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1、,自动化仪表-标准化接口 模拟 数字怎样把这些数据直观表述,组态软件,“组态”,MCGS组态软件,A、B液体混合与装置,PLC,C阀,控制柜,A阀,B阀,S3,S2,S1,被控对象,传感器,PLC,执行机构,主令信号,PLC,C阀,控制柜,A阀,B阀,S3,S2,S1,MCGS,通信模块,MCGS程序,MCGS设备驱动,计算机外部接口,PLC,RS232/RS422通信转换器,PC机,从PLC的输出灯看输出情况,模拟输入,PLC,上位机监控,现场被控对象,MCGS,IE浏览器,服务器监控机,TCP/IP,PLC,RS232,PLC远程仿真控制框图,IE浏览器,编程,http:/,什么是MCGS
2、组态软件MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点。,概述,组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点有：（1）延续性和可扩充性。当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而
3、方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用）。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程。,MCGS组态软件的系统构成,MCGS 软件系统：包括组态环境和运行环境 组态环境：相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造
4、自己的应用系统；生成用户应用系统的工作环境 运行环境：则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。用户应用系统的的运行环境。,1）MCGS组态软件的整体结构,MCGS组态软件的系统构成,McgsSet.exe支持,存放于MCGS目录的Program子目录中,生成扩展名为.mcg的工程文件（组态结果数据库）存放于MCGS目录的WORK子目录中,可执行程序McgsRun.exe支持,与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”,MCGS组态软件五大组成部分,1）MCGS的组态与动画效果：MCGS提供图库，并为每一种基本图形元素
5、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。我们在组态环境中生成的画面都是静止的，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。,MCGS组态软件的工作方式,2）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
6、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操作。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。,3）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、VC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的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线
7、程，达到互不干扰的目的。,三菱FX232设备属性设置,通道连接：指定设备通道与数据对象之间的对应关系。可有两种连接方式：,通道,实时数据库,窗口对象,PLC,1 组建新工程的一般过程,工程项目系统分析,工程立项搭建框架,设计菜单基本体系,制作动画显示画面,编写控制流程程序,连接设备驱动程序,完善菜单按钮功能,定义数据库的变量,开始,二 建立一个新工程,编写程序调试工程,2、实际建立一个新工程,工程简介：用可编程控制器编制双灯闪烁控制程序，并将PLC数据送入PC机，使用MCGS组态软件完成对PLC的运行监控设计,双灯闪烁组态界面,启动,停止,Y0,Y1,实时数据库,灯1 开关型灯2 开关型启动
8、开关型停止 开关型,变量设置,窗口,灯1 Y0灯2 Y1启动 M0停止 M1,通道连接,启动,停止,Y0,Y1,在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：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）,（3）,（1）,（4）取名,（5）建立实时数据库,建立新画面,对象元件库中读取存盘的图形对象,“流动块”,定义数据变量：实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指
9、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。,建立实时数据库,动画连接,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。,由谁来激励必须是定义过的变量（在实时数据库中）,有多少项就可进行多少种设置,动画方式,运行时变小手,设备窗口组态,功能：负责建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。基本方法：在设备窗口内配置不同类型的设
10、备构件，并根据外部设备的类型和特征，设置相关的属性，将设备的操作方法，如硬件参数配置、数据转换、设备调试等都封装在构件之内，以对象的形式与外部设备建立数据的传输通道连接。,MCGS设备驱动程序的选择,设备组态,（1）,（2）,通信构架：MCGS组态软件采用在串口通讯父设备下挂接多个通讯子设备的一种通讯设备处理机制，各个子设备继承一些父设备的公有属性。串口通讯父设备构件完成对串口的基本操作和参数设置，通讯子设备构件则为串行口实际挂接设备的驱动程序。串口父设备设置通信参数和通信端口，通信参数必须设置成与PLC的设置一样。FX-232设备必须挂接在串口父设备下。,串口父设备设置,（1）双击,（2）双
11、击,（3）参数设置,串口设备组态完成,串口父设备通信参数设置,（4）三菱FX232设备属性设置,（5）设置通道内部属性,（6）通道设置,串口子设备设置,选出所需的PLC元件,（8）通信标志为0则通信正常,设备调试,所需的PLC元件与数据库变量连接,（7）在对应数据对象框内点右键出现数据库变量列表,1,2,3,4,选中确认,双灯闪烁例子,窗口组态,1,新增所需变量 定义变量类型,2,*双击，设置属性*与数据库变量相连接*双层图元与变量的相关性设置-可见与不可见,数据对象,动画连接,窗口元件属性设置：窗口元件与数据库连接,颜色层次：两层中看见的为后一个。,1,工具/设备构件管理,2,选定串口通信父
12、设备,1,选定串口通信子设备,设备组态,1,将选中的设备调出,2,设备组态：将选中的设备添加到设备组态中,父设备通信属性设置,1,选择连接的通道,2,设置正确的操作方式,子设备通信属性设置,1,通道连接,2,击鼠标右键,3,选择变量,注意：由于X不能被编程，所以MCGS通过写M来实现上位按键对下位PLC的控制:M0-X0,M1-X1修改原双灯闪烁程序,将修改后的程序下载到PLC并运行关闭GX,以免与MCGS共用串口出现冲突进入MCGS运行,MCGS,GX,PLC,PC,编程练习:双灯闪烁,闪三次后自动停,Y0,Y1,X1,M10,C0,X1,M10,X2,M10,M10,T0,T1,Y1,M0
13、,Y0,K5,K10,T0,Y1,K4,END,M0,M1,C0,2、实际建立一个新工程,工程简介：用可编程控制器编制16彩灯花样控制程序，并将PLC的数据送入PC机，使用MCGS上位组态进行PLC的运行监控,实时数据库,灯1 开关型灯2 开关型灯16 开关型启动 开关型停止 开关型,变量设置,窗口,灯1 Y0灯2 Y1灯16 Y17启动 M0停止 M1,通道连接,3.水位控制设计,新建工程：首先系统默认“新建工程0”，选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：MCGSWORK3单罐水位控制1组态窗口：,变量：液位1 数值型泵 开关型阀1 开关型,窗口中的泵的设置,窗口中的泵是带按钮控制的,
14、窗口中的泵的颜色可变化,窗口中的泵的受控变量为“泵”,受控变量“泵”如何进行控制,具体选择动画方式,动画属性设置决定动画方式,如果选填充色：1段为逻辑1见到的色,1 阀体可作按钮功能2阀帽的填充色3阀帽可作按钮功能,1 23,?选受控元件选动画方式,效果：通过 泵开关可控制流动块流动，模拟水的加入；通过 阀开关可控制流动块流动，模拟水的流出；但水位不动需要采用脚本程序让水位动起来,在策略组态中，单击工具条中的“新增策略行”图标，则显示如下图：,在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，如下图，只需要把“循环时间”设为：200ms，按确定即可。,在策略组态中，如果没有
15、出现策略工具箱，请单击工具条中的“工具箱”图标，弹出“策略工具箱”，如下图：,IF 泵=1 THEN 液位1=液位1+0.5IF 阀1=1 THEN 液位1=液位1-0.5效果：水位随控制升降,添加：测量：水位传感器显示：滑块显示，数字显示框设置：数字设置框,3。单罐水位控制2,IF 泵=1 THEN 液位1=液位1+0.5IF 阀1=1 THEN 液位1=液位1-0.5IF 液位1=7 THEN s1=1 else s1=0endif,添加：测量：水位传感器,3单罐水位控制2,添加：显示：滑块显示,3单罐水位控制2,添加：显示：数字显示,左键点该框后释放，双击,添加：设置：数字设置框,在实时
16、数据库中增加变量D0，数值型。左键点该框后释放，双击,IF 泵=1 THEN 液位1=液位1+0.5IF 阀1=1 THEN 液位1=液位1-0.5IF 液位1=7 THEN s1=1 else s1=0endif IF 油车按钮=1 THEN 油车位置=油车位置-10,3.单罐水位控制3添加：油车,添加：油车,3单罐水位控制4添加：油车运油装油控制,IF 泵=1 THEN 液位1=液位1+0.5IF 阀1=1 THEN 液位1=液位1-0.5IF 液位1=7 THEN s1=1 else s1=0endif IF 油车按钮=1 THEN 油车位置=油车位置-10IF 油车按钮装油=1 THE
17、N 油车位置=油车位置+10,实时数据库,A阀 开关型B阀 开关型C阀 开关型电机 开关型液位 数据型启动 开关型停止 开关型S1 开关型S2 开关型S3 开关型,基于MCGS虚拟对象的PLC控制系统,通道连接,A阀 Y0B阀 Y1C阀 Y2电机 Y3启动 M10停止 M11S1 M1S2 M2S3 M3,IF A阀=1 THEN 液位=液位+0.5IF B阀=1 THEN 液位=液位+0.5IF C阀=1 THEN 液位=液位-0.5IF 液位=8 THEN S1=1else S1=0endifIF 液位=5 THEN S2=1else S2=0endifIF 液位=2 THEN S3=1else S3=0endif,工作标志,X0,X1,M0,初态条件,Y0,S20,Y3,M0,T0,S0,Y1,S21,A阀开,B阀开,S22,K600,T0,M电机开,C阀开,X2+M1,X3M2,Y3,T1,S22,T1,X4,K20,状态转移图,M10,M11,M3,实验要求,1.画面中元件无需与ppt中的元件完全一致，内容也不局限于上页的基本要求，可丰富扩充，可修饰画面使其设计更加美观；2.组态后的项目可以在运行版中运行，可实现动画效果；3.将项目文件另存为“学号+姓名.mcg”，非画面文件。4.将该文件发送至,邮件名称为“过控实习+学号+姓名”。5.若出现完全雷同项目，均不计成绩。,
