施工組織設計 (金升達)

1、7過程控制課程設計題目： 利用MCGS組態(tài)軟件 畫監(jiān)控畫面 物聯(lián)網(wǎng)工程學院 自動化專業(yè)學 號 0704100125 班級 自動化1001 學生姓名 趙金梁 指導教師 朱志芳 二一三年十二月引言過程控制系統(tǒng)，簡單的說，就是采用計算機來實現(xiàn)的過程工業(yè)控制（含管理）系統(tǒng)。從控制系統(tǒng)引入計算機，可以充分利用計算機的運算、邏輯判斷和記憶等功能完成多種控制任務實現(xiàn)復雜東芝規(guī)律。由于計算機只能處理數(shù)字信號，因此給定值和反饋要先經過A/D轉換器將其轉換為數(shù)字量，才能輸入計算機。但計算機接受了給定量和反饋量后，依照偏差值，按某種控制規(guī)律進行運算（如PID運算），計算結果（數(shù)字信號）在經過D/A轉換器，將數(shù)字 信

2、號轉換成模擬信號輸出到執(zhí)行機構，從而完成對系統(tǒng)的控制作用。隨著工業(yè)生產的迅速發(fā)展，工藝條件越來越復雜。對過程控制的要求越來越高。過程控制系統(tǒng)的設計是以被控過程的特性為依據(jù)的。由于工業(yè)過程的復雜、多變，因此其特性多半屬多變量、分布參數(shù)、大慣性、大滯后和非線性等等。為了滿足上述特點與工藝要求，過程控制中的控制方法是十分豐富的。通常有單變量控制系統(tǒng)，也有多變量控制系統(tǒng)，有復雜控制系統(tǒng)，也有滿足特定要求控制系統(tǒng)。在工業(yè)生產過程中，液體貯槽設備如進料罐、成品罐、中間緩沖容器、水箱等應用十分普遍，為保證生產正常進行，物料進出需均衡，以保證過程的物料平衡，因此工藝要求貯槽內的液位需維持在某個給定值上下，或在

3、某一小范圍內變化，并保證物料不產生溢出，要求設計一個液位控制系統(tǒng)。 MCGS (Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學易用的特點，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領域有著更廣泛的應用。MCGS組態(tài)軟件功能強大，操作簡單，易學易用，普通工程人

4、員經過短時間的培訓就能迅速掌握多數(shù)工程項目的設計和運行操作。同時使用MCGS組態(tài)軟件能夠避開復雜的計算機軟、硬件問題，集中精力去解決工程問題本身，根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點，組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專業(yè)化的工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件綜述MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平臺的， 用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000 等操作系統(tǒng)。MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺， 能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、 實

5、時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。使用 MCGS， 用戶無須具備計算機編程的知識， 就可以在短時間內輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能全面，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農業(yè)自動化 、航空航天等領域，經過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。MCGS 5.1 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構造

6、自己的應用系統(tǒng)。 運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程， 以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。 MCGS的構成MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設計和構造自己的應用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫。運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構成用戶應用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運行環(huán)境和組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫就可以

7、離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機上。 MCGS組態(tài)軟件的工作方式1.MCGS如何與設備進行通訊：MCGS通過設備驅動程序與外部設備進行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設備指令。設備驅動程序是由VB、VC程序設計語言編寫的DLL（動態(tài)連接庫）文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協(xié)議的處理程序，將設備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。MCGS負責在運行環(huán)境中調用相應的設備驅動程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中的各個部分，完成整個系統(tǒng)的通訊過程。每個驅動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。2.MCGS如何產生動畫效果：MCGS為每一種基本圖形元素定義了不同的動畫屬性，如：一個長方形的動畫屬性有可見度，

8、大小變化，水平移動等，每一種動畫屬性都會產生一定的動畫效果。所謂動畫屬性，實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，我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運行中產生動畫效果呢？方法是：圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設定欄，在該欄中設定一個與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實時數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應的對應關系，MCGS稱之為動畫連接。詳細情況請參閱后面第四講中的動畫連接。3.MCGS如何實施遠程多機監(jiān)控：MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡機制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構成分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡間的實時數(shù)據(jù)

9、同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡事件的快速傳遞。同時，可利用MCGS提供的網(wǎng)絡功能，在工作站上直接對服務器中的數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作。分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺計算機都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS把各種網(wǎng)絡形式，以父設備構件和子設備構件的形式，供用戶調用，并進行工作狀態(tài)、端口號、工作站地址等屬性參數(shù)的設置。4.如何對工程運行流程實施有效控制：MCGS開辟了專用的“運行策略”窗口，建立用戶運行策略。MCGS提供了豐富的功能構件，供用戶選用，通過構件配置和屬性設置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略”），使系統(tǒng)能夠按照設定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的

10、運行流程和設備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向對象的直觀方式，避免了煩瑣的編程工作。 MCGS繪制實際圖監(jiān)控畫面-模塊分析1、 液位傳感器測量環(huán)節(jié)2、上限、下限報警環(huán)節(jié)液位傳感器測量環(huán)節(jié)3、 報警實例設定下限值為5，上限值為20，報警畫面如下：（1）下限報警，綠燈轉換為綠色（2） 上限報警，綠燈轉換為綠色（3）正常工作課程設計總結通過本次課程設計，我對MCGS組態(tài)軟件的設計方法有了初步的認識，這對我以后系統(tǒng)設計有很大的作用。通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關過程控制系統(tǒng)方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才