2021年度水位控制系统设计

项目一 水位控制系统设计

一、教学目标
终极目标:能应用通用版及嵌入版MCGS组态软件基础功效进行简单项目设计、仿真运行。

促成目标:
1.掌握MCGS通用版及嵌入版基础操作,完成工程分析及变量定义;2.掌握简单界面设计,完成数据对象定义及动画连接;
3.掌握模拟设备连接方法,完成简单脚本程序编写及报警显示;4.掌握制作工程报表及曲线方法。

二、工作任务
用MCGS通用版及嵌入版分别完成图1-1所表示水位控制系统设计、仿真运行。

图1-1水位控制系统模块1 水位控制工程文件建立
一、教学目标
终极目标:能建立MCGS新工程。

促成目标:
1.掌握MCGS组态软件安装和运行方法;
2.能进行工程分析,建立工程文件。

二、工作任务

建立水位控制系统工程文件。

三、能力训练
1.MCGS安装

2. MCGS运行方法

文件McgsRun.exe对应于MCGS系统运行环境。

在用户指定目录（或系统缺省目录D:\MCGS）下创建有三个子目录:Program、Samples和 Work。

组态环境和运行环境对应两个实施文件和MCGS中用到设备驱动、动画构件及策略构件存放在子目录Program中,样例工程文件存放在Samples目录下,

就能进入MCGS组态环境和运行环境。安装完成后,运行环境能自动加载并运行样例工程。用户可依据需要创建和运行自己新工程。

3.工程建立
鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项,假如MCGS安装D盘根目录下,则会在D:

“新建工程X.MCG”(X表示新建工程次序号,如:0、1、2等)。

选择文件菜单中“工程另存为”菜单项,弹出文件保留窗口。

在文件名一栏内输入“水位控制系统+班级+学号”,点击“保留”按钮,工程创建完成。

注意:文件名中不能能包含空格,不然MCGS拒绝运行。

4.工程分析
 二个模拟数据:
  液位1（最大值10米） 液位2（最大值6米）

主画面

数据显示画面

工程中和动画和设备控制相关变量名称

以动画显示、报警处理、步骤控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多个方法向用户提供处理实际工程问题方案,它充足利用了Windows图形功效完备、界面一致性好、易学易用特点,比以往使用专用机开发工业控制系统更含有通用性,在自动化领域有着更广泛应用。MCGS组成有哪几部分？各有什么作用？

 MCGS系统包含组态环境和运行环境两个部分。

组态环境相当于一套完整工具软件,它帮助用户设计和结构自己应用系统。
用户组态生成结果是一个数据库文件,称为组态结果数据库。

练习

 （一）理论题

 什么是MCGS？其关键特点和基础功效有哪些？

 2．MCGS组成有哪几部分？各有什么作用？




（二）实践题

1．每位同学按要求在D:\MCGS\WORK\下建立工程文件,文件名为

模块2 水位控制画面设计

一、教学目标

 终极目标:掌握MCGS画面设计方法

 促成目标:

 掌握绘图工具箱使用;

 掌握实时数据库创建方法;

 能实现了图形动画控制效果。

二、工作任务

 完成水位控制系统画面制作,实现动画控制效果。

三、能力训练

MCGS生成用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、

实时数据库和运行策略五个部分组成

1．建立新画面

 工具箱使用  新建窗口

 对象元件库管理
 流动块构件制作

2.定义数据对象
设定变量鼠标点击图1-2-2MCGS组态平台“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,在窗口数据变量列表中,增加新数据变量,数次按该按钮,则增加多个数据变量,系统缺省定义名称为“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,图1-2-9。

3.动画连接
由图形对象搭制而成图形界面是静止不动,需要对这些图形对象进行动画设计, 真实地描述外界对象状态改变,达成过程实时监控目标。

MCGS实现图形动画设计关键方法是将用户窗口中图形对象和实时数据库中数据对象建立相关性连接,并设置对应动画属性。在系统运行过程中,图形对象外观和状态特征,由数据对象实时采集值驱动,从而实现了图形动画效果。

为何说实时数据库是MCGS系统关键？

实时数据库相当于一个数据处理中心,同时也起到公用数据交换区作用。MCGS用实时数据库来管理全部实时数据。从外部设备采集来实时数据送入实时数据库,实时数据库将数据传送给系统其它部分操作系统其它部分操作数据也来自于实时数据库。实时数据库自动完成对实时数据报警处理和存盘处理,同时它还依据需要把相关信息以事件方法发送给系统其它部分,方便触发相关事件,进行实时处理。

练习
 （一）理论题
  为何说实时数据库是MCGS系统关键？ 2．一个应用系统由哪五个部分组成？
模块3模拟设备连接
 教学目标
 终极目标:能实现动画自动运行
 促成目标:
 掌握模拟设备使用方法;
 掌握策略工具箱使用方法,能编写脚本程序;
 掌握系统报警方法。

 二、工作任务

 当“水罐1”液位达成9米时,就要把“水泵”关闭,不然就要自动开启“水泵”。

当“水罐2”液位不足1米时,就要自动关闭“出水阀”,不然自动开启“出水阀”。

当“水罐1”液位大于1米,同时“水罐2”液位小于6米就要自动开启“调整阀”,

不然自动关闭“调整阀”。

 2策略组态

 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”,图1-29,

只需要把“循环时间”设为:200ms,

脚本程序编辑

 IF液位1<9THEN

 水泵=1




ELSE

水泵=0

 出水阀=0

 ELSE

 出水阀=1

 ENDIF

 IF液位1>1and 液位2<9THEN

 调整阀=1

 ELSE

 调整阀=0

 ENDIF

(2)条件语句

(3)退出语句

(4)注释语句

六、练习

 （一）理论题

 1．脚本程序数据类型有哪几类？

 2．脚本程序基础语句有哪几条？

 （二）实践题

 1．完成图1-33中脚本程序输入及编辑环境。

 2．设置指示灯3,可见度对应数据对象连接设置为:液位2>=液位2上限or

液位2<=液位2下限。

模块4 报警显示和报警数据输出




教学目标

终极目标: 掌握MCGS报警显示和报警数据设计方法。

– 掌握MCGS历史报表制作方法;

– 掌握MCGS实时曲线制作方法;

 掌握MCGS实时曲线制作方法

二、工作任务

三、能力训练

 报表输出
实时曲线、历史曲线

理论知识

 1．报表输出在工程应用中作用是什么？

大多数监控系统需要对数据采集设备采集数据进行存盘,统计分析,

所谓数据报表就是依据实际需要以一定格式将统计分析后数据统计显示和打印出来,如:

实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、月报表等）。

数据报表在工控系统中是必不可少一部分,是数据显示、查询、分析、统计、

 实时数据报表是实时将目前时间数据变量按一定汇报格式（用户组态）显示和打印 ,即: 对 瞬 时 量 反 应 , 实时数据报表能够经过MCGS系统实时表格构件来组态显示实时数据报表。

 历史数据报表是从历史数据库中提取数据统计,以一定格式显示历史数据。

实现历史报表由两种方法,一个用策略中“存盘数据浏览”构件,另一个利用历史表格构件

练习
 （一）理论题
 1．报表输出在工程应用中作用是什么？

 2．什么是实时数据报表？什么是历史数据报表？

  4、什么是实时曲线构件？什么是历史曲线构件？ （二）实践题
模块5 nTouch嵌入式系统设计

教学目标  终极目标:掌握 MCGS nTouch嵌入式系统设计方法。

 促成目标:
 掌握MCGS嵌入版组态软件设计方法;
 掌握MCGS嵌入版工程下载到nTouch触摸屏方法;工作任务

能力训练

2、下位机安装3、上位机组态设计1、上位机安装

4、MCGS嵌入版系统下载配置

理论知识
嵌入版和通用版不一样之处:
功效作用不一样:即使嵌入版中也集成了人机交互界面,但嵌入版是专门针对实时控制而设计,应用于实时性要求高控制系统中,而通用版组态软件关键应用于实时性要求不高监测系统中,它关键作用是用来做监测和数据后台处理,比如动画显示、报表等,

运行环境不一样:嵌入版运行于嵌入式实时多任务操作系统WindowsCE;

通用版运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/等操作系统;

体系结构不一样:嵌入版组态和通用版组态全部是在通用计算机环境下进行,

在组态环境下组态好工程要下载到嵌入式系统中运行,

而通用版组态环境和运行环境是在一个系统中。

练习

 （一）理论题

 1．嵌入版和通用版相同之处？不一样之处？

 2．MCGS嵌入版组态软件有哪些关键特点？

 （二）实践题

 1．完成图1-58上位机嵌入式水位控制系统设计并完成模拟运行。

 2．下载到nTouch触摸屏并进入运行程序调试。