【正文】 連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為 .mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與 MCGS 運行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。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)計封面圖形，確定自動。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)。 7）良好的可擴充性。使用 MCGS，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內(nèi)輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能全面，維護量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 長期以來，中國的組態(tài)軟件市場都是由國外的產(chǎn)品占主角，中國本土的組態(tài)軟件進(jìn)入國際市場還有很長的路要走，需要具有綜合優(yōu)勢。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件應(yīng)該更多地總結(jié)這些領(lǐng)域 的需求，設(shè)計出符合應(yīng)用要求的開發(fā)工具，更好地滿足這些行業(yè)對軟件的需求，進(jìn)一步減少這些行業(yè)在自動測試、數(shù)據(jù)分析方面的軟件成本，提高系統(tǒng)的開放程度。中國的現(xiàn)代化建設(shè)正處于上升期，新項目的上馬、基礎(chǔ) 設(shè)施的改造大量需要組態(tài)軟件，另一方面，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、原有系統(tǒng)的升級和擴容也需要組態(tài)軟件的支撐。一方面軟件部分地與硬件發(fā)生分離，大部分自動化系統(tǒng)的硬件和軟件現(xiàn)在不是由同一個廠商蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 提供，這樣就為自動化軟件的發(fā)展提供了可以充分發(fā)揮作用的舞臺。用戶要求的多樣化，決定了不可能有哪一種產(chǎn)品囊括全部用戶的所有要求，直接用戶對監(jiān)控系統(tǒng)人機界面的需求不可能固定為單一的模式，因此直接用戶的監(jiān)控系統(tǒng)是始終需要 “組態(tài) ”和 “定制 ”的。 DEMO 運行也不是十分穩(wěn)定，運行其演示應(yīng)用程序就能導(dǎo)致“死機”。但體系結(jié)構(gòu)卻沒有實質(zhì)性的突破。 Citeeh 的價格略低于 Intoueh 和 Fix。最新推出的 IFix，是全新模式的組態(tài)軟件，思想和體系結(jié)構(gòu)都比較新，提供的功能也較為完整。其 1/0硬件驅(qū)動豐富，只是使用 DDE 連接方式，實時性較差，另外驅(qū)動程序須單獨購買。從那時起，更多的項目中正式有了組態(tài)軟件的專項預(yù)算，各種相關(guān)設(shè)計方案和招 (投 )標(biāo)書中也都出現(xiàn)了單列的組態(tài)軟件欄目，越來越多的專業(yè)銷售商和系統(tǒng)集成廠家也加入了這個市場。早在 80 年代末 90 年代初，有些國外的組態(tài)軟件如貝加萊等就開始進(jìn)入中國市場。 目前比較先進(jìn)的組態(tài)軟件（如力控 174。 按照成員構(gòu)成劃分其中必備的典型組件包括： ：應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在同一計算機中可以存儲多個應(yīng)用程序，組態(tài)軟件通過應(yīng)用程序的名稱來訪問其組態(tài)內(nèi)容，打開其組態(tài)內(nèi)容進(jìn)行修改或?qū)⑵鋺?yīng)用程序裝入計算機內(nèi)存投入實時運行。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動系統(tǒng) (RTU System,Remote 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 16 Terminal Unit)。 2）程序執(zhí)行：在程序執(zhí)行階段 ， CPU 按先左后右，先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行解釋、執(zhí)行， CPU 從輸入映像寄存器一個輸入映像寄存器，和元件映像寄存器讀出各繼電器的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進(jìn)行邏輯運算，運算結(jié)果再寫入元件映像寄存器中。 模擬量輸入 /輸出擴展模塊 EM235 有 4 路模擬量輸入 /1 路模擬量輸出。并可以將這些模塊安裝在同一機架上。同時它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計時更加方便簡單，幾乎可以完成任何功能的任務(wù)，同時具有可靠性高，運行速度快的特點，繼承和發(fā)揮了它在大型 PLC 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，有豐富的指令集，具有強大的多種集成功能和實時特性，其性價比高，所以在大規(guī)模不大的領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。可以預(yù)期 ,隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。從控制規(guī)模上來說，這個時期型機和超小型機；從控 制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制控制設(shè)備的配套更加容易。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件器命名。依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PID 處理一般是運行專用的 PID 子程序。 PLC 產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 PLC 是串行工作，所以 PLC 的運行結(jié)果與梯形圖程序的順序有關(guān)。 PLC 工作方式與特點 ： PLC 的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順 序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。現(xiàn)在三菱公司又有 FX 系列 PLC，與其超小型品種F1 系列相比：面積為 47%，體積為 36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá) 24～ 128 點。 PLC 在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（ PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。因此， PLC 除應(yīng)用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達(dá) 30 萬小時?；蛘邔⑤斎朦c（輸出點）分成幾組，組內(nèi)各點共用一個公共點。 開關(guān)量輸入接口電路 :各種輸入接口均 采取了抗干擾措施。為了進(jìn)一步提高 PLC的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序 的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時 /計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。文章簡要介紹了可編程邏輯控制器 PLC和組態(tài)軟 件，還介紹了組態(tài)軟件 MCGS與西門子 S7200的通信，詳細(xì)指出了 MCGS 與 S7200 的硬件連接與軟件連接。這與我國倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會是背道而行的，所以 在 我國 現(xiàn)代化的建設(shè)中實現(xiàn) 高效率的設(shè)備和控制系統(tǒng) ，有著極為重要的實際意 義。但一般所說的軋 鋼 機往往僅指主要設(shè)備 。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備 ， 包括有主要設(shè)備 、 輔助設(shè)備﹑起重運輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展 ，軋 剛 機可按軋輥的排列和數(shù)目分類 ， 可按機架的排列方式分類 ， 也可按生產(chǎn)的產(chǎn)品分類 ， 現(xiàn)已有多種類型軋 鋼 機 ，但是用以上所述軋鋼機進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)控制時會造成產(chǎn)品質(zhì)量不高，能源利用率低等，我國正在大力推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，能 源需求非常 大，然而 我國的能源利用率極低 。利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計了軋鋼機控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了直觀、清晰、準(zhǔn)確的軋鋼機控制系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)而為維修和故障診斷提供了方便，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。 2 MCGS 與 PLC 的簡介 PLC 可編程序控制器又簡稱，但由于 PC 容易和個人計算機（ Personal Computer）蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用 PLC 作為可編程序控制器的縮寫。固定式 PLC 包括 CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。用戶應(yīng)根據(jù)輸入輸出信號的類型選擇合適的輸入輸出接口。 內(nèi)部電路A CP L CR 1輸 出 指 示 燈繼 電 器輸 出 端 子負(fù) 載用 戶 電 源F UC O MK AV 圖 交直流輸出接口（繼電器輸出型） 輸出端子的兩種接法：隔離式，輸出各自獨立，無公共點：各輸出端子各自形成獨立回路；匯點式，全部輸入點（輸出點）共用一個公共點。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可 靠性。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 8 生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變 PLC 的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。以三菱公司的 F140M 型 PLC 為例：其外型尺寸僅為 305 110 110mm，重量 ，功耗小于 25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。這時，才是 PLC 的真正輸出。 PLC 是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。為了控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。大中型 PLC 都有 PID 模塊 ,目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接接口 ,通信非常方便。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家。 圖 主電路圖 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 14 西門子 S7200 系列 PLC 西門子 S7200 是西門子公司小型可編程序控制器，可以單機運行，由于它具有多種功能模塊和人機界面可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成 PLC 網(wǎng)絡(luò) 。 S7200 系列可以根據(jù)對象的不同，可以選用不同的型號和不同數(shù)量的模塊。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 15 模擬量輸入擴展模塊 EM232 具有 2 路模擬量輸出。如果有異常情況，則根據(jù)錯誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報警或停止 PLC 運行。 組態(tài)軟件與 MCGS 什么是組態(tài)軟件 組態(tài)軟件，又稱監(jiān)控組態(tài)軟件，譯自英文 SCADA,即 Supervision,Control and Data Aquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制 ),組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、 石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。 在組態(tài)軟件中，通過組態(tài)生成的一個目標(biāo)應(yīng)用項目在計算機硬盤中占據(jù)惟一的物理空間（邏輯空間），可以用惟一的一個名稱來標(biāo)識，就被稱為一個應(yīng)用程序。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 17 自動化工程設(shè)計工程 師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調(diào)試，最終將目標(biāo)應(yīng)用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行，完成一個工程項目。 ：有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 18 組態(tài)軟件的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀 組態(tài)軟件產(chǎn)品大約在上世紀(jì) 80 年代中期在國外出現(xiàn)，在中國也已有將近 20年的歷史。所有這些因素的綜合，給組態(tài)軟件 在中國市場帶來了新的生機。 Intouch 軟件的圖形功能比較豐富，使用較方便，但控制功能較弱。其 1/0 硬件驅(qū)動豐富，只是驅(qū)動程序也需單獨購買。其控 制算法比較好， 1/0 硬件驅(qū)動相對比較少，但大部分驅(qū)動程序可隨軟件包提供給用戶。早期的組態(tài)王仿造 Intouch，只是單機接口，到了 版本，在數(shù)據(jù)管理和開放性方面才有了一些改進(jìn)。但從它 DEMO 版運行效果來看，執(zhí)行代 碼的運行效率不是很高，特別是圖形處理環(huán)節(jié)，似乎有些缺陷。即使這樣，也不能認(rèn)為不再需要組態(tài)軟件了?，F(xiàn)在的情況有了很大改觀。使用組態(tài)軟件，用戶可以做到 “花了少量的錢，辦成了大事情 ”。目前的組態(tài)軟件均產(chǎn)生于過程工業(yè)自動化，很多功能沒有考慮其他應(yīng)用領(lǐng)域的需求。 XML 技術(shù)將被組態(tài)軟件廠商善加利用，來改變現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)，它的推廣也將改變現(xiàn)有組態(tài)軟件的某些使用模式，滿足更為靈活的應(yīng)用需求。 MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 6）強大的網(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)。 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應(yīng)用系統(tǒng) 運行環(huán)境： 解釋執(zhí)行 組態(tài)結(jié)果 組態(tài)結(jié)果 數(shù)據(jù)庫 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)論文 24 圖 MCGS 結(jié)構(gòu)圖 MCGS 組態(tài)軟件（以下簡稱 MCGS）由“ MCGS 組態(tài)環(huán)境”和“ MCGS 運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。在主控窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。 MCGS 運行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序 支持，其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域 ，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 2）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、