【正文】 MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對工程的控制工作。 MCGS組態(tài)軟件五大組成部分MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。l 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。l 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。l 用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫：是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對象。l 運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫控制程序（if…then腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖133 MCGS系統(tǒng)組成圖 MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，MCGS ：l 全中文、可視化、面向窗口的組態(tài)開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求，真正的32位程序，可運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多種操作系統(tǒng)。l 龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫、完備的繪圖工具以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫面。l 全新的ActiveX動(dòng)畫構(gòu)件，包括存盤數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計(jì)劃曲線、相對曲線、通用棒圖等，使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。l 支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外，獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無縫。l 簡單易學(xué)的類Basic腳本語言與豐富的MCGS策略構(gòu)件，使您能夠輕而易舉地開發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。l 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。l 方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類型、報(bào)警存貯與應(yīng)答、實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)表以及靈活的報(bào)警處理函數(shù)，使您能夠方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉到任何報(bào)警信息。l 完善的安全機(jī)制，允許用戶自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外，MCGS 、鎖定軟件狗、工程運(yùn)行期限等功能，以保護(hù)組態(tài)開發(fā)者的成果。l 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無線網(wǎng)絡(luò)和無線電臺等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。l 良好的可擴(kuò)充性，可通過OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機(jī)制，方便地?cái)U(kuò)展MCGS ，并與其他組態(tài)軟件、MIS系統(tǒng)或自行開發(fā)的軟件進(jìn)行連接。l 提供了WWW瀏覽功能，能夠方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場控制與企業(yè)管理的集成。在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)，只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺計(jì)算機(jī)上方便地瀏覽與生產(chǎn)現(xiàn)場一致的動(dòng)畫畫面，實(shí)時(shí)和歷史的生產(chǎn)信息，包括歷史趨勢，生產(chǎn)報(bào)表等等，并提供完善的用戶權(quán)限控制。 MCGS組態(tài)軟件的工作方式l MCGS如何與設(shè)備進(jìn)行通訊：MCGS通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由VB、VC程序設(shè)計(jì)語言編寫的DLL（動(dòng)態(tài)連接庫）文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。MCGS負(fù)責(zé)在運(yùn)行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中的各個(gè)部分，完成整個(gè)系統(tǒng)的通訊過程。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)占一個(gè)線程，達(dá)到互不干擾的目的。l MCGS如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果：MCGS為每一種基本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫屬性，如：一個(gè)長方形的動(dòng)畫屬性有可見度，大小變化，水平移動(dòng)等，每一種動(dòng)畫屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫效果。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。然而，我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運(yùn)行中產(chǎn)生動(dòng)畫效果呢？方法是：圖形的每一種動(dòng)畫屬性中都有一個(gè)“表達(dá)式”設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個(gè)與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，MCGS稱之為動(dòng)畫連接。l MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控：MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計(jì)算機(jī)連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。同時(shí)，可利用MCGS提供的網(wǎng)絡(luò)功能，在工作站上直接對服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫操作。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺計(jì)算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。MCGS把各種網(wǎng)絡(luò)形式，以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu)件的形式，供用戶調(diào)用，并進(jìn)行工作狀態(tài)、端口號、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。l 如何對工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制：MCGS開辟了專用的“運(yùn)行策略”窗口，建立用戶運(yùn)行策略。MCGS提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項(xiàng)組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略”），使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對動(dòng)畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，避免了煩瑣的編程工作。 MCGS在本套設(shè)備中的具體應(yīng)用根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場常用功能，本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含了MCGS的動(dòng)態(tài)棒圖、數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)報(bào)表以及各類眾多的控件等，利用這些控件可以方便的完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。另外使用MCGS的設(shè)備組態(tài)，通過一根RS485通訊線可以方便的同時(shí)掛起控制平臺中的兩塊智能調(diào)節(jié)儀表，它可以和另一個(gè)儀表同時(shí)掛在一個(gè)串口上使用。在MCGS組態(tài)軟件中，我們可以很方便的進(jìn)行開發(fā)組態(tài)。第二章 離心泵的工作原理及特性認(rèn)識實(shí)驗(yàn)離心泵（centrifugal pump）是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的泵，本套裝置同樣采用的是離心泵，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、流量均勻、操作方便，易于控制等，為滿足流量計(jì)滿量程設(shè)計(jì)需要，離心泵的出口流量由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。近年來，隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，離心泵正朝著高效率，高轉(zhuǎn)速，安全可靠方向發(fā)展。 離心泵的工作原理和主要部件 工作原理離心泵裝置如圖211所示，葉輪3安裝在泵殼2內(nèi)，并緊固在泵軸5上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)，泵殼中央的吸入口與吸入管路4相連，泵殼旁側(cè)的排出口與排出管路1相連。離心泵啟動(dòng)前，應(yīng)先向泵內(nèi)充液體（在本套裝置中不用）使泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)（1000～3000），葉片間的液體也隨之作圓周運(yùn)動(dòng)。同時(shí)在離心力的作用下，液體又由葉輪中心向外緣做徑向運(yùn)動(dòng)。液體在此運(yùn)動(dòng)過程中獲得能量，使靜壓能和動(dòng)能均有所提高。液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，流速逐漸降低，又將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使液體的靜壓能進(jìn)一步提高，最后由出口以高壓沿切線方向排出。當(dāng)液體從葉輪中心流向外緣后，葉輪中心呈現(xiàn)低壓，貯槽內(nèi)液體在其液面與葉輪中心壓力差的作用下進(jìn)入泵內(nèi)，再由葉輪中心流向外緣。葉輪如此連續(xù)旋轉(zhuǎn)，液體便會(huì)不斷地吸入和排出，達(dá)到輸送的目的。 圖211離心泵的結(jié)構(gòu)圖若離心泵啟動(dòng)前未充液，則泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)即使啟動(dòng)離心泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛（air binding）,表明離心泵無自吸能力。因此，在啟動(dòng)前必須灌泵。在本套裝置中，離心泵的下邊緣高出儲(chǔ)水箱的下邊緣50mm左右,故只要將離心泵的進(jìn)水閥打開便可始終保持泵室中沖滿液體水，而無需灌泵。若離心泵的吸入口位于貯槽液面的上方，在吸入管路的進(jìn)口處應(yīng)安裝帶濾網(wǎng)的底閥，該底閥為止逆閥（單向閥），可防止吸入管路中的液體外流，濾網(wǎng)可以阻擋液體中的固體物質(zhì)被吸入而堵塞管路或泵殼。若離心泵的吸入口位于貯槽液面的下方，液體借位差自動(dòng)流入泵內(nèi)，無須人工灌泵。本套裝置的大儲(chǔ)水箱中安裝有一只白色的濾網(wǎng)，它不是用于止逆，而是為了單純的過濾自來水中較大的雜質(zhì)使用，以免誤入泵室而損壞葉輪。如上所述，本套裝置無需灌泵，所以不用安裝止逆閥防止水的倒流。 主要部件離心泵的主要部件有3個(gè)，即葉輪、泵殼及軸封裝置，以下分別介紹其結(jié)構(gòu)與作用。 葉輪葉輪通過高速旋轉(zhuǎn)將原動(dòng)機(jī)的能量傳給液體，以提高液體的靜壓能與動(dòng)能（主要為靜壓能）。葉輪上一般有4～12片后彎葉片（葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，其目的是為了提高靜壓能）。按葉片兩側(cè)有無蓋板，葉輪可分為開式，半開式和閉式3種。在3種葉輪中，閉式葉輪效率較高，應(yīng)用廣泛，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于輸送清潔液體。開式和半開式葉輪的效率較低，結(jié)構(gòu)簡單，一般用于輸送漿液或含懸浮物的料液。閉式和半開式葉輪在運(yùn)行時(shí)，部分高壓液體漏入葉輪后側(cè)，使葉輪后蓋板所受壓力高于吸入口側(cè)，這樣，對葉輪產(chǎn)生軸向推力。該軸向推力會(huì)造成葉輪與泵殼間的摩擦，嚴(yán)重時(shí)使泵震動(dòng)。為了減小軸向推力，可在后蓋板上鉆一些小孔，稱為平衡孔，使部分高壓液體漏至低壓區(qū)，以減小葉輪兩側(cè)的壓力差。平衡孔可以有效地減小軸向推力，但同時(shí)也降低了泵的效率。按吸液方式的不同，葉輪還可以分為單吸和雙吸兩種。單吸式葉輪構(gòu)造簡單，液體從葉輪一側(cè)吸入；雙吸式葉輪可以從兩側(cè)同時(shí)吸入液體，因而吸液量大，并較好地消除軸向推力。 泵殼離心泵的外殼呈蝸殼形，故又稱為蝸殼，殼內(nèi)通道截面逐漸擴(kuò)大，從葉輪外緣高速拋出的液體沿泵殼的蝸殼形通道向排出口流動(dòng)，其流速逐漸降低，減少了能量損失，且使一部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。顯然，泵殼具有匯集液體和能量轉(zhuǎn)換的雙重功能。在較大的泵中，葉輪與泵殼之間還裝有固定不動(dòng)的導(dǎo)輪，其目的是為減緩液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的沖擊作用。由于導(dǎo)輪具有很多逐漸轉(zhuǎn)向的通道，使高速液體流過時(shí)均勻而緩和地將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，從而減少能量損失。 軸封裝置軸封是指泵軸與泵殼之間的密封，其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 填料密封結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但功率消耗較大，且有一定的泄漏，需定期更換。與填料密封相比，機(jī)械密封具有較好的密封性能，且結(jié)構(gòu)緊湊，功率消耗小，使用壽命長，廣泛用于輸送高溫、高壓、有毒或腐蝕性液體的離心泵中。 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線 性能參數(shù)表征離心泵性能的主要參數(shù)有流量、壓頭、軸功率和效率，這些參數(shù)是評價(jià)其性能和正確選用離心泵的主要依據(jù)。 流量離心泵的流量表示泵輸送液體的能力，是指離心泵單位時(shí)間內(nèi)輸送到管路系統(tǒng)的液體體積，以Q表示，單位為或，其大小取決于泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（主要為葉輪直徑和葉片寬度）、轉(zhuǎn)速以及所輸送液體的黏度等。 壓頭壓頭又稱為揚(yáng)程（head），是指單位重量的液體經(jīng)離心泵后所獲得的有效能量，以H表示，單位為，或。其值主要取決于泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片彎曲程度等）、轉(zhuǎn)速和流量，也與液體的黏度有關(guān)。對于特定的離心泵， 在一定轉(zhuǎn)速下，壓頭與流量之間存在著明確的關(guān)系。但由于流體在泵內(nèi)流動(dòng)復(fù)雜，無法進(jìn)行理論計(jì)算，因此，二者的關(guān)系一般由實(shí)驗(yàn)測定。 注意：離心泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度是完全不同的概念，升揚(yáng)高度是指離心泵將流體從低位送至高位時(shí)兩液面的高度差，而揚(yáng)程表示的則是能量概念。 效率由于泵內(nèi)有各種能量損失，泵軸從電機(jī)獲得的功率并沒有全部傳給液體，體現(xiàn)在以下3個(gè)方面： 葉輪出口處高壓液體由于機(jī)械泄漏返回葉輪入口造成泵實(shí)際排液量減小。 水力損失 由于實(shí)際流體在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)有摩擦損失，液體與葉片及液體與殼體的沖擊也會(huì)造成能量損失，從而使泵實(shí)際壓頭減少。 機(jī)械損失 泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械部件接觸處（如泵軸與軸承之間，泵軸與填料密封中的填料之間或機(jī)械密封中的密封環(huán)之間等）由于機(jī)械摩擦造成的能量損失。以上3種損失通過離心泵的總效率反映。離心泵的總效率與泵的類型、大小、制造精度及輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。一般小型泵的效率為50%～70%，大型泵可達(dá)90%左右，本套裝置采用離心泵效率可高達(dá)80%。 軸功率離心泵的軸功率是指由電機(jī)輸入離心泵泵軸的功率，以N表示；有效功率是指液體實(shí)際上自泵獲得的功率，以表示，單位均為W或Kw。二者的關(guān)系為=泵的有效功率可用下式計(jì)算：式中：——泵的有效功率，；Q——泵的流量，； H——泵的壓頭，； ——流體的密度。 特性曲線離心泵的特性曲線（characteristic curve）是指離心泵的壓頭H、軸功率N和效率與流量Q之間的關(guān)系曲線，通常由實(shí)驗(yàn)測定。本套裝置離心泵因體積較小，因其軸均為密閉式機(jī)構(gòu)，屬家用型離心泵，所以在測量軸功率即相應(yīng)的效率方面比較困難，在出廠前生產(chǎn)廠家測定給出了壓頭（揚(yáng)程）與流量的特性曲線，本套裝置離心泵的特性曲線見離心泵使用說明書。 影響離心泵特性曲線的主要因素泵生產(chǎn)廠所提供的特性曲線均是在一定轉(zhuǎn)速和常壓下以20℃水作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行測定的。若所輸送液體的性質(zhì)（密度及黏度）與水相差較大，或者泵使用時(shí)采用不同的轉(zhuǎn)速或葉輪直徑，則泵的性能將發(fā)生變化，應(yīng)對泵原特性曲線進(jìn)行修正。 密度對特性曲線的影響 離心泵的流量與葉輪的幾何尺寸及液體在葉輪周邊處的徑向速度有關(guān)，這些因素均不受液體密度的影響，因此，當(dāng)輸送液體的密度變化時(shí)，離心泵的流量不變。離心泵的壓頭也與液體的密度無關(guān)。這是因?yàn)橐后w在一定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的離心力與液體的