组态控制技术实训电子教材

第1章  软件安装与基本操作 1.1什么是MCGS组态软件 MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft（各种32位Windows平台上）运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的方案，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。 1.2 安装要求 MCGS系统要求在IBM PC486以上的微型机或兼容机上运行，以Microsoft的Windows 95、98、Me、NT或Windows 2000为操作系统。MCGS组态软件的设计目标是瞄准高档PC机和高档操作系统，充分利用高档PC兼容机的低价格、高性能来为工业应用级的用户提供安全可靠的服务。 计算机的推荐配置是： CPU：使用相当于Intel公司的Pentium 233或以上级别的CPU； 内存：当使用Windows 9X操作系统时内存应在32MB以上； 当选用Windows NT操作系统时，系统内存应在64MB以上； 当选用Windows 2000操作系统时，系统内存应128MB以上； 显卡：Windows系统兼容，含有1MB以上的显示内存，可工作于800*600分辨率，65535色模式下； 硬盘：MCGS 5.5通用版组态软件占用的硬盘空间约为80MB。 1.3 MCGS的安装 MCGS组态软件是专为标准Microsoft Windows系统设计的32位应用软件。因此，它必须运行在Microsoft Windows95、Windows NT 4.0或以上版本的32位操作系统中。推荐使用中文Windows98、中文Windows NT 4.0或以上版本的操作系统。安装MCGS组态软件之前，必须安装好中文Windows95或中文Windows NT 4.0，详细的安装指导请参见相关软件的软件手册。 MCGS组态软件的安装盘只有一张光盘。具体安装步骤如下： 动Windows； 相应的驱动器中插入光盘； 插入光盘后会自动弹出MCGS安装程序窗口（如没有窗口弹出，则从Windows的“开始”菜单中，选择“运行...”命令，运行光盘中AutoRun.exe文件），MCGS安装程序窗口如下图所示： 在安装程序窗口中选择“安装MCGS组态软件通用版”，启动安装程序开始安装； 随后，安装程序将提示你指定安装目录，用户不指定时，系统缺省安装到D:\MCGS目录下，如下图所示： 安装过程大约要持续数分钟； MCGS系统文件安装完成后，安装程序要建立象标群组和安装数据库引擎，这一过程可能持续几分钟，请耐心等待； 安装过程完成后，安装程序将弹出“安装完成”对话框，上面有两个复选框，“是，我现在要重新启动计算机”和“不，我将梢后重新启动计算机”。一般在计算机上初次安装时需要选择重新启动计算机，如下图，按下“结束”按钮，操作系统重新启动，完成安装。如果选择“不，我将梢后重新启动计算机”，点击“结束”，系统将弹出警告提示，提醒“请重新启动计算机后再运行MCGS组态软件”。 安装完成后，Windows操作系统的桌面上添加了如下图所示的两个图标，分别用于启动MCGS组态环境和运行环境： 同时，Windows开始菜单中也添加了相应的MCGS程序组，如下图所示；MCGS程序组包括五项：MCGS组态环境、MCGS运行环境、MCGS电子文档、MCGS自述文件以及卸载MCGS组态软件。运行环境和组态环境为软件的主体程序，自述文件描述了软件发行时的最后信息，MCGS电子文档则包含了有关MCGS最新的帮助信息。 1.4 MCGS的运行 MCGS系统安装完成后，在用户指定的目录（或系统缺省目录D:\MCGS）下创建有三个子目录：Program、Samples和Work。MCGS系统分为组态环境和运行环境两个部分。文件McgsSet.exe对应于MCGS系统的组态环境，文件McgsRun.exe对应于MCGS系统的运行环境。组态环境和运行环境对应的两个执行文件以及MCGS中用到的设备驱动、动画构件及策略构件存放在子目录Program中，用于演示系统的基本功能的样例工程文件存放在Samples目录下，Work子目录则是用户的缺省工作目录。 分别运行可执行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能进入MCGS的组态环境和运行环境。安装完毕后，运行环境能自动加载并运行样例工程。用户可根据需要创建和运行自己的新工程。 由MCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成。 1、实时数据库是MCGS系统的核心 实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。MCGS用实时数据库来管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，实时数据库将数据传送给系统其它部分操作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。因此，实时数据库所存储的单元，不单单是变量的数值，还包括变量的特征参数（属性）及对该变量的操作方法（报警属性、报警处理和存盘处理等）。这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。实时数据库采用面向对象的技术，为其它部分提供服务，提供了系统各个功能部件的数据共享。 2、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、菜单命令、特性参数和启动特性等项内容，是应用系统的主框架。 3、设备窗口是MCGS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，系统自动打开设备窗口，管理和调度所有设备构件正常工作，并在后台独立运行。注意，对用户来说，设备窗口在运行时是不可见的。 4、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。图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。动画构件对应于不同的动画功能，它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块，用户可以直接使用。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”。 组态工程中的用户窗口，最多可定义512个。所有的用户窗口均位于主控窗口内，其打开时窗口可见；关闭时窗口不可见。允许多个用户窗口同时处于打开状态。用户窗口的位置、大小和边界等属性可以随意改变或设置，如可以让一个用户窗口在顶部作为工具条，也可以放在底部作为状态条，还可以使其成为一个普通的最大化显示窗口等等。多个用户窗口的灵活组态配置，就构成了丰富多彩的图形界面。 5、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，其里面放置有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、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。 一个应用系统有三个固定的运行策略：启动策略、循环策略和退出策略，用户也可根据具体需要创建新的用户策略、循环策略、报警策略、事件策略、热键策略，并且用户最多可创建512个用户策略。启动策略在应用系统开始运行时调用，退出策略在应用系统退出运行时调用，循环策略由系统在运行过程中定时循环调用，用户策略供系统中的其它部件调用。 综上所述，一个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组成。组态工作开始时，系统只为用户搭建了一个能够独立运行的空框架，提供了丰富的动画部件与功能部件。如果要完成一个实际的应用系统，应主要完成以下工作： 首先，要象搭积木一样，在组态环境中用系统提供的或用户扩展的构件构造应用系统，配置各种参数，形成一个有丰富功能可实际应用的工程；然后，把组态环境中的组态结果提交给运行环境。运行环境和组态结果一起就构成了用户自己的应用系统。 第2章 水位控制系统制作 本实训介绍水位控制系统的组态过程，详细讲解如何应用MCGS组态软件完成一个工程。本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示等多项组态操作。结合工程实例，对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节进行全面的讲解，使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。 工程最终效果图如下： 2.1工程分析 在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。 工程框架： 1． 2个用户窗口：水位控制、数据显示 2． 4个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据 3． 4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码 4． 5个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据 数据对象： 水泵、调节阀、出水阀、液位1、液位2、液位1上限、液位1下限、液位2上限、液位2下限、液位组 图形制作： 1．水位控制窗口 水泵、调节阀、出水阀、水罐、报警指示灯：由对象元件库引入 管道：通过流动块构件实现 水罐水量控制：通过滑动输入器实现 水量的显示：通过旋转仪表、标签构件实现 报警实时显示：通过报警显示构件实现 动态修改报警限值：通过输入框构件实现 2． 数据显示窗口 实时数据：通过自由表格构件实现 历史数据：通过历史表格构件实现 实时曲线：通过实时曲线构件实现 历史曲线：通过历史曲线构件实现 流程控制： 通过循环策略中的脚本程序策略块实现 安全机制： 通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现 2.2建立工程 可以按如下步骤建立样例工程： ? 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) ? 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。 ? 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。 2.3  制作工程画面 2.3.1 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。如图：