工业组态控制技术 课件 项目2 水箱水位监控系统

工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology项目二水箱水位监控系统设计项目综述

在现代工业生产中，液位是控制系统的常见被控量。许多领域都有监控液位的需要，如高层楼宇供水系统水塔水位的监测、锅炉水位的监测。因此，监控液位具有实际应用价值。项目综述

水箱水位控制是液位控制的典型应用。传统的水箱水位控制系统中，采用仪表作为控制器，通过仪表面板的按键改变参数值，参数调节不灵活，且控制效果不能实时显示，控制精度低。为了满足水箱水位控制系统高性能、高经济性的需求，出现了基于MCGS的水箱水位监控系统。应用该系统，可以通过计算机远程遥控和监视水箱水位的变化，提高水箱水位控制的可视化程度。项目综述项目综述

上图中，水箱水位监控系统利用人机接口的智能软件包——MCGS组态软件在计算机上建立工控对象，完成对下位机的监控。下位机采集水箱的上、下限水位信号，上位机对采集到的数据分析处理后，对实时数据进行显示，认而实现对系统运行状态有效的远程监控和现场管理，同时也实现水位上限和下限的报警及自动控制。操作人员从计算机上发出控制命令信息，经过通信线路，控制信息传送到下位机。下位机按照用户编写的程序控制水泵、调节阀和水阀的启停，从而控制水箱的水位变化。谢谢工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology项目二水箱水位监控系统设计工程分析

本项目组态过程涉及下列操作。

（1）画面布置，画面上能表现出水箱水位监控系统中的主要设备的位置及连线分布。画面中有水箱图形2个，水泵图形1个，调节阀图形1个，出水阀图形1个，水管图形，文字注释。

（2）图形绘制，画面中的图形都从元件对象管理库中调用。

（3）动画制作，各图形对象动画效果如下：水箱水位高低变化；水泵、阀门的启停；水管分若干段，利工具箱中的“流动块”构件分别绘制，水管中流动的水有流动效果；不流动的水无流动效果。工程分析

本项目组态过程涉及下列操作。

（4）脚本程序，水箱水位的控制和报警上下限值的修改是通过编写脚本程序实现的。

（5）模拟设备连接，模拟设备是供用户调试工程的虚拟设备，通过模拟设备的连接，可以自动实现水箱水位变化的动画效果。

（6）系统报警设置本应用系统报警设置包括报警数据对象的定义，报警信息的显示，报警信息浏览策略构件的使用，报警限值的修改等。

（7）安全机制设置本应用系统的安全机制设置包括操作权限设置，系统权限管理的设置，运行权限设定，工程密码设置。工程分析

MCGS系统输出变量：水泵的启停（开关量）、调节阀的开启关闭（开关量）、出水阀的开启关闭（开关量）。

MCGS系统输入变量：水箱1水位指示（模拟量）、水箱2水位指示（模拟量）。工程分析由于本项目内容较多，所以将整个项目需分解成4项小任务来完成。工程分析谢谢工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology电气自动化技术专业王肖燕项目二水箱水位监控系统设计任务2-1水箱水位监控系统画面设计1.工程建立

1）用鼠标单击“文件”菜单中的“新建工程”选项如果MCGS安装在D盘根目录下则会在D:\MCGS\Work\下自动生成新建工程默认的工程名为：“新建工程X.MCG”（X代表新建工程的顺序号，如：0、1,2等）2）选择“文件”菜单中的“工程另存为”菜单项，将弹出文件保存窗口3）在文件名一栏内输入“水箱水位监控系统＋班级＋学号”单击“保存”按钮，工程即创建完毕注意：文件名中不能包含空格，否则MCGS拒绝运行任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计建立用户窗口并将其设置为运行时自动加载的窗口2.制作工程画面

建立画面编辑画面1）制作文字框图。编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面2）水箱、泵、阀的绘制编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面2）水箱、泵、阀的绘制编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面2）水箱、泵、阀的绘制任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面3）流动块构件制作编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面4）添加文字注释编辑画面任务2-1水箱水位监控系统画面设计2.制作工程画面

建立画面编辑画面画面编辑完成任务2-1水箱水位监控系统画面设计3.定义数据对象

工程中与动画和设备控制相关的数据对象和变量名称任务2-1水箱水位监控系统画面设计3.定义数据对象

本项目所定义的数据对象列表任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水箱1动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水箱2动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水泵动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水泵动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位调节阀动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位调节阀动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位出水阀动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位出水阀动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位出水阀动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位流动构件动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位流动构件动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位流动构件动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水位1滑动输入器动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水位2滑动输入器动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计4.动画连接

水箱水位高低变化水泵的启停调节阀的启停出水阀的启停水管中的水流效果利用滑动输入器控制水位利用旋转仪表控制水位水位1和水位2旋转仪表动画连接任务2-1水箱水位监控系统画面设计谢谢电气自动化技术专业王肖燕工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology电气自动化技术专业王肖燕项目二水箱水位监控系统设计任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置任务2-2模拟设备连接及运行调试

模拟设备是供用户调试工程的虚拟的设备。该构件可以产生标准的正弦波、方波、三角波和锯齿波信号，其幅值和周期都可以任意设置。通过模拟设备的连接，可以使动画不需要手动操作，即可自动运行起来。通常情况下，在启动MCGS组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置

进入设备窗口，从设备构件工具箱里选择相应的构件，配置到设备窗口内，建立接口与通道的连接关系，设置相关的属性，即完成了设备窗口的组态工作。任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置

本项目监控组态系统中有两个输入变量：水位1和水位2，它们分别用来检测水箱1和水箱2的水位。在系统运行过程中，这两个输入变量的数值，不是从现场设备采集而来的，而是模拟设备提供的。模拟设备产生的两个摸拟信号经设备连接通道及时传递至MCGS数据库。任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置组态变量与模拟设备通道连接对照表任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置在工作台选中并打开设备窗口任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置打开设备管理添加模拟设备到设备工具箱中任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置将模拟设备构件添加到设备组态窗口中任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置设置模拟设备内部属性任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置将数据通道与数据对象连接任务2-2模拟设备连接及运行调试1.模拟设备的添加及属性设置

模拟设备的添加模拟设备属性设置

进入运行环境，模拟设备通过数据传递通道不断改变水位1和水位2的值，水箱1和水箱2的水位不断发生变化。任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程选中工作台运行策略中的循环策略任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程进入策略组态编辑窗口任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程设置策略构件属性任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程添加脚本程序任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程输入脚本程序任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程输入脚本程序任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程输入脚本程序任务2-2模拟设备连接及运行调试2.编写控制流程

进入运行环境。这时系统就会按照所需要的控制流程，出现相应的动画效果。任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值制作报警指示灯任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值制作报警构件任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值定义水位1数据对象的下限报警属性任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值定义水位1数据对象的上限报警属性任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值定义水位2数据对象的下限报警属性任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值定义水位2数据对象的上限报警属性任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值水位1报警指示灯动画连接任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值水位2报警指示灯动画连接任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值报警构件动画连接任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值添加报警数据用户策略任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值添加报警信息浏览构件并进行属性设置任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值在菜单属性中添加报警数据菜单任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值设置报警数据菜单执行策略构件为报警数据构件任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值添加报警限值的输入框构件任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值设置水位1和水位2上下限值数据对象的属性任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值实现输入框与水位上下限值数据对象的对应任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值修改脚本程序实现水位上下限值与水位报警限值对应任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值修改脚本程序中相关部分任务2-2模拟设备连接及运行调试3.系统报警设置定义报警数据对象制作报警画面历史报警数据浏览报警连接修改报警限值修改报警指示灯动画连接相关部分任务2-2模拟设备连接及运行调试谢谢电气自动化技术专业王肖燕工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology电气自动化技术专业王肖燕项目二水箱水位监控系统设计任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

权限与用户的对应关系任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

打开用户权限管理对话框任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

查看用户属性设置任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

查看用户组属性设置任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

新增用户组任务2-3安全机制设置1.定义用户和用户组

新增用户任务2-3安全机制设置2.系统权限管理选择拥有系统进入和退出运行环境权限的用户任务2-3安全机制设置2.系统权限管理本项目所定义的数据对象列表任务2-3安全机制设置3.操作权限管理

设置用户菜单的操作权限任务2-3安全机制设置3.操作权限管理

设置输入框构件的操作权限任务2-3安全机制设置4.运行时进行权限管理

任务2-3安全机制设置4.运行时进行权限管理

设置权限管理相关菜单并设置其属性任务2-3安全机制设置5.保护工程文件

打开工程密码设置对话框任务2-3安全机制设置5.保护工程文件

设置工程密码任务2-3安全机制设置5.保护工程文件

重新打开工程文件进行组态时需输入密码任务2-3安全机制设置谢谢电气自动化技术专业王肖燕工业组态控制技术Industrialconfigurationcontroltechnology电气自动化技术专业王肖燕项目二水箱水位监控系统任务2-4连接和调试PLC设备任务2-3设备连接与调试

设备连接前的准备01

PLC的接线及程序设计04与S7-1200的设备连接02与FX-3U的设备连接03任务2-3设备连接与调试

设备连接前的准备011.设备连接前的准备

本项目任务2中，通过滑动输入器或者模拟设备构件给数据对象水位1和水位2进行赋值，通过循环策略给水泵、调节阀和出水阀进行赋值，在运行环境中模拟了水箱水位监控系统的工作过程。任务3中，将通过连接和调试PLC设备，将从现场采集数据并经PLC对数据处理后，传递到MCGS中，实现对相关数据对象赋值。任务2-3设备连接与调试1.设备连接前的准备

注意，在进行与PLC的设备连接前，应删除任务2中所作的模拟设备连接和循环策略。任务2-3设备连接与调试1.设备连接前的准备

在设备连接之前，应确定组态变量与设备变量之间对应关系。任务2-3设备连接与调试1.设备连接前的准备

在设备连接之前，应确定组态变量与设备变量之间对应关系。任务2-3设备连接与调试1.设备连接前的准备任务2-3设备连接与调试组态变量名设备变量名注释水泵Q0.0水泵运行状态通过Q0.0传至组图变量水泵调节阀Q0.1调节阀运行状态通过Q0.1传至组态变量调节阀出水阀Q0.2出水阀运行状态通过Q0.2传至组态变量出水阀水位1MW0水位1数值通过MW0传至组态变量水位1水位1上限MW2水位1上限设定值通过MW2传递给PLC水位1下限MW4水位1上限设定值通过MW4传递给PLC水位2MW6水位2数值通过MW6传至组态变量水位2水位2上限MW8水位2上限设定值通过MW8传递给PLC水位2下限MW10水位2下限设定值通过MW10传递给PLC组态变量与西门子S7-1200PLC

设备变量连接对照表1.设备连接前的准备任务2-3设备连接与调试组态变量名设备变量名注释水泵Y0水泵运行状态通过Y0传至组图变量水泵调节阀Y1调节阀运行状态通过Y1传至组态变量调节阀出水阀Y2出水阀运行状态通过Y2传至组态变量出水阀水位1D0水位1数值通过D0传至组态变量水位1水位1上限D1水位1上限设定值通过D1传递给PLC水位1下限D2水位1下限设定值通过D2传递给PLC水位2D3水位2数值通过D3传至组态变量水位2水位2上限D4水位2上限设定值通过D4传递给PLC水位2下限D5水位2下限设定值通过D5传递给PLC组态变量与三菱FX3U系列PLC设备变量连接对照表任务1-3设备连接与调试与S7-1200的设备连接022.与S7-1200的设备连接在设备窗口添加S7-1200设备构件任务1-3设备连接与调试任务1-3设备连接与调试在设备窗口添加S7-1200设备构件设置S7-1200设备构件属性2.与S7-1200的设备连接任务1-3设备连接与调试在设备窗口添加S7-1200设备构件设置S7-1200设备构件基本属性设置S7-1200设备构件内部属性2.与S7-1200的设备连接任务1-3设备连接与调试在设备窗口添加S7-1200设备构件

设置S7-1200设备构件基本属性设置S7-1200设备构件内部属性2.与S7-1200的设备连接任务1-3设备连接与调试与FX-3U的设备连接033.与FX-3U的设备连接加载通用串口父设备在父设备下加载PLC设备串口父设备属性设置PLC设备属性设置增加数据通道通道连接及测试任务1-3设备连接与调试

加载通用串口父设备在父设备下加载PLC设备串口父设备属性设置PLC设备属性设置增加数据通道通道连接及测试任务1-3设备连接与调试3.与FX-3U的设备连接加载通用串口父设备在父设备下加载PLC设备串口父设备属性设置PLC设备属性设置增加数据通道通道连接及测试任务1-3设备连接与调试3.与FX-3U的设备连接加载通用串口父设备在父设备下加载PLC设备串口父设备属性设置PLC设备属性设置增加数据通道通道连接及测试任务1-3设备连接与调试3.与FX-3U的设备连接加载通用串口父设备在父设备下加载PLC设备串口父设备属性设置PLC设备属性设置增加数据通道通道连接