组态粮食除杂课程设计

1、电路计算机辅助设计任务书设计题目： 粮食自动除杂系统 专业： 测控技术与仪器 班级： 1141班 学生姓名： 学号： 号 指导教师： 张立新 冯璐 于静 分院院长： 许建平 教研室主任： 冯璐 电气工程学院摘 要随着粮食流通体制改革的不断深入，粮食收购主体日益多元化，市场竞争愈发激烈，粮食质量也越来越难以控制。我库适应新的形势，严控各种政策性粮食入库质量，加强存粮保管，创新科保方式，保持粮食品质，延缓粮食品质劣变。在今后的工作中，我们要逐步探索，积累宝贵经验，争取用最小的代价取得最大的效益针对我国基层粮库粮食收购方式原始、入仓环节繁琐以及售粮对象以粮农散户为主的现状,对人工除杂入仓环节进行改造

2、,开发出除杂机与输送设备相衔接的除杂入仓工艺,实现了粮食收购的除杂、输送、入仓的一体化操作,达到了简化入仓程序、入仓粮质好、社会与经济效益好的目的。目 录第一章 课程设计的内容与分析11.1 课程设计的内容11.2 课程设计的要求分析1第二章 工控组态软件MCGS简介22.1 MCGS的软件概述22.2 MCGS的构成22.3 MCGS组态软件五大组成部分32.4 组态软件功能应用3第三章 组态过程53.1 整体规划53.2 工程建立53.3 构造实时数据63.4 设计画面流程103.5让动画动起来14第四章 粮食除杂的设计164.1各环节设计方案说明16总 结18参考文献19附录:粮食自动除

3、杂系统20第一章 课程设计的内容与分析第一章 课程设计的内容与分析1.1 课程设计的内容1设计题目总体设计方案。2应用工控组态软件MCGS进行工程CAD设计。3.通过MCGS的学习，设计一个系统的方案，实现特定的功能。4.之后系统的综合调试。5.撰写课程设计论文。1.2 课程设计的要求分析 组态软件工艺画面设计要求：1.用户图形界面生成：创建用户窗口。2.设置用户窗口属性：设置为启动窗口。3.创建编辑图形对象：插入元件并制作文字框图。4.制作用户动画界面：使用工具箱中的流动块。5.设计制作的工艺画面应布局合理、图形应形象逼真、文字应清晰简洁流动滑块应生动形。 1第二章 工控组态软件MCGS简介

4、第二章 工控组态软件MCGS简介2.1 MCGS的软件概述MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows 平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000 等操作系统。MCGS 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小

5、并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已i10i MCGS 组态软件培训教程成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。2.2 MCGS的构成MCGS 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。MCGS 组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe 支持，其存放于MCGS 目录的Program 子目录中。用户在MCGS 组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程

6、打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg 的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。2.3 MCGS组态软件五大组成部分MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多MCGS 组态软件培训教程个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名

7、称及存盘时间等。设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。用户窗口：本窗口主要用于设置工程中的人机交互界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（ifthen脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等。2.4 组态软

8、件功能应用1. 庞大的标准图形库、完备的绘图工具、22种不同形式的渐进色填充功能以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的丰富多样、精美的工程画面。 2. 强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。 3 对象元件库，组态工作简单方便。对象元件库，实际上是分类存储各种组态对象的图库。组态时，可把制作完好的对象（包括图形对象、窗口对象、策略对象以至位图文件等）以元件的形式存入图库中，也可把元件库中的各种对象取出，直接为当前的工程所用，随着工作的积累，对象元件库将日益扩大和丰富。这样解决了组态结果的

9、积累和重新利用问题。组态工作将会变得越来越简单方便。3. 总之，MCGS 嵌入版组态软件具有强大的功能，并且操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题，而将精力集中于解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。 19第三章 组态过程第三章 组态过程3.1 整体规划在实际工程项目中，使用MCGS 嵌入版构造应用系统之前，应进行工程的整体规划，保证项目的顺利实施。对工程设计人员来说，首先要了解整个工程的系统构成和工艺流程，清楚

10、监控对象的特征，明确主要的监控要求和技术要求等问题。在此基础上，拟定组建工程的总体规划和设想，主要包括系统应实现哪些功能，控制流程如何实现，需要什么样的用户窗口界面，实现何种动画效果以及如何在实时数据库中定义数据变量等环节，同时还要分析工程中设备的采集及输出通道与实时数据库中定义的变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及用于实现动画显示的等问题。做好工程的整体规划，在项目的组态过程中能够尽量避免一些无谓的劳动，快速有效地完成工程项目。完成工程的规划，下面就开始工程的建立工作了。3.2 工程建立在文件中选择新建工程，打开的新建工程，在用户窗口中新建窗口，如

11、图3-2-1和图3-2-2所示。 图1-1 新建工程 图1-2 新建工程界面新创建的用户窗口,我们可以根据需要设置窗口的属性.这里我们更改窗口名称为粮食除杂系统,窗口的背景颜色为淡绿色,窗口位置为最大化显示。具体设置在画面流程设计中会介绍。3.3 构造实时数据实时数据库是MCGS 嵌入版系统的核心，也是应用系统的数据处理中心，系统各部分均以实时数据库为数据公用区，进行数据交换、数据处理和实现数据的可视化处理。3.3.1 定义数据对象MCGS 嵌入版中定义的数据对象的作用域是全局的，像通常意义的全局变量一样，数据对象的各个属性在整个运行过程中都保持有效，系统中的其它部分都能对实时数据库中的数据对

12、象进行操作处理。这次粮食除杂系统用到的数据对象如图3-3-1所示： 图1-3 定义数据对象3.3.2 数据对象的属性设置基本属性设置：鼠标单击“对象属性”按钮或双击对象名，显示“数据对象属性设置”对话框的“基本属性”窗口页，用户按所列项目分别设置。数据对象有开关型、数值型、字符型、事件型、组对象五种类型，在实际应用中，数字量的输入输出对应于开关型数据对象；模拟量的输入输出对应于数值型数据对象；字符型数据对象是记录文字信息的字符串；事件型数据对象用来表示某种特定事件的产生及相应时刻，如报警事件、开关量状态跳变事件；组对象用来表示一组特定数据对象的集合，以便于系统对该组数据统一处理。这里我们以粮食

13、除杂系统中数据对象料位A上限为例,来分别用图示来演示基本属性设置。图3-3-2为料位A上限基本属性设置对话框图。图1-4料位A上限基本属性设置存盘属性设置：MCGS 嵌入版把数据的存盘处理作为一种属性或者一种操作方法，封装在数据内部，作为整体处理。运行过程中，实时数据库自动完成数据存盘工作，用户不必考虑这些数据如何存储以及存储在什么地方。用户的存盘要求在存盘属性窗口页中设置，存盘方式只有一种：定时存盘。组对象以定时的方式来保存相关的一组数据，而非组对象存盘属性不可用。这里如图3-3-3所示我们对料位A上限设置为不存盘。图1-5料位A上限存盘属性报警属性设置：在MCGS 嵌入版中，报警被作为数据

14、对象的属性，封装在数据对象内部，由实时数据库统一处理，用户只需按照报警属性窗口页中所列的项目正确设置，如数值量的报警界限值、开关量的报警状态等。运行时，由实时数据库自动判断有没有报警信息产生、什么时候产生、什么时候结束、什么时候应答，并通知系统的其它部分。也可根据用户的需要，实时存储和打印这些报警信息。粮食除杂系统中，料位A上限数据对象为上限报警。如图3-2-7所示这里我们在报警属性中将其设置为-上限报警，报警注释为-料位A上限，报警值-这里设置报警值为9。我们在模拟设备中将料位A和通道0相连，在设备内部属性中，将0通道的最大值设定为10，所以这里料位A上限我们设定上限值为9。图1-6 料位A

15、上限报警属性设置3.4 设计画面流程3.4.1建立新画面在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，即如图3-4-1所示：图1-7 新建窗口选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：粮食除杂；将“窗口标题”改为：粮食除杂；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。过程如图3-4-2所示。图1-8 用户窗口属性设置选中刚创建的“粮食除杂”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。如图3-4-3所示。图1-9 动画制作窗口3.4.2工具栏为了快速构图和组态，MCGS系统内部提供了常用的

16、图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。如图3-4-4所示：图1-10常用的图形制作文字框图 : 建立文字框：打开工具箱，选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任何位置拖拽鼠标，拉出一个一定大小的矩形。输入文字：建立矩形框后，光标在其内闪烁，可直接输入“粮食除杂控制系统演示工程”文字，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入过程结束。如果用户想改变矩形内的文字，先选中文字标签，按回车键或空格键，光标显示在文字起始位置，即可进行文字的修改。设置框图颜色:设定文字框颜色：选中文字框，按工具条上的（填充色）按钮，设定文字框的背景颜色（设为无填充色）；按（线色）按

17、钮改变文字框的边线颜色（设为没有边线）。设定的结果是，不显示框图，只显示文字。设定文字的颜色：按（字符字体）按钮改变文字字体和大小。按（字符颜色）按钮，改变文字颜色（为蓝色）。如图：3-4-5所示。 图1-11 框图颜色3.4.3对象元件库管理单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具如图3-4-6所示： 图1-12对象元件库管理从“对象元件库管理”中的“储藏罐”中选取中意的罐作为料位用，按“确认”，则所选中的罐在桌面的左上角，可以改变其大小及位置，如罐14、罐20。同理，选出所需的提升机、开关等，如果元件库里找不到所需的元件则可利用工具栏中的工具自

18、己绘制。流动的水是由MCGS动画工具箱中的“流动块”构件制作成的。 选中工具箱内的“流动块”动画构件（ ）。移动鼠标至窗口的预定位置，（鼠标的光标变为十字形状），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，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。当用户想结束绘制时，双击鼠标左键即可。当用户想修改流动块时，先选中流动块（流动块周围出现选中标志：白色小方块），鼠标指针指向小方块，按住左键不放，拖动鼠标，就可调整流动块的形状。选择菜单项 “文件” 中的“保存窗口”，则可对所完成的画面进行保存。3.5让动画动起来3.5.1

19、定义数据变量在前面我们讲过，实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。鼠标点击工作台的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮，则增加多个数据变量，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等。选中变量，按“对象属性”按钮或双击选中变量，则打开对象属性设置窗口

20、。指定名称类型：在窗口的数据变量列表中，用户将系统定义的缺省名称改为用户定义的名称，并指定类型，在注释栏中输入变量注释文字。3.5.2动画连接在用户窗口中，双击冷却水循环窗口进入，选中水泵双击，则弹出单元属性设置窗口。选中组合图符，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，选中数据对象值操作，置1时 料位机 保存，然后再选中下图第三个组合图符，单击则进入动画组态属性设置窗口，选中数据对象值操作，置0时料位机 然后保存。如图3-5-1所示。图1-13 组态属性设置同理，其他元件也这样连接。此外，我还编写了脚本程序让总开关自动控制。到此动画连接我们已经做好了，让我们先让工程运行起来，看看我们自己的

21、劳动成果。在运行之前我们需要做一下设置。在“用户窗口”中选中“粮食除杂”单击鼠标右键，点击“设置为启动窗口”，这样工程运行后会自动进入“粮食除杂”窗口。在菜单项“文件”中选“进入运行环境”或直接按“F5”或直接按工具条中图标，都可以进入运行环境。第四章 粮食除杂的设计第四章 粮食除杂的设计4.1各环节设计方案说明手动操作：手动操作作为调试各部分时用，因此个部分之间不需要连锁，且无为点，可按电动闸门1正反转点动电动闸门3正反转点动振动筛点动电动闸门4正反转点动输送机2点动过程进行调试，也可以随意调试。不清杂进A塔自动运行：不清杂进A塔自动运行，是指对粮食不进行清杂，也就是不经过振动筛，而是经过电

22、动闸门3，在经过输送机2送入A塔的自动运行过程，在启动过程中为了防止载重启动，采用后级先启动，在接通前一级的连锁方法，各环节采用延时接通运行的方法。即：将不清杂自动开关打开AB塔选择选中A塔输送机2启动运行电动闸门3正转运行至行程开关动作电动闸门2正转运行至行程开关动作输送机1启动电动闸门1正转开启。不清杂进A塔自动运行停止：不清杂进A塔自动停止，是指在进行不清杂粮食送入A塔时，当粮食达到料位2时，要能自动停止进料。为防止下次启动时重载启动，因此要首先关掉电动闸门1并要将输送机、提升机等上的物料送完为止，所以中间要设置连锁和时间控制。其过程为：料位传感器2发出信号电动闸门1关闭传送机1停止运行

23、提升机停止运行传送机2停止运行。不清杂进B塔运行：是指对粮食不进行除杂，也就是不经过振动筛，而是经过电动闸门3，直接送入B塔的自动运行过程，在启动过程中为了防止重载启动，采用后级先启动，在接通前一级的连锁方法，各环节采用延时接通运行的方法。即：将不清杂自动开关打开AB塔选择中B塔电动闸门3运行至行程开关动作电动闸门2正转运行至行程开关动作提升机启动输送机1启动电动闸门1正转开启。不清杂进B塔自动运行停止：不清杂进B塔自动停止，是指在进行不清杂粮食送入B塔时，当粮食达到料位3时，要能自动停止进料。为防止下次启动时重载启动，因此要首先关掉电动闸门1并要将输送机、提升机、振动筛等上的无聊送完为止，所

24、以中间要设置连锁和时间控制。其过程为：料位传感器3发出信号电动闸门1关闭输送机1停止运行提升机停止运行。清杂进A塔自动运行：清杂进A塔自动运行，是指对粮食要进行清杂，也就是要经过振动筛，在经过电动阀门4，在经输送机2送入A塔的自动运行过程，在启动过程中为了防止重载启动，采用后级先启动，在接通一级的连锁的方法，各环节采用延时接通运行的方法。即：将清杂自动开关打开和AB塔选择中A塔输送机2启动运行电动闸门4正转运行至行程开关动作振动筛启动电动闸门2正传运行至行程开关动作提升机启动输送机1启动电动闸门1正转开启。清杂进B塔自动运行：清杂进B自动运行，是指对粮食要进行清杂，也就是要经过振动筛，在经过电

25、动闸门4，送入B塔的自动运行过程，在启动过程中为了防止重载启动，采用后级启动，在接通前一级的连锁方法，各环节采用延时接通运行的方法。即：将清杂自动开关打开和AB塔选择中B塔电动闸门4正转运开关动作5秒后振动筛启动5秒后电动闸门2正传运行至行程开关动作5秒后提升机启动5秒后传送机1启动5秒后电动闸门1正转开启。8. 传送机1自动停止:输送机1自动停止，是指当料仓1中的粮食将要放完时，料位传感器1将要发出信号，这是要求所有的运送设备均要停止运行，为防止下次启动时重载启动，因此要首先关掉电动闸门1并要将输送机、提升机、振动筛等上的物料送完为止，所以中间要设置连锁和时间控制。总 结粮食是国家的根本，对于中国这样的一个大国来说，粮食