基于MCGS组态编程的液位控制系统设计

1、摘 要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MC

2、GS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。关键词： MCGS组态软件；液位系统；仿真实验Abstract To design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering prob

3、lems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software t

4、o design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating syst

5、ems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data

6、and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monit

7、oring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interactio

8、n by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchron

9、ized curve display ultimately.Key Words： MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment 目 录1绪论11.1选题背景及意义11.2液位控制仿真概况21.3论文主要内容22 软件介绍32.1 MCGS简介32.2 MCGS的构成42.2.1 MCGS组态软件的系统构成42.2.2 MCGS组态软件界面简介52.3 MCGS组态软件的功能和特点62.4 MCGS组态软件的工作方式82.5 MCGS组态软件的操作方式92.6 组建新工程的一般过程113.设计思路1

10、34组态画面的设计144.1 工程建立144.2建立流程画面144.3 定义数据对象164.4.动画连接164.5模拟设备连接174.6 控制流程174.7 报警显示184.8 报表输出204.9 趋势曲线显示214.10 安全机制224.11 液位控制系统总效果24参考文献26第一章绪论1.1 选题背景及意义随着计算机技术和工业自动化水平的迅速发展，人们对工业自动化的要求越来越高，在日常生活和工业自动化生产中经常涉及到液面控制和流量控制的问题，随着人力成本的持续上升，人们不可能采用过去经常采用的人力去实时监控液面和控制流量的速度。也不可能采用传统工业自动化技术，当要对控制对象的参数进行改变时

11、，即要对其控制系统的源程序进行修改，极大的浪费人力物力。因此需要设计出一种合适的控制系统，能够自动控制液面到可控范围，又可以对控制对象的参数进行及时有效的修改，以保证产品的质量和生产效率。通用工业组态软件的出现为解决上述问题提供了一种崭新的思路。因为可以根据每个工程的实际情况，利用通用工业组态软件提供的底层设备的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，并且不受行业的限制。可以使操作人员不用到现场就可以直观、清晰的了解液面控制系统的运行状况，对液面控制系统的故障能够及时的进行处理。 MCGS作

12、为一种计算机监控系统的组态软件，能够为用户提供工作平台的实时动画显示、对故障的处理警报、对工作流程的监控、工作平台的实时曲线显示、对历史工作曲线显示查询和报表输出。同时，MCGS不仅仅能够对不同工程项目之间和对各种社会应用问题进行建模、仿真、分析和可视化。还能够对不同工程项目之间和对各种社会应用问题进行实时仿真与监控或能够进行数据、资源的共享。MCGS作为一种组态软件，已成功的在一些实际的社会应用问题的工程项目上进行建模、仿真、分析和可视化操作。为该工程项目提供了良好的过程仿真、优化控制和辅助用户进行决策分析。并获得了较好的经济效益和社会效益1.2 液位控制仿真概况仿真实验的过程中监控系统的应

13、用是非常广泛的，监控系统的构成方式也是多钟多样的，下面列举的是现在广泛采用的方法。过程控制系统的一个典型例子是液位系统。当水罐1和水罐2的入水量和出水量相等时。水罐1和水罐2的液位将会始终保持在用户给定的正常范围内。一旦水罐1和水罐2的入水量和出水量发生改变必将会引起水罐1和水罐2的液位的上升或者下降。传感器将水罐1和水罐2的液位值与用户设定的液位安全范围做比较。通过计算可以得到两者之间的差值，这个差值便可以叫做偏差。控制器通过这个偏差并根据相应的规律发出相应的控制信号。控制信号便会控制水泵、调节阀和出水阀的入水量和出水量使得水罐1和水罐2液位达到用户设定的液位安全范围。通过这个调节方式就可以

14、达到对液位控制系统的自动控制。1.3 论文主要内容本论文主要是通过利用MCGS组态软件设计出一个过程仿真实验的监控系统从而达到对水罐1和水罐2的液位控制。人机对话窗口和动画效果的制作是作为仿真控制监控系统中必须要的两个项目。在动画效果制作的方面包括画面的制作和曲线的显示这两个组成部分。在本论文的绪论中讲解了基于MCGS组态编程的液位控制系统设计这个选题的背景及意义还有液位控制系统的仿真概况。在本论文的第二章中主要介绍了作为组态软件技术的MCGS的详细情况、MCGS的各个子项目的组成部分、作为组态软件技术的MCGS的工作方式。其中，详细的介绍了组态软件技术的MCGS的组态环境：组态生成、应用系统

15、、组态结果：数据库、运行环境：解释执行、组态结果。在本论文的第三章中主要介绍了基于MCGS组态编程的液位控制系统设计的设计任务及设计要求，其中还包括基于MCGS组态编程的液位控制系统设计的液位控制系统的工作原理图、设计变量和设计的目的等等。通过对基于MCGS组态编程的液位控制系统设计的液位控制系统的组态过程，介绍如何利用组态软件技术的MCGS去构造一个工程。在构造这个工程中往往还设计到动画效果的制作、计算机语言的书写、设备与设备直接的联系，实时曲线与历史曲线的表达和报表的输出等多种子项目的操作。在本论文的第四章中主要介绍了利用组态软件MCGS来实现液位控制系统的工程流程。在本论文的最后主要是对

16、于基于MCGS组态编程的液位控制系统设计的总结与本论文中所用到的参考文献的举例。第二章软件介绍 2.1 MCGS组态软件的相关简介Monitor and Control Generated System简称MCGS, 是一套主要运用在计算机监控系统的组态软件，MCGS具有很强的兼容性，能够在不同的操作系统上能够安装操作，不要专门去安装操作系统，能够快速的打开市场。MCGS不仅仅能够辅助用户进行决策，还能够为用户提供工作平台上的实时动画显示、能够及时的对故障的处理警报、实时对工作流程的监控、工作平台的实时曲线显示、对历史工作曲线显示查询和报表的输出。相对于其他的组态软件用户需要掌握计算机编程的相

17、关知识能够自行的编写计算机代码。在使用MCGS的过程中，用户就无需掌握敲打计算机代码的能力，就能够快速的构造出一个具有时动画显示、能够及时的对故障的处理警报、实时对工作流程的监控、工作平台的实时曲线显示、对历史工作曲线显示查询和报表的输出的一个开发工作平台。=在使用组态软件MCGS的过程中，可以发现MCGS具有很强的兼容性、多种多样的对故障的处理报警、能够对不同项目工程进行调控处理、能够对工程进行模块化处理等诸多优点。组态软件MCGS已经成功的在诸多需要自动化领域控制的系统行业中运用广泛。经过长时间的实践与运用，MCGS展现出它无可争辩的能力，具有较高的系统稳定性。能够产生较高的社会效益与经济

18、效益。2.2 MCGS的构成2.2.1 MCGS组态软件的系统构成MCGS组态软件的系统构成宝航了组态环境和运行环境两个组成部分。组态软件又包括组态生成和应用系统，运行环境又包括解释执行与组态结果。组态环境能够为用户开发出能够解决用户所提出来的社会实际问题的组态操作系统。运行环境能够完成用户所提出来的社会实际问题的组态操作系统的设计目标和所需要的功能。运行环境必须要和组态结果数据库相结合才能发挥出其本身的意义所在。组态环境：组态生成、应用系统、组态结果数据库和运行环境：解释执行、组态结果之间的关系就犹如图2.2.1 -1MCGS的系统组成部分所示 组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组

19、态结果组态结果数据库 图2.2.1 -1 MCGS的系统组成部分 其中我们可以将组态环境和运行环境细化下去，就可以发现，组态环境和运行环境他们两者的关系是既相互独立又相互渗透的关系。从图钟就可以看出来。 图2.2.1-2 MCGS的组态环境与运行环境的结构图工程，是用户在运用MCGS在解决社会实际问题的基础上所运用到的。它往往包含了组态结果的数据库和运行环境中的解释执行与组态结果。它往往储存在MCGS中的子目录中。储存的工程的扩展名为“.meg”。用户可以在这个工程项目中做到实时动画显示、能够及时的对故障的处理警报、实时对工作流程的监控、工作平台的实时曲线显示、对历史工作曲线显示查询和报表的输

20、出。从而可以对该项目工程有个宏观的概念和大体的了解其运行的大致结果。用户在使用MCGS组态软件技术往往是为了节省人力物力，要让系统能够达到自动控制和手动控制两者相结合的工程。而用户要实现自动控制和手动控制往往是要在MCGS的运行环境中才能够实现。2.2.2 MCGS组态软件界面简介组态软件MCGS的软件操作页面主要是包括了5个模块，这5个模块各自具有的功能不同，对系统的构建的作用也各不相同。用户可以根据不懂的需要求其进行模块化处理。但是在工程中这5个模块是必不可少的，这5个模块分别是主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库、运行决策。下面将对这5个模块进行详细的介绍说明。主控窗口：主控窗口包括

21、了系统菜单、系统参数、启动参数这3个组成部分。主控窗口主要涉及到的组态操作包括更改工程的名字，确定工程的储存位置和储存时间，设计工程封面等工作，主控窗口还能够放置一个设备窗口和多个工程的窗口。在满足自动控制和手动控制的基础上，可以随意监控和管理这些不同工程。从而可以达到控制的最大化。设备窗口：设备窗口里面是包含着各种各样的设备，设备窗口的存在是为了满足软件与硬件（也就是外部设备）的连接与驱动。可以让外部设备的数据采样能够实时的传送的计算机中，能够通过MCGS来实现调控外部设备，达到自动控制。在外部设备发生故障的同时，能够发出警报，可以出显示哪个设备、哪个过程发生故障。用户窗口：用户窗口里面是包

22、括了图元、图符和动画构建这3个组成部分，是实现人机对话的主要的窗口。用户窗口它能够为用户提供工作平台的实时动画显示、对故障的处理警报、对工作流程的监控、工作平台的实时曲线显示、对历史工作曲线显示查询和报表输出。实时数据库：实时数据库包括了数据对象、报警处理、存盘处理这3个组成部分。是实现各个工程之间、各个项目之间、各个时间段的数据的整理与共享，在实时数据库中可以定义数据的名称，这样工程就可以及时的收集数据并进行整理运行策略：运行策略中主要是包括启动策略、循环策略、退出策略、自定义策略。可以对基于MCGS组态软件的控制系统的工程进行控制，可以在改组成部分中编写计算机代码，可以根据不同的需求来选择

23、各种各样具有不同功能的构建。终上所述，构成MCGS组态软件的操作页面的5个组成部分就如图所示 图2.2.2-1 MCGS的组态软件的五大部分2.3 MCGS组态软件的功能和特点 伴随着计算机技术的迅速发展。组态软件的开发水平也逐渐的提高，国内外一度涌现出许许多多的组态软件。相比于其他的组态软件，MCGS组态软件具有其他组态软件所不具有的优点。MCGS的操作界面具有非常良好的可视化操作。用户可以根据自己的需要可以使用系统默认的系统框架，也可以根据实际情况来实现自我的调配。在操作界面上，MCGS也具备着其他的组态不具备的特点就是兼容性比较好，能够在各种计算机操作系统上进行操作运行。MCGS具有非常

24、好的处理效能还能同时处理多个项目，监控多个工程的流程。在组态环境和运行环境上，MCGS具有丰富多样的图元、图符、动画构建。能够比较完整的构造整个工程的运作过程。MCGS在运行过程中能够用各种多媒体给用户展现出非常及时准确的工程监控画面。在数据处理与显示方面，MCGS它能够及时对数据进行处理并进行保存显示，在人机对话的界面上能够显示出数据变化的方式。让用户能够拥有直观的反映。能够让用户能够更加高效便捷的处理数据。在设备直接的兼容性上，MCGS也表现出它的强大之处，能够与大部分的设备进行连接，让这些设备的数据能够实时的传送到组态软件中，经过数据的处理，能够实时的监控管理这些设备。用户在操作MCGS

25、的过程中不需要掌握太多的计算机语言的知识与技巧。就能够掌握MCGS所需要的脚本语言。从而可以非常简单的建立出相应的脚本去开发控制监控当前工程。报警系统也非常的完善，用户可以在工程中运用到多钟报警装置。在工程运行过程中，能够及时的发现并处理显示报警信息，还能够对比历史报警信息，可以分析书工程上面的不足。从而达到辅助用户决策，预防此类报警信息再次出现。从而提高经济效益和社会效益。在不同工程运行的过程中，用户往往注重其安全问题。MCGS很好的解决了此类问题。它能够设置不同的安全密码，设置不同的权限从而达到不同的项目能够有不同的人员进行管理操作。在运行组态软件MCGS的过程中，用户可以运用到多钟多样的

26、网络结构体系，可以在便捷设备上进行操作监控，可以达到实时监控管理的目的，这种操作模式也就是物联网的控制过程。MCGS不仅仅具备这些优点，它还具备非常好的扩充性和维护性。MCGS分为5大模块处理，用户可以对工程进行模块化处理，MCGS还具有可外接的扩充接口。用户可以根据自己的需求进行个性化的处理。除此之外，MCGS还具备这能够运用到浏览器进行浏览。可以让管理者或者技术人员可以随时随地的进行浏览。还可以达到实时的监控管理。对工程的一些历史数据和实时数据的处理显示。可以供决策者进行决策，从而达到辅助决策的作用。从而达到经济效益和社会效益的最大化。2.4 MCGS组态软件的工作方式组态软件MCGS具有

27、非常好的兼容性，能够与大多数的设备进行联系与控制。当设备产生相应的数据时，能够实时的反馈到MCGS中，并且进行相应的处理加工，显示到人机对话的窗口中来。在根据用户提前设定好的脚本语言进行比较处理。得到的处理结果再经过MCGS再发送给各个设备之间。从而达到控制的效果。在MCGS将处理后的结果程序反馈到设备之间时，是可以根据用户提前设定好的脚本语言进行调控，模块化的管理，从而可以使得设备与设备之间的联络通讯能够相应的独立。在用户窗口显示中，每个设备构件都对应着不同的图元、图符、动画构件。并且用户可以根据实际需求或者个人的喜爱对设备窗口的图元、图符、动画构件进行个性化的处理。这种个性化的操作这能够在

28、用户窗口中产生动画效果的基础。但是这种动画效果并不产生联系，没有产生相应的互动。所以还不能称为真正的动画效果。要想达到真正的动画效果，那么就要在设备与设备之间构建起相应的联系。并且要与数据坤相联通。从而可以达到动画效果的显示。用户就可以在用户窗口中可以清晰的看到工程的动画效果。在本论文的第四章中还会详细的介绍动画效果的制作。为了让用户可以更好的监控管理整个工程。MCGS专门设置了“运行决策”窗口。这个窗口包括了启动策略、循环策略、退出策略、自定义策略这四个组成部分。用户可以根据自己的需求与实际的需要进行个性化的处理。能够让MCGS能够根据用户的设定对数据库进行操作。从而可以对已经设定好的动画效

29、果和工程的工作监控管理进行相应的操作。在“运行决策”窗口进行操作。用户可以直接对设备进行直接操作。不用从新创建工程。避免了工程操作的复杂性。2.5 MCGS组态软件的操作方式当用户打开电脑之后便可以在电脑操作系统的桌面上或者可以在“开始”菜单栏中就可以找到“MCGS组态环境”的软件图标。双击图标，就可以打开组态软件MCGS。打开MCGS之后就会出现组态系统MCGS的工作平台，在工作平台上我们可以看到许多可以进行操作的选项。例如：标题栏：在标题栏这个页面上，我们可以从中读取到组态软件MCGS的工程文件的名称和工程所在的目录。菜单条：用户可以在菜单条上对MCGS的菜单系统进行设置。如果需要了解菜单

30、系统可以参考“MCGS组态软件用户指南”附录所列出来的MCGS菜单系统介绍和MCGS组态软件中可以用到的快捷键。工具条：在工具条的操作方面，用户可以对设备进行编辑和在工具条上拥有组态时候要用到的工具按钮。往往不同的窗口要设置成不同功能的工具条按钮，要想了解具体的情况可以参考一下附表。工作平台：用户可以在上面进行一系列的组态操作和对其进行相关的属性设置。在工作平台的上面一共设置有5个窗口的标签，用户可以通过其可以迅速的打开相应的窗口，从而进行相关的组态操作。这5个窗口分别是设备窗口、主控窗口、运行决策、用户窗口和实时数据库。在工作平台的右边还设置有创建对象和对对象进行组态操作时候能够用到的功能按

31、钮。组态工作窗口：组态工作窗口是用户进行组态操作的工作环境，在组态环境上，用户要进行组态的生成和应用系统，在这个工作环境上用户可以对图元图像，数据和各式各样的构件进行相应的构件和处理。在这个窗口上，用户可以对对象进行相关的编辑和处理，组态工作窗口主要含有5个组成部分；分别是设备窗口、运行决策、主控窗口、实时数据库和用户窗口。在组态工作窗口上，用户可以对工程进行命名，进行动画效果的构建，编写脚本，对数据的一些定义等等项目进行相关的组态操作。属性设置窗口：在这个窗口中用户可以根据实际情况和要求对相关对象进行属性的设置，属性设置窗口又可以被称作属性设置对话框，在这个属性设置对话框中，可以根据对象的不

32、同，可以在属性窗口的页面上设置不同的数据，但是数据的结构形式是差不多一样的。在属性设置对话框中。我们可以看到其组成部分，其组成部分主要是以下几个部分进行组成。窗口标题：在MCGS组态软件的页面中，我们可以在其顶部中可以看到“*属性设置”这几个字形式的标题。窗口标签：窗口标签是作为分页的一种记号，能够将从不同属性窗口排序的分页排序中将所需要的属性窗口提取出来。在窗口标签中，单击所需要编辑的窗口，即可以进行相应的属性编辑。输入框：是设置属性的一种特殊形式，在输入框的左侧部分会含有属性的解释文字，在输入框中，用户可以在里面输入一些属性内容，为了用户能够更加快捷方便的进行相关操作。在输入框的右侧部分会

33、出现一些“”、“？”、“”等标志符号，鼠标进行单击这些标志符号，页面就可以弹出一个表框。然后，可以根据需要，用户可以选择所需要的一些项目，就可以将所需要的的东西设置进输入框中。单选按钮：是一种比较特殊的用“”、“”作为标记的一种属性设定的一种器材。在同一个设置栏中会同时拥有多个单选按钮。但是用户进行选择时，只能选择其中的一个进行相关的操作。复选框：复选框也是一种比较特殊的用“”作为标记的一种属性设定的一种器材。在同一个设置栏中会同时会出现比较多的选项框。跟单选按钮所不同的是，用户可以选择多个复选框进行相关的操作。功能按钮：功能按钮一般会有四种不同的按钮，他们所代表的内容也不尽相同。他们分别是“

34、确认Y”、“帮助H”、“检察C”、“取消N”。图形库工具箱：为了更好的进行组态操作，MCGS组态软件中的图形库工具箱会为用户提供较为丰富的一些组态资源，用户可以根据实际情况，合理的运用这些组态资源。这些组态资源总体来说是包括了以下几种组态资源：系统图形工具箱：系统图形工具箱一般是出现在用户窗口中，在用户窗口中，单击工具条中出现的“工具箱”的按钮，就可以打开图形工具箱，在系统图形工具箱中，我们可以看到各式各样的图形、图元、图符和一些动画构建的一些位图图符。用户可以利用这些系统图形工具箱的一些构建。根据实际要求，就可以制作出符合社会生产需求解决相关实际问题的各种比较复杂的一种图形。设备构件工具箱：

35、设备构件工具箱一般是出现在设备窗口中的，在设备窗口中，单击工具条中出现的“工具箱”的按钮，就可以打开设备构件工具箱。在设备构件工具箱中，拥有比较齐全的用来自动生产或者用来生产监控的各式各样的设备构件。用户需要根据实际情况，选择适合的设备构件，将设备构件放到设备窗口中。在经过组态操作。设备构件就可以实现驱动或者控制外部设备的运行。策略构件工具箱：策略构件工具箱一帮是出现在策略组态窗口中的，在策略组态窗口中，单击工具条出现的“工具箱”的按钮，就可以打开策略构件工具箱。在策略构件工具箱中，拥有比较齐全的用来自动生产或者用来生产监控的各式各样的策略功能构件。用户可以根据实际情况，选择适合的策略功能构件

36、。在经过组态操作。策略构件就可以实现对工程运行过程中的流程进行有效的控制。对象组件库：为了更好的方便和能够对组态成果达到充分的适用，能够重复性的利用组态成果。MCGS组态软件的对象组件库中就能够实现对那些具有组态完好和还具有一定利用价值的图形库。从而能够达到对组态成果的充分利用和重复性的使用。当用户进入到组态窗口的页面中的时候。可以看到有“工具”的菜单，在这个菜单中有一个叫做“对象组件库管理”的一个选项。单击执行它或者用户可以打开MCGS组态软件控制系统的系统图形的工具箱，单击“插入组件”按钮，用户就可以打开对象组件库。用户可以根据实际情况，选择相应的组件。从而进行相关的组态操作。工具按钮：用

37、户可以在组态软件的工作平台的页面上可以看到。工具条上排列有各种各样的不同图标的按钮，这些按钮整体就叫做工具按钮。这些工具条上的不同图标的按钮的运行功能与用户在菜单条上运行相关的命令操作功能是一样的。总体来说，工具条上的按钮具有操作比较简单。所以用户在进行组态操作的时候往往是在工具条上的工具按钮进行相关的组态操作。 2.6 新工程项目的一般构建过程系统分析工程项目：要想构建一个好的优秀的系统工程，我们就必须要弄清楚工程项目所要达到的目的、其所需要的技术的要求和工艺所需要的流程。一个完整工程项目的建立必须要经过一系列的步骤处理，一般而言，建立起完整的工程项目，要经过工程项目的系统分析、工程项目框架

38、的构建、菜单基本体系的设计、动画效果的相关制作、脚本语言的书写、菜单按钮功能的完善、外部设备的连接、工程项目的测试与完善这8个步骤。工程项目的系统性分析：用户在拿到相关工程项目的时候，就需要及时的分析相关工程项目所需要的技术要求、所需要的工艺流程和工程项目系统组成部分。还需要根据实际需求来确定工程项目所需要达到的监控系统要求和监控对象所具备的一些特征和确定工程项目所需要搭配的动画效果显示的方式，分析出工程项目中所需要的一些数据采集和数据的输出与MCGS组态软件中的实时数据库中的变量所产生的对应关系。分析出哪些数据是用来与外部设备连接和哪些数据时用来在MCGS组态软件中用来内部传递数据和动画显示

39、的效果。工程项目框架的构建：MCGS组态软件的操作就可以被称作创建新的工程，这个创建新的工程的内容主要是包括以下一个方面：确定好封面窗口、启动窗口和工程项目的名称、确定好MCGS组态软件存放数据库的路径并及时的进行存储和更改文件的名称，还要设定好动画效果的更新周期。只有通过了这些步骤。用户在MCGS组态软件中构建了由这5个组成部分构建起来的工程项目的框架。用户也可以在构建用户窗口后，再构建启动窗口和封面窗口菜单基本体系的设计：MCGS组态软件为了能够更好的工程项目的运行状况和实时工作流程进行有效合理的监控和调度。MCGS组态软件通常为在主控窗口中进行编辑菜单。编辑菜单一般是要分成两步进行，第一

40、步是要对菜单的框架进行搭建，第二步就是要对各级的菜单命令进行有效的功能组态，在进行组态的过程中，用户可以根据实际情况，可以随时对菜单基本体系进行增减。不断对工程项目进行完善。动画效果的相关制作：动画效果的制作分为两个部分，一个是静态图形的设计和制作，两个是动画效果的动态属性的设置。静态图形的设计和制作跟“画画”有点类似，在MCGS组态软件中，用户可以通过软件提供的基本的图形原件和动画构建库中构建出各种各样的复杂的图形。动画效果的动态属性的设置是要设置静态图形的设计和制作的一个动画属性，要时刻与数据库中的定义的相关变量建立起一种能够相关连接的关系。这就可以将“画画”驱动。脚本语言的书写：用户需要

41、打开运行策略窗口，从运行策略窗口中需要找到工程项目中所需要的功能策略构件，这些功能策略构件能够构件各式各样的功能模块。人机操作就是由这些功能模块实现的。为了用户能够更好的进行组态操作。MCGS组态软件还能够为用户提供可以实现编辑用的一些功能构件。用户只需要使用简单的计算机编程语言，就可以书写脚本语言。书写出工程项目中所需要的一些控制程序。菜单按钮功能的完善：菜单按钮功能的完善，这其中就包括了3个部分的功能组态，这3个部分的功能组态就包括了操作的按钮、菜单的一些命令和用来监控的器件。从而就可以实现工程项目中的实时数据和历史数据的储存于表达、实时曲线与历史曲线的表达和报表的输出、报警信息的显示等等

42、功能、菜单按钮功能的完善还包括建立起相对安全的工程机制等等方面。外部设备的连接：外部设备的连接需要在设备窗口中进行相关操作，要与外部设备进行连接，就用户根据实际情况选出能够与外部设备相匹配的相关设备构件，之后需要与设备通道相连接，根据实际情况，确定数据变量的相关处理方式，还需要设置好设备的相关属性。从而完成外部设备的连接。工程项目的测试与完善：在完成以上各个步骤的前提下，为了能够保证工程项目能够达到预想的要求，就需要对工程的各个部分进行测试，根据测试情况，进行对工程项目的更改和完善。本章小结在这一章节中主要是介绍了MCGS组态软件，MCGS的构成部分，介绍了MCGS系统组成部分的系统构成部分和

43、界面的介绍。MCGS组态软件的功能和与其他组态软件相对比所具有的特点。MCGS组态软件在进行组态操作的时候其工作方式是什么。同时还比较简单的教师了组态软件MCGS组态软件的相关操作方式。重点介绍了新的工程项目的一般构建过程在本章节应该对组态软件MCGS的五大组成部分的相关概论要着重的掌握。要明确组态软件MCGS的五大组成部分的每一个部分的存在意义和其所具有的相关功能。还需要重点掌握新的工程项目的一般构建过程。第三章：设计思路作为了一个自动控制的工程设计人员来说，要想快速的并且完整准确的构建一个工程项目，就先要对这个工程项目进行系统性的分析。了解这个工程项目的系统构成部分、了解这个工程项目所需要

44、的工艺流程，搞清楚这个工程项目所需要的技术要求和相关配套的硬软件。之后就需要开始拟定工程项目的设想与总体的一种规划，例如：这个工程项目需要怎么的动画效果，其监控系统该要如何的实现，该工程需要具备怎样的组态功能，就要怎么的报表将相关数据给显示出来，需要怎么的曲线去表达相关的数据。只有拟定好工程项目的设想与总体的一种规划，工程人员才能避免做一些无用功，才能更加快速并且完整准确的构建一个工程项目。基于MCGS组态编程的液位控制系统设计这个工程项目主要是由五个窗口组成。液位控制系统的工程项目总共会构建两个用户窗口，还会有报警显示、数据显示、曲线显示和液位控制这四个主菜单。这两个用户窗口和四个主菜单就构

45、建了液位控制系统的样例工程项目的基本框架。在液位控制系统的样例工程项目中，软件首先会显示工程项目的图形窗口。这个图形窗口也是模拟液位控制系统在实际情况中运作并且进行监控的动画效果窗口。这动画效果的窗口主要是包括了：液位控制系统：液位控制系统主要由水阀、水泵、水罐和管道构成。其中水阀、水泵和水罐可以在“对象元件库管理”中可以找到，管道是可以通过在“动画工具箱”中的“流动块”进行相关的制作。液位指示仪表：用户可以通过液位指示仪表可以直接明了的看出水罐中的液位情况。液位控制仪器：用户可以通过液位控制仪器，滑动鼠标，从而达到改变水罐1和水罐2的流入量。报警显示动画：用户可以通过在“实时数据库”中，双击

46、相关数据对象，选中“报警”属性，进行相关的调试，从而就可以达到报警的设置。要实现报警显示动画，用户可以在组态画面中的工具箱中点击“报警显示”。之后进行相关的报警构件的属性设置，就可以达到报警显示动画的效果。用户在进行组态操作的时候可以应用组态软件MCGS中的各种各样的功能构件就可以实现历史曲线、历史数据、报警显示、工程报表、输入输出设备水泵的启动与停止。具体的作用如下：历史曲线：用户可以通过选择历史曲线的功能构件来实现历史曲线的表达历史数据：用户可以通过选择历史表格的功能构件来实现历史数据的表达报警显示：用户可以通过选择报警显示的功能构件来实现报警的显示。工程的报表：用户可以通过在历史数据中选

47、择存盘数据的浏览策略的功能构件和在报警显示中选择报警信息的浏览策略的功能构件实现，实时报表是可以通过表格的形式实现的，历史报表是通过历史表格的功能构件来实现。输入输出设备水泵的启动与停止、调节阀的调整、出水阀的启动与停止这些都是开关量的输出，水罐1和水罐2的液位指示是模拟量的输入。工程的安全机制问题就要弄清楚相关负责人和操作人员的权限。 第四章：组态画面的设计4.1 构建新的工程项目鼠标双击桌面上的组态软件MCGS组态环境的图标或者单击从开始菜单中找到组态软件MCGS组态环境的图标，进入到MGS组态软件的组态环境中。用鼠标单击左上侧的文件菜单栏中的“新建工程”选项，此时新建工程的工程名默认为“

48、新建工程X.MCG”（X代表着此时电脑会按顺序命名那些没有重新命名的新建工程项目的名字，顺讯为1、2），该新建工程项目将会自动存储在MCGS安转的目录的子目录work里面。为了能够更好的管理和识别工程项目，新建工程需要重命名，鼠标单击组态环境中的左上侧菜单栏中的“工程另存为”的选项，软件将弹会一个窗口。在窗口点击窗口中文件名一栏的输入框。输入“基于MCGS组态编程的液位控制系统设计”，之后单击“保存”按钮，一个新的工程项目就已经构建完毕。4.2建立流程画面构建新的工程项目窗口：鼠标单击组态软件MCGS的工作台中的上方的“用户窗口”。在“用户窗口”中选择“新建窗口”，工作台中的用户窗口将会出现“

49、窗口0”。鼠标单击“窗口0”鼠标再单击“用户窗口”右侧的“窗口属性”，页面会弹出属性设置的窗口，可以工程项目的需要将窗口名称改为“基于MCGS组态编程的液位控制系统设计”，将窗口标题也改成“基于MCG组态编程的液位控制系统设计”。在属性设置的窗口中的窗口位置进行设置，设置成“最大化显示”，其他的选项设置按照系统设置不要变，之后鼠标点击“确定”按钮即可。设置成功后，再次进入到工作台的“用户窗口”，单击“基于MCGS组态编程的液位控制系统设计”鼠标单击右侧的“动画组态”按钮，进入动画制作窗口。使用工具箱：在动画制作窗口中，要从工具条中寻找到工具箱的按钮，鼠标单击按钮，动画制作窗口的左侧就会弹出一个

50、小的窗口，这小型的窗口就是动画工具箱。工具箱中有一个鼠标形状的按钮，这个按钮对应于选择器，选择器的使用一般是用在编辑图形中用来在用户窗口中所需要抓取的图形对象。为了能够更加快速简便的构建工程项目图形和进行组态操作。在工具箱的页面中有一个图标，鼠标单击这个图标，就可以打开或者关闭一个包含了27种比较常用的图符的小型窗口，这个小型的窗口叫做常用图符窗口。根据实际需要可以从这27种图符对象中选取所需要的图符，放置到用户窗口中来，组态软件MCGS中一般包含了3种不同的类型的图形对象，这3种不同类型的图形对象是动画构件、图元对象、图符对象。这3种不同类型的图形对象所具有的属性和所具有的功能也是不惧相同的

51、。为了能够让工程项目画面具有非常好的操作性和整体的美感，MCGS组态软件中的图元是可以根据实际情况需要可以随意的变动图元大小和改变图元所在的位置。文字框图的制作：为了能够更加直观的反映该工程项目的工程名称。可以构建一个文字框。用户可以在文字框内进行编辑。其基本的操作方法是：鼠标单击工具箱中一个类似于A的一个图形按钮，这个按钮的名称是“标签”，鼠标单击后，鼠标所处的位置会变成一个十字架形状的标号。移动鼠标，在合适的位置单击鼠标，之后拉扯鼠标，拉扯出一个合适的框架。之后鼠标会在这个框架内进行闪烁。就可以在这个框架进行输入文字“液位控制系统设计演示工程”。在动画制作窗口中的任意位置单击鼠标或者在键盘

52、上按下“enter”键，就可以完成文字的输入。编辑文字框图：如果想要对文字框内的背景颜色或者文字框内的文字颜色进行处理，可以鼠标选择好文字框，之后按下“填充色”的按钮。然后根据相关需要对文字框的背景颜色做相关的处理。文字框内的文字颜色处理，可以按下按钮，这个按钮的名称是“字符字体”，可以通过这个按钮弹出来的窗口，对文字框内的文字的大小和颜色进行处理。对象元件库管理：在组态环境的窗口中的上方找到一个叫做“工具”的目录，单击“工具”目录，会出现一个子目录，在子目录中找到“对象元件库管理”或者可以选择打开动画工具箱，打开动画工具箱可以通过工具条中出现的工具箱按钮实现。要是想从对象元件库中读取已经存储

53、好的元件库中没有的图形元件，可以选择工具箱中的按钮。工具箱中的还有一个图标，其功能作用是用于将用户窗口中选择好的对象元件存储到对象元件库中。在对象元件库中的左侧位置有一些文件夹，文件夹中存储着一些比较常用的元件图形，在文件中找到储藏罐，之后在右侧部位找到所需要的储藏罐，选择“罐20”和“罐14”储藏罐，这两个储藏罐会出现在组态环境的左上角部位，根据实际需要调节储藏罐的大小和位置。同理我们可以在对象元件库中选择“泵”和“阀”文件，之后再选择“泵12”，“阀6”和“阀33”将这5个元件图形编辑合理的位置和大小。构建流动板块：液位控制系统中元件与元件之间有水的参与。水是一种流动性，所以需要构建流动板

54、块。可以通过组态环境中的工具箱菜单中的按钮，这个按钮就是动画构件“流动块”，鼠标单击这个按钮，之后移动鼠标至组态环境中所欲要水的位置，单击鼠标，之后移动鼠标，从起点的位置到鼠标位置会形成一个虚线。移动鼠标至所不需要水的位置，双击鼠标，就可以结束流动块的制作。如果构建完毕对这一流动块不满意，需要移动位置、形状。可以鼠标单击已经构建的流动块，流动块就会出现许多的白色的矩形。选择需要对流动块变更的位置，鼠标点击位置中的白色矩形。按住鼠标并且移动鼠标至工程需要的位置或者更改流动块的形状。为了更好的对改工程项目有个直观的印象。可以通过上面的编辑文字框图，对储藏罐、阀和泵进行文字的注释。将储藏罐、阀、泵分

55、别命名为水罐1、水罐2、调节阀、出水阀、水泵完成上述步骤，就初步的完成了基于MCGS组态编程的液位控制系统设计。其呈现出来的画面如下图所示：图4-1 流动块4.3 定义数据对象打开组态软件MCGS的工作台，在工作台窗口中的上方位置找到实时数据库按钮，选择实时数据库按钮，在实时数据库的窗口页中的右侧部位有一个“新增对象”多次点击“新增对象”会在数据库的窗口页中的左侧添加多个数据对象，选中其中一个数据对象，双击所选数据或者在数据库窗口页中的右侧部位按下“对象属性”按钮，弹出一个叫做“数据对象属性设置”的对话框，在这个对话框中根据实际需要和需求，对相关数据进行名称、变量属性的设置。列如将出水阀、调节

56、阀和水泵知识城开关型的类型。将全部数据编辑处理之后得到的数据的页面如下表所示表4-1 数据变量4.4.动画连接目前动画组态窗口中的基本框架已经构建完成，但是由于我们采用的都是图形对象进行构建，图形对象其本身是不具有动画效果的，所以需要人为的对这些图形对象进行人为的添加动画属性，能够更加准确的反映出工程项目的运行状态情况，从而达到工程项目所要达到的监控的目的，动画效果的制作实质是在与把动画组态窗口中的图形对象和工作台上的实时数据库中的数据相连接，产生一一对应的关系，在此基础之上，还需要设置相应的属性，达到工程项目中所欲要的动画效果展示。在工程项目的运行和监控的过程中，外部设备的数据采集会和图形对

57、象进行相联动。驱动着图形对象的外部特征和所处的状态。这种联动就实现了工程项目中的动画效果。在动画组态的窗口中，选择并双击命名为水罐1的元器构件，在动画组态窗口中就会弹出一个“单元属性设置”的对话框，在对话框中的上方选择“动画连接”按钮，之后再对话框中找到选择按钮，就会弹出一个“动画组态属性设置”对话框，在这个对话框中选择“大小变化”的按钮，之后就要根据工程项目的实际需求，将数据要求填写完毕，如，将表达式填写成“液位1”，大小变化连接中的最小变化百分比更改成“0”，表达式的值为“0”，最大变化百分比的数值更改成“100”，表达式的数值更改为“10”。变化方向的图标改成竖直向上，其变化的方式也要更改成剪切的模式。同样的，也需要对元器构件水罐2做出同样的处理，在对水罐2进行动画效果的处理时只需要将表达式更改成“液位2”，将大小变化连接中的最大变化百分比所对应的表达式的值更改为“6”，其余操作和水罐1的操作一致便可。调节完水罐，需要对阀进行相关的动画效果的调节。在动画组态的窗口中，选择并双击命名为“调节阀”的元器构件，在动画组态窗口中就会弹出一个“单元属性设置”的对话框，在对话框中的上方位置选择“动画连接”按钮，之后在对话框中会回出现四行文字，选择第一个“组合图符”，在第一行数据的右侧部位会出现一个“？”的按钮和一个折线的按钮，