监控系统程序设计基础课程设计

1、监控系统程序设计基础课程设计 学号： 姓名： 班级：时间：2012年1月 指导教师：目录第一章 概述31.1课程设计任务和目的31.2课程设计要求3第二章 监控系统分析和总体设计52.1设计思想52.2流程控制5第三章 组态设计53.1实时数据库53.2用户窗口63.3主控窗口菜单组态73.4运行策略7第四章 监控界面设计84.1工艺流程画面84.2运行时画面84.3实时数据94.4实时曲线94.5历史数据94.6历史曲线画面94.7实时报警画面104.8存盘数据浏览10第五章 运行策略105.1循环策略105.2报警策略135.3历史数据13第六章 安全策略146.1本系统安全机制要求146

2、.2定义用户和用户组146.3系统权限管理146.4运行时进行权限管理146.5打开画面156.6登录时画面156.7退出时画面156.8用户管理画面166.9修改密码画面16第七章 程序调试177.1程序调试中遇到的问题177.2解决方法与结果17第八章 课程设计总结17第九章 参考文献17第一章 概述1.1课程设计任务和目的 本课程设计要求在修完监控系统程序设计技术课程后，运用工业监控系统组态软件（mcgs），结合一个自动控制系统，完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。使学生掌握监控软件的设计和编程方法，得到计算机监控系统程序设计与调试，以及编写设计技术文件的初步训练。为从事计算机控制方

3、面的工作打下一定基础。1.2课程设计要求1.2.1基本要求（1） 监控系统总体设计了解系统设计要求，进行需求分析，确定组态软件输入输出点、内部变量等，构思监控系统的组态框架。（2） 实时数据库组态根据所确定的输入输出点和内部变量点，建立监控系统实时数据库。（3） 虚拟对象组态设计采用脚本语言或其他软件工具建立虚拟对象模型，能够仿真实际的物理对象，具有输入输出特性。（4） 窗口界面组态根据系统需求和实际生产过程中的对象工艺流程，设计监控系统的图形操作界面，并同实时数据库io点链接。（5） 运行策略组态采用脚本语言建立监控系统的运行策略，控制所建立的软件系统的运行流程。（6） 控制策略组态设计选择

4、和设计适当的控制算法并组态，实现对被控系统的控制要求。（7） 历史和趋势记录报表设计建立历史数据库，实现监控系统的历史数据记录和趋势显示。（8） 实时和历史报警记录报表设计确定和建立参数的报警限值和报警数据存储特性，实现监控系统的实时报警显示和历史报警数据查询。（9） 主控窗口组态通过系统菜单能对系统各个功能进行调度管理。（10） 安全策略组态建立监控系统的安全操作机制，对用户设定不同的操作权限，保证监控系统的安全性。（11） 进行监控系统的调试、运行和改进。（12） 编写课程设计报告。1.2.2具体要求（1） 数据变量所选课题系统应具有一定数量的开关量i/o信号（至少6个）和模拟量i/o信号

5、（至少4个）。（2） 监控系统画面所设计的监控系统画面应包括下列内容，并具有动态显示和操作功能。 系统封面； 反映系统工艺的流程画面； 反映实时数据变化的趋势图画面； 反映实时数据变化的报表画面； 可查询历史数据的历史数据曲线画面； 可查询历史数据的历史数据报表画面； 反映数据实时报警状态的报警画面（或某画面上的局部画面）； 查询数据历史报警状态的报警画面； 能对系统参数进行设置的参数设置画面。（3） 运行控制策略通过策略脚本编写，能够实现系统的模拟运行。（4） 安全策略所设计的监控系统应具有登录后方可操作的安全策略功能。（5） 系统菜单所设计的监控系统应具有系统菜单，以实现对系统各个功能的运

6、行调度。第二章 监控系统分析和总体设计2.1设计思想 通过对mcgs组态软件的学习和掌握，了解其功能和特点，本次课程设计应用mcgs组态软件设计一个热处理炉温度控制系统。通过对实时画面的监控，来实现预期的效果。 本系统通过调节阀来实现对温度、压力、液位的控制，从而实现对热处理炉温度控制系统，使人们通过实时画面能够了解到mcgs组态软件是如何实现对系统的自动控制的仿真模拟的。2.2流程控制：（1）按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。两者信号总相反。（2）第一阶段：进气进油检测温度x1、炉内压力x2、炉内液位x3是否都小于给定值（都为“0”）。若是，则开启进油阀y1和进气阀y2。当液位

7、上升到80、压力上升到100时，应关闭进油阀y1和进气阀y2，开始加热。温度上升到要求的加热温度时，进入第二阶段。（3）第二阶段：保持温度启动定时器，延时12s，进入保温阶段。（4）第三阶段：降温阶段停止加热（y=0），定时器清零（5）第四阶段：排油放气打开排气阀y3，使炉内压力下降到0（此时x2=0），打开放油阀y4，使炉内液位下降到0（此时x3=0）。系统恢复到原始状态，准备进入下一个循环。第三章 组态设计3.1实时数据库3.2用户窗口3.3主控窗口菜单组态3.4运行策略第四章 监控界面设计4.1工艺流程画面4.2运行时画面4.3实时数据4.4实时曲线4.5历史数据4.6历史曲线画面4.7

8、实时报警画面4.8存盘数据浏览第五章 运行策略5.1循环策略脚本程序：液位变化动画效果if y1=1 then 进料阀开液位=液位+5if 液位80 then液位=80endifendifif y4=1 then 泄放阀开液位=液位-5if 液位=80 thenx3=1elsex3=0endif压力变化控制if y2=1 then压力=压力+5if 压力100 then压力=100endifendifif y3=1 then压力=压力-5if 压力=100 thenx2=1elsex2=0endif温度控制if y=1 then温度=温度+70if 温度840 then温度=840endife

9、ndifif 温度=830 then 达到加热温度报警x1=1elsex1=0endifif y=0 then 温度=温度-10if 温度0 then温度=0endifendifif 温度=300 then 达到冷却温度报警x1=0elsex1=1endif运行阶段控制if sb2=1 then 按下停止按钮,所有阀断开y1=0y2=0y3=0y4=0y=0endifif sb1=1 then 按下启动按钮if 运行阶段=0 then 如果是第1阶段,则if x1=0 and x2=0 and x3=0 theny1=1 进油,液位开始上升y2=1 进气,压力开始上升endifif x2=1

10、and x3=1 then 液位和压力升到上限y1=0 停止进油y2=0 停止进气y=1endifif x1=1 then 温度升到设定值运行阶段=1 进入第2阶段endifendifif 运行阶段=1 then 处于第二阶段时z2=1 启动定时器运行阶段=2 进入第3个阶段endifif 运行阶段=2 then 处于第3个阶段if z1=1 thenz2=0 清零并停止定时y=0 停止加热运行阶段=3 进入第4阶段endifendifif 运行阶段=3 then 处于第4阶段y3=1 放气,压力开始下降 y4=1 排油,液位开始下降if x2=0 then y3=0 压力降到设定值以下,停止

11、放气if x3=0 then y4=0 液位降到下限以下,停止排油if y3=0 and y4=0 then 运行阶段=0 从新进入第1阶段endifendif5.2报警策略 脚本程序：!setalmvalue(温度,温度上限,3)!setalmvalue(温度,温度下限,2)5.3历史数据第六章 安全策略6.1本系统安全机制要求(1)负责人才能进行用户和用户组管理(2)只有负责人才能进行“打开工程”“退出系统”的操作(3)普通操作人员只能进行基本菜单和按钮的操作6.2定义用户和用户组（1）选择工具菜单中的“用户权限管理”，打开用户管理器。缺省定义的用户、用户组为：负责人、管理员组。（2）点击

12、用户组列表，进入用户组编辑状态（3）点击“新增用户组”按钮，弹出用户组属性设置对话框。进行如下设置：用户组名称：操作员组；用户组描述：成员仅能进行操作。（4）单击“确认”，回到用户管理器窗口。（5）点击用户列表域，点击“新增用户”按钮，弹出用户属性设置对话框。参数设置如下：用户名称：郑工；用户描述：操作员；用户密码：123；确认密码：123；隶属用户组：操作员组。（6）单击“确认”，回到用户管理器窗口。（7）再次进入用户组编辑状态，双击“操作员组”，在用户组成员中选择“郑工”。（8）点击“确认”，再点击“退出”，退出用户管理器。6.3系统权限管理（1） 进入主控窗口，选中“主控窗口”图标，点击

13、“系统属性”按钮，进入主控窗口属性设置对话框。（2） 在基本属性页中，点击“权限设置”按钮。在许可用户组拥有此权限列表中，选择“管理员组”，确认，返回主控窗口属性设置对话框。（3）在下方的选择框中选择“进入登录，退出不登录”，点击“确认”，系统权限设置完毕。6.4运行时进行权限管理运行时进行权限管理是通过编写脚本程序实现的。用到的函数包括：登录用户：!logon( )；退出登录：!logoff( )；用户管理：!editusers( )；修改密码：!changepassword( )具体步骤：（1）在主控窗口中的系统管理菜单下，添加4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码。（2）双击

14、登录用户子菜单，进入菜单属性设置对话框，在脚本程序属性页编辑区域中输入 !logon( )点击“确认”，退出。（3）按照上述步骤，在退出登录的菜单脚本程序编辑区中输入 !logoff( ) ，在进行用户管理的菜单脚本程序中输入 !editusers( ) ，在修改密码的菜单脚本程序中输入 !changepassword( ) 。组态完毕。进入运行环境，即可进行相应的操作。6.5打开时画面6.6登录时画面6.7退出时画面6.8用户管理画面6.9修改密码第七章 程序调试7.1程序中遇到的问题 运行工程时，脚本程序不符合设计要求；无法产生报警数据浏览。7.2解决方法脚本程序经过不断地修改，运行过程符

15、合了设计要求。有报警画面，但是报警数据依然没有产生，不知道如何解决。第八章 课程设计总结由于没有组态实训里没有热处理锅炉温度控制系统的组态画面，增加了设计的自由度，同时难度大大提升，不知道应该设计成一个什么样的画面。通过在网上查资料得知热处理分为退火、淬火、回火三个过程，且要求温度和工艺各不相同。开始的设计是三个炉，物体在炉之间运动，在炉中保持一定之间，到下一个炉进行处理。但是这种方案无法循环进行，自动控制能力低，只能手动控制。后来就单独对淬火过程进行了设计，只有一个炉，这样就和加热反应比较相似了。经过反复思考，写出脚本程序，但是脚本程序的运行结果并不能达到自己设计的要求，就反复修改，这个是最复杂的过程，还对一句话进行多次不同位置的改动，最后终于达到了设计目的。其他过程根