1、课 程 设 计 说 明 书 唐山学院 课 程 设 计 书 专业 (年级、班 )09 生产过程自动化技术 设 计 人 黄彬彬 学 号 609021201 指 导 教 师 王蕊 辅 导 教 师 王蕊 2011 年 12 月 23 日（设计结束日） 课 程 设 计 说 明 书 引言 . 3 1 工程分析 . 4 1.1 工程框架： . 4 1.2 图形制作： . 4 1.3 流程控制： . 4 1.4 安全机制： . 4 2 制作工程 . 4 2.1 建立画面 . 4 2.2 编辑画面 . 5 2.3 定义数据对象 . 6 3 动画连线 . 7 3.1 设备连接 . 7 3.2 编写控制流程 . 9
2、 4 报警显示 . 10 4.1 定义报警 . 10 4.2 制作报警显示画面 . 10 4.3 报警数据浏览 . 11 5 报表输出 . 12 5.1 实时报表 . 12 5.2 历史报表 . 13 6 曲线显示 . 13 6.1 实时曲线 . 13 6.2 历史曲线 . 14 7 MCGS 安全机制 . 15 7.1 定义用户和用户 组 . 15 7.2 系统权限管理 . 15 7.3 操作权限管理 . 15 7.4 保护工程文件 . 15 总结 . 16 参考文献 . 17 引言 MCGS即 “监视与控制通用系统 “，英文全称为 Monitor and Control Generated
3、 System。 MCGS 是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善 、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。 用 MCGS 通用版完成水罐 1、水罐 2 水位控制系统的设计、仿真运行。 设计要求： 1）建立水位控制系统工程文件； 2）设计水位控制系统工程画面，实现动画控制效果； 3）进行模拟设备连接，实现动画水位控制系统自动运行； 4）完成水位控制系统的报警显示与报警数据输出制作。 1 工程分析 1.1 工程框架： 2 个用户窗口：水位控制、数据显示； 4 个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据； 4 个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修 改密
4、码；5 个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据。 1.2 图形制作： 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。 1.3 流程控制： 通过循环策略中的脚本程序策略块实现 1.4 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 制作工程 2.1 建立画面 在“用户窗口”中单击“新建窗 口”按钮，建立“窗口 0”。选中“窗口 0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口
5、属性设置”。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”。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： 2.2 编辑画面 单击工具条中的“工具箱” 按钮，打开绘图工具箱。选择“工具箱”内的“标签”按钮 ，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。 选中工具箱内的流动块动画构件图标 ，鼠标的光标呈“十”字形，移动鼠标至窗口的预定位置，点击一下鼠标左键，移动鼠标，在鼠标光标后形成一道虚线，拖动一定距离后，点击鼠标左键，
6、生成一段流动块。再拖动鼠标（可沿原来方向，也可垂直原来方向），生成下一段流动块。最后生成的画面如下图所示： 2.3 定义数据对象 水泵 开关型 控制水泵“启动”、“停止”的变量 调节阀 开关型 控制调节阀“打开”、“关闭”的变量 出水阀 开关型 控制出水阀“打开”、“关闭”的变量 液位 1 数值 型 水罐 1 的水位高度，用来控制 1#水罐水位的变化 液位 2 数值型 水罐 2 的水位高度，用来控制 2#水罐水位的变化 液位 1 上限 数值型 用来在运行环境下设定水罐 1 的上限报警值 液位 1 下限 数值型 用来在运行环境下设定水罐 1 的下限报警值 液位 2 上限 数值型 用来在运行环境下
7、设定水罐 2 的上限报警值 液位 2 下限 数值型 用来在运行环境下设定水罐 2 的下限报警值 液位组 组对象 用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件 下面以数据对象“水泵”为例，介绍一下定义数据对象的步骤： 单击工作台中的“实时数据库” 窗口标签，进入实时数据库窗口页。单击“新增对象” 按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺省定义的名称为“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等（多次点击该按钮，则可增加多个数据对象）。选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置” 窗口。将对象名称改为：水泵；对象类型选择：开关型；在对象内容注释输入
8、框内输入：“控制水泵启动、停止的变量”，单击“确认”。 如下图所示： 3 动画连线 3.1 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。本书将在后面的章节中对设备构件进行详细地介绍。 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。通常情况下，在启动 MCGS组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。如果未被装载，
9、可按照以下步骤将其选 入：在“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。点击工具条中的“工具箱” 图标，打开“设备工具箱”。单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口： 在可选设备列表中，双击“通用设备”。双击“模拟数据设备”，在下方出现模拟设备图标。双击模拟设备图标，即可将“模拟设备”添加到右测选定设备列表中。选中选定设备列表中的“模拟设备”，单击“确认”，“模拟设备”即被添加到“设备工具箱”中。 下面详细介绍模拟设备的添加及属性设置： 双击“设备工具箱”中的“模拟设备”，模拟设备 被添加到设备组态窗口中。如图： 双击“设备 0-模拟设备 ”，进入模拟设备属性设置窗口，如图： 点击
10、基本属性页中的“内部属性”选项，该项右侧会出现 图标，单击此按钮进入“内部属性”设置。将：通道 1、 2 的最大值分别设置为： 10、 6。 单击“确认”，完成“内部属性”设置。点击通道连接标签，进入通道连接设置。选中通道 0 对应数据对象输入框，输入“液位 1”；选中通道 1 对应数据对象输入框，输入“液位 2”。 如图 3.2 编写控制流程 用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定 操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的 Basic 语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。 具体操作如下： 在“运行策略”中，双击“循环策略”进入策
11、略组态窗口。双击 图标进入“策略属性设置”，将：循环时间设为： 200ms，按“确认”。在策略组态窗口中，单击工具条中的“新增策略行” 图标，增加一策略行，如图： 如果策略组态窗口中，没有策略工具箱，请单击工具条中的“工具箱” 图标，弹出“策略工具箱”，如下图： 单击“策略工具箱” 中的“脚本程序”，将鼠标指针移到策略块 图标 上，单击鼠标左键，添加脚本程序构件，如图： 双击 进入脚本程序编辑环境，输入下面的程序： 如图所示： 单击“确认”，脚本程序编写完毕。 4 报警显示 4.1 定义报警 定义报警的具体操作如下： 进入实时数据库，双击数据对象“液位 1”。选中“报警属性”标签。 选中“允许
12、进行报警处理”，报警设置域被激活；选中报警设置域中的“下限报警”，报警值设为： 2；报警注释输入：“水罐 1 没水了！”。选中“上限报警”，报警值设为： 9；报警注释输入：“水罐 1 的水已达 上限值！”。单击“存盘属性”标签，选中报警数据的存盘域中的“自动保存产生的报警信息”。 4.2 制作报警显示画面 实时数据库只负责关于报警的判断、通知和存储三项工作，而报警产生后所要进行的其它处理操作（即对报警动作的响应），则需要您在组态时实现。 具体操作如下： 双击“用户窗口”中的“水位控制”窗口，进入组态画面。选取“工具箱”中的“报警显示” 构件。鼠标指针呈“十”后，在适当的位置，拖动鼠标至适当大小。如图： 选中该图形，双击，再双击弹出报警显示构件属性设置窗口，如图：
