MCGS组态软件在温度控制中的应用毕业论文设计.doc

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1、新疆大学科学技术学院College of science technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题 目： MCGS组态软件在温度控制中的应用 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名

2、： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人

3、完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日声 明郑重声明，此论文（设计）是本人在相关老师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否则，由此造成的一切后果由本人负责。 本人签名： 年 月 日新疆大学科学技术学院学

4、生毕业论文（设计）任务书学生姓名 徐文 学号 20072457039 专 业 过程装备与控制工程 班级 化机07-1 论文（设计）题目 MCGS组态软件在温度控制中的应用 论文（设计）来源 教师自拟 要求完成的内容 （1）采用MCGS组态软件对温度控制系统进行软、 硬件组态，包括数据采集、控制、流程画面和趋势 画面组态。 （2）系统调试，并实现温度自动控制，以及流程画 面和趋势画面监控。 （3）英文翻译。 发题日期：2010 年12月28 日 完成日期：2011 年 5月20日 指导教师签名 摘 要 在温度控制行业中，为了提高控制的准确性及提高工作效率，改进原有的控制流程，避免不必要的人力资源

5、浪费，因此在实际过程中，根据控制要求，选择相应不同的配套设施，将多台设备或多个现场的情况集成到一台控制系统中，以达到集中管理、分散控制。既可以节省人力资源又可以提高生产效率。本设计为简单的温度控制系统，以MCGS组态软件为基础，介绍了MCGS在温度控制中实现自动化控制的过程。 关键词：组态；控制；温度 ABSTRACT In the temperature control industry, in order to improve control accuracy and increase efficiency, improve the existing control processes,

6、to avoid unnecessary waste of human resources, the actual process, according to control requirements, select a different supporting facilities, willmultiple devices or multiple-site situation into a control system in order to achieve centralized management and decentralized control.Can not only save

7、 human resources and can improve production efficiency.The design is simple temperature control system, based on configuration software MCGS introduced MCGS temperature control in process automation control.Keywords：Configuration Control Temperatur目录1绪论12 MCGS组态软件简介2.1MCGS组态软件的功能和特点2.2 MCGS组态软件的系统构成

8、 2.2.1 MCGS组态软件的整体结构 2.2.2 MCGS工程的五大部分2.3MCGS的发展前景3 温度控制系统监控画面设计 3.1 工程建立 3.2 建立画面3.3 定义数据对象 3.4 动画连接 3.5 曲线显示3.6所用设备元件3.7水泵和阀的启停3.8建立按钮2.9 工程效果图3.10设备连接结束语致谢参考文献1绪论 在化工、石油、冶金、炉窑等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的得量，需要准确地加以控制。本设计主要是介绍MCGS的功能、特点、系统构成和历史发展，以及实现温度控制的的操作中的问题和过程？（内容太少，可增加组态软件的发展等） 2 MCGS组态软件简介2

9、.1 MCGS组态软件的功能和特点 图（1） MCGS的功能和特点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

10、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。MCGS是真正的32位系统，可同时运行于Microsoft Windows95，98和Microsoft Windows

11、 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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、以实时交换数据，实现对工控系统的分布式控制和管理。2.2 MCGS组态软件的系统构成2.2.1 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

18、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。2.2.2 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

19、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（ifthen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。 图（2）MCGS工程的五

20、大部分说明图2.3 MCGS的发展前景 MCGS是常用的工业控制组态软件之一,随着工业自动化的发展,该软件的教学也被纳入了高校教学中来。以往的软件教学方法效果不明显,作者通过教学设计和教学方法的探讨,对MCGS软件教学进行了实践,该方法的实施有助于提高学生的实操能力,提高学生的自学能力,并可在其他应用软件的教学中推广。3 温度控制系统监控画面设计3.1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：MCGSWORK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

21、文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。4在用户窗口内输入“温度控制系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。3.2 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” “窗口1”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。3将窗口名称改为：温度控制系统和实时曲线；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。如图（3）（4）4在“用户窗口”中，选中“温度控制系统”，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。图（3）建立用户窗口“温度控制系统”图（4）建立用户窗口“实时曲线”3.3定义数据对象创建有关的

22、数据，开关型变量如图（5）、（6）。图（5）建立要测温度的数值型变量图（6）建立阀的开关型变量3.4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。3.5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，

23、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。 事实曲线如下：图（8）实时曲线 测量值，输出值，设定值得曲线3.6 所用设备元件 图（8）罐 图（9）泵 图(10) 阀 图（11）管道 图（12）精馏塔3.7水泵和阀的启停 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。如图（13）、（14）。图（13）泵的连接图（14）阀的连接3.8建立按钮 建立按钮使窗口0和窗口1在运行是可以互相连接，如图（15）图（15）按钮的建立3.9 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

24、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。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。如图（7）?。 图（7）设备连接3.10工程效果图工程最终效果图如下：图（16）最终完成工程控制图结论通过本次的毕业设计学会了实用mcgs组态软件对各种数据的测控和实现对指定部位的温度测量和控制，从而实现mcgs的自动控制工程致谢 感谢毛老师在制作工程的设计过程中对我们的知道和帮助，使我们学会了如何制作mcgs工程软件图和对其的操作和应

25、用，同时感谢姚鑫，黄泽宇在制作过程中进行的讨论，共同进步，从而完成了本次的mcgs设计过程。参考文献1MCGS组态软件教程 2 软件帮助文件新疆大学科学技术学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目: MCGS组态软件在温度控制系统中的应用学生姓名:徐文 专业班级:化机07-1 学号：20072457039指导教师姓名:毛先萍 职称: 副教授评价内容具体要求得分方案论证（15分）能独立查阅文献和课题调研，能提出较科学、合理、可行的实施方案。 论文(设计)内容（30分）坚持实事求是科学态度，没有造假和抄袭行为。观点、结论正确、论证充分、设计合理。内容与专业要求相吻合，理论与实际联系紧密。 工

26、作量和难度（20分）遵守毕业论文（设计）管理制度，按期完成任务书规定的内容，工作量饱满，有一定难度。论文(设计)质量（20分）结构合理、条理清楚、文理通顺、用语符合专业要求；文体格式规范、图表清楚。图样绘制与技术要求符合国家标准，图面质量符合要求。 创新性与应用价值（15分）具有一定的创新性和应用价值。 总分（100分） 指导教师评语: 指导教师（签名）： 年 月 日新疆大学科学技术学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目: MCGS组态软件在温度控制系统中的应用学生姓名:徐文 专业班级:化机07-1 学号：20072457039指导教师姓名:毛先萍 职称: 副教授评价内容具体要求得分规

27、范程度（25分）结构合理、条理清楚、文理通顺、用语符合专业要求，文体格式规范，图表清楚。图样绘制与技术要求符合国家标准，图面质量符合要求，资料齐全。论文(设计)内容与质量（60分）观点、结论正确，论证充分，设计合理。内容与专业要求相吻合，理论与实际联系紧密；查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力，有自己的见解。 创新性与应用价值（15分）具有一定的创新性和应用价值。 总分（100分） 评阅教师评语: 评阅教师（签名）： 2010年5 月23日新疆大学科学技术学院学生毕业论文(设计)评议书论文(设计)题目: MCGS组态软件在温度控制系统中的应用学生姓名: 徐文 专业班级:化机07-1 学号

28、：20072457039指导教师姓名:毛先萍 职称: 副教授评价内容具体要求得分论文（设计）水平（30分）论文（设计）内容正确，撰写规范、有一定的创新性和应用价值。论文（设计）报告（25分）论文（设计）介绍思路清晰，表达简明扼要，重点突出，能全面准确介绍论文（设计）内容，报告时间符合要求。论文（设计）答辩（45分）回答问题正确，有理论依据，基本概念清楚，逻辑性较强。总分（100分）答辩小组评语: 答辩小组组长： 年 月 日论文(设计)综合成绩指导教师成绩（30%）评阅教师成绩（20%）小组答辩成绩（50%）综合成绩（百分制）五级分制成绩辅助资料： 新疆大学科学技术学院College of sc

29、ience technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题 目： MCGS组态软件在温度控制系统中的应用指导老师: 毛先萍学生姓名： 徐文专 业： 过程装备与控制工程班 级： 化机07-1班完成日期： 2011年5月20日新疆大学科学技术学院学生毕业论文（设计）指导记录指导教师姓名毛先萍学生姓名徐文学生班级化机07-1学生学号20072457039指导时间： 年 月 日（星期 ） 第 次指导 合计 课时 指导记录： 指导教师签字： 指导时间： 年 月 日（星期 ） 第 次指导 合计 课时 指导记录： 指导教师签字： 指导时间： 年 月 日（星期 ） 第 次指

30、导 合计 课时 指导记录： 指导教师签字： 指导时间： 年 月 日（星期 ） 第 次指导 合计 课时 指导记录： 指导教师签字： 备注：此表由指导教师亲笔填写； 指导教师的指导次数不得少于八次；每张表格针对一位学生填写 此表连同毕业论文等材料一并装入学生文件袋。毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经