《组态技术与综合实践》课件第一章

项目一水位控制系统设计学习要求：(1)掌握MCGS组态软件工作环境及组建一个工程的一般过程;(2)能够根据各组件对控制系统的功能要求编制出正确可行的运行策略程序;(3)掌握水位控制系统中各设备构件的动画连接方法;(4)学会根据实际生产现场进行画面调整及布局,掌握多语言工程组态;(5)能够独立修正程序调试中出现的各种错误,最终提高独立解决实际问题的能力;(6)能完成图1-0-1所示的水位控制工程的系统组态设计。项目一水位控制系统设计图1-0-1水位控制工程

项目一水位控制系统设计任务一水罐1控制工程一通过水位控制工程的组态过程,应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。工程中涉及动画制作(仪表、水位)、编写控制流程、报警等多项组态操作。水位控制需要采集一个模拟数据:液位1(最大值10m)。当液位1小于1m或大于9m时报警灯产生报警;液位1控制的仪表采用滑动式输入器,由鼠标操作滑动指针来改变流速;通过仪表和输入框显示液位1。任务简介：任务一水罐1控制工程一任务分析：一、变量分析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。液位1和水罐1报警灯变量如表1-1-1所示。二、报警分析如果液位1的液位小于1m或者大于9m，水罐报警灯为红色，否则为绿色。表1-1-1变量类型

任务一水罐1控制工程一相关知识：一、MCGS嵌入版的主要特性和功能（1）MCGS嵌入版组态软件的主要特点○简单灵活的可视化操作界面○实时性强，有良好的并行处理性能○丰富、生动的多媒体画面○多样化的报警功能○良好的可维护性二、MCGS组态软件五大组成部分（1）主控窗口

（4）实时数据库（2）设备窗口

（5）运行策略（3）用户窗口任务一水罐1控制工程一任务实施：一、安装MCGS嵌入版组态软件1、主程序安装图1-1-1安装界面任务一水罐1控制工程一2、设备驱动安装图1-1-3MCGS嵌入式版驱动安装界面任务一水罐1控制工程一二、工程建立1、新建工程双击桌面上的组态软件的快捷方式，打开嵌入版组态软件。图1-1-4文件下拉菜单图1-1-5新建工程设置界面任务一水罐1控制工程一2、保存工程点击文件菜单中的“工程另存为”菜单项，在文件名一栏输入“任务一水罐1控制工程一”，点击“保存”。图1-1-6文件下拉菜单任务一水罐1控制工程一三、工程组态1、建立新组态窗口在MCGS组态“工作台”上，如图1-1-7(a)所示，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”产生新“窗口0”，如图1-1-7(b)所示。图1-1-7工作台界面任务一水罐1控制工程一选中“窗口0”,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”对话框,将“窗口名称”改为:水罐1控制工程一;将“窗口标题”改为:水罐1控制工程一;在“窗口位置”中选中“最大化显示”,其他不变,单击“确认”,如图1-1-8所示。双击刚创建的“水罐1控制工程一”用户窗口,进入动画制作窗口,如图1-1-9所示。图1-1-8用户窗口属性设置界面图1-1-9动画制作窗口任务一水罐1控制工程一2、设计画画流程(1)制作文字框图:选择“工具箱”内的“标签”按钮,鼠标的光标变为“十”字形,在窗口上方位置拖曳鼠标,拉出一个一定大小的矩形。图1-1-10工程组态窗口任务一水罐1控制工程一(2)输入文字:建立矩形框后,光标在其内闪烁,可直接输入“水罐1控制工程一”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,如图1-1-10所示。(3)设置字体大小、边线及颜色:双击输入的“水罐1控制工程一”,如图1-1-11(a)所示,点击选字体为“小一”;点击“边线颜色”下拉框,选“没有边线”;点击“字符颜色”,选黄色,如图1-1-11(b)所示,点“确认”即完成文字的修改。任务一水罐1控制工程一图1-1-11标签动画组态设置界面任务一水罐1控制工程一图1-1-12对象元件库管理窗口(4)建立基本元件①水罐的建立:单击“工具箱”菜单中“插入元件”图标,弹出“对象元件库管理”窗口,如图1-1-12所示。任务一水罐1控制工程一②滑动输入器的建立:从“工具箱”菜单中单击“滑动输入器”图标,鼠标的光标变为“十”字形,在窗口右上方位置拖曳鼠标,拉出一个一定大小的矩形;双击该矩形,弹出“滑动输入器构件属性设置”窗口,如图1-1-13所示;图1-1-13滑动输入器构件属性设置任务一水罐1控制工程一③仪表的建立:从“工具箱”菜单中单击“旋转仪表”图标,鼠标的光标变为“十”字形,在窗口右下方位置拖曳鼠标,拉出一个矩形并调整其适当大小;双击该矩形,弹出“旋转仪表构件属性设置”窗口,如图1-1-14所示;图1-1-14旋转仪表构件属性设置任务一水罐1控制工程一④水罐报警灯的建立:单击“工具箱”菜单中的,弹出“对象元件库管理”窗口,如图1-1-15所示。图1-1-15旋转仪表构件属性设置任务一水罐1控制工程一⑤输入框的建立:单击“工具箱”菜单中的,鼠标的光标变为“十”字形,在水罐下方位置拖曳鼠标,拉出一个矩形并调整其适当大小。⑥构件下文字的标注方法见①②。任务一水罐1控制工程一3、定义数据变量图1-1-16工作台界面点击工具条左上角,进入工作台界面,如图1-1-16所示,打开“实时数据库”,点击“新增对象”两次。任务一水罐1控制工程一双击已增加的“InputETimel”,弹出“数据对象属性设置”对话框,如图1-1-17所示。图1-1-17数据对象属性设置对话框任务一水罐1控制工程一4、动画连接(1)水罐的数据连接：在用户窗口中,双击“水罐1控制工程一”窗口进入,选中水罐1双击,弹出“单元属性设置”窗口。图1-1-18动画组态属性设置窗口任务一水罐1控制工程一(2)滑动输入器的数据连接:双击滑动输入器构件,按“操作属性”点击进入“变量连接”窗口,选中“液位1”,按“确认”。属性设置好后,效果如图1-1-19所示。图1-1-19滑动输入器构件属性设置任务一水罐1控制工程一(3)报警灯的数据连接:双击报警灯器构件,按“数据对象”后选中“可见度”,点击进入“变量连接”窗口,选中“水罐1报警灯”,按“确认”。属性设置好后,效果如图1-1-20所示。图1-1-20单元属性设置窗口任务一水罐1控制工程一(4)输入框的数据连接:双击输入框构件,按“操作属性”,点击进入“变量连接”窗口,选中“液位1”,按“确认”。将“自然小数位数”前的“√”去掉,把“小数位数”的3改为1。属性设置好后,如图1-1-21所示。(5)仪表的数据连接:方法与(3)相似。图1-1-21滑动输入器构件属性设置任务一水罐1控制工程一5、编写控制流程具体操作如下:在“运行策略”中,双击“循环策略”进入,双击图标进入“策略属性设置”,如图1-1-22所示,只要把“循环时间”设为200ms,按“确认”即可。图1-1-22策略属性设置窗口任务一水罐1控制工程一在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图标,则显示如图1-1-23所示的界面。图1-1-23新增策略图标图1-1-24策略工具箱在策略组态中,如果没有出现策略工具箱,则单击工具条中的“工具箱”图标,弹出“策略工具箱”,如图1-1-24所示。单击“策略工具箱”中的“脚本程序”,把鼠标移出“策略工具箱”,会出现一个小手,进入脚本程序编辑环境,输入以下文字,按”确认”退出,则脚本程序就编写好了。任务一水罐1控制工程一四、工程下载图1-1-25下载配置窗口点击工具条中的“下载”按钮,点击“工程下载”,如图1-1-25(a)、(b)所示,按“确定”。任务一水罐1控制工程一五、运行效果图点击工具条中的“模拟运行环境”按钮,出现运行效果图,如图1-1-26所示。图1-1-26运行效果图任务一水罐1控制工程一任务二水罐1控制工程二任务简介：该任务在任务一的基础上增加了字报警显示、水泵控制及显示液位1的上下限值组态操作。任务二水罐1控制工程二任务二水罐1控制工程二任务分析：一、变量分析液位1和水罐1报警灯变量如表1-2-1所示。表1-2-1变量类型任务二水罐1控制工程二二、变量分析当液位1小于1m时产生字报警为:“水罐1没水了”,小于2m时字报警为:“水罐1快没水了”;当液位1大于8m时字报警为:“水罐1的水位快达警戒线”,大于9m时字报警为:“水罐1的水位已达警戒线”。三、水泵控制分析当液位1小于1m时水泵打开,否则水泵关闭。任务二水罐1控制工程二相关知识：一、MCGS的报警处理MCGS把报警处理作为数据对象的属性,封装在数据对象内,由实时数据库来自动处理。当数据对象的值或状态发生改变时,实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束。二、操作鼠标的基本方法将鼠标指针指向对象,点击鼠标左键一次(该对象出现蓝色阴影)。鼠标指针指向对象,按住鼠标左键,移动鼠标,对象随鼠标移动到指定位置;松开左键,即完成鼠标拖动操作。任务二水罐1控制工程二任务实施：一、工程组态1、建立新组态窗口将任务一的“水罐1控制工程一”改为“水罐1控制工程二”。2、设计画面流程（1）建立工程一的窗口。（2）完成新元件的建立。任务二水罐1控制工程二①水泵的建立:单击“工具箱”菜单中“插入元件”图标,弹出“对象元件库管理”,如图1-2-1所示。图1-2-1对象元件库管理窗口任务二水罐1控制工程二②流动块的制作。流动的水是由MCGS动画工具箱中的“流动块”构件制作而成的。在制作流动块之前,需先选中工具箱内的“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。任务二水罐1控制工程二二、定义数据变量

1、水泵的变量在“对象定义”的“对象名称”中输入“水泵”,“对象类型”选“开关”,再点击“确认”,如图1-2-2所示。图1-2-2对象元件库管理窗口任务二水罐1控制工程二2、液位1上、下限值变量设置方法在“对象定义”的“对象名称”中输入:液位1上限值（下限值）,“对象类型”选“数值”型、“初值对象”0改为9（0改为1）,按“确认”,如图1-2-3(a)(b)所示。图1-2-3数据对象属性设置窗口任务二水罐1控制工程二三、报警系统的设置1、属性设置图1-2-4数据对象属性设置窗口属性设置好后如图1-2-4所示,按“确认”即可。任务二水罐1控制工程二2、报警显示从“工具箱”中单击“报警显示”图标,变“十”后用鼠标拖动到适当位置并调整大小。如图1-2-5所示。图1-2-5报警显示窗口任务二水罐1控制工程二对弹出的“报警显示构件属性设置”窗口,按图1-2-6所示设置好,按“确认”即可。图1-2-6报警显示构件属性设置对话框任务二水罐1控制工程二3、修改报警限值图1-2-7修改报警值效果图在“工具箱”中单击“常用符号”构件,在工具箱中选中“凹平面”图标,当鼠标变为“十”后,拖动鼠标到适当大小.再选中“矩形”图标,在凹平面上拖动适当大小,留出凹平面四周轮廓。然后双击矩形进入属性设置窗口,点击填充颜色下拉框选中“藏青色”;再选择“工具箱”中“标签”图标用于文字注释,选“输入框”用于输入上下限值,如图1-2-7所示。任务二水罐1控制工程二分别双击上限值和下限值的图标,进行属性设置,只需要设置“操作属性”,其它不变,如图1-2-8(a)、(b)所示。图1-2-8输入框构件属性设置任务二水罐1控制工程二4、编写控制流程设当“水罐1”的液位小于9m时,就要自动开启“水泵”,否则自动关闭“水泵”。在工程一的程序基础上再增加以下程序。任务二水罐1控制工程二四、工程下载点击工具条中的“下载”按钮,效果图如1-2-9所示。图1-2-9运行效果图任务三水罐控制工程任务简介：当水罐1的水位小于9m时水泵开启;水罐1有水且水罐2需要水时,调节阀开启;水罐2的水位在2m以上出水阀打开。采用报警浏览构件报警。任务三水罐控制工程任务三水罐控制工程任务分析：一、变量分析水罐控制工程变量如表1-3-1所示。表1-3-1变量类型任务三水罐控制工程二、报警分析○当液位1小于1m产生字报警:“水罐1没水了”,当液位1小于2m时字报警为:“水罐1快没水了”;当液位1大于8m时字报警为:“水罐1的水位快达警戒线”,当液位1大于9m时字报警为:“水罐1的水位已达警戒线”。○当液位2小于1m产生字报警:“水罐2没水了”,当液位2小于2m时字报警为:“水罐2快没水了”;当液位2大于4m时字报警为:“水罐2的水位快达警戒线”,当液位2大于5m时字报警为:“水罐2的水位已达警戒线”。任务三水罐控制工程相关知识：运行时的功能○报警显示构件专用于实现MCGS嵌入版系统的报警信息管理、浏览和实时显示的功能。构件直接与MCGS嵌入版系统中的报警子系统相连接,将系统产生的报警事件显示给用户。○报警显示构件具有可见与不可见两种显示状态,当指定的可见度表达式满足可见条件时,报警显示构件将呈现可见状态,否则,处于不可见状态。任务三水罐控制工程任务实施：一、工程组态(1)水罐2的建立:单击“工具箱”菜单中“插入元件”图标,弹出“对象元件库管理”,点击“储藏罐”,选取中意的储藏罐,按“确认”。(2)流动块制作的方法与前面的相同。(3)指示灯、仪表、上下限值及输入滑块的制作方法同任务二。(4)报警组态:点击工具箱中,在组态画面左下角拖至适当大小。任务三水罐控制工程二、定义数据变量1、水泵的变量定义水泵的属性为开关型。2、液位设置液位1上、下限值变量与液位2上、下限值变量方法同上,注意液位2的具体数值。任务三水罐控制工程3、报警浏览构件的变量设置打开“工作台”的“实时数据库”如图1-3-1所示：

图1-3-1工作台窗口任务三水罐控制工程双击“液位组”,弹出“数据对象属性设置”窗口如图1-3-2所示：图1-3-2数据对象属性设置窗口任务三水罐控制工程打开“组对象成员”如图1-3-3所示,分别双击“液位1”与“液位2”,之后点击“确认”即可。：图1-3-3数据对象属性设置窗口任务三水罐控制工程三、编写控制流程设当“水罐1”的液位小于9m时,就要自动开启“水泵”,否则自动关闭“水泵”。在工程一的程序基础上再增加该程序。任务三水罐控制工程四、工程下载点击工具条中的“下载”按钮,效果如图1-3-4所示。图1-3-4运行效果图任务三水罐控制工程能力拓展：完成实时曲线的属性设置○实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形,像笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。○实时曲线构件也可以使用相对时钟为横轴标度,此时,须指定一个表达式来表示相对时钟,构件显示的是数据对象的值相对于此表达式值的函数关系。任务四水位控制工程任务简介：通过MCGS组态软件建立一个完整的水位控制工程。工程中涉及到动画制作(仪表、水位)、编写控制流程、报警等多项组态操作。水位控制需要采集一个模拟数据:液位1(最大值10m)。当液位1小于1m或大于9m时报警灯产生报警;液位1控制仪表:采用滑动式输入器,由鼠标操作滑动指针,改变流速;通过仪表和输入框显示液位1。液位2(最大值6m),水罐1有水且水罐2需要水时,调节阀开启;水罐2的水位在2m以上出水阀打开。采用多态报警和中英文相互切换。任务四水位控制工程任务四水位控制工程任务分析：一、变量分析水罐控制工程变量如表1-4-1所示。表1-4-1变量类型任务四水位控制工程二、多语言配置分析1、概念多语言主要介绍MCGS6.8版本组态软件的多语言工程组态方法,以最简单、最快捷的方式,让用户轻松实现多语言功能的组态。2、组态思路(1)按照工程默认语言组态工程(2)设置工程语言并编辑工程多语言内容(3)设置工程在运行环境切换语言功能三、多状态报警分析通过实例介绍MCGS嵌入版组态软件实现多状态报警的步骤,在设置不同分段点进行报警。任务四水位控制工程任务实施：一、多语言组态从工具箱中单击“按钮”构件,在窗口编辑位置拖放出适当大小,双击该按钮,进入到“标准按钮构件属性设置”窗口,点击“基本属性”将“按钮”改为“中文”,如图1-4-1所示：图1-4-1按钮的基本属性设置任务四水位控制工程图1-4-3脚本程序页点击“脚本程序”,点击“打开脚本程序编辑器”,双击“系统函数”,选择“!SetCurrentLanguageIndex()”,如图1-4-2所示,确定后在括号内输入0,如图1-4-3所示。图1-4-2函数选择列表任务四水位控制工程二、水罐控制工程利用所学知识完成图1-4-4所示的画面。图1-4-4水位控制工程局部画面任务四水位控制工程1、设置工程语言单击工具栏中的多语言配置图标,打开多语言配置对话框,如图1-4-5所示，对话框文本列表中显示中文和引用列内容。图1-4-5水位控制工程局部画面任务四水位控制工程