基于plc的流量监控系统设计

基于plc的流量监控系统设计内容摘要：

指定的数据对象，还可以直接修改数据对象的名称。 为了快速生成多个相同类型的数据对象，可以选择“成组增加”按钮，弹出“成组增加数据对象”对话框，一次定义多个数据对象，如上图所示。 成组增加的数据对象，名称由主体名称和索引代码两部分组成。 其中，“对象名称”一栏，代表该组对象名称的主体部分，而“起始索引值”则代表第一个成员的索引代码，其它数据对象的主体名称相同，索引代码依次递增。 成组增加的数据对象，其他特性如数据类型、工程单位、最大最小值等都是一致的。 组态用户窗口创建用户窗口选择组态环境工作台中的用户窗口页，所有的用户窗口均位于该窗口页内，如图14所示：图14 用户窗口按“新建窗口”按钮，或执行菜单中的“插入”→“用户窗口”命令，即可创建一个新的用户窗口，以图标形式显示。 开始时，新建的用户窗口只是一个空窗口，用户可以根据需要设置窗口的属性和在窗口内放置图形对象。 设置用户窗口属性选择待定义的用户窗口图标，点鼠标右键选择属性，也可以单击工作台窗口中的“窗口属性”按钮，或者单击工具条中的“显示属性”按钮 ，或者操作快捷键“Alt+Enter”，弹出“用户窗口属性设置”对话框，按所列款项设置有关属性。 用户窗口的属性包括基本属性、扩充属性和脚本控制（启动脚本、循环脚本、退出脚本），由用户选择设置。 窗口的基本属性包括窗口名称、显示标题、背景颜色、窗口位置、窗口边界、窗口内容注释等项内容。 窗口的扩充属性包括窗口的外观、位置坐标和视区大小等项内容。 窗口的视区是指实际可用的区域，与屏幕上所见的区域可以不同，当选择视区大于可见区时，窗口侧边附加滚动条，操作滚动条可以浏览窗口内所有的图形对象。 脚本控制包括启动脚本，循环脚本和退出脚本，启动脚本在用户窗口打开时，循环脚本是在窗口打开期间以指定的间隔循环执行，退出脚本则是在用户窗口关闭时执行。 创建图形对象MCGS提供了三类图形对象供用户选用， 即图元对象、图符对象和动画构件。 这些图形对象位于常用符号工具箱和动画工具箱内，用户从工具箱中选择所需要的图形对象，配置在用户窗口内，可以创建各种复杂的图形。 编辑图形对象图形对象创建完成后，要对图形对象进行各种编辑工作，如：改变图形的颜色和大小，调整图形的位置和排列形式，图形的旋转及组合分解等项操作，MCGS提供了完善的编辑工具，使用户能快速制作各种复杂的图形界面，以图形方式精确表示外部物理对象。 定义动画连接定义动画连接，实际上是将用户窗口内创建的图形对象与实时数据库中定义的数据对象建立对应连接关系，通过对图形对象在不同的数值区间内设置不同的状态属性（如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等），用数据对象的值的变化来驱动图形对象的状态改变，使系统在运行过程中，产生形象逼真的动画效果。 因此，动画连接过程就归结为对图形对象的状态属性设置的过程。 图元图符对象连接在MCGS中，每个图元、图符对象都可以实现11种动画连接方式。 可以利用这些图元、图符对象来制作实际工程所需的图形对象，然后再建立起与数据对象的对应关系，定义图形对象的一种或多种动画连接方式，实现特定的动画功能。 动画构件连接为了简化用户程序设计工作量，MCGS将工程控制与实时监测作业中常用的物理器件，如按钮、操作杆、显示仪表和曲线表盘等，制成独立的图形存储于图库中，供用户调用，这些能实现不同动画功能的图形称为动画构件。 在组态时，只需要建立动画构件与实时数据库中数据对象的对应关系，就能完成动画构件的连接，如对实时曲线构件，需要指明该构件运行时记录哪个数据对象的变化曲线；对报警显示构件，需要指明该构件运行时显示哪个数据对象的报警信息。 电动阀单闭环液位控制窗口如图15：图15 电动阀单闭环液位控制窗口电动阀单闭环液位控制历史曲线窗口如图17：图17 电动阀单闭环液位控制历史曲线窗口电动阀单闭环液位控制历史数据窗口如图18：图18 电动阀单闭环液位控制历史数据窗口 组态主控窗口主控窗口是用户应用系统的主窗口，也是应用系统的主框架，展现工程的总体外观。 主控窗口提供菜单命令，响应用户的操作。 主控窗口负责调度设备窗口的工作、管理用户窗口的打开和关闭、驱动动画图形和调度用户策略的运行等工作。 主控窗口组态包括菜单设计和主控窗口中系统属性的设置。 系统菜单设计对于一个新建的工程，MCGS提供了一套缺省菜单，用户也可以根据需要设计自己的菜单。 主控窗口属性设置选中“主控窗口”图标，鼠标单击“工作台”窗口中的“系统属性”按钮，或者单击工具条中的“显示属性”按钮，或者选择“编辑”菜单中的“属性”菜单项，显示“主控窗口属性设置”对话框。 分为下列五种属性，按页设置。 组态设备窗口设备窗口是MCGS系统与作为测控对象的外部设备建立联系的后台作业环境，负责驱动外部设备，控制外部设备的工作状态。 系统通过设备与数据之间的通道，把外部设备的运行数据采集进来，送入实时数据库，供系统其它部分调用，并且把实时数据库中的数据输出到外部设备，实现对外部设备的操作与控制。 MCGS为用户提供了多种类型的“设备构件”，作为系统与外部设备进行联系的媒介。 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。 运行时，应用系统自动装载设备窗口及其含有的设备构件，并在后台独立运行。 对用户来说，设备窗口是不可见的。 选择设备构件在工作台的“设备窗口”页中：鼠标双击设备窗口图标（或选中窗口图标，单击“设备组态”按钮），弹出设备组态窗口；选择工具条中的“工具箱”按钮，弹出设备工具箱；鼠标双击设备工具箱里的设备构件，或选中设备构件，鼠标移到设备窗口内，单击，则可将其选到窗口内。 设备工具箱内包含有MCGS目前支持的所有硬件设备，对系统不支持的硬件设备，需要预先定制相应的设备构件，才能对其进行操作。 MCGS将不断增加新的设备构件，以提供对更多硬件设备的支持。 我所选的设备为：设备0[口通讯父设备]、设备1[西门子S7200PPI]设置设备构件属性选中设备构件，单击工具条中的“属性”按钮或选择“编辑”菜单中的“属性”命令，或者鼠标双击设备构件，弹出所选设备构件的“属性设置”对话框，进入“基本属性”窗口页，按所列项目设定。 不同的设备构件有不同的属性，一般都包括如下三项：设备名称、输入输出（I/O）端口地址、数据采集周期。 系统各个部分对设备构件的操作是以设备名为基准的，因此各个设备构件不能重名。 与硬件相关的参数必须正确设置，否则系统不能正常工作。 图25 设备0属性窗口设备1属性设置：图26 设备1基本属性窗口设备通道连接把输入输出装置读取数据和输出数据的通道称为设备通道，建立设备通道和实时数据库中数据对象的对应关系的过程称为通道连接。 建立通道连接的目的是通过设备构件，确定采集进来的数据送入实时数据库的什么地方，或从实时数据库中什么地方取用数据。 在属性设置对话框内，选择“通道连接和设置”窗口页，按表中所列款项设置。 图27 设备1通道连接窗口 组态运行策略运行策略是指对监控系统运行流程进行控制的方法和条件，它能够对系统执行某项操作和实现某种功能进行有条件的约束。 运行策略由多个复杂的功能模块组成，称为“策略块”，用来完成对系统运行流程的自由控制，使系统能按照设定的顺序和条件，进行操作实时数据库，控制用户窗口的打开、关闭以及控制设备构件的工作状态等一系列工作，从而实现对系统工作过程的精确控制及有序的调度管理。 用户可以根据需要来创建和组态运行策略。 创建运行策略每建立一个新工程，系统都自动创建三个固定的策略块：启动策略、循环策略和退出策略，它们分别在启动时、运行过程中和退出前由系统自动调度运行。 设置策略属性进入运行策略窗口页，选择某一策略块，单击“策略属性”按钮，或按工具条中的“显示属性”按钮，即可弹出“策略块属性设置”对话框，设置的项目主要是策略名称和策略内容注释。 其中的“循环时间”一栏，是专为循环策略块设置循环时间用的。 组态策略内容无论是用户创建的策略块还是系统固有的三个策略块，创建时只是一个有名无实的空架子，要使其成为独立的实体，被系统其他部分调用，必须对其进行组态操作，指定策略块所要完成的功能。 每一个策略块都具有多项功能，每一项功能的实现，都以特定的条件为前提。 MCGS把“条件—功能”结合成一体，构成策略块中的一行，称为策略行，策略块由多个策略行构成。 策略块的组态操作包括：创建策略行：组态操作的第一步是创建策略行，目的是先为策略块搭建结构框架。 用鼠标单击窗口上端工具条中的“新增策略行”按钮（），或单击鼠标右键在弹出右键菜单中选择“新增策略行菜单”，或直接按下快捷键“Ctrl+I”，增加一个空的策略行。 一个策略块中最多可创建1000个策略行。 配置策略构件：每个策略行都由两种类型的构件串接而成，前端为条件构件，后端为策略构件。 一个策略行中只能有一个策略构件，但可以有多个条件构件。 在MCGS的“策略工具箱”中，为用户提供了多种常用的策略构件，用户从工具箱中选择所需的条件构件和策略构件，配置在策略行相应的位置上。 设置策略构件属性：鼠标双击策略构件；或者单击策略构件，按工具条中的“属性按钮”，弹出该策略构件的属性设置对话框。 不同的策略构件，属性设置的内容不同。 组态结果检查要保证组态生成的应用系统能够正确运行，必须保证组态结果准确无误。 MCGS提供了多种措施来检查组态结果的正确性，希望密切注意系统提示的错误信息，养成及时发现问题和解决问题的习惯。 随时检查各种对象的属在组态过程中，不可避免地会产生各种错误，错误的组态会导致各种无法预料的结果，性设置，是组态配置的重要环节，其正确与否，直接关系到系统的正常运行。 为此，MCGS大多数属性设置窗口中都设有“检查(C)”按钮，用于对组态结果的正确性进行检查。 每当用户完成一个对象的属性设置后，可使用该按钮，及时进行检查，如有错误，系统会提示相关的信息。 这种随时检查措施，使用户能及时发现错误，并且容易查找出错误的原因，迅速纠正。 存盘检查在完成用户窗口、设备窗口、运行策略和系统菜单的组态配置后，一般都要对组态结果进行存盘处理。 存盘时，MCGS自动对组态的结果进行检查，发现错误，系统会提示相关的信息。 统一检查全部组态工作完成后，应对整个工程文件进行统一检查。 关闭除工作台窗口以外的其它窗口，鼠标单击工具条右侧的“组态检查”按钮，或执行“文件”菜单中的“组态结果检查”命令，即开始对整个工程文件进行组态结果正确性检查。 工程测试新建工程在MCGS组态环境中完成（或部分完成）组态配置后，应当转入MCGS运行环境，通过试运行，进行综合性测试检查。 鼠标单击工具条中的“进入运行环境”按钮，或操作快捷键F5，或执行“文件”菜单中的“进入运行环境”命令，即可进入MCGS运行环境，启动当前正在组态的工程，对于要实现的功能进行测试。 在组态过程中，可随时进入运行环境，完成一部分测试一部分，发现错误及时修改。 MCGS安全机制MCGS系统的操作权限机制和Windows NT类似，采用用户组和用户的概念来进行操作权限的控制。 在MCGS中可以定义多个用户组，每个用户组中可以包含多个用户，同一个用户可以隶属于多个用户组。 操作权限的分配是以用户组为单位来进行的，即某种功能的操作哪些用户组有权限，而某个用户能否对这个功能进行操作取决于该用户所在的用户组是否具备对应的操作权限。 MCGS系统按用户组来分配操作权限的机制，使用户能方便地建立各种多层次的安全机制。 如：实际应用中的安全机制一般要划分为操作员组、技术员组、负责人组。 操作员组的成员一般只能进行简单的日常操作；技术员组负责工艺参数等功能的设置；负责人组能对重要的数据进行统计分析；各组的权限各自独立，但某用户可能因工作需要，能进行所有操作，则只需把该用户同时设为隶属于三个用户组即可。 定义用户和用户组在MCGS组态环境中，选取“工具”菜单中的“用户权限管理”菜单项，在MCGS中，固定有一个名为“管理员组”的用户组和一个名为“负责人”的用户，它们的名称不能修改。 管理员组中的用户有权利在运行时管理所有的权限分配工作，管理员组的这些特性是由MCGS系统决定的，其它所有用户组都没有这些权利。 在用户管理器窗口中，上半部分为已建用户的用户名列表，下半部分为已建用户组的列表。 当用鼠标激活用户名列表时，在窗口底部显示的按钮是“新增用户”、“复制用户”、“删除用户”等对用户操作的按钮；当用鼠标激活用户组名列表时，在窗口底部显示的按钮是“新增用户组”、“删除用户组”等对用户组操作的按钮。 按新增用户按钮，弹出如下用户属性设置窗口，在该窗口中，用户对应的密码要输入两遍，用户所隶属的用户组在下面的列表框中选择（注意：一个用户可以隶属于多个用户组）。 当在用户管理器窗口中按“属性”按钮时，弹出同样的窗口，可以修改用户密码和所属的用户组，但不能够修改用户名。 单击新增用户按钮，可以添加新的用户名，选中一个用户时，点击属性或双击该用户，会出现用户属性设置窗口系统权限设置为了更好的保证工程运行的安全、稳定可靠，防止与工程系统无关的人员进入或退出工程系统，MCGS系统提供了对工程运行时进入和退出工程的权限管理。 操作权限设置MCGS操作权限的组态非常简单，当对应的动画功能可以设置操作权限时，在属性设置窗口页中都有对应的“权限”按钮，作为缺省设置，能对某项功能进行操作的为所有用户，即：如果不进行权限组态，则权限机制不起作用，所有用户都能对其进行操作。 在用户权限设置窗口中，把对应的用户组选中（方框内打勾表示选中），则该组内的所有用户都能对该项工作进行操作。 注意：一个操作权限可以配置多个用户组。 工程安全管理使用MCGS工具菜单中工程安全管理菜单项的功能可以实现对工程（组态所得的结果）进行各种保护工作。 该菜单项包括：工程密码设置；锁定软件狗；工程运行期限设置。 工程密码：给正在组态或已完成的工程设置密码，可以保护该工程不被其它。