一樣，但都可以用一樣的方框圖表示：————偏差操縱變量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象測(cè)量變送器干擾圖1-3擾動(dòng)由這個(gè)簡單控制系統(tǒng)通用的框圖設(shè)計(jì)出水箱液位控制系統(tǒng)的原理框圖如下：液位變送器擾動(dòng)液位變送器+控制器電動(dòng)控制閥閥閥器_水箱圖1-4這是單回路水箱液位控制系統(tǒng)，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)上用一個(gè)調(diào)節(jié)器來保持一個(gè)參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只承受一個(gè)測(cè)量信號(hào)，其輸出也只控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。根據(jù)控制框圖，這是一個(gè)閉環(huán)反應(yīng)單回路液位控制，采用工業(yè)智能儀表控制。1.3國外開展現(xiàn)狀近年來，有關(guān)液位控制的形式及方法越來越多，技術(shù)性能也越發(fā)先進(jìn)，自動(dòng)化程度也有較提高。但就以各類型水罐、水池的液位控制來說，許多工程沒有到達(dá)自動(dòng)化的程度，有的在設(shè)計(jì)上雖然設(shè)置有較為精細(xì)儀表和其它電氣設(shè)備，但是沒有到達(dá)充分的開發(fā)和合理的配置，自動(dòng)化程序較低,有許多電氣及儀表裝置，在系統(tǒng)中只起到了液位顯示及報(bào)警功能，其液位控制全憑生產(chǎn)運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)工藝流程，人為地手動(dòng)或電動(dòng)操作水罐或水池的進(jìn)出口閥門來實(shí)現(xiàn)液位控制，使其液位保持在正常的生產(chǎn)狀態(tài)圍。由于受各工藝流程生產(chǎn)系統(tǒng)中的影響，液位的變化和穩(wěn)定性也受到較大影響，為此生產(chǎn)運(yùn)行人員在工作中要時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位的變化，而不得有半點(diǎn)疏忽，這樣就較增加了生產(chǎn)運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。我國近代液位測(cè)量技術(shù)開展比擬晚，早起所需的流量儀表均從國外進(jìn)口。中國液位儀表制造業(yè)從上世紀(jì)30年代中期以儀表修配開場(chǎng)，到解放前后在、**等沿海地區(qū)形成了現(xiàn)代流量儀表的民族工業(yè)。到改革開放前，經(jīng)歷了仿制、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、自行研究開發(fā)過程，目前已近初具規(guī)模，根本上能滿足中等水平儀表的需要。改革開放以來又經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)，與國際先進(jìn)技術(shù)企業(yè)合資、合作，儀表性能和水平有了很大提高。近年國際主流企業(yè)紛紛在中國建立生產(chǎn)基地，既增強(qiáng)了研發(fā)能力也增添了競(jìng)爭因素，現(xiàn)在我國液位計(jì)產(chǎn)品已很全面，根本覆蓋所有行業(yè)，滿足各行業(yè)產(chǎn)生需要，技術(shù)革新較快，但在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝上仍然有很大提高的空間。為了適應(yīng)各種用途，各種類型的液位計(jì)相繼問世，投入使用的類型有上百種。根據(jù)其測(cè)量方法和構(gòu)造原理大致分為浮力式液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)、電容式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)等。20世紀(jì)隨著各領(lǐng)域?qū)σ何粶y(cè)量需求的牽引，使得流量計(jì)得到快速開展，尤其是微電子技術(shù)的迅速開展，為也為測(cè)量的制造技術(shù)提供各種新型的元器件，進(jìn)一步推動(dòng)了液位計(jì)從機(jī)械式向智能化、模塊化開展。新技術(shù)、新器件、新材料和新工藝及新軟件的開發(fā)應(yīng)用，使得液位計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度越來越高，液位的測(cè)量圍越來越廣。同時(shí)液位計(jì)對(duì)測(cè)量介質(zhì)的要求在降低，適用圍也越來越寬，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。九十年代，計(jì)算機(jī)已滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研等部門及民用生活的各個(gè)方面，而工業(yè)生產(chǎn)過程計(jì)算機(jī)控制則是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要而有開展遠(yuǎn)景的領(lǐng)域。信息時(shí)代的今天，工控界正進(jìn)展著一場(chǎng)新的革命，各種新型控制設(shè)備不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品的性能和可靠性不斷提高,價(jià)格進(jìn)一步下降。作為該領(lǐng)域的另一個(gè)重要組成局部工控軟件，也受到越來越多的工程技術(shù)人員的重視,正在向著產(chǎn)業(yè)化方向開展。工控軟件的特點(diǎn)是開發(fā)周期長，被控對(duì)象復(fù)雜多樣，且軟件與具體工程和設(shè)備交織在一起。長期以來，軟件的通用性和可維護(hù)性一直困擾著工程技術(shù)人員。設(shè)備管理人員或主要編程人員的變動(dòng)將給控制系統(tǒng)的運(yùn)行帶來極大的不便，甚至影響其正常工作，許多企業(yè)決策者也對(duì)此表現(xiàn)出極大的關(guān)注。為改變這一狀況，國外許多專家、學(xué)者、工程技術(shù)人員對(duì)工控軟件進(jìn)展了積極的探索，然而目前的工控軟件仍存在兩方面的主要問題:一是工控軟件缺乏通用性，工控公司只提供特定設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，一旦設(shè)備更新或變動(dòng)，系統(tǒng)就必須重新設(shè)計(jì)；二是國外工控軟件價(jià)格昂貴,使許多國用戶特別是高校及中小型企業(yè)難以承受,以至于不得不花費(fèi)許多精力去開發(fā)各自專用的測(cè)控軟件。組態(tài)軟件是近幾年來在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)工具，組態(tài)軟件和其他工業(yè)控制軟件一樣向大型化和小型化開展。隨著計(jì)算機(jī)軟件的開展，其功能越來越強(qiáng)，迫使工業(yè)組態(tài)軟件隨之開展。成熟的商用軟件技術(shù)如高級(jí)動(dòng)畫技術(shù)、分布式運(yùn)算、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)等逐漸在組態(tài)軟件上得到應(yīng)用。開發(fā)人員通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)(硬件配置)、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作，利用組態(tài)軟件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem通用監(jiān)控系統(tǒng))開發(fā)了液位監(jiān)控系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)采集、處理數(shù)據(jù)、根據(jù)MCGS的液位實(shí)時(shí)曲線輸出來改變參數(shù)的值，使系統(tǒng)輸出穩(wěn)定到設(shè)定值,從而提高了工作效率。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、界面友好、擴(kuò)大性強(qiáng)。用戶在組態(tài)環(huán)境下進(jìn)展系統(tǒng)配置，可創(chuàng)立或定義多個(gè)用戶策略，并生成數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。實(shí)踐證明該系統(tǒng)可省去用戶開發(fā)軟件的費(fèi)用和周期，只需極少的投入即可得到方便、美觀、實(shí)用的組態(tài)軟件。目前,MCGS組態(tài)軟件已經(jīng)在石油、化工、電力等多種工程領(lǐng)域獲得成功的應(yīng)用?；贛CGS開發(fā)的液位監(jiān)控系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了廣泛的可選性，用雙水箱系統(tǒng)組成液位比值前饋反應(yīng)復(fù)合控制系統(tǒng)，用MCGS可進(jìn)展各種系統(tǒng)的組態(tài)調(diào)試及各種系統(tǒng)參數(shù)的整定,極提高了參數(shù)整定過程的工作效率，大大減少了生產(chǎn)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。MCGS為用戶提供了廣泛的可選性：用雙水槽系統(tǒng)可組合成單回路控制、串級(jí)控制、比值控制及前饋控制等多種控制系統(tǒng)，用MCGS可進(jìn)展各種系統(tǒng)的組態(tài)的調(diào)試及各種系統(tǒng)參數(shù)的整定，極提高了參數(shù)整定過程的工作效率。2可編程邏輯控制器及西門子S7-2002.1PLC的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)可編程邏輯控制器(PLC)具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力?？删幊炭刂破髟趯?shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)展選用配置，其軟件也需根據(jù)控制要求進(jìn)展設(shè)計(jì)編制。PLC的主要特點(diǎn)可概括如下:2.1.1高可靠性(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC部電路之間電氣上隔離；(2)各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10-20ms；(3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾；(4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源；(5)對(duì)采用的器件進(jìn)展嚴(yán)格的篩選；(6)良好的自診斷功能；(7)大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。2.1.2豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備。2.1.3采用模塊化構(gòu)造為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，絕大多數(shù)PLC采用模塊化構(gòu)造。PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，等均采用I/O模塊化設(shè)計(jì)。2.1.4編程簡單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，很容易被理解和掌握。2.1.5安裝簡單，維修方便PLC可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。2.2PLC的工作原理和功能當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段：1.輸入采樣：即檢查各輸入的開關(guān)狀態(tài)，將這些狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來為下一階段使用；2.執(zhí)行程序：PLC按用戶程序中的指令逐條執(zhí)行，但是把執(zhí)行結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)起來；3.刷新輸出：按第1階段的輸入狀態(tài)在第2階段執(zhí)行程序中確定的結(jié)果，在本階段中對(duì)輸出予以刷新。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。PLC的功能可分為：1、邏輯控制；2、定時(shí)控制；3、計(jì)數(shù)控制；4、步進(jìn)(順序)控制；5、PID控制；6、數(shù)據(jù)控制:PLC具有數(shù)據(jù)處理能力；7、通信和聯(lián)網(wǎng)；8、PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求。2.3西門子S7-200SIMATICS7-200系列是西門子公司20世紀(jì)90年代投入市場(chǎng)的小型可編程序控制器，適用于各行各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能，其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：〔1〕極高的可靠性；〔2〕極豐富的指令集；〔3〕易于掌握；〔4〕便捷的操作；〔5〕豐富的置集成功能；〔6〕實(shí)時(shí)特性；〔7〕強(qiáng)勁的通訊能力；〔8〕豐富的擴(kuò)展模塊。s7-200構(gòu)造S7-200PLC硬件系統(tǒng)的配置方式：主機(jī)中包含一定量的輸入/輸出點(diǎn),同時(shí)還可以擴(kuò)展I/O模塊和各種功能模塊。一個(gè)完整的系統(tǒng)組成：〔1〕根本單元包括CPU、存儲(chǔ)器、根本輸入/輸出點(diǎn)和電源等，是PLC的主要局部?！?〕擴(kuò)展單元是主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時(shí)，用戶可根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊?！?〕 特殊功能模塊是當(dāng)需要完成*些特殊功能的控制任務(wù)時(shí),需要擴(kuò)展功能模塊,它們是完成*種特殊任務(wù)的一些裝置?！?〕 相關(guān)設(shè)備是為充分和方便的利用系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備。〔5〕 工業(yè)軟件是為更好的管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之配套的程序。S7-200系列是專為工業(yè)場(chǎng)合設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)構(gòu)造，主要是由CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。CPU一般由控制器、運(yùn)算器和存放器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路相連接。存儲(chǔ)器有兩種類型：只讀類型的存儲(chǔ)器EEPROM和讀寫隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，它們集成在CPU模塊部。輸入輸出單元包含兩局部：一是與被控設(shè)備相連的接口電路，另一局部是輸入和輸出的映像存放器。輸入輸出接口電路都采用了電氣隔離技術(shù)，具有很高的可靠性和極強(qiáng)的抗干擾能力。s7-200工作原理S7-200采用循環(huán)掃描方式，一個(gè)掃描周期一般包括五個(gè)階段:輸入處理、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)求、執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試和寫輸出。輸入處理階段對(duì)個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)展輸入掃描，并將各掃描結(jié)果分別寫入對(duì)應(yīng)的映像存放器中。在執(zhí)行程序階段，CPU從第一條指令開場(chǎng)順序取指令并執(zhí)行，直到最后一條指令完畢。執(zhí)行指令時(shí)從映像存放器中讀取各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，每條指令的執(zhí)行是對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)展算術(shù)或邏輯運(yùn)算，然后將運(yùn)算結(jié)果送到輸出映像存放器中。在掃描周期的信息處理階段，CPU自動(dòng)檢測(cè)并處理各通訊端口接收到的任何信息。即檢查是否有編程器、計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，假設(shè)有則進(jìn)展相應(yīng)處理，在這一階段完成數(shù)據(jù)通訊任務(wù)。CPU自診斷階段，CPU檢測(cè)主機(jī)硬件，同時(shí)也檢查所有的輸入輸出模塊的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)。假設(shè)自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。寫輸出階段，CPU用輸出映像存放器中的數(shù)據(jù)幾乎同時(shí)集中對(duì)輸出點(diǎn)進(jìn)展刷新，通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能承受的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備。掃描周期執(zhí)行的任務(wù)依賴于CPU的工作模式，S7-200CPU有兩種操作模式：STOP模式和RUN模式。對(duì)于掃描周期，STOP模式和RUN模式的主要差異是在RUN模式下運(yùn)行用戶程序，而在STOP模式下不運(yùn)行用戶程序。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及監(jiān)控主機(jī)選型3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖壓力變送器壓力變送器上位機(jī)監(jiān)控A/D轉(zhuǎn)換二位式控制電磁閥控制圖3-1系統(tǒng)框圖基于PLC的閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖3.2所示，圖中虛線局部在PLC二位式控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象A/D敏感元件圖3-2PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖二位式控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象A/D敏感元件3.2二位式控制原理的介紹二位控制是位式控制規(guī)律中最簡單的一種。本實(shí)驗(yàn)的被控對(duì)象是水箱，被控制量是水箱液位，所謂二位控制實(shí)質(zhì)上是一個(gè)典型的非線性控制。執(zhí)行器只有“開〞或“關(guān)〞兩種極限輸出狀態(tài)，故稱這種控制器為兩位調(diào)節(jié)器，理論上來說，我們的調(diào)節(jié)閥不適合做二位控制，可以使用更為適宜的電磁閥〔只有開、關(guān)兩種狀態(tài)〕控制，但是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件構(gòu)成環(huán)境，我們選用調(diào)節(jié)閥來模擬電磁閥工作，模擬過程：我們可以使調(diào)節(jié)閥處于兩種狀態(tài)，一是調(diào)節(jié)閥開度是％0〔相當(dāng)于電磁閥處于關(guān)〕，二是調(diào)節(jié)閥開度是10％〔相當(dāng)于電磁閥處于開〕，這里的10％也不是固定的，自己可以選擇，但是閥門開度越小，準(zhǔn)確度越大。該系統(tǒng)的工作原理是當(dāng)被控制的液位測(cè)量值HP=H小于給定值HS時(shí)，即測(cè)量值〈給定值，且當(dāng)e=HS-HP≥dF時(shí)，調(diào)節(jié)閥處于開度狀態(tài)。隨著液位H的升高，HP也不斷增大，e相應(yīng)變小。假設(shè)H高于給定值，即HP〉HS，e為負(fù)值，假設(shè)e≤-dF時(shí)，則兩位調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由于這種控制方式具有沖擊性，易損壞元器件，只是在對(duì)控制質(zhì)量要求不高的系統(tǒng)才使用。給定液給定液位調(diào)節(jié)器開關(guān)執(zhí)行器出水閥對(duì)象水箱反應(yīng)值液位檢測(cè)圖3-3位式控制系統(tǒng)的方塊圖如圖3.3位式控制系統(tǒng)的方框圖所示，液位給定值在智能儀表上通過設(shè)定獲得。被控對(duì)象為水箱，被控制量為液位。它由液壓傳感器測(cè)定輸出。根據(jù)給定值加上dF與測(cè)量的液位相比擬調(diào)節(jié)閥發(fā)出控制信號(hào)，從而到達(dá)控制水箱液位的目的。由過程控制原理可知，雙位控制系統(tǒng)的輸出是一個(gè)斷續(xù)控制作用下的等幅振蕩過程，如圖2所示。因此不能用連續(xù)控制作用下的衰減振蕩過程的溫度品質(zhì)指標(biāo)來衡量，而用振幅和周期作為品質(zhì)指標(biāo)。一般要求振幅小，周期長，然而對(duì)同一雙位控制系統(tǒng)來說，假設(shè)要振幅小，則周期必然短；假設(shè)要周期長，則振幅必然大。因此通過合理選擇中間區(qū)以使振幅在限定圍，而又盡可能獲得較長的周期。圖3-4雙位控系統(tǒng)的過程曲線獲取給定值G采集反應(yīng)值F獲取給定值G采集反應(yīng)值FG>F關(guān)閉出水閥開啟出水閥圖3-5二位控制程序流程圖3.3工控主機(jī)的介紹用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程控制和管理的計(jì)算機(jī)，又稱過程計(jì)算機(jī)。它是自動(dòng)化技術(shù)工具中最重要的設(shè)備。在工業(yè)控制方面，計(jì)算機(jī)最早用在模擬控制系統(tǒng)中起監(jiān)控作用。它對(duì)過程變量進(jìn)展周期掃描，向操作人員顯示全過程的信息，并通過計(jì)算為模擬量調(diào)節(jié)器設(shè)置給定值。1962年英國首先采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)化工廠的直接數(shù)字控制。此后計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣的應(yīng)用〔見數(shù)字控制系統(tǒng)〕。大規(guī)模集成電路的迅速開展，使以微型計(jì)算機(jī)為根底的分散控制系統(tǒng)得到迅速開展和推廣。功能與特點(diǎn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分為大、中、小和微型4類。它們被用于工業(yè)控制對(duì)象的實(shí)時(shí)控制和工廠、企業(yè)的信息管理，能完成如下6項(xiàng)功能。①巡回檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理：對(duì)數(shù)以百計(jì)的過程物理參數(shù)周期性地或隨機(jī)地進(jìn)展測(cè)量顯示、打印記錄，對(duì)于間接指標(biāo)或參數(shù)可進(jìn)展計(jì)算處理。②順序控制和數(shù)值控制：對(duì)復(fù)雜的生產(chǎn)過程可按一定順序進(jìn)展啟、停、開、關(guān)等操作，或?qū)ぜ庸さ某叽邕M(jìn)展精細(xì)數(shù)值控制。③操作指導(dǎo)：對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)展測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果與預(yù)期目的作出比擬判斷，決定下一步應(yīng)該怎樣改變生產(chǎn)進(jìn)程，將這種決定打印或顯示出來供操作人員執(zhí)行或參考。④直接數(shù)字控制：對(duì)生產(chǎn)過程直接進(jìn)展反應(yīng)或前饋控制，代替常規(guī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)器或控制裝置，采用分時(shí)的形式，一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制眾多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。⑤監(jiān)視控制：對(duì)生產(chǎn)過程不進(jìn)展直接控制，只監(jiān)視生產(chǎn)過程的進(jìn)展，根據(jù)生產(chǎn)過程的狀態(tài)、環(huán)境、原料等因素，按照過程的數(shù)字模型〔或控制算法〕計(jì)算出最優(yōu)狀況或當(dāng)時(shí)應(yīng)采取的控制措施，把這種措施交給在現(xiàn)場(chǎng)起直接控制作用的計(jì)算機(jī)或常規(guī)控制儀表執(zhí)行〔整定其給定值〕。⑥工廠管理或調(diào)度：對(duì)車間或全廠的自動(dòng)生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程進(jìn)展調(diào)度管理。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與一般通用計(jì)算機(jī)相比，具有如下4項(xiàng)特點(diǎn)。①實(shí)時(shí)響應(yīng)性：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的控制對(duì)象都是實(shí)時(shí)變化的，為了及時(shí)對(duì)付被控對(duì)象隨時(shí)發(fā)生的變化，計(jì)算機(jī)在*一限定的時(shí)間必須完成規(guī)定處理的動(dòng)作，通常要求工業(yè)控制計(jì)算機(jī)具有硬實(shí)時(shí)〔嚴(yán)格的實(shí)時(shí)處理〕性。②配備完善的過程接口子系統(tǒng)：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為完成對(duì)生產(chǎn)過程的檢測(cè)和控制，必須配有完善的過程接口子系統(tǒng)〔即過程輸入輸出設(shè)備〕。③比擬完善的實(shí)時(shí)控制軟件：包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制軟件包，借以完成嚴(yán)格的實(shí)時(shí)處理功能。④極高的可靠性：防止因計(jì)算機(jī)故障而引起質(zhì)量事故或生產(chǎn)事故。

計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)定的數(shù)學(xué)模型〔或控制算式〕計(jì)算出應(yīng)有的給定值輸出，最后調(diào)節(jié)兩個(gè)閥門的開度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。具有采集來自工業(yè)生產(chǎn)過程的模擬式和(或)數(shù)字式數(shù)據(jù)的能力，并能向工業(yè)過程發(fā)出模擬式和(或)數(shù)字式控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制和(或)監(jiān)視的數(shù)字計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)構(gòu)造工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由主機(jī)、過程接口和人機(jī)接口等局部組成。

①主機(jī)：通常采用16位字長的計(jì)算機(jī)。但是，隨著處理信息量的增加和實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，也采用32位字長的計(jì)算機(jī)。它具有實(shí)時(shí)應(yīng)答性能，例如平均指令執(zhí)行時(shí)間為1～2微秒，一般的應(yīng)答時(shí)間在1毫秒以下。主存儲(chǔ)器容量通常為256千字節(jié)～1兆字節(jié)。②過程接口：又稱過程輸入輸出設(shè)備，是由許多與工業(yè)對(duì)象相互作用的裝置組成。它一方面把工業(yè)對(duì)象的生產(chǎn)過程參數(shù)變換成計(jì)算機(jī)能夠承受和識(shí)別的代碼，以便計(jì)算機(jī)處理；另一方面，又把計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令，變成操作執(zhí)行器的控制信號(hào)。經(jīng)過過程接口的信號(hào)有模擬量輸入、數(shù)字量輸入、模擬量輸出和數(shù)字量輸出等。模擬量輸入信號(hào)一般來自溫差電偶、熱電阻和壓力傳感器等；而數(shù)字量輸入則為開關(guān)接點(diǎn)或脈沖信號(hào)。模擬量輸出用于控制電磁閥或伺服電動(dòng)機(jī)的電壓〔電流〕信號(hào)；數(shù)字量輸出則多用于控制繼電器觸點(diǎn)。③人機(jī)接口：用于手動(dòng)控制和監(jiān)視工廠狀態(tài)的操作開關(guān)以及工作狀態(tài)顯示裝置統(tǒng)稱為人機(jī)接口或操作員接口。人機(jī)接口裝置通常制成操作臺(tái)形式，由鍵盤打字機(jī)、陰極射線管顯示裝置和指示燈顯示裝置等組成。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造分為三種類型。

集中型計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開展的初期，多采用一臺(tái)較大型的計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程集中進(jìn)展監(jiān)視和控制。在這種控制系統(tǒng)中，通常采用雙機(jī)工作方式或用一臺(tái)計(jì)算機(jī)作后備或設(shè)置模擬量調(diào)節(jié)器作為關(guān)鍵控制回路的備份,以提高系統(tǒng)工作的可靠性(見直接數(shù)字控制系統(tǒng))。

分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在集中型計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)往往要控制幾十個(gè)甚至幾百個(gè)回路，一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)生產(chǎn)帶來很大影響，這就是所謂的危險(xiǎn)集中。提高系統(tǒng)平安性和可靠性的方法是將控制權(quán)分散，即將根本控制功能由以微型機(jī)為根底的控制器來實(shí)現(xiàn)。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅速開展，有可能用微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)分散控制，并用上位計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)展集中控制、監(jiān)視和管理，從而構(gòu)成分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)〔圖1〕。圖3-6分散性計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)用微型計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制幾個(gè)或十幾個(gè)回路。有假設(shè)干臺(tái)微處理機(jī)就可以控制整個(gè)生產(chǎn)過程，從而使“危險(xiǎn)分散〞。在分散控制的根底上，把大量信息通過數(shù)據(jù)通信電纜送到陰極射線管(CRT)顯示操作站和上位計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和管理〔見分散制系統(tǒng)〕。圖3-7多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分散型控制系統(tǒng)的大型化就構(gòu)成多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般分為直接控制級(jí)、監(jiān)控級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)〔圖2〕。直接控制級(jí)直接控制生產(chǎn)過程，進(jìn)展比例積分微分(PID)、順序、比值串級(jí)、前饋、延遲補(bǔ)償?shù)雀鞣N控制運(yùn)算，還具有數(shù)據(jù)收集、監(jiān)視報(bào)警等功能。監(jiān)控級(jí)主要實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和適應(yīng)控制，指揮直接控制級(jí)工作，調(diào)整常規(guī)調(diào)節(jié)器的給定值或向操作人員發(fā)出操作指示等。在*些場(chǎng)合下，監(jiān)控級(jí)還能兼做直接控制級(jí)的一些工作。生產(chǎn)管理級(jí)主要進(jìn)展生產(chǎn)的方案和調(diào)度，指揮監(jiān)控級(jí)工作。這一級(jí)依企業(yè)規(guī)模和管理圍又可劃分為總廠管理級(jí)、分廠管理級(jí)和車間管理級(jí)。模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是功能分散化。它的必然開展趨勢(shì)是功能的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。80年代以來開場(chǎng)把分散控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取(過程接口)、直接數(shù)字控制、監(jiān)視控制和操作員控制臺(tái)等功能局部做成模塊，再連接起來構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。每個(gè)模塊都采用微型計(jì)算機(jī),對(duì)模塊的功能和計(jì)算機(jī)程序?qū)嵭袠?biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),這類似于模擬儀表的功能化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。模塊之間采用數(shù)字通信系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))連接起來。組成通信系統(tǒng)的通信線路具有高速和公用的特點(diǎn)，因此被形象地稱為數(shù)據(jù)公路。通信系統(tǒng)使分散控制系統(tǒng)在工廠按地區(qū)安裝模塊的本錢大為降低。通過對(duì)通信系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)，可以改變各模塊間的連接方式，增強(qiáng)功能的獨(dú)立性，當(dāng)其他級(jí)的功能塊發(fā)生故障時(shí)不致影響本塊的工作。這種積木塊式的構(gòu)造能簡化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使組裝新系統(tǒng)的時(shí)間減少到最低限度，還可對(duì)關(guān)鍵功能設(shè)置備用模塊，或在*模塊發(fā)生故障時(shí)臨時(shí)把任務(wù)轉(zhuǎn)派給其他模塊，從而降低備用本錢，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的功能分散化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的效果是：降低本錢；提高可靠性、平安性；使用靈活和便于重新設(shè)計(jì)、組裝和維修。3.4監(jiān)控主機(jī)的選型對(duì)于我們這次的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)的是單容量液位控制、報(bào)警、顯示的功能。此任務(wù)是一個(gè)比擬簡單常規(guī)的任務(wù)，故一般的監(jiān)控主機(jī)就能實(shí)現(xiàn)此任務(wù)。鑒于實(shí)用性價(jià)格等綜合因素的考慮，監(jiān)控主機(jī)我們選擇產(chǎn)自工業(yè)大學(xué)中遠(yuǎn)工控的HIT-ZY2500過程控制主機(jī)，其主要功能特點(diǎn)如下：具有雙DC24V冗余輸入，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入24V與部電源DC-DC完全隔離；能夠?qū)崿F(xiàn)電源檢測(cè)報(bào)警；其部電源冗余設(shè)計(jì)，高度可靠；可以實(shí)現(xiàn)在線部單元檢測(cè)，報(bào)警；具有高度隔離冗余雙總線接口〔支持CAN2.0B與ZY2000總線協(xié)議〕；詳細(xì)的狀態(tài)LED指示，更能簡單的控制組態(tài)下載；具有彩色液晶顯示。圖3-5監(jiān)控主機(jī)接下來我來簡單介紹下該監(jiān)控主機(jī)的各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)：處理速度置Pentium-III1.0GCPU,128MDRAM；后備電子存儲(chǔ)128MCF卡；工作站接口雙10/100M以太網(wǎng)接口，軟件自動(dòng)冗余切換；現(xiàn)場(chǎng)總線接口冗余的ZY2000網(wǎng)卡，支持CAN與ZY2000工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制總線，雙網(wǎng)自動(dòng)冗余切換；通訊速度以太網(wǎng)100M；現(xiàn)場(chǎng)總線312K-1.2M；通訊距離介質(zhì)1200M雙繞線；IO地址硬件任選100、120、140、160、180、1A0、1C0；中斷向量軟件任意設(shè)定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用；負(fù)載能力最多可掛接128個(gè)I/O單元模塊；軟件接口雙USB/以太網(wǎng)控制程序輸入；功耗≤30W；工作方式連續(xù)；可靠性指標(biāo)MTBF56000Hr；運(yùn)行環(huán)境溫度-10℃～60℃濕度相對(duì)濕度≤95%〔帶有防護(hù)外殼〕；防護(hù)等級(jí)IP55〔帶有防護(hù)外殼〕；重量≤3Kg；外部尺寸210mm〔L〕×180mm〔W〕×160mm〔H〕；串行接口1個(gè)RS-232用于調(diào)試及透?jìng)鞔跀?shù)據(jù)、1個(gè)

RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口用于控制外部云臺(tái)。HIT-ZY2500過程控制主機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全能滿足我們本設(shè)計(jì)中對(duì)監(jiān)控主機(jī)的要求，綜合考慮價(jià)格環(huán)境等因素我們就將此作為監(jiān)控主機(jī)。4上位機(jī)組態(tài)軟件監(jiān)控本章介紹工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，通用監(jiān)控系統(tǒng))的根本組成局部及其功能。MCGS組態(tài)通用監(jiān)控系統(tǒng)軟件是集動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國外眾多數(shù)據(jù)采集與設(shè)備輸出，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際問題的方案，在自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域起著極其重要的作用。4.1MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成MCGS監(jiān)控系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)局部，用戶所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)展，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)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(jìn)展各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。運(yùn)行環(huán)境必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。組態(tài)環(huán)境：組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫圖4-1兩局部互相獨(dú)立，又嚴(yán)密相關(guān)。圖4-2MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsSet.e*e支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生成擴(kuò)展名為.mcg的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與MCGS運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程〞。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsRun.e*e支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。由MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其構(gòu)造由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)局部構(gòu)成。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)件，同時(shí)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)展可視化處理，框圖如下：主控窗口主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤構(gòu)造添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)立動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖4-3〔1〕實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS監(jiān)控系統(tǒng)的核心。MCGS用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來管理所有實(shí)數(shù)。據(jù)從外部設(shè)備采集來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)其它局部操作的數(shù)據(jù)也來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，為其它局部提供效勞，提供了系統(tǒng)各個(gè)功能部件的數(shù)據(jù)共享?！?〕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(yùn)行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動(dòng)特性等項(xiàng)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架?！?〕設(shè)備窗口是MCGS監(jiān)控系統(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(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作和控制。它通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，或把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。〔4〕用戶窗口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化〞。用戶窗口中可以放置三種不同類型的圖形對(duì)象：圖元、圖符和動(dòng)畫構(gòu)件。(5)運(yùn)行策略是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)有三個(gè)固定的運(yùn)行策略：啟動(dòng)策略、循環(huán)策略和退出策略。綜上所述，要完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)該首先在組態(tài)環(huán)境中用系統(tǒng)提供的或用戶擴(kuò)展的構(gòu)件構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)，配置各種參數(shù)，形成一個(gè)有豐富功能可以實(shí)際應(yīng)用的工程。然后，把組態(tài)環(huán)境中的組態(tài)結(jié)果提交給組態(tài)運(yùn)行環(huán)境。運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果一起就構(gòu)成了用戶自己的應(yīng)用系統(tǒng)。4.2MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)主要功能〔1〕良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)大性。三種根本類型的構(gòu)件(設(shè)備構(gòu)件、動(dòng)畫構(gòu)件、策略構(gòu)件)完成了MCGS系統(tǒng)三大局部(設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫顯示和流程控制)的所有工作。〔2〕MCGS系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫連接能力，可以和更多的自動(dòng)化設(shè)備相連接；與其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，充分利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源?！?〕強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能?！?〕多樣化的報(bào)警功能?！?〕提供了瀏覽功能，能夠方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制與企業(yè)管理的集成。4.3MCGS組態(tài)軟件的工作方式4.3.1MCGS如何與設(shè)備進(jìn)展通訊MCGS通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)展數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由VB、VC程序設(shè)計(jì)語言編寫的DLL〔動(dòng)態(tài)連接庫〕文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。MCGS負(fù)責(zé)在運(yùn)行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中的各個(gè)局部，完成整個(gè)系統(tǒng)的通訊過程。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)占一個(gè)線程，到達(dá)互不干擾的目的。MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果MCGS為每一種根本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫屬性，如：一個(gè)長方形的動(dòng)畫屬性有可見度，大小變化，水平移動(dòng)等，每一種動(dòng)畫屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫效果。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。然而，我們?cè)诮M態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運(yùn)行中產(chǎn)生動(dòng)畫效果呢？方法是：圖形的每一種動(dòng)畫屬性中都有一個(gè)“表達(dá)式〞設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個(gè)與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，MCGS稱之為動(dòng)畫連接。詳細(xì)情況請(qǐng)參閱后面第四講中的動(dòng)畫連接。MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。同時(shí)，可利用MCGS提供的網(wǎng)絡(luò)功能，在工作站上直接對(duì)效勞器中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)展讀寫操作。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS把各種網(wǎng)絡(luò)形式，以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu)件的形式，供用戶調(diào)用，并進(jìn)展工作狀態(tài)、端口號(hào)、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。如何對(duì)工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制MCGS開辟了專用的“運(yùn)行策略〞窗口，建立用戶運(yùn)行策略。MCGS提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項(xiàng)組態(tài)操作，生成各種功能模塊〔稱為“用戶策略〞〕，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，防止了煩瑣的編程工作。4.4MCGS組態(tài)軟件的操作方式各種組態(tài)工作窗口系統(tǒng)工作臺(tái)面：是MCGS組態(tài)操作的總工作臺(tái)面。鼠標(biāo)雙擊Windows桌面上“MCG組態(tài)環(huán)境〞圖標(biāo)，或執(zhí)行“開場(chǎng)〞菜單中的“MCGS組態(tài)環(huán)境〞菜單項(xiàng)，彈出的窗口即為MCGS的工作臺(tái)窗口，設(shè)有：標(biāo)題欄：顯示“MCGS組態(tài)環(huán)境-工作臺(tái)〞標(biāo)題、工程文件名稱和所在目錄；菜單條：設(shè)置MCGS的菜單系統(tǒng)。參見“MCGS組態(tài)軟件用戶指南〞附錄所列MCGS菜單及快捷鍵列表；工具條：設(shè)有對(duì)象編輯和組態(tài)用的工具按鈕。不同的窗口設(shè)有不同功能的工具條按鈕，其功能詳見附表。工作臺(tái)面：進(jìn)展組態(tài)操作和屬性設(shè)置。上部設(shè)有五個(gè)窗口標(biāo)簽，分別對(duì)應(yīng)主控窗口、用戶窗口、設(shè)備窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五大窗口。鼠標(biāo)單擊標(biāo)簽按鈕，即可將相應(yīng)的窗口激活，進(jìn)展組態(tài)操作；工作臺(tái)右側(cè)還設(shè)有創(chuàng)立對(duì)象和對(duì)象組態(tài)用的功能按鈕；組態(tài)工作窗口：是創(chuàng)立和配置圖形對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)象和各種構(gòu)件的工作環(huán)境，又稱為對(duì)象的編輯窗口。主要包括組成工程框架的五大窗口，即：主控窗口，用戶窗口，設(shè)備窗口，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略。分別完成工程命名和屬性設(shè)置，動(dòng)畫設(shè)計(jì)，設(shè)備連接，編寫控制流程，定義數(shù)據(jù)變量等項(xiàng)組態(tài)操作。屬性設(shè)置窗口：是設(shè)置對(duì)象各種特征參數(shù)的工作環(huán)境，又稱屬性設(shè)置對(duì)話框。對(duì)象不屬性窗口的容各異，但構(gòu)造形式大體一樣。主要由以下幾局部組成：窗口標(biāo)題：位于窗口頂部，顯示“××屬性設(shè)置〞字樣的標(biāo)題。窗口標(biāo)簽：不同屬性的窗口分頁排列，窗口標(biāo)簽作為分頁的標(biāo)記，各類窗口分頁排列，鼠標(biāo)單擊窗口標(biāo)簽，即可將相應(yīng)的窗口頁激活，進(jìn)展屬性設(shè)置。輸入框：設(shè)置屬性的輸入框，左側(cè)標(biāo)有屬性注釋文字，框輸入屬性容。為了便于用戶操作，許多輸入框的右側(cè)帶有“？〞、“▼〞、“…〞等標(biāo)志符號(hào)的選項(xiàng)按鈕，鼠標(biāo)單擊此按鈕，彈出一列表框，鼠標(biāo)雙擊所需要的工程，即可將其設(shè)置于輸入框。單項(xiàng)選擇按鈕：帶有“○〞或“⊙〞標(biāo)記的屬性設(shè)定器件。同一設(shè)置欄有多個(gè)選項(xiàng)鈕時(shí)，只能選擇其一。復(fù)選框：帶有“□〞標(biāo)記的屬性設(shè)定器件。同一設(shè)置欄有多個(gè)選項(xiàng)框時(shí)，可以設(shè)置多功能按鈕：一般設(shè)有“檢查[C]〞、“確認(rèn)[Y]〞、“取消[N]〞、“幫助[H]〞四種按鈕：“檢查[C]〞按鈕用于檢查當(dāng)前屬性設(shè)置容是否正確；“確認(rèn)[Y]〞按鈕用于屬性設(shè)置完畢，返回組態(tài)窗口；“取消[N]〞按鈕用于取消當(dāng)前的設(shè)置，返回組態(tài)窗口；“幫助[H]〞按鈕用于查閱在線幫助文件。圖形庫工具箱：MCGS為用戶提供了豐富的組態(tài)資源，包括：系統(tǒng)圖形工具箱：進(jìn)入用戶窗口，鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具條中的“工具箱〞按鈕，翻開圖形工具箱，其中設(shè)有各種圖元、圖符、組合圖形及動(dòng)畫構(gòu)件的位圖圖符。利用這些最根本的圖形元素，可以制作出任何復(fù)雜的圖形。參見“MCGS組態(tài)軟件用戶指南〞。設(shè)備構(gòu)件工具箱：進(jìn)入設(shè)備窗口，鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具條中的“工具箱〞按鈕，翻開設(shè)備構(gòu)件工具箱窗口，其中設(shè)有與工控行業(yè)經(jīng)常選用的監(jiān)控設(shè)備相匹配的各種設(shè)備構(gòu)件。選用所需的構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，經(jīng)過屬性設(shè)置和通道連接后，該構(gòu)件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。策略構(gòu)件工具箱：進(jìn)入運(yùn)行策略組態(tài)窗口，鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具條中的“工具箱〞按鈕，翻開策略構(gòu)件工具箱，工具箱包括所有策略功能構(gòu)件。選用所需的構(gòu)件，生成用戶策略模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程的有效控制。詳見“MCGS組態(tài)軟件參考手冊(cè)〞。對(duì)象元件庫：對(duì)象元件庫是存放組態(tài)完好并具有通用價(jià)值動(dòng)畫圖形的圖形庫便于對(duì)組態(tài)成果的重復(fù)利用。進(jìn)入用戶窗口的組態(tài)窗口，執(zhí)行“工具〞菜單中的“對(duì)象元件庫管理〞菜單命令，或者翻開系統(tǒng)圖形工具箱，選擇“插入元件〞圖標(biāo)，可翻開對(duì)象元件庫管理窗口，進(jìn)展存放圖形的操作，參見后面章節(jié)。工具按鈕一覽：工作臺(tái)窗口的工具條一欄，排列標(biāo)有各種位圖圖標(biāo)的按鈕，稱為工具條功能按鈕，簡稱為工具按鈕。許多按鈕的功能與菜單條中的菜單命令一樣，但操作更為簡便，因此在組態(tài)操作中經(jīng)常使用。在本書的后面，用附表列出了各個(gè)窗口工具按鈕的名稱、位圖、功能，以備用戶查閱。同時(shí)可參閱"MCGS組態(tài)軟件參考手冊(cè)"第一章的容。工程工程系統(tǒng)分析：分析工程工程的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和監(jiān)控對(duì)象的特征，明確監(jiān)控要求和動(dòng)畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件部用來傳遞數(shù)據(jù)及動(dòng)畫顯示的。工程立項(xiàng)搭建框架：MCGS稱為建立新工程。主要容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動(dòng)窗口〔封面窗口退出后接著顯示的窗口〕名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動(dòng)畫刷新的周期。經(jīng)過此步操作，即在MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五局部組成的工程構(gòu)造框架。封面窗口和啟動(dòng)窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。設(shè)計(jì)菜單根本體系：為了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)展有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口編制菜單。編制菜單分兩步進(jìn)展，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對(duì)各級(jí)菜單命令進(jìn)展功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)菜單的容進(jìn)展增加或刪除，不斷完善工程的菜單。制作動(dòng)畫顯示畫面：動(dòng)畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)屬性設(shè)置兩個(gè)過程。前一局部類似于“畫畫〞，用戶通過MCGS組態(tài)軟件中提供的根本圖形元素及動(dòng)畫構(gòu)件庫，在用戶窗口“組合〞成各種復(fù)雜的畫面。后一局部則設(shè)置圖形的動(dòng)畫屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動(dòng)畫圖形的驅(qū)動(dòng)源。編寫控制流程程序：在運(yùn)行策略窗口，從策略構(gòu)件箱中，選擇所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊〔稱為策略塊〕，由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。MCGS還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件〔稱之為“腳本程序〞功能構(gòu)件〕，使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。完善菜單按鈕功能：包括對(duì)菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立工程平安機(jī)制等。編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動(dòng)畫顯示和控制流程是否正確。連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。此項(xiàng)操作在設(shè)備窗口進(jìn)展。工程完工綜合測(cè)試：最后測(cè)試工程各局部的工作情況，完成整個(gè)工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。組建新工程的一般過程工程工程系統(tǒng)分析：分析工程工程的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和監(jiān)控對(duì)象的特征，明確監(jiān)控要求和動(dòng)畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件部用來傳遞數(shù)據(jù)及動(dòng)畫顯示的。工程立項(xiàng)搭建框架：MCGS稱為建立新工程。主要容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動(dòng)窗口〔封面窗口退出后接著顯示的窗口〕名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動(dòng)畫刷新的周期。經(jīng)過此步操作，即在MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五局部組成的工程構(gòu)造框架。封面窗口和啟動(dòng)窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。設(shè)計(jì)菜單根本體系：為了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)展有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口編制菜單。編制菜單分兩步進(jìn)展，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對(duì)各級(jí)菜單命令進(jìn)展功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)菜單的容進(jìn)展增加或刪除，不斷完善工程的菜單。制作動(dòng)畫顯示畫面：動(dòng)畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)屬性設(shè)置兩個(gè)過程。前一局部類似于“畫畫〞，用戶通過MCGS組態(tài)軟件中提供的根本圖形元素及動(dòng)畫構(gòu)件庫，在用戶窗口“組合〞成各種復(fù)雜的畫面。后一局部則設(shè)置圖形的動(dòng)畫屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動(dòng)畫圖形的驅(qū)動(dòng)源。編寫控制流程程序：在運(yùn)行策略窗口，從策略構(gòu)件箱中，選擇所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊〔稱為策略塊〕，由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。MCGS還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件〔稱之為“腳本程序〞功能構(gòu)件〕，使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。完善菜單按鈕功能：包括對(duì)菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立工程平安機(jī)制等。編寫程序調(diào)試工程：利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動(dòng)畫顯示和控制流程是否正確。連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。此項(xiàng)操作在設(shè)備窗口進(jìn)展。工程完工綜合測(cè)試：最后測(cè)試工程各局部的工作情況，完成整個(gè)工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。5MCGS組態(tài)畫面制作流程5.1建立MCGS新工程在計(jì)算機(jī)上安裝了“MCGS組態(tài)軟件〞，在Windows桌面上，會(huì)有“Mcgs組態(tài)環(huán)境〞與“Mcgs運(yùn)行環(huán)境〞圖標(biāo)。鼠標(biāo)雙擊“Mcgs組態(tài)環(huán)境〞圖標(biāo)，進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境。圖5-1在菜單“文件〞中選擇“新建工程〞菜單項(xiàng)，如果MCGS安裝在D：根目錄下，則會(huì)在D：\MCGS\WORK\下自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為新建工程*.MCG。如以下圖：圖5-2您可以在菜單“文件〞中選擇“工程另存為〞選項(xiàng)，把新建工程存為：D：\MCGS\WORK\單容水箱液位控制系統(tǒng)。圖5-4這個(gè)時(shí)候我們已經(jīng)成功地建立了自己的工程!接下來進(jìn)展畫面制作5.2設(shè)計(jì)畫面流程建立新畫面在MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“用戶窗口〞，在“用戶窗口〞中單擊“新建窗口〞按鈕，則產(chǎn)生新“窗口0〞，即：圖5-5選中“窗口0〞，單擊“窗口屬性〞，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置〞，將“窗口名稱〞改為：單容水箱液位控制系統(tǒng)；將“窗口標(biāo)題〞改為：單容水箱液位控制系統(tǒng)，其它不變，單擊“確認(rèn)〞。圖5-6選中剛創(chuàng)立的“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞用戶窗口，單擊“動(dòng)畫組態(tài)〞，進(jìn)入動(dòng)畫制作窗口。圖5-7單擊工具條中的“工具箱〞按鈕，則翻開動(dòng)畫工具箱，圖標(biāo)對(duì)應(yīng)于選擇器，用于在編輯圖形時(shí)選取用戶窗口中指定的圖形對(duì)象；圖標(biāo)用于翻開和關(guān)閉常用圖符工具箱，常圖符工具箱包括27種常用的圖符對(duì)象。圖形對(duì)象放置在用戶窗口中，是構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)圖形界面的最小單元，MCGS中的圖形對(duì)象包括圖元對(duì)象、圖符對(duì)象和動(dòng)畫構(gòu)件三種類型，不同類型的圖形對(duì)象有不同的屬性，所能完成的功能也各不一樣。為了快速構(gòu)圖和組態(tài)，MCGS系統(tǒng)部提供了常用的圖元、圖符、動(dòng)畫構(gòu)件對(duì)象，稱為系統(tǒng)圖形對(duì)象。如以下圖所示：圖5-8制作文字框圖：建立文字框，翻開工具箱，選擇“工具箱〞的“標(biāo)簽〞按鈕鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)椤笆吱曅危诖翱谌魏挝恢猛献髽?biāo)，拉出一個(gè)一定大小的矩形。輸入文字：建立矩形框后，光標(biāo)在其閃爍，可直接輸入“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞文字，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入過程完畢。如果用戶想改變矩形的文字，先選中文字標(biāo)簽，按回車鍵或空格鍵，光標(biāo)顯示在文字起始位置，即可進(jìn)展文字的修改。設(shè)置框圖顏色：設(shè)定文字框顏色，選中文字框，按工具條上的〔填充色〕按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色〔設(shè)為無填充色〕；按〔線色〕按鈕改變文字框的邊線顏色〔設(shè)為沒有邊線〕。設(shè)定的結(jié)果是，不顯示框圖，只顯示文字。設(shè)定文字的顏色：按〔字符字體〕按鈕改變文字字體和大小。按〔字符顏色〕按鈕，改變文字顏色〔為藍(lán)色〕。圖5-9圖5-10對(duì)象元件庫管理：單擊“工具〞菜單，選中“對(duì)象元件庫管理〞或單擊工具條中的“工具箱〞按鈕，則翻開動(dòng)畫工具箱,工具箱中的圖標(biāo)用于從對(duì)象元件庫中讀取存盤的圖形對(duì)象；圖標(biāo)用于把當(dāng)前用戶窗口中選中的圖形對(duì)象存入對(duì)象元件庫中。如以下圖：圖5-11從“對(duì)象元件庫管理〞中的“儲(chǔ)藏罐〞中選取17號(hào)罐，按“確認(rèn)〞，則所選中的罐在桌面的左上角，可以改變其大小及位置。從“對(duì)象元件庫管理〞中的“閥〞和“泵〞中分別選取所需的。選中工具箱的“流動(dòng)塊〞動(dòng)畫構(gòu)件〔〕。移動(dòng)鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置，〔鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)槭中螤睢常c(diǎn)擊一下鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成一道虛線，拖動(dòng)一定距離后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，生成一段流動(dòng)塊。再拖動(dòng)鼠標(biāo)〔可沿原來方向，也可垂直原來方向〕，生成下一段流動(dòng)塊。當(dāng)用戶想完畢繪制時(shí)，雙擊鼠標(biāo)左鍵即可。當(dāng)用戶想修改流動(dòng)塊時(shí)，先選中流動(dòng)塊〔流動(dòng)塊周圍出現(xiàn)選中標(biāo)志：白色小方塊〕，鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動(dòng)鼠標(biāo)，就可調(diào)整流動(dòng)塊的形狀。用工具箱中的圖標(biāo)，分別對(duì)閥，罐進(jìn)展文字注釋，方法見上面做“單容水箱液位控制系統(tǒng)演示最后生成的畫面如以下圖所示：圖5-12選擇菜單項(xiàng)“文件〞中的“保存窗口〞，則可對(duì)所完成的畫面進(jìn)展保存。5.3定義數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的根本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過程。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的容主要包括：1.指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值圍2.確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間圍和保存期限等。在本設(shè)計(jì)中我們有3個(gè)變量，定義如下：液位數(shù)值型泵開關(guān)型閥開關(guān)型具體設(shè)置步驟如下：單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫〞窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。單擊“新增對(duì)象〞按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1〞、“Data2〞、“Data3〞。圖5-13選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性〞按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則翻開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置〞窗口。將對(duì)象名稱改為：泵；對(duì)象類型選擇：開關(guān)型；在對(duì)象容注釋輸入框輸入：“控制水泵啟動(dòng)、停頓的變量〞，單擊“確認(rèn)〞。本設(shè)計(jì)中要定義的數(shù)據(jù)變量如以下圖所示，圖5-14在根本屬性中，對(duì)象名稱為：液位；對(duì)象類型為：數(shù)值；其它不變。泵、調(diào)節(jié)閥、倆個(gè)開關(guān)型變量，屬性設(shè)置只要把對(duì)象名稱改為：泵、調(diào)節(jié)閥；對(duì)象類型選中“開關(guān)〞，其它屬性不變。如以下圖：圖5-155.4動(dòng)畫連接由圖形對(duì)象搭制而成的圖形界面是靜止不動(dòng)的，需要對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)展動(dòng)畫設(shè)計(jì)，真實(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，到達(dá)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果。在用戶窗口中，雙擊單容水箱控制系統(tǒng)窗口進(jìn)入，選中罐雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中折線，則會(huì)出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按以下圖所示修改，其它屬性不變。設(shè)置好后，按確定，再按確定，變量連接成功。圖5-16圖5-17在用戶窗口中，雙擊單容水箱控制系統(tǒng)窗口進(jìn)入，選中調(diào)節(jié)閥雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中組合圖符，則會(huì)出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按以下圖所示修改，其它屬性不變。設(shè)置好后，按確定，再按確定，變量連接成功。泵屬性設(shè)置跟調(diào)節(jié)閥屬性設(shè)置一樣。圖5-18圖5-19在用戶窗口中，雙擊單容水箱控制系統(tǒng)窗口進(jìn)入，選中水泵右側(cè)的流動(dòng)塊雙擊，則彈出流動(dòng)塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口。按上圖所示修改，其它屬性不變。水罐右側(cè)的流動(dòng)塊在流動(dòng)塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口中，只需要把表達(dá)式相應(yīng)改為：調(diào)節(jié)閥=1即可，如以下圖：圖5-20到此動(dòng)畫連接我們已經(jīng)做好了，讓我們先讓工程運(yùn)行起來，看看我們自己的勞動(dòng)成果。在運(yùn)行之前我們需要做一下設(shè)置。在“用戶窗口〞中選中“單容水箱控制系統(tǒng)〞，單擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊“設(shè)置為啟動(dòng)窗口〞，這樣工程運(yùn)行后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入“單容水箱控制系統(tǒng)〞窗口。圖5-21在菜單項(xiàng)“文件〞中選“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境〞或直接按“F5〞或直接按工具條中圖標(biāo)，都可以進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境。這時(shí)我們看見的畫面并不能動(dòng)，移動(dòng)鼠標(biāo)到“泵〞、“調(diào)節(jié)閥〞上面的紅色局部，會(huì)出現(xiàn)一只小“手〞，單擊一下，紅色局部變?yōu)榫G色，同時(shí)流動(dòng)塊相應(yīng)地運(yùn)動(dòng)起來。但水罐仍沒有變化，這是由于我們沒有信號(hào)輸入，也沒有人為地改變其值。我們現(xiàn)在可以用如下方法改變其值，使水罐動(dòng)起來。在“工具箱〞中選中滑動(dòng)輸入器圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)椤笆暫?，拖?dòng)鼠標(biāo)到適當(dāng)大小，然后雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，具體操作如以下圖所示在“滑動(dòng)輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置〞的“操作屬性〞中，把對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱改為：液位，可以通過單擊圖標(biāo)，到庫中選，自己輸入也可；“滑塊在最右邊時(shí)對(duì)應(yīng)的值〞為：10。在“滑動(dòng)輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置〞的“根本屬性〞中,在“滑塊指向〞中選中“指向左〔上〕〞，其它不變。在“滑動(dòng)輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置〞的“刻度與標(biāo)注屬性〞中,把“主劃線數(shù)目〞改為：5，即能被10整除，其它不變。屬性設(shè)置好后，效果如以下圖所示：圖5-22圖5-23這時(shí)您再按“F5〞或直接按工具條中圖標(biāo)，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境后，可以通過拉動(dòng)滑動(dòng)輸入器而使水罐中的液面動(dòng)起來。為了能準(zhǔn)確了解，水罐的值，我們可以用數(shù)字顯示其值，具體操作如下：在“工具箱〞中單擊“標(biāo)簽〞圖標(biāo)，調(diào)整大小放在水罐下面，雙擊進(jìn)展屬性設(shè)置如圖：圖5-24設(shè)置都的效果圖如下：圖5-255.5報(bào)警顯示MCGS把報(bào)警處理作為數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對(duì)象，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來自動(dòng)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象的值或狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫判斷對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象是否發(fā)生了報(bào)警或已產(chǎn)生的報(bào)警是否已經(jīng)完畢，并把所產(chǎn)生的報(bào)警信息通知給系統(tǒng)的其它局部，同時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶的組態(tài)設(shè)定，把報(bào)警信息存入指定的存盤數(shù)據(jù)庫文件中。定義報(bào)警定義報(bào)警的具體操作如下：對(duì)于“液位〞變量，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，雙擊“液位〞，在報(bào)警屬性中，選中“允許進(jìn)展報(bào)警處理〞；在報(bào)警設(shè)置中選中“上限報(bào)警〞，把報(bào)警值設(shè)為：50米；報(bào)警注釋為：水罐的水已達(dá)上限值；在報(bào)警設(shè)置中選中“下限報(bào)警〞，把報(bào)警值設(shè)為：5米；報(bào)警注釋為：水罐的水到達(dá)下限值。在存盤屬性中，選中“自動(dòng)保存產(chǎn)生的報(bào)警信息〞。圖5-26屬性設(shè)置好后，按“確認(rèn)〞即可。報(bào)警顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫只負(fù)責(zé)關(guān)于報(bào)警的判斷、通知和存儲(chǔ)三項(xiàng)工作，而報(bào)警產(chǎn)生后所要進(jìn)展的其它處理操作〔即對(duì)報(bào)警動(dòng)作的響應(yīng)〕，則需要您在組態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)。具體操作如下：在MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“用戶窗口〞，在“用戶窗口〞中，選中“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞窗口，雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞或單擊“動(dòng)畫組態(tài)〞進(jìn)入。在工具條中單擊“工具箱〞，彈出“工具箱〞，從“工具箱〞中單擊“報(bào)警顯示〞圖標(biāo)，變“十〞后用鼠標(biāo)拖動(dòng)到適當(dāng)位置與大小。如以下圖：圖5-27雙擊，再雙擊彈出如以下圖圖5-28此時(shí)按“F5〞或直接按工具條中圖標(biāo)，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，您會(huì)發(fā)現(xiàn)報(bào)警顯示已經(jīng)輕松地實(shí)現(xiàn)了。最后的報(bào)警效果如下圖5-29修改報(bào)警限值在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫〞中，對(duì)“液位〞的上下限報(bào)警值都定義好了，如果用戶想在運(yùn)行環(huán)境下根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)需要改變報(bào)警上下限值，在MCGS組態(tài)軟件中，為您提供了大量的函數(shù)，可以根據(jù)您的需要靈活地進(jìn)展運(yùn)用。具體操作如下：在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫〞中選“新增對(duì)象〞，增加倆個(gè)變量，分別為：液位上限、液位下限，具體設(shè)置如以下圖：圖5-30在“用戶窗口〞中，選“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞進(jìn)入，在“工具箱〞選“標(biāo)簽〞圖標(biāo)用于文字注釋，選“輸入框〞用于輸入上下限值，如以下圖：圖5-31雙擊圖標(biāo)，進(jìn)展屬性設(shè)置，只需要設(shè)置“操作屬性〞，其它不變，如以下圖圖5-32此時(shí)需要參加腳本語言才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修改報(bào)警上下限。在MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“運(yùn)行策略〞，在“運(yùn)行策略〞中雙擊“循環(huán)策略〞，雙擊進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，在腳本程序中增加如下語句：圖5-33!SetAlmValue(液位,液位上限,3)!SetAlmValue(液位,液位下限,2)如此就能實(shí)現(xiàn)改變上下限值，效果如下：圖5-345.6實(shí)時(shí)曲線實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件是用曲線顯示一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)值的動(dòng)畫圖形，象筆繪記錄儀一樣實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)對(duì)象值的變化情況。在MCGS組態(tài)軟件中如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)曲線呢？具體操作如下：單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“實(shí)時(shí)曲線〞圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。雙擊曲線，彈出“實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件屬性設(shè)置〞窗口，按以下圖設(shè)置：圖5-35按“確認(rèn)〞即可，在運(yùn)行環(huán)境中單擊“數(shù)據(jù)顯示〞菜單，就可看到實(shí)時(shí)曲線。圖5-36由于窗口大小空間的限制，為了能更清楚的觀察實(shí)時(shí)曲線的變化情況，我們可以將其切換顯示在另一個(gè)窗口中。具體步驟如下：我們首先需要在用戶窗口新建一個(gè)子窗口，并將其名字改為實(shí)時(shí)曲線圖5-37單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“實(shí)時(shí)曲線〞進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“實(shí)時(shí)曲線〞圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。雙擊曲線，彈出“實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件屬性設(shè)置〞窗口，具體設(shè)置步驟和主畫面中的一樣，最后結(jié)果如下：圖5-38接下來我們需要設(shè)置按鈕進(jìn)展切換：單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“標(biāo)準(zhǔn)按鈕〞圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。雙擊按鈕，彈出“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置〞窗口，按以下圖設(shè)置：圖5-39同理，單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“實(shí)時(shí)曲線〞進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“標(biāo)準(zhǔn)按鈕〞圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。設(shè)置如上，結(jié)果如下：圖5-40如此便可到達(dá)實(shí)時(shí)曲線畫面的切換。圖5-415.7給定值的設(shè)定在液位自動(dòng)控制的過程中我們需要輸入所需要到達(dá)的液位值，即給定值，才能在閉環(huán)控制系統(tǒng)過plc的控制到達(dá)要求，故我們需要在畫面中制作一個(gè)可以輸入給定值的給定框，具體步驟如下：首先我們需要在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中建立一個(gè)數(shù)據(jù)，命名為給定值圖5-42單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“輸入框〞圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。雙擊曲線，彈出“輸入框構(gòu)件屬性設(shè)置〞窗口，按以下圖設(shè)置：圖5-43設(shè)置后即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)值的給定，效果如下：圖5-445.8自動(dòng)手動(dòng)切換為了滿足現(xiàn)場(chǎng)控制的要求，在實(shí)際工業(yè)控制機(jī)的上位機(jī)顯示中往往需要有手動(dòng)和自動(dòng)控制倆種狀態(tài)，故需要在畫面中設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)按鈕。具體設(shè)置如下：首先我們需要在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義倆個(gè)變量，分別命名為自動(dòng)和手動(dòng)，然后將它們的屬性設(shè)置如下：圖5-45圖5-46然后我們需要在用戶窗口制作切換按鈕，單擊“用戶窗口〞標(biāo)簽，在“用戶窗口〞中雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)〞進(jìn)入，在“工具箱〞中單擊“標(biāo)準(zhǔn)按鈕〞圖標(biāo)，拖放到適合位置調(diào)整大小。雙擊按鈕，彈出“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置〞窗口，按以下圖設(shè)置：圖5-47手動(dòng)切換按鈕設(shè)置如下：圖5-48這樣的話上位機(jī)的動(dòng)畫制作就算是全面完成了，最終的效果圖如下所示：圖5-496設(shè)備選型與連接6.1MCGS與西門子S7200的連接動(dòng)畫制作完成后我們需要和西門子S7200PLC進(jìn)展連接，接下來進(jìn)展硬件設(shè)備與MCGS組態(tài)軟件是如何連接的。具體操作如下：在MCGS組態(tài)軟件開發(fā)平臺(tái)上，單擊“設(shè)備窗口〞，再單擊“設(shè)備組態(tài)〞按鈕進(jìn)入設(shè)備組態(tài)。從“工具條〞中單擊“工具箱〞，彈出“設(shè)備工具箱〞對(duì)話框。單擊“設(shè)備管理〞按鈕，彈出“設(shè)備管理〞對(duì)話框。從“可選設(shè)備〞中雙擊“通用設(shè)備〞，找到“串口通訊父設(shè)備〞雙擊，選中其下的“串口通訊父設(shè)備〞雙擊或單擊“增加〞按鈕，加到右面已選設(shè)備。再雙擊“PLC設(shè)備〞，找到“西門子〞雙擊，再雙擊“S7－200－PPI〞，選中“西門子S7－200PPI〞雙擊或單擊“增加〞按鈕，加到右面已選設(shè)備。如以下圖：圖6-1單擊“確認(rèn)〞按鈕，回到“設(shè)備工具箱〞如圖圖6-2雙擊“設(shè)備工具箱〞中的“串口通訊父設(shè)備〞，再雙擊“西門子S7-200PPI〞，如圖：圖6-3雙擊“通用串口父設(shè)備0－[串口父設(shè)備]〞，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置〞對(duì)話框，如圖按實(shí)際情況進(jìn)展設(shè)置，西門子默認(rèn)參數(shù)設(shè)置為：波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停頓位，偶校驗(yàn)。參數(shù)設(shè)置完畢，單擊“確認(rèn)〞按鈕保存。圖6-4計(jì)算機(jī)串行口是計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備通訊時(shí)最常用的一種通訊接口，一個(gè)串行口可以掛接多個(gè)通訊設(shè)備〔如一個(gè)RS485總線上可掛接255個(gè)ADAM通訊模塊，但它們共用一個(gè)串口父設(shè)備〕，為適應(yīng)計(jì)算機(jī)串行口的多種操作方式，MCGS組態(tài)軟件采用在串口通訊父設(shè)備下掛接多個(gè)通訊子設(shè)備的一種通訊設(shè)備處理機(jī)制，各個(gè)子設(shè)備繼承一些父設(shè)備的公有屬性，同時(shí)又具有自己的私有屬性。在實(shí)際操作時(shí)，MCGS提供一個(gè)串口通訊父設(shè)備構(gòu)件和多個(gè)通訊子設(shè)備構(gòu)件，串口通訊父設(shè)備構(gòu)件完成對(duì)串口的根本操作和參數(shù)設(shè)置，通訊子設(shè)備構(gòu)件則為串行口實(shí)際掛接設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。S7-200PPI構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫西門子S7_21*、S7_22*系列PLC設(shè)備的各種存放器的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。本構(gòu)件使用西門子PPI通訊協(xié)議，采用西門子標(biāo)準(zhǔn)的PC\PPI通訊電纜或通用的RS232/485轉(zhuǎn)換器，能夠方便、快速地與PLC通訊。雙擊[西門子S7-200PPI]，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置〞對(duì)話框，如圖，在屬性設(shè)置之前，建議您先仔細(xì)閱讀“MCGS幫助系統(tǒng)〞，了解在MCGS組態(tài)軟件中如何操作西門子S7-200PPI。圖6-5選中“根本屬性〞中的“設(shè)置設(shè)備部屬性〞，出現(xiàn)圖標(biāo)，單擊圖標(biāo)，彈出“西門子S