基于组态软件的水位控制系统设计

基于组态软件的水位控制系统设计内容摘要：

c） 图 123 流动块构建属性设置窗口 四、 拓展知识 熟练掌握 MCGS的组态环境和工具使用，能有助于提高工程进度，先介绍如下。 1. 各种组态工作窗口 （ 1）系统工作台面 系统工作台面是 MCGS 组态操作的总工作台面。 用 鼠标双击Windows95/98/NT 工作台面上的“ MCGS 组态环境”图标，或执行“开始”菜单中的“ MCGS组态环境”菜单项，弹出的窗口即为 MCGS 的工作台窗口，设有： 1） 标题栏：显示“ MCGS 组态环境 工作台”标题、工程文件名称和所在目录。 2） 菜单条：设置 MCGS 的菜单系统。 参见附录 B~D 所列 MCGS 的编辑、查看、排列 菜单。 3） 工具条：设有对象编辑 和组态用的工具按钮。 不同的窗口设有不同功能的工具条按钮，其功能见附录 B~D。 4） 工作台面：进行组态操作和属性设置。 上部设有五个窗口标签，分别对应主控窗口、用户窗口、设备窗口、运行策略和实时数据库五大窗口。 用 鼠标单击标签按钮，即可将相应的窗口激活 ，进行组态操作；工作台右侧还设有创建对象和对象组态用的功能按钮。 （ 2）组态工作窗口 组态工作窗口 是创建和配置图形对象、数据对象和各种构件的工作环境，又称为对象的编辑窗口。 主要包括组成工程框架的五大窗口，即：主控窗口，用户窗口，设备窗口，运行策略窗口，实时数据库窗口。 分别完成工程命名和属性设置、动画设计、设备连接、编写控制流程、定义数据变量等项组态操作。 （ 3）属性设置窗口 属性设置窗口 是设置对象各种特征参数的工作环境，又称属性设置对 话框。 对象不同，属性窗口的内容各异，但结构形式大体相同。 主要由下列几部分组成： 1） 窗口标题 ： 位于窗口顶部，显示“属性设置”字样的标 题。 2） 窗口标签：不同属性的窗口分页排列，窗口标签作为分页的标记，各类窗口分页排列，鼠标单击窗口标签， 即可将相应的窗口页激活，进行属性设置。 3） 输 入 框：设置属性的输入框，左侧标有属性注释文字，框内输入属性内容。 为了便于用户操作，许多输入框的右侧带有“。 ”、“▲”、“„” 等标志符号的选项按钮，鼠标单击此按钮，弹出一列表框，鼠标双击所需要的项目，即可将其设置于输入框内。 4） 选 项 钮：带有“○”标记的属性设定器件。 同一设置栏内有多个选项钮时，只能选择其一。 5） 复 选 框：带有“□”标 记的属性设定器件。 同一设置栏内有多个选项框时，可以设置多个。 6） 功能按钮：一般设有“检查 [C]”、“确认 [Y]”、“取消 [N]”、“帮助 [H]”四种按钮： “检查 [C]”按钮用于检查当前属性设置内容是否正确；“确认 [Y]”按钮用于属性设置完毕，返回组态窗口； “取消 [N]”按钮用于取消当前的设置，返回组态窗口；“帮助 [H]”按钮用于查阅在线帮助文件。 （ 4） 图形库工具箱 MCGS 为用户提供了丰富的组态资源，包括： 1） 系统图形工具箱：进入用户窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开图形工具箱 ，其中设有各种图元、图符、组合图形及动画构件的位图图符。 利用这些最基本的图形元素，可以制作出任何复杂的图形。 2） 设备构件工具箱：进入设备窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开设备构件工具箱窗口，其中设有与工控系统经常选用的测控设备相匹配的各种设备构件。 选用所需的构件，放置到设备窗口中，经过属性设置和通道连接后，该构件即可实现对外部设备的驱动和控制。 3） 策略构件工具箱：进入运行策略组态窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开策略构件工具箱，工具箱内包括所有策略功能构件。 选用所需的构件，生 成用户策略模块，实现对系统运行流程的有效控制。 4） 对象元件库：对象元件库是存放组态完好并具有通用价值动画图形的图形库便于对组态成果的重复利用。 进入用户窗口的组态窗口，执行“工具”菜单中的“对象元件库管理”菜单命令，或者打开系统图形工具箱，选择“插入元件”图标，可打开对象元件库管理窗口，进行存放图形的操作。 2. 工具按钮一览 工作台窗口的工具条一栏内，排列标有各种位图图标的按钮，称为工具条功能按钮，简称为工具按钮。 许多按钮的功能与菜单条中的菜单命令相同，但操作更为简便，因此在组态操作中经常使用。 实验 三 模拟设备连接 一、 教学目标 终极目标：能实现动画自动运行。 促成目标： 1） 掌握模拟设备使用方法。 2） 掌握策略构件工具箱使用方法，能编写脚本程序。 3） 掌握系统报警方法。 二、 工作任务 能实现动画水位控制系统自动运行。 三、 能力训练 （一） 模拟设备使用 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，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，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. 模拟设备装载 1） 在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。 2） 单击工具条中的“工具箱” 图标，打开“设备工具箱”。 3） 单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，将弹出如图 124 所示窗口。 图 124 设备工具箱 — 设备管理窗口 4）在可选设备列表中，双击“通用设备”。 5）在下拉列表中双击“模拟数据设备”，在下方出现模拟设备图标。 6）双击模拟设备图标，即可将“模拟设备”添加到右测“选定设备”列表中。 7）选中“选定设备”列表中的“模拟设备”，单击“确认”，“模拟设备”即被添加到“设备工具箱”中。 2. 模拟设 备的添加及属性设置 1） 双击“设备工具箱”中的“模拟设备”，模拟设备被添加到设备组态窗口中。 如图 125 所示。 图 125 设备工具箱 — 模拟设备 2） 双击“设备 0[模拟设备 ]”，进入模拟设备属性设置窗口，如图 126 所示 图 126 模拟设备属性设置窗口 3）点击基本属性页中的“内部属性”选项，该项右侧会出现 图标，单击此按钮进入“内部属性”设置。 将通道 2 的最大值分别设置为： 6 4）单击“确认”，完成“内部属性”设置。 5）点击 “ 通道连接 ” 标签，进入通道连接设置。 选中通道 0“ 对应数据对象 ” 输入框，输入“液位 1”或单击鼠标右键，弹出数据对象列表后，选择“液位 1”；选中通道 1“ 对应数据对象 ” 输入框，输入“液位 2”。 如图 127 所示。 图 127 设备属性设置 —通道连接 6）进入“设备调试”属性页，即可看到通道值中数据在变化。 按“确认”按钮，完成设备属性设置。 （二）编写控制流程 1. 控制要求 当“水罐 1”的液位达到 9m时，就要把“水泵”关闭，否则就要自动启动“水泵”；当“水罐 2”的液位不足 1m时，就要自动关闭“出水阀”，否则自动开启“出水阀”；当“水罐1”的液位大于 1m，同时“水罐 2”的 液位小于 6m就要自动开启“调节阀”，否则自动关闭“调节阀”。 2. 策略组态 在运行策略窗口，双击“循环策略”，双击 图标进入“策略属性设置”窗口，如图128所示。 只需要把“循环时间”设为“ 200” ms，按“确认”按钮即可。 图 128 策略属性设置 在策略组态中，单击工具条中的新增策略行图标 就可以增加新的策略行，如图 129所示。 图 129 工具条 —新增策略行 在策略组态中，如果没有出现策略工具箱，请单击工具条中的工具箱图标 ，将弹出图 130所示的“策略工具箱”。 图 131 策略工具箱 单击“策略工具箱”中的“脚本程序”，将鼠标移出“策略工具箱”，会出现一个小手，把小手放在 上，单击鼠标，就完成了一个按照时间循环运行脚本程序的控制策略，如图 131所示。 图 131 策略工具箱 —脚本程序 3. 脚本程序编辑 双击图 131中的图标 进入脚本程序编辑环境，如图 132所示。 在图 132脚本程序编辑环境中使用右下角键盘输入如下控制程序，最终结果如图 132所示。 图 132 脚本程序编辑 IF 液位 1 9 THEN 水泵 =1 ELSE 水泵 =0 ENDIF IF 液位 2 1 THEN 出水阀 =0 ELSE 出水阀 =1 ENDIF IF 液位 1 1 and 液位 26 THEN 调节阀 =1 ELSE 调节阀 =0 ENDIF 脚本程序编写，按“确定”退出，这时再进入运行环境，就会按照所需要的控制流程，出现相应的动画效果。 （三） 系统报警设置 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，并把所产生的报警信息通知给系统的 其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。 1． 报警数据对象定义 本工程中需设置报警的数据对象包括：液位 液位 ： 1） 进入实时数据库，双击数据对象“液位 1”。 2） 选中“报警属性”标签。 3） 选中“允许进行报警处理”，报警设置域被激活； 4） 选中报警设置域中的“下限报警”，报警值设为： 2；报警注释输入：“水罐 1没水了。 ”。 5） 选中“上限报警”，报警值设为： 9；报警注释输入：“水罐 1的水已达上限值。 ”。 6） 单击“存盘属性”标签，选中报警数 据的存盘域中的“自动保存产生的报警信息”。 7) 按“确认”按钮，“液位 1”报警设置完毕。