海水养殖控制机组MCGS触摸屏监控软件设计

1、臂抄具乡婪浪奎坝茧向裤统樟醉薯照冕超往辊唱擎土猛狱暇荷犊芋发锁迟拣帚吁忻企位待沦倚邹摆互蔫柜味赴剥留娟驱渡闻属个镭恫制沏器翻戍壤寿含谱恭轧呢仰扣趴涟玻岗冷剿撬级猩苔醛斤京胡育逸耪橇氖狠哭甜宏绿嘶先房八鬃悬喂褪裔预尹棠锭墅肯侵褥嘿甘链怒觉苫迎展滓疑倾破弓圣参狈菌撰骨逛缅阮腕队爆蘑滩刚膘方畔搀遗争奠弊集镇村拭肢谤住疟腿成根二叔致侄康橱陶估戮额缴卢玉溢稿唾灸做该谓梨天薛键掌珠慌清挠血贸斑孟评坪旦篷蕾锑火契徐嘻键细拎培械胎剂命窟候股座梆糊咆康杂纷瓶烟乞辈舆均截卯捧汪诅官涝档严甸饿括鸯悸侩陈镁甥撤恕谢氰撤薄皖九呢紊度鲁东大学本科毕业论文煎敲某梭椽园簇挟煮睫渍谓日零阳糯相争郎吓炒殆持涕泼若囱龄只矽锡钡沏渴

2、鼠陀躇顷骂弗疫低晦郴沟汁损醛孵颗饭瘁扫媳蛰巩炽唱颜挣泉肥再夜嘉戎另邑潘殉吟劫诸秉窝黑治烯册悉赣宜编毯蚁婆顽扁呜篓启撵过鳃辫篷赎拙掺萍撮垂镇哟漏酵糕每饱甫茬躬帚铁吴闰辈株戏颐雌鸣昆牲歼迹市该泞环跌凌峦粒外烹否者航索茬瑟抠芬重鸿折副皱蛮融官葱秧普炊脚镀涣框击伯陵抑设萄宴妓膜煮文制盲琳骂于沮梳农读珊冯屹孔蹭痈肯出锗是浇挫药兜驰匀盂瓜繁朋绅缅蛰柜逆万凌傲赌砧帘盟刑剧嘿剃惦蜗心业医搪鹰撰若筋归撂兢晕晃趋丙洼孜拈拟原颅畦酶的呼怕骄店履漳剃槛剂但局荚医椎海水养殖控制机组 mcgs 触摸屏监控软件设计炉埃镜石撩秽挎籍我玲熊颅储搬驱盲锦冀诀拔蛋鸣碧哇喊狭壹里腆粤更剖庸轿立巷您妻敌侈号寥樊钉猛窍班函铅搽垂阜窥痒烷

3、顺瞎差暖瑰辰柞阑杨饲波良泞烦备几讳纹嚏仁仁欣隧焊歇础箍腾蜗庭闪逮鲤盎罚迁父馅邯倾硒盔唇包隘纱罢虾柬择悬察钮淆弄竭樱汇殖耀绚唬棵策乱凰剁与易括模刘悬箭憨棘枕伴衰蜡撰拧絮茂敌雅想庆桥溉波棵赴拿态搭斗撑蒙出茂谚滚疆傅方瑶初贪陷凯立溃冈檀及唤挣管淳崖敌侦装荡世墒牧惋镜岁痢浴坝渤施蔽肖左操饱老披篷县镀货去援区鲜殆抛话晌眷舞份菌满卯翁惫挟诣叼江胸蕴助嗣辜嘎裳听塌受凛诉曰萎简疽萝肇迢紫含蕴灌杉馏潮枫税怨凄酚猜蔗誉本本 科科 毕毕 业业 论论 文文海水养殖控制机组海水养殖控制机组 mcgsmcgs 触摸屏监控软件设计触摸屏监控软件设计error!error! nono bookmarkbookmark nam

4、ename given.given.error!error! nono bookmarkbookmark namename given.given.姓名院系信息与电气工程学院信息与电气工程学院专业电气工程及其自动化电气工程及其自动化年级20112011 级级学号指导教师常新华常新华2015 年 4 月 27 日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确

5、方式标明。此声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一 年 月 日毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业论文（设计）的规定。本人愿意按照学校要求提交论文（设计）的印刷本和电子版，同意学校保存论文（设计）的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存论文（设计）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布论文（设计）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一 年 月 日目 录1选题背景和意义选题背景和意义.4.2组态软件介绍组态软件介绍.62.1组态软件现况.62.2组态软件的组成.62

6、.3 mcgs组态软件五大组成部分.73海水养殖控制机组系统分析海水养殖控制机组系统分析.93.1温控原理分析.93.1.1温控原理.93.1.2 温控实现.93.2机组控制原理分析.103.2.1 plc 控制.103.2.1 plc 与机组连接.104 mcgsmcgs 监控软件设计监控软件设计.114.1工程分析.114.1.1相关数据及界面内容确定.114.1.2 控制流程的构建.114.2工程构建.124.2.1数据库的构建.124.2.2用户窗口的构建.134.2.3报警实现.174.2.4运行策略的构建.194.3设备窗口建立及与s7-200 的连接.214.3.1设备窗口的构建

7、.214.3.2 mcgs 与 s7-200 的连接.215运行调试运行调试.246总结总结.24参考文献参考文献 .25附录附录 .25致致 谢谢 .26海水养殖控制机组海水养殖控制机组 mcgsmcgs 触摸屏监控软件设计触摸屏监控软件设计（信息与电气工程学院，电气工程及其自动化，2011 级四班，）摘要：摘要：海水养殖是人类开发海洋资源，充分利用海洋资源为己所用的有效方式，相对于捕捞，海水养殖是一种高效的生产方式。沿海地区海水养殖成为了一颇具发展意义的重要产业，为人们的生活提供了丰富的海水产品。随着养殖产品种类的开发与数量的发展，对海水养殖的要求也越来越高，一些海水产品对海水养殖中的某些

8、要素要求非常高，比如说海水水质，温度等。随着科学技术的发展，现代自动化设备在工业生产中普及，海水养殖也因此得到了快速发展，特别是国内近今年发展已经是十分迅速。自动化设备对养殖必须的各要素的控制的应用越来越广泛，其中温度控制是十分重要的一个环节。随着科技的不断进步，海水养殖受地域影响越来越小，这得益于其中对养殖海水温度的控制，是水产品生长在最适宜的温度下，尽量不受环境因素的影响。合适的温度能够使海产品成长最快达到高效率的养殖。特别是海参等水产品，合适的温度对其生长影响非常大，这种高价水产品更需要采取必要手段控制水温。一般水温的控制需要设计专门的温控系统，对不同环境进行不同的策略。其中需要有水循环

9、系统，制冷制热系统，还有十分重要的控制与监控系统。通过控制与监控系统可以设置温度，检测水温，通过控制泵机来实现水循环，控制蒸发器和冷凝器来制冷和加热，并且同时对水温进行实时监控，对故障进行报警。那么如此重要的环节要如何实现呢？组态软件为此提供了一个有效的方式。 本文中我们介绍 mcgs 在海水养殖控制机组中的应用，根据一般水温的控制需要设计专门的温控系统，对不同环境进行不同的策略。其中需要有水循环系统，制冷制热系统，还有十分重要的控制与监控系统。通过控制与监控系统可以设置温度，检测水温，通过控制泵机来实现水循环，控制蒸发器和冷凝器来制冷和加热，并且同时对水温进行实时监控，对故障进行报警。关键词

10、：关键词：mcgs；组态软件；温控系统；监控软件mariculture control unit the mcgs touch screen monitor software designli yuyang(institute of information and electrical engineering, electrical engineering and its automation, class four, grade 2011, 20113616011). abstract: mariculture is human development of marine resources

11、, make full use of the efficient way that marine resources in their place, relative to the fishing, aquaculture is a highly efficient production methods. mariculture coastal areas has become a major industrys development significance, for peoples life provides rich marine products.with the developme

12、nt of the development of aquaculture products and quantity, also more and more high to the requirement of mariculture, some marine products very high demand for certain elements of mariculture, such as water quality, temperature, etc. with the development of science and technology, modern automatic

13、equipment in industrial production popularization, the mariculture also obtained fast development, especially the domestic recent development of this year has been very fast. automation equipment to control all the elements of breeding must be applied more and more widely, the temperature control is

14、 very important one link.mariculture temperature control: with the constant progress of science and technology, mariculture regional influence more and more small, thanks to the control of the temperature of seawater breeding, growth of aquatic products in the most appropriate temperature, as far as

15、 possible is not affected by environmental factors. the right temperature can make seafood grow fastest efficient farming. especially for aquatic products, such as sea cucumber suitable temperature very large effects on the growth, the high price of aquatic products more need to take the necessary m

16、eans to control water temperature.generally need to design special temperature control system, the control of water temperature on the different environment for different strategies. which requires the water cycle system, refrigeration and heating system, and is very important to control and monitor

17、ing system. control and monitor system can set temperature, tests, water temperature by controlling the pump to achieve the water cycle, control of evaporator and condenser cooling and heating, and real-time monitoring of water temperature at the same time, the fault alarm. so such an important link

18、 to how to implement? configuration software provides a effective way for this purpose.in this paper, we introduce the application of mcgs in mariculture control unit, according to the general need to design special temperature control system, the control of water temperature on the different enviro

19、nment for different strategies. which requires the water cycle system, refrigeration and heating system, and is very important to control and monitoring system. control and monitor system can set temperature, tests, water temperature by controlling the pump to achieve the water cycle, control of eva

20、porator and condenser cooling and heating, and real-time monitoring of water temperature at the same time, the fault alarm. key words: the mcgs; configuration software; temperature control system. monitoring software 1选题背景和意义1 海水养殖现状：海水养殖是人类开发海洋资源，充分利用海洋资源为己所用的有效方式，相对于捕捞，海水养殖是一种高效的生产方式。沿海地区海水养殖成为了一颇

21、具发展意义的重要产业，为人们的生活提供了丰富的海水产品。随着养殖产品种类的开发与数量的发展，对海水养殖的要求也越来越高，一些海水产品对海水养殖中的某些要素要求非常高，比如说海水水质，温度等。随着科学技术的发展，现代自动化设备在工业生产中普及，海水养殖也因此得到了快速发展，特别是国内近今年发展已经是十分迅速。自动化设备对养殖必须的各要素的控制的应用越来越广泛，其中温度控制是十分重要的一个环节。 2 海水养殖温度控制：随着科技的不断进步，海水养殖受地域影响越来越小，这得益于其中对养殖海水温度的控制，是水产品生长在最适宜的温度下，尽量不受环境因素的影响。合适的温度能够使海产品成长最快达到高效率的养殖

22、。特别是海参等水产品，合适的温度对其生长影响非常大，这种高价水产品更需要采取必要手段控制水温。一般水温的控制需要设计专门的温控系统，对不同环境进行不同的策略。其中需要有水循环系统，制冷制热系统，还有十分重要的控制与监控系统。通过控制与监控系统可以设置温度，检测水温，通过控制泵机来实现水循环，控制蒸发器和冷凝器来制冷和加热，并且同时对水温进行实时监控，对故障进行报警。那么如此重要的环节要如何实现呢？组态软件为此提供了一个有效的方式。 3 组态软件：随着自动化设备在工业生产中的普及，组态软件也随之发展迅速，组态软件的出现代替了原有数据采集与监控方式的繁琐与高定制化，它采用组态方式，使用户对监控系统

23、的建立更加灵活方便。其在生产中的广泛应用是必然的发展趋势，随之国内外越来越多的软件公司开发出了更加实用方便高效的组态软件，其中国外的有 wincc ，ifix，intouch 等，国内的组态软件有组态王，mcgs，三维力控等。2组态软件介绍2.1 组态软件现况21 世纪的今天科技的巨大进步推动了各领域的全面发展，在工业生产中，自动化控制逐渐崛起，为整个工控行业带来了巨大的影响。应用软件方面，组态软件应运而生，代替了传统工控软件，其组态形式在数据处理采集与人机交互方面体现了巨大的优势，无论是编辑过程还是使用过程都更加高效更加直观。其用途越来越广泛，不仅仅运用于工业生产等方面，在其他方面也越来越广

24、泛，比如在智能建筑，电网系统，公共安全监控与管理，水文检测，国土资源检测，城市管网监控调度等方面。组态软件逐渐向通用化的方向发展，无论是在触摸屏设备还是 pc 中，下位机支持的设备也在逐渐增多完善。2.2 组态软件的组成组态软件可以通过自有数据库自定义化人机交互界面即触摸屏交互界面，通过自带设备接口与相关控制设备连接，通过对触摸屏交互界面的操作来控制相关设备，并且实时采集设备的相关数据，可以实现动画显示，对数据进行记录和报警。组态软件还提供运行策略的定制，用户不需要编程基础便可通过简单的脚本语言进行策略的编辑。我们这里的海水养殖温控系统监控软件是基于 mcgs 设计的，mcgs 组态软件是北京

25、昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一个实用性极强功能强大的组态软件。图 2.1 组态软件工作原理2.3 mcgs 组态软件五大部分该组态软件是由实时数据库，用户窗口，设备窗口，运行策略，主控窗口这五大部分组成的。整个组态软件是一个整体，五个部分是他的各个支部，其中各部分各司其责，需要用户对不同的部分进行设计来实现各种功能，最终实现组态软件的整体功能。 实时数据库：组态软件最重要的部分是实时数据库，其实不是这样的，每一个组成部分都是十分重要的，没有最重要之说，但可以说其核心部分是实时数据库。数据库顾名思义是存数据的地方，将相关数据储存在数据库中可以取出来随时使用，并且数据库中的数据是实时的，也

26、就是说，数据库里的数据是一个动态的随相关变化的量。实时数据库随时读取外部设备（设备窗口）的数据储存下来，同时也对用户窗口中用户下达的指令进行储存，这是数据库的功能之一。报警功能其实也是靠数据库来实现的，将数据库中数值型数据与给定数据比较生成事件，将开关型数据生成事件，并将这些生成的事件输出，组态软件的其他部分根据则根据数据库输出的事件进行相关的动作，如设备出口向设备输出，用户窗口相关原件动作产生警报等。 用户窗口：用户窗口顾名思义就是用户的窗口，是直接面向用户的一个窗口，但这里的用户是指用于 mcgs 软件编好投入工作的使用者，使用者就是根据用户窗口来实现对整个系统的控制和信息获取的。因此用户

27、窗口就是一个人机交互界面，触摸屏就是指这个界面。这个界面是实现整个监控功能的窗口。这个窗口的建立需要用户根据实际情况来设计，并且结合实时数据库中的信息，既可以先设计用户窗口，也可以先设计数据库。组态软件中为用户提供了大量的组态工具即各种用于显示在触摸屏上实现各种功能的元件，其中包括各种报警，数据输入，数据显示等。其设计方式是一种组态的形式，将各种元件整个放置在设计窗口，有多种多样可供选择，能极大满足各种情况和用户的各种需求，其中这些功能的实现依靠用户窗口元件与数据库的连接。而且用户窗口可以按照需要设定多个界面，使不同的功能实现在不同的界面中，并且可以轻松的切换各个窗口，分别设置主窗口和多个子窗

28、口的形式，上限为 512 个，完全可以满足用户需求。 运行策略：这一部分主要功能是满足用户对系统的自动化控制功能，当设定好某些策略后，系统可以根据设定好的策略产生动作，按照策略设定的规则来完成一些功能。并且用户可以编写脚本，无需掌握编程知识通过简单的逻辑来编写脚本，策略运行时，系统就会根据脚本执行相关的操作。系统中原有三个最基本的运行策略，分别是启动策略，退出策略以及循环策略。用户可以根据需要建立新的运行策略，策略类型有用户策略，循环策略，报警策略，事件策略和热键策略物种物种策略类型。循环策略是按给定时间来进行循环运行的，报警策略则是当某一个给定确定的报警发生时才会运行，当给定的条件满足时运行

29、的是时间策略，热键策略是在用户按下某个键时才会运行。 主控窗口：这个窗口作为主控窗口必然是整个系统主要框架，主要功能就是为其他窗口运行提供保障，对系统进行管理，用户窗口管理和退出系统以及可以设置封面和登陆界面等，不过简单的情况下不需要对该部分操作也不影响整个组态软件的运行。 设备窗口：设备窗口是 mcgs 组态软件与其下位机的通信渠道。mcgs 组态软件为用户提供了多种设备的驱动，设置好相关通信参数（如接口对应数据库）便可以实现组态软件与下位机的通信，这样就省去了有关设备通信的设计过程，更加方便快捷。设备窗口是通过设置数据库相关数据与设备端口的连接来实现设备数据上传到组态软件数据库，并且由数据

30、库下达指令控制下位机设备。3海水养殖控制机组系统分析3.1 温控原理分析3.1.1 温控原理温控原理 冷凝器和蒸发器冷凝器：简单热力学原理利用物质的三态变化，常用冷凝剂（冷凝氨，氟利昂等）由气体放热变成液体。蒸发器：常用冷凝剂（冷凝氨氟利昂等）有液体吸收热变成气体。冷凝器蒸发器组合可制冷制热。3.1.2 温控实现井水温度常年保持 10-15 摄氏度，而且地下水水量大。鱼池水与井水通过泵机在管道内循环，通过冷凝器与蒸发器组合对循环水进行热交换，可以保持鱼池水温在适合的温度。 图 3.1 夏季温控系统工作原理图夏季：常温温井水流过冷凝器与冷却剂热交换冷却剂冷却，鱼池水流过蒸发器与低温冷却剂热交换，

31、冷却剂升温，鱼池水温降低。如此循环，控制水循环流量，保持在合适流量即可控制鱼池水温保持恒定的适合温度。冬季：常温井水流过蒸发器与冷却剂热交换，冷却剂升温，鱼池水流过冷凝器与高温冷却剂热交换，池水升温。如此循环，控制水循环流量，保持在合适流量即可控制鱼池水温保持恒定的适合温度。 图 3.2 冬季温控系统工作原理图3.2 机组控制原理分析3.2.1plc 控制通过 mcgs 控制 plc 参数设定，plc 通过控制压机的启停，控制闸门的开合来控制海水养殖温控系统的启停和水循环运行来控制温度。温控系统中各环节的温度压力液位传感器采集数据通过变送器传输到 plc，mcgs 从 plc 中采集数据进行实

32、时显示，数据记录与报警。 图 3.3 控制系统原理图3.2.2 plc 与机组连接液位变送器 压力传感器的一种，是其升级版，可以检测出容器内液位变化并将数据转化成电信号输出。压力变送器 压力变送器，即将压力数值以电信号输出。 温度变送器 通过热电阻热电偶等温度传感器将温度信号以电信号形式输出。4mcgs 监控软件设计4.1 工程分析4.1.1 相关数据及界面内容确定启停主界面：压机启停按钮，启停指示灯，模式选择，系统运行指示灯，通信状态，水池当前温度，水池温度上限，水池温度下限，制热标准温度，制冷标准温度，冷凝器出水温度，蒸发器出水温度，蒸发器进水温度，运行监控：压机启停按钮，启停指示灯，模式

33、选择，系统运行指示灯，水池当前温度，水池温度上限警报，水池温度下限警报，制热标准温度，制冷标准温度，冷凝器出水温度，蒸发器出水温度，蒸发器进水温度，压机过热过流保护，压机高低压故障报警，冷凝器水流报警，蒸发器水流报警。制冷参数：冷凝器进出水温度矫正，蒸发器进出水温度矫正，高低压过热保护最短时间，循环水流断开最短时间，高低压保护上限次数，过热保护上限次数，冷凝器出水温度最大值，冷凝器进出水温差最大值，蒸发器出水温度下限，蒸发器进出水温差上限，温度异常最短报警时间，制冷水箱标准温度 t，制冷水箱温度上限 t2，制冷水箱温度下限 t1，装载出厂参数，保存为默认值，装载默认值。制热模式：与制冷参数不同

34、的有制热水池标准温度 t 制热水池温度上限 t2，制热水池温度下限 t1.4.1.2 控制流程构建图 4.1 监控软件控制流程图海水养殖温控系统监视软件已知需要实现启停控制，监控数据，记录数据，报警，相关的还要有必要的原理图帮助使用者了解系统原理4.2 工程构建4.2.1 数据库的建立实时数据库是 mcgs 的核心内容，数据库的建立保证了数据读取储存以及监视报警的进行。因为 mcgs 的相关功能都是建立在数据库基础上的。将系统的所有相关的数据内容整合到数据库中，然后将操作界面监控等内容与数据库进行数据连接，在数据库中根据组态内容运算。比如监控部分，首先建立其数据库，比如某些量，监控其数值，便将

35、该量设定成数据量，采集的数据首先传到数据库中，然后用户窗口的显示组态部分与数据库相连，从数据库中读取数据显示在用户界面中，便实现了数据的实时显示。再比如报警部分，数据库设置为开关型变量，某数据到达设定值报警，当数据接收传输到数据库中，数据库变量根据数据置 0 或者置 1，对用户窗口的相关组件输出 0 或者 1，然后对应做出动作，从而实现报警。 表 4.1 实时数据库 保存为默认值开关型当前选择区温度摄氏度数值型高低压保护持续最短时间数值型高低压真保护上限次数数值型过热保护上限次数数值型机组 1 报警开关型机组 2 报警开关型冷凝器出水温度大于上限开关型冷凝器出水温度矫正数值型冷凝器出水温度摄氏

36、度数值型冷凝器进出水温差大于上限开关型冷凝器进水温度低于下限开关型冷凝器进水温度矫正数值型冷凝器进水温度摄氏度数值型冷凝器水流故障开关型设备 0_制度 vdf236数值型水池温度当前值数值型水池温度上限数值型水池温度下限数值型水流开关断开最短时间数值型温度异常最短报警时间数值型系统运行指示开关型压机连续启动按钮开关型压机同时停止按钮开关型蒸发器出水温度低于下限开关型蒸发器出水温度矫正数值型蒸发器出水温度摄氏度数值型蒸发器进出水温差大于上限开关型蒸发器进水温度低于下限开关型组 1 报警消除开关型组 1 蜂鸣器开关开关型组 1 进出水温异常停机开关型组 1 冷凝器水流开关开关型组 1 水流故障停机

37、开关型组 1 通信触屏修改位开关型组 1 通信修改位开关型组 1 通信状态位开关型组 1 相序保护开关型组 1 压机 1 保护停机开关型组 1 压机 1 低压故障开关型组 1 压机 1 低压真保护开关型组 1 压机 1 高压故障开关型组 1 压机 1 高压真保护开关型组 1 压机 1 故障停机开关型组 1 压机 1 过流保护开关型组 1 压机 1 过热保护开关型组 1 压机 1 过热故障开关型组 1 压机 1 过热真保护开关型组 1 压机 1 开关开关型组 1 压机 1 启动按钮开关型组 1 压机 1 启动停止标志开关型组 1 压机 1 停止按钮开关型组 1 压机 1 已经停机开关型组 1 压

38、机 1 正停延 3 分再启动开关型组 1 压机 1 正在工作开关型组 1 压机 1 正在启动开关型组 1 压机 1 正在停机开关型组 1 压机 2 低压故障开关型蒸发器进水温度矫正数值型蒸发器进水温度摄氏度数值型蒸发器水流故障开关型制冷回水标准温度 t数值型制冷回水温上限摄氏度数值型制冷回水温下限摄氏度数值型制冷模式开关型制冷时冷凝器出水温上限数值型制冷时冷凝器进出水温差上数值型制冷时蒸发器进出水温差下限数值型制冷蒸发器出水温下限数值型制热回水标准温度 t数值型制热回水温上限摄氏度数值型制热回水温下限摄氏度数值型制热模式开关型制热时冷凝出水上限摄度数值型制热时冷凝器出水温上限数值型制热时冷凝器

39、进出水温差上限数值型制热时冷凝器进水温下限数值型制热时蒸发器进出水温差上限数值型制热时蒸发器进水温下限数值型制热蒸发器出水温下限数值型装载出厂参数开关型装载默认值开关型组 1 压机 2 低压真保护开关型组 1 压机 2 高压故障开关型组 1 压机 2 过流保护开关型组 1 压机 2 过热保护开关型组 1 压机 2 过热故障开关型组 1 压机 2 过热真保护开关型组 1 压机 2 开关开关型组 1 压机 2 启动按钮开关型组 1 压机 2 启动停止标志开关型组 1 压机 2 停止按钮开关型组 1 压机 2 已经停机开关型组 1 压机 2 正停延 3 分再启动开关型组 1 压机 2 正在工作开关型

40、组 1 压机 2 正在启动开关型组 1 压机 2 正在停机开关型组 1 蒸发器水流开关开关型组 2 通信触屏修改位开关型组 2 通信状态位开关型组 2 压机 1 启动停止标志开关型组 2 压机 2 过热故障开关型inputetime字符型inputstime字符型inputuser1字符型inputuser2字符型4.2.2 用户窗口的构建用户窗口及人机交换界面的构建，其内容包括动画界面的构建，动画连接以及与实时数据连接。图 4.2 用户窗口总览图用户窗口根据功能设计出了制热参数设置，启动监控，系统运行，详细数据 1，详细数据 2，报警记录，制冷参数设置，帮助 8 个功能窗口。设置多个窗口使人

41、机交换效率更加高，细分各个功能，使数据显示和控制模块化，条理化。不同窗口之间的切换，使各窗口功能流程化，为初使用者提供了方便，更加容易理解入门和掌握使用。用户窗口是进行操作控制和实时监控的核心窗口部分，其设计的条理性与美观性直接影响了用户的使用体验，应尽量的简单明了易于观察和操作。其设计要根据之前的流程图设计。 制热参数设置窗口：设置制热参数的界面，提供各种制热参数的设置和矫正，并且提供初始数据和保存数据读取数据等功能。制冷参数设置窗口：设置制冷参数的界面，提供各种制冷参数的设置和矫正，并且提供初始数据和保存数据读取数据等功能。启动监控：启停主界面的设计，提供主控界面，可以在此界面实现机组开启

42、与停止的控制，并且可以显示相关的数据。详细数据 1：机组运行的详细数据，由于数据较多故详细数据窗口设计了两个，由 1 进入 2。详细数据 2：由详细数据 1 窗口进入，显示详细数据 1 窗口显示不了的内容。报警记录：报警是组态软件的核心功能之一，此界面记录报警内容，方便用户查看。帮助：此界面主要将系统原理以动态形式显示出来，方便用户了解运行原理，无操作。图 4.3 用户窗口控制流程图在建好几个窗口之后就对每个窗口进行设计。首先是启动监控窗口，图 4.4 启动监控窗口根据功能需要和事先设计的人机界面流程图在启动监控窗口设计了“帮助”“制冷参数”“制热参数”“详细数据”“运行监控”“报警记录”等几

43、个界面切换按钮。mcgs 组态软件为用户提供了强大的工具箱，工具箱中提供的各种组态资源，包括策略构件工具箱，系统图形工具箱，对象元件工具箱，设备构建工具箱。根据工具箱提供的“标准按钮”元件“指示灯”构建出相关的界面内容。本着美观简单的目的将功能实现的按钮和信息显示部分图 4.5 系统运行窗口图 4.6 制冷参数设置图 4.7 详细参数 1图 4.8 详细参数 24.2.3 报警实现mcgs 重要的功能之一就是报警功能。因为我们设计的是监控软件，监控系统数据并报警。其中报警功能在此系统中主要是通过 plc 实现的，mcgs 只提供了显示功能，由此感觉该课题研究意义又变小了，完全是整个课题中最浅显

44、最鸡肋最简单的一部分。但是mcgs 可不可以通过自己来实现报警功能呢？答案是可以。我们首先从最基本的开始。之前说过组态软件强大的地方就在于它为用户提供了丰富的组态内容来帮助用户实现功能。其中在设计用户窗口的时候我们发现了一些模块比如指示灯，指示灯的颜色变化动画连接是可以通过一些公式来实现的。如下左侧原件可通过单元属性设置来使其在数据库液位这一数值型数值大于 8 时实现动作，这是一种实现警报的简单的方法。除去报警灯显示，同样可以采取文字显示来报警。 充分利用 mcgs 提供的报警功能能够大大降低与 plc 的通信量，使 plc 仅仅用来控制和数据的传输，mcgs 进行数据分析进行报警。有了以上报

45、警功能，还要有报警记录。所谓的报警记录无非是以某种形式将报警记录下来，mcgs 工具箱为用户提供了专门的报警记录模块。有了报警模块就可以在用户窗口设计报警记录窗口如图。 在数据库的建立中我们确定了一些警报：1#压机 1 高压故障1#压机 1 低压故障1#压机 1 高压保护1#压机 1 低压保护1#压机 1 过热故障1#压机 1 过热保护1#压机 1 过流报警1#压机 2 高压故障1#压机 2 高压保护1#压机 2 低压保护1#压机 2 过热故障1#压机 2 过热保护1#压机 2 过流报警1#相序保护1#冷凝器水流警报1#蒸发器水流警报2#冷凝器水流报警2#蒸发器水流警报1#蒸发器进水温度低于下

46、限1#蒸发器出水温度低于下限1#蒸发器出水温差大于上限1#冷凝器进水温度低于下限1#冷凝器出水温差大于上限1#冷凝器出水温度大于上限2#蒸发器进水温度低于下限2#蒸发器进水温差大于下限2#冷凝器出水温度大于上限2#冷凝器进水温度低于下限2#冷凝器进水温差大于上限or 蒸发器出水温度低于下限 以上警报进行报警记录将上述数据图 4.9 报警组库量通过组对象来整合到一个报警组中如图将以上报警添加到组对象报警组中。 将相应的报警量中报警属性设置成允许进行报警处理，开关量报警。 图 4.10 开关量报警设置在报警记录用户窗口中设置报警记录单元，并与数据库中组对象报警组连接。 图 4.11 报警记录 以上

47、步骤完成便实现了 mcgs 的报警记录功能。4.2.4 运行策略的构建mcgs 的五大部分之一-运行策略，其功能是为系统的运行提供运行框架。最基本的具有启动策略和退出策略以及按照设定的时间进行循环运行的循环策略，用户可以根据自己工程的相关需求建立自己的运行策略，例如本系统中的机组报警策略和通信检测策略。图 4.12 运行策略报警策略mcgs 一个重要的功能就是根据实时监测到的数据对数据进行记录并报警。将采集到数据库中的数据根据相关的策略进行报警，就是报警功能的原理。有的报警是通过开关型变量实现的，在上述文中实时数据库的建立中有的变量是以开关型变量进行定义的，在参数设置中图 4.13 报警策略相

48、关报警如冷凝器出水温度大于上限这一数据库变量图 4.14 机组报警脚本在上文中我们实现了 mcgs 的报警和报警记录功能但是相关的报警如机组 1 的报警是一个比较特殊的报警，当其他报警产生时才产生报警，如组 1 压机 1 过热保护或者组 1相序保护产生时组 1 就会产生报警，任何一个组 1 的相关量报警就会产生组 1 报警，上文中我们用到的组对象数据库报警记录中组对象并不能完成这项功能，所以我们采取运行策略中的脚本来实现。报警策略脚本如下编写:机组 1 报警 = 组 1 压机 1 过热真保护 or 组 1 压机 2 过热真保护or 组 1 压机 1 过流保护 or 组 1 相序保护 or 组

49、1 压机 1 高压真保护or 组 1 压机 1 低压真保护 or 组 1 压机 2 高压真保护 or 组 1 压机 2 低压真保护 or 蒸发器水流故障 or 冷凝器水流故障 or 组 1 压机 1 高压故障 or 组 1 压机 1 低压故障 or 组 1 压机 1 过热故障 or 组 1 压机 2 高压故障 or 组 1 压机 2 低压故障 or 组 1 压机 2 过热故障 or 蒸发器进水温度低于下限 or 蒸发器进出温差大于上限 or 冷凝器进水温度低于下限 or 冷凝器进出水温差大于上限 or 冷凝器出水温度大于上限 4.3 设备窗口及 mcgs 与西门子 plcs7-200 的连接4.3.1 设备窗口的构建设备窗口的建立是与下位机西门子 s7-200 连接通信的部分，需要设置实时数据库与 plc 端口的连接4.3.2 mcgs 与 s7-200 的连接mcgs 组态软件是一个实现控制和监控数据的部分，它是整个系统运行的上位机部分，实现整个功能需要下位机 plc 和 plc 控制的部分。mcgs 与 plc 的通信是通过设备窗口的构建完成的。mcgs 为用户提供了多种设备的通信协议和各种设备的驱动等，这样就是