基于MCGS组态软件实现自动门设计.doc

基于MCGS组态软件实现自动门设计摘 要 利用MCGS组态软件，采用模块的形式，制作出自动门的监控画面，工作人员通过监控画面可以实时了解自动门的运行，及时对自动门系统故障进行报警，分析判断故障原因，并通过计算机直接控制自动门的运行。设计具有一定的理论研究和工程实用价值。MCGS 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 的各种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、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。 关键字 自动门,组态软件,监控ABSTRACTThe paper describes how the dynamic monitoring screen on HMI for the automatic doors automated control system is designed and built by the configuration software MCGS and in module form .The staff can monitor the operational status of the door by the HM I, and give the alarm in time to solve the problems without delay if some accident happens in the automatic system .Also , the staff can control the doors operation by PLC .It is of theoretical and practical values.MCGS is a set of used for fast structure and the generation of computer control system in the configuration software, it can based on all kinds of Microsoft in 32-bit Windows platform operation, through to the field data of the acquisition and processing, with animation display, alarm treatment, process control and report output and so on many kinds of methods to solve practical problems users with the solution, in the industrial control area in a wide range of applications. Key Words ： Automatic door ,MCGS software, Monitor目 录1前言11.1 立题背景11.2研究问题11.3设计思路12运行画面的设计12.1 工程建立12.2 用户窗口组态22.2.1 建立画面22.2.2编辑画面22.2.3主画面的编辑22.3定义数据对象32.4动画连接42.4.2 自动门的设计72.4.3密码门的动画设计72.4.4开门、关门的动画设计72.5 小人的动画设计82.6 滑行车的动画设计82.7 灯的动画设计82.8 封面的动画设计92.8.1小星星绕着椭圆转92.8.2当前日期和当前时间的动画设计93 运行策略组态94 总结10参考文献11辞 谢1211 1前言1.1 立题背景随着科技技术的飞速发展，人民生活水平的逐渐提高，去商场或超市购物的时间越来越多，为了方便顾客随时进入或走出商场或超市，许多商场或超市原来的手推玻璃门逐渐被自动玻璃门所取代，而且商场或超市在冬天或夏天开调，采用自动玻璃门可以减少顾客推门或关门这个烦琐的动作，而且还可提高室内舒适度，自动门已成为人们日常生活中不可缺少的工具，其运行的可靠性也成为们关注的焦点。近几年来随着组态软件的广泛应用，结合门监控系统的实际要求和组态软件的特点开始将组态软件应用到自动门的控制系统。 使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。组态软件本身所具有的操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出优点，可以使管理人员不到现场就能直观、清晰、准确地了解门的运行状态，及时对自动门系统中的故障进行报警，分析判断故障原因，并可通过计算机直接控制门的运行，充分提高系统的工作效率和监控力度，保障人们进入和出门的可靠性。与以往自动门控制中采用的单片机等软件相比，MCGS操作更简便，其动画显示使人机界面更加人性化，因此基于组态软件的车库控制系统的研究具有重要的现实意义。1.2研究问题 自动门组态控制对象分析:被控对象自动门、楼窗、小人、卡车被控参数开关门动作、报警灯闪烁控制目标是自动门能够接收开门、关门、停止等命令，并发出左、右移信号，车停人出现、进门，小人行走，车行驶，窗户的闪烁等自动过程。1.3设计思路本设计中有四个自动门，第一个自动门通过位移传感器检测人的位置来控制门的开关。第二个门通过开关按钮，实现门的。第三个门是密码门，当密码输入时门自动打开。同时对楼房窗户的暗亮进行了控制，使其有规律的闪烁。这些都是通过程序实现的。第四个门通过采用设备中泰PCI-8048芯片通信，采用三个开关控制门的各个状态。 2运行画面的设计2.1 工程建立进入MCGS组态环境后，单击工具条上的“新建”按钮，或执行“文件”菜单中的“新建工程”命令，系统自动创建一个名为“新建工程X.MCG”的新工程（X为数字，表示建立新工程的顺序，如1、2、3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“自动门控制”点击“保存”按钮，工程创建完毕。2.2 用户窗口组态2.2.1 建立画面在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立完成如下图： 图1 窗口的建立2.2.2编辑画面设置用户窗口属性：选择带定义的用户窗口图标，点鼠标右键选择属性，弹出“用户窗口属性设置”对话框，按所列款项设置有关属性。 图2 用户窗口属性2.2.3主画面的编辑MCGS提供了三类图形对象供用户选用，即图元对象、图符对象和动画构件。这些图形对象位于常用符号工具箱和动画工具箱内，用户从工具箱中选择所需要的图形对象，配置在用户窗口内，可以创建各种复杂的图形。 图3 封面 图4主界面 图5 楼门自动控制门 图6 成绩界面2.3定义数据对象定义了各个控制的变量 图7 定义数据对象2.4动画连接到现在为止，我们由图形对象搭制而成的图形界面是静止的，需要我们对这些图形对象进行动画属性设置，使它们“动”起来，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式是将用户窗口中的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，这样在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，就会由数据对象的实时采集结果进行驱动，从而实现图形的动画效果，使图形界面“动”起来。2.4.1大门的动画设计 主要是通过开关按钮调用行策略来控制门的开关当按开门时门自动开，当按停止时门自动停止，当按关门时门自动关，各属性属性如下图所示。 图8 定义门的开关位移 图9 开门开关的调用程序 图10 控制门关门的程序图11 控制门停止的程序 图12 左移报警灯控制信号灯 图13 右移报警灯控制信号1如下面各图所示为设备窗口的参数设定： 图14 设备窗口 图15 设备组态 图16 设备属性设置 图17 设备属性设置 图18设备属性设置自动门的程序：IF 开门 = 1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 + 1 报警灯控制信号2=1 IF 关门=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 - 1报警灯控制信号2=1 IF 停止=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量报警灯控制信号2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 关门 = 1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 - 1 报警灯控制信号2=1 IF 开门=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 + 1报警灯控制信号2=1 IF 停止=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量报警灯控制信号2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 停止 = 1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 报警灯控制信号2=1 IF 关门=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量 - 1报警灯控制信号2=1 IF 开门=1 THEN 水平移动量 = 水平移动量报警灯控制信号2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 水平移动量=0 AND 停止=1 THEN 报警灯控制信号1=1 ENDIF2.4.2 自动门的设计设计思路：人从马路的一头走到另一头，当门检测到人时，门自动打开，人进去后，门关闭。设计中附加计数器记下每天的客流量，对宾馆的客人人数有一个准确的记录。 图19 自动门图 人的动画组态属性设计有垂直移动和可见度，设置可见度的目的是当人进楼后，置可见度为0，使其消失。2.4.3密码门的动画设计 图20 密码门图当人走到了门前，输入密码时。门自动开，按关门门自动关。2.4.4开门、关门的动画设计手动开关门，当按开门按钮时，门自动打开，当按关门按钮时，门自动关闭。图21 手动开门关门2.5 小人的动画设计对小人进行控制。小人从马路一边，走到马路另一边。 图22 小人图2.6 滑行车的动画设计 对滑行的车进行控制。车从马路中行驶过，但还不能撞到过马路的行人。 图23 滑行车图2.7 灯的动画设计 对灯也进行控制，登时从左闪到右，再从中间闪到两边，一起闪烁。 图24 灯的闪烁效果2.8 封面的动画设计2.8.1小星星绕着椭圆转 根据对小星星的设置，它将绕着椭圆转，而不脱离轨迹。图25 小星星转动2.8.2当前日期和当前时间的动画设计在标签中显示当前时间和日期，当时运行时截频的日期。 图26 显示当前时间和日期3 运行策略组态到目前为止，经各部分组态配置生成的组态工程，只是一个顺序执行的监控系统，不能对系统的运行流程进行自由控制，这只能适应简单工程项目的需要。对于复杂的工程，监控系统必须设计成多分枝，多层循环嵌套结构，按照预定的条件，对系统的运行状态进行有针对性选择和精确的控制。为此，MCGS引入运行策略的概念，用以解决上述问题。根据运行策略的不同作用和功能，MCGS 把运行策略分为启动策略、退出策略、循环策略、用户策略、报警策略、事件策略、热键策略八种。由于设计的自动门是按程序控制的，因此就需用到运行策略块中循环程序的脚本程序和新建用户策略。条件部件：策略行中的条件部分和功能部分以独立的形式存在，策略行中的条件部分为策略部分的部件。策略构件：策略行中的功能部分为策略构件。MCGS提供了“策略工具箱”一般情况下，用户只需要从工具箱中选择标准构件，配置到“策略组态”窗口内，即可创建用户所需的策略块，当标准构件满足不了要求时，由于采用的构件作为最小元素来构造运行策略，使得MCGS具有良好的开放性和可扩充性。对于特别复杂的工程，只需要定制若干能完成特定功能的构件，将其增加MCGS系统中来，就可使已有的监控系统增添各种控制功能，而无需对整个系统做任何修改。运行策略如下： 图27 运行策略循环策略如下： 图28 循环策略4 总结运用MCGS组态软件设计出带有控制按钮、报警窗口等的自动门控制系统监控画面，并在每个画面上生成相互关联的静态或者动态的图形对象。画面可动态显示门的运行状态(如方向、位置、开关门等)，及时进行故障分析判断，并可自动报警以提示和告知维修人员，同时进行应急处理。根据实际自动门控制系统中各个物理量，建立了含有全部数据变量的当前值的实时数据库，指定变量名和变量类型,并实时与动态画面连接。当变量的值改变时画面以图形对象的动画效果显示，或者由软件使用者改变图形对象数据变量的值。在此过程中定义门对应的方向、位置、开关门等内呼、外呼信号，以便于属性设置和编程时使用。再次进