【正文】 內(nèi)“組合”成各種復(fù)雜的畫面。工程完工綜合測(cè)試：最后測(cè)試工程各部分的工作情況，完成整個(gè)工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。圖 56選中剛創(chuàng)建的“單容水箱液位控制系統(tǒng)”用戶窗口，單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫制作窗口。設(shè)定的結(jié)果是，不顯示框圖，只顯示文字。再拖動(dòng)鼠標(biāo)（可沿原來方向，也可垂直原來方向），生成下一段流動(dòng)塊。[2] 單擊“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”。在用戶窗口中，雙擊單容水箱控制系統(tǒng)窗口進(jìn)入，選中罐雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。按上圖所示修改，其它屬性不變。在“工具箱”中選中滑動(dòng)輸入器圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)椤笆焙?，拖?dòng)鼠標(biāo)到適當(dāng)大小，然后雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，具體操作如下圖所示在“滑動(dòng)輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置”的“操作屬性”中，把對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱改為：液位，可以通過單擊圖標(biāo)，到庫(kù)中選，自己輸入也可；“滑塊在最右邊時(shí)對(duì)應(yīng)的值”為：10。 圖 526屬性設(shè)置好后，按“確認(rèn)”即可。在MCGS組態(tài)軟件中如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)曲線呢？具體操作如下：?jiǎn)螕簟坝脩舸翱凇睒?biāo)簽，在“用戶窗口”中雙擊“單容水箱液位控制系統(tǒng)”進(jìn)入，在“工具箱”中單擊“實(shí)時(shí)曲線” 圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。雙擊曲線，彈出“輸入框構(gòu)件屬性設(shè)置”窗口，按下圖設(shè)置：圖 543設(shè)置后即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)值的給定，效果如下：圖 544 自動(dòng)手動(dòng)切換為了滿足現(xiàn)場(chǎng)控制的要求，在實(shí)際工業(yè)控制機(jī)的上位機(jī)顯示中往往需要有手動(dòng)和自動(dòng)控制倆種狀態(tài)，故需要在畫面中設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)按鈕。如下圖：圖 61單擊“確認(rèn)”按鈕，回到“設(shè)備工具箱”如圖圖 62雙擊“設(shè)備工具箱”中的“串口通訊父設(shè)備”，再雙擊“西門子S7200PPI”，如圖：圖 63雙擊“通用串口父設(shè)備0－[串口父設(shè)備]”，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置”對(duì)話框，如圖按實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，西門子默認(rèn)參數(shù)設(shè)置為：波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，偶校驗(yàn)。如圖：圖 66單擊“增加通道”，彈出“增加通道”對(duì)話框，如圖，設(shè)置好后按“確認(rèn)”按鈕。檢查對(duì)某一寄存器的操作是否超出范圍。在我們本次的設(shè)計(jì)中，當(dāng)PLC與MCGS鏈接之后，我們還需要對(duì)變量的存儲(chǔ)及對(duì)通道的連接進(jìn)行設(shè)置，我們主要有泵，液位，調(diào)節(jié)閥三個(gè)變量的信息需要設(shè)置，具體步驟如下:在用戶窗口中雙擊罐，在動(dòng)畫連接中單擊折線，在單擊進(jìn)入，選中根據(jù)采集信息生成，變量具體信息設(shè)置如下：圖 613點(diǎn)擊確認(rèn)，保存設(shè)置，同理可設(shè)置另外倆個(gè)變量的信息，如下所示圖 614圖 615如此上位機(jī)與下位機(jī)就成功完成了對(duì)接！下位機(jī)就可以實(shí)時(shí)采集，存儲(chǔ)相關(guān)信息。對(duì)于我們本次設(shè)計(jì)需要編寫腳本語言，具體步驟如下：在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，如下圖，只需要把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為：200ms，按確定即可。如此一來數(shù)據(jù)前處理就算完畢。檢查PPI電纜是否正常 。雙擊[西門子S7200PPI]，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置”對(duì)話框，如圖，在屬性設(shè)置之前，建議您先仔細(xì)閱讀“MCGS幫助系統(tǒng)”，了解在MCGS組態(tài)軟件中如何操作西門子S7200PPI。從“可選設(shè)備”中雙擊“通用設(shè)備”，找到“串口通訊父設(shè)備”雙擊，選中其下的“串口通訊父設(shè)備”雙擊或單擊“增加”按鈕，加到右面已選設(shè)備。設(shè)置如上，結(jié)果如下： 圖 540如此便可達(dá)到實(shí)時(shí)曲線畫面的切換。具體操作如下：在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”中選“新增對(duì)象”，增加倆個(gè)變量，分別為：液位上限、液位下限，具體設(shè)置如下圖： 圖 530在“用戶窗口”中，選“單容水箱液位控制系統(tǒng)”進(jìn)入，在“工具箱”選“標(biāo)簽”圖標(biāo)用于文字注釋，選“輸入框”用于輸入上下限值，如下圖：圖 531雙擊圖標(biāo)，進(jìn)行屬性設(shè)置，只需要設(shè)置“操作屬性”，其它不變，如下圖 圖 532此時(shí)需要加入腳本語言才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修改報(bào)警上下限。 定義報(bào)警定義報(bào)警的具體操作如下：對(duì)于“液位”變量，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，雙擊“液位”，在報(bào)警屬性中，選中“允許進(jìn)行報(bào)警處理”；在報(bào)警設(shè)置中選中“上限報(bào)警”，把報(bào)警值設(shè)為：50米；報(bào)警注釋為：水罐的水已達(dá)上限值；在報(bào)警設(shè)置中選中“下限報(bào)警”，把報(bào)警值設(shè)為：5米；報(bào)警注釋為：水罐的水達(dá)到下限值。但水罐仍沒有變化，這是由于我們沒有信號(hào)輸入，也沒有人為地改變其值。泵屬性設(shè)置跟調(diào)節(jié)閥屬性設(shè)置一樣。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：、類型、初始值和數(shù)值范圍，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。 選中工具箱內(nèi)的“流動(dòng)塊”動(dòng)畫構(gòu)件（ ）。如果用戶想改變矩形內(nèi)的文字，先選中文字標(biāo)簽，按回車鍵或空格鍵，光標(biāo)顯示在文字起始位置，即可進(jìn)行文字的修改。如下圖： 圖 52您可以在菜單“文件”中選擇“工程另存為”選項(xiàng)，把新建工程存為：D：\MCGS\WORK\單容水箱液位控制系統(tǒng)。完善菜單按鈕功能：包括對(duì)菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立工程安全機(jī)制等。設(shè)計(jì)菜單基本體系：為了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)行有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單。 連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。同時(shí)可參閱《MCGS組態(tài)軟件參考手冊(cè)》第一章的內(nèi)容。策略構(gòu)件工具箱：進(jìn)入運(yùn)行策略組態(tài)窗口，鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開策略構(gòu)件工具箱，工具箱內(nèi)包括所有策略功能構(gòu)件。同一設(shè)置欄內(nèi)有多個(gè)選項(xiàng)鈕時(shí)，只能選擇其一。分別完成工程命名和屬性設(shè)置，動(dòng)畫設(shè)計(jì)，設(shè)備連接，編寫控制流程，定義數(shù)據(jù)變量等項(xiàng)組態(tài)操作。 MCGS組態(tài)軟件的操作方式 各種組態(tài)工作窗口系統(tǒng)工作臺(tái)面：是MCGS組態(tài)操作的總工作臺(tái)面。詳細(xì)情況請(qǐng)參閱后面第四講中的動(dòng)畫連接。 MCGS組態(tài)軟件的工作方式 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。然后，把組態(tài)環(huán)境中的組態(tài)結(jié)果提交給組態(tài)運(yùn)行環(huán)境。（3）設(shè)備窗口是MCGS監(jiān)控系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介。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。4 上位機(jī)組態(tài)軟件監(jiān)控本章介紹工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件MCGS( Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng))的基本組成部分及其功能。這種積木塊式的結(jié)構(gòu)能簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使組裝新系統(tǒng)的時(shí)間減少到最低限度，還可對(duì)關(guān)鍵功能設(shè)置備用模塊，或在某模塊發(fā)生故障時(shí)臨時(shí)把任務(wù)轉(zhuǎn)派給其他模塊，從而降低備用成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性?！》稚⒖刂葡到y(tǒng)的特點(diǎn)是功能分散化。多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般分為直接控制級(jí)、監(jiān)控級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)（圖2）。提高系統(tǒng)安全性和可靠性的方法是將控制權(quán)分散，即將基本控制功能由以微型機(jī)為基礎(chǔ)的控制器來實(shí)現(xiàn)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三種類型。主存儲(chǔ)器容量通常為256千字節(jié)～1兆字節(jié)。 計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)定的數(shù)學(xué)模型（或控制算式）計(jì)算出應(yīng)有的給定值輸出，最后調(diào)節(jié)兩個(gè)閥門的開度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。⑤監(jiān)督控制：對(duì)生產(chǎn)過程不進(jìn)行直接控制，只監(jiān)督生產(chǎn)過程的進(jìn)行，根據(jù)生產(chǎn)過程的狀態(tài)、環(huán)境、原料等因素，按照過程的數(shù)字模型（或控制算法）計(jì)算出最優(yōu)狀況或當(dāng)時(shí)應(yīng)采取的控制措施，把這種措施交給在現(xiàn)場(chǎng)起直接控制作用的計(jì)算機(jī)或常規(guī)控制儀表執(zhí)行（整定其給定值）。因此通過合理選擇中間區(qū)以使振幅在限定范圍內(nèi)，而又盡可能獲得較長(zhǎng)的周期。若H高于給定值，即HP 〉HS，e為負(fù)值，若e≤dF時(shí)，則兩位調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由于這種控制方式具有沖擊性，易損壞元器件，只是在對(duì)控制質(zhì)量要求不高的系統(tǒng)才使用。寫輸出階段，CPU用輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)幾乎同時(shí)集中對(duì)輸出點(diǎn)進(jìn)行刷新，通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備。 輸入處理階段對(duì)個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行輸入掃描，并將各掃描結(jié)果分別寫入對(duì)應(yīng)的映像寄存器中。（5） 工業(yè)軟件是為更好的管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之配套的程序。 西門子S7200SIMATIC S7200系列是西門子公司20世紀(jì)90年代投入市場(chǎng)的小型可編程序控制器，適用于各行各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，很容易被理解和掌握。MCGS為用戶提供了廣泛的可選性，用雙水箱系統(tǒng)組成液位比值前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，用MCGS可進(jìn)行各種系統(tǒng)的組態(tài)調(diào)試及各種系統(tǒng)參數(shù)的整定,極大地提高了參數(shù)整定過程的工作效率，大大減少了生產(chǎn)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)，迫使工業(yè)組態(tài)軟件隨之發(fā)展。九十年代，計(jì)算機(jī)已滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科研等部門及民用生活的各個(gè)方面，而工業(yè)生產(chǎn)過程計(jì)算機(jī)控制則是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要而有發(fā)展遠(yuǎn)景的領(lǐng)域。改革開放以來又經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)企業(yè)合資、合作，儀表性能和水平有了很大提高。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。在整個(gè)手工控制過程中，操作人員的眼、腦、手、三個(gè)器官，分別擔(dān)負(fù)了檢測(cè)、判斷、和運(yùn)算、執(zhí)行三個(gè)作用，來完成測(cè)量、求偏差、在施加控制操作以糾正偏差的工作過程，保持水箱液位的恒定。而 PID控制（比例、積分和微分控制）是目前采用最多的控制方法，在液位控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了液位模擬量的數(shù)字PID控制，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性大大提高。本設(shè)計(jì)液位控制系統(tǒng)采用PLC為控制核心，具備開啟和全部停止功能，這是一種PLC控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。5. 學(xué)習(xí)一種常用工控組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)由實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警和控制的監(jiān)控軟件組態(tài)。本設(shè)計(jì)以一臺(tái)S7200系列的CPU224進(jìn)行液位檢測(cè)和電動(dòng)閥門開度調(diào)節(jié)。而且可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用，加強(qiáng)了操作人員的安全系數(shù)，同時(shí)提高了工作效率。手工控制的過程主要分為三步：用眼睛觀察水箱液位的高低以獲取測(cè)量值，并通過神經(jīng)系統(tǒng)傳到大腦；大腦根據(jù)眼睛看到的水位高度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，得出偏差大小和方向，然后根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)發(fā)出控制命令；根據(jù)大腦發(fā)出的命令，用雙手去改變給水閥（或進(jìn)水閥）的開度，使水箱液位包持在工藝要求的高度上。對(duì)于不同對(duì)象的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，盡管其具體裝置與變量不相同，但都可以用相同的方框圖表示：——偏差操縱變量控制器 執(zhí)行器 被控對(duì)象測(cè)量變送器干擾圖 13擾動(dòng)由這個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)通用的框圖設(shè)計(jì)出水箱液位控制系統(tǒng)的原理框圖如下：液位變送器+控制器電動(dòng)控制閥閥閥器_水箱圖 14 這是單回路水箱液位控制系統(tǒng)，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)上用一個(gè)調(diào)節(jié)器來保持一個(gè)參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只接受一個(gè)測(cè)量信號(hào)，其輸出也只控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。到改革開放前，經(jīng)歷了仿制、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、自行研究開發(fā)過程，目前已近初具規(guī)模，基本上能滿足中等水平儀表的需要。同時(shí)液位計(jì)對(duì)測(cè)量介質(zhì)的要求在降低，適用范圍也越來越寬，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。組態(tài)軟件是近幾年來在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)工具，組態(tài)軟件和其他工業(yè)控制軟件一樣向大型化和小型化發(fā)展?；贛CGS開發(fā)的液位監(jiān)控系統(tǒng)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，等均采用I/O模塊化設(shè)計(jì)。PLC的功能可分為：邏輯控制；定時(shí)控制；計(jì)數(shù)控制；步進(jìn)(順序)控制；PID控制；數(shù)據(jù)控制:PLC具有數(shù)據(jù)處理能力；通信和聯(lián)網(wǎng)；PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求。（4） 相關(guān)設(shè)備是為充分和方便的利用系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備。 s7200工作原理S7200采用循環(huán)掃描方式，一個(gè)掃描周期一般包括五個(gè)階段:輸入處理、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)求、執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試和寫輸出。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。隨著液位H的升高，HP也不斷增大，e相應(yīng)變小。一般要求振幅小，周期長(zhǎng)，然而對(duì)同一雙位控制系統(tǒng)來說，若要振幅小，則周期必然短；若要周期長(zhǎng)，則振幅必然大。大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)得到迅速發(fā)展和推廣。④直接數(shù)字控制：對(duì)生產(chǎn)過程直接進(jìn)行反饋或前饋控制，代替常規(guī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)器或控制裝置，采用分時(shí)的形式，一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制眾多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它具有實(shí)時(shí)應(yīng)答性能，例如平均指令執(zhí)行時(shí)間為1～2微秒，一般的應(yīng)答時(shí)間在 1毫秒以下。人機(jī)接口裝置通常制成操作臺(tái)形式，由鍵盤打字機(jī)、陰極射線管顯示裝置和指示燈顯示裝置等組成?！≡诩行陀?jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)往往要控制幾十個(gè)甚至幾百個(gè)回路，一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)生產(chǎn)帶來很大影響，這就是所謂的危險(xiǎn)集中?！》稚⑿涂刂葡到y(tǒng)的大型化就構(gòu)成多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。　　模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化通過對(duì)通信系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)，可以改變各模塊間的連接方式，增強(qiáng)功能的獨(dú)立性，當(dāng)其他級(jí)的功能塊發(fā)生故障時(shí)不致影響本塊的工作。 HITZY2500 過程控制主機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全能滿足我們本設(shè)計(jì)中對(duì)監(jiān)控主機(jī)的要求，綜合考慮價(jià)格環(huán)境等因素我們就將此作為監(jiān)控主機(jī)。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其與MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程” 。（2）主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運(yùn)行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動(dòng)特性等項(xiàng)內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。綜上