【正文】 質為：水、油 品、蒸汽等。 ．水箱 水箱是儲藏水的容器，假定水箱高 3m，上限為 ，下限為 。 設備命令的實現(xiàn)方法 MCGS 運行策略的設備操作構件實現(xiàn)，具體操作如下： 17 (1) 在運行策略中新建一個用戶策略； (2) 在策略工具箱中選取設備操作構件； (3) 在設備操作構件的屬性頁選取執(zhí)行指定設備命令，在其后的輸入框中輸入設備命令，即在腳本程序中執(zhí)行如下函數(shù)實現(xiàn) SetDevice(DevName，Devop， CmdStr)：按照設備名字對設備進行操作。 (2) 用于設置儀表的輸入范圍。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設備指令。動畫鏈接是將動畫與數(shù)據(jù)庫變量建立聯(lián)系， 當數(shù)據(jù)庫變量發(fā)生改變時動畫就可以表現(xiàn)出來。要求與設備要求的數(shù)據(jù)庫一致。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程， 以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。組態(tài)軟件國外有美國的 FIX 系列產品，澳大利亞的 WIZCON，國內有組態(tài)王、 MCGS、世紀星、開物等。只有這樣，本土的軟件才能夠具有穩(wěn)固的根基。在這種體系結構下，應用軟件以中間件或插件的方式被 “ 安裝 ” 在總線上，并支持熱插拔和即插即用。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件應該更多地總結這些領域的需求，設計出符合應用要求的開發(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。組態(tài)軟件的靈活程度和使用效率是一對矛盾， 12 雖然組態(tài)軟件提供了很多靈活的技術手段，但是在多數(shù)情況下，用戶只使用其中的一小部分，而使用方法的復雜化又給用 戶熟悉和掌握軟件帶來的很多不必要的麻煩。 . 推動組態(tài)軟件發(fā)展的動力 需求是推動其發(fā)展的第一動力，市場會逐步擴大。最早的組態(tài) 軟件用來支撐自動化系統(tǒng)的硬件。 未來的傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器的智能化程度越來越高，實時數(shù)據(jù)瀏覽和管理的需求日益高漲，有的買主甚至要求在自己的辦公室里監(jiān)督定貨的制造過程。策略編輯 /生成組件以 IEC11313 標準為使用者提供標準的編程 環(huán)境，共有 4種編程方式：梯形圖、結構化編程語言、指令助記符、模塊化功能塊。 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序 在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標實時數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)被實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序裝入計算機內存并執(zhí)行預定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務。雖然這些要求可以用手工方式實現(xiàn)，但效率低下，極易出錯。 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。國外許多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開發(fā)的，它具有應用時間長、用戶界面不理想、不支持或不免費支持國內普遍使用的硬件設備、組態(tài)軟件本身費用和組態(tài)軟件培訓費用高昂等因素，這些也正是國內通用組態(tài)軟件在國內不能廣泛應用的原因。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識別。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現(xiàn)場（包括硬件設備或系統(tǒng)結構）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級；（ 2）封裝性（易學易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術） ，就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能；（ 3）通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（ PLC、智能儀表、 8 智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網絡功能的工程，不受行業(yè)限制。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當困難。 7 第一章 雙儲液罐水位控制系統(tǒng)控制方案 采用組態(tài)軟件控制方案 在工業(yè)生產中，大多數(shù)過程是非線性的。這不僅節(jié)約了硬件開發(fā)時間，更提高了工控系統(tǒng)的可靠性。組態(tài)軟件適用于許多工業(yè)領域，因為其功能強大而倍受青睞。本文對組態(tài)技術進行了一些研究，對其發(fā)展概況進行了比較全面的了解。 1 摘 要 計算機技術和網絡技術的飛速發(fā)展，為工業(yè)自動化開辟了廣闊的發(fā)展空間，用戶可以方便快捷地組建優(yōu)質高效的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過采用遠程監(jiān)控及診斷、雙機熱備等先進技術，使系統(tǒng)更加安全可靠，在這方面， MCGS 工控組態(tài)軟件將為您提供強有力的軟件支持。利用組態(tài)軟件對雙儲液罐水位控制系統(tǒng)進行監(jiān)控系統(tǒng)設計。 一．本論文研究的背景雙儲液罐水位控制系統(tǒng)介紹被控對象由上、下兩個儲液罐組成，上、下水位和溫度分辨經 2 個壓力變送器和溫度變送器檢測后。在軟件設計上由于采用成熟的工控開發(fā)的工具軟件，它為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能。對于非線性程度不高的過程，可以當作線性過程處理。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制 軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。 組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結果是用在實時監(jiān)控的。隨著國內計算機水平和工業(yè)自動化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟 件的市場需求日益增大。 系統(tǒng)運行環(huán)境：在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應用程序被裝入計算機內存并投入實時運行。有了應用程序管理器的支持，這些操作將變得非常簡單。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序中完成的。使用者一般都習慣于使用模塊化功能塊，根據(jù)控制方案進行組態(tài)，結束后系統(tǒng)將保存組態(tài)內容并對組態(tài)內容進行語法檢查、編譯。有的裝置直接內嵌 “Web Server” ，通過以太網就可以直接訪問過程實時數(shù)據(jù)。那時侯，硬件系統(tǒng)如果沒有組態(tài)軟件的支撐就很難發(fā)揮作用，甚至不能正常工作。組態(tài)軟件市場的崛起一方面為最終用戶節(jié)省了系統(tǒng)投資，另外也為用戶解決了實際問題。這也是現(xiàn)在仍然有很多用戶還在自己用 VB 編寫自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要原因。 嵌入式應用進一步發(fā)展，在過去的十年間，工業(yè) PC 及其相關的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控系統(tǒng)硬件的銷售額一直保持高額增長。這樣做的優(yōu)點是：所有插件遵從統(tǒng)一標準，插件的專用性強，每個插件開發(fā)人員之間不需要協(xié)調，一個插件出現(xiàn)故障不會影響其他插件的運行。 14 第二章 基于 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)水位控制系統(tǒng)簡介 在工業(yè)生產中，大多數(shù)過程是非線性的。國內軟件開發(fā)比較晚，但吸取了其他組態(tài)軟件的優(yōu)點 。兩部分互相獨立， 又緊密相關，如圖 1所示。該窗口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、動畫連接及設備驅動的對象。即當水箱中水位發(fā)生變化時，動畫可以適時顯示。設備驅動程序是 DLL(動態(tài)連接庫 )文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協(xié)議的處理程序，將設備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。 (3) 設置儀表的 SV 值方式，不設置 SV 值表示只讀 SV 值，自動設置 SV值表示寫 SV。 設備調試 設備調試在 “ 設備調試 ” 屬性頁中進行， 以檢查和測試模塊是否正常工作．在進行調試前，要先接好模塊電源和串行通訊線，把模塊地址、波特率和各種參數(shù)設置正確、 Addr 參數(shù)必須和模塊地址一致， 串口號、波特率、數(shù)據(jù)位位數(shù)、停止位位數(shù)、校驗方式必須和父設備的設置一致， 打開主機即可調試。 . 水泵 水箱里面的水是靠水泵從水源抽水而來的。操作方式有：手動、齒輪傳動、電動、氣動等。避免了因導線質量，在長距離傳輸中引起的誤差，提高了工程的質量。 ： 420mADC,與被測溫度呈線性關系，二線制傳輸； 1— 5V， 0— 5V，0— 10V， 0— 10mA,0— 20mA 與被測溫度呈線性關系，三線制傳輸。 ⑶ .用電阻箱逐點進行校驗。 ⑶ .測出測試現(xiàn)場的溫度值，查出對應的 mV 值 X（冷端補償值） ⑷ .每個測試點扣除 X 值，即為對應的溫度和電流值。 電加熱器 因為要對水的溫度進行控制，可以通過電加熱器的通斷進行控制。 PCL818L 具有16 路單端輸入和雙極性輸 PPCL818L 具有 2 路 12 位雙緩沖模擬輸出， 16 路數(shù)字輸入和 16 路數(shù)字輸出， 1 個通用定時 /計數(shù)器。 1 LSB 增益 8,16 % of FSR 177。 1LSB 增益 =2, 4 % of FSR 177。 PCLD9138 端子板簡介： PCLD9138 20 針扁平電纜通用連接器 20 針扁平電纜通用連接器 簡介 : 20 針扁平電纜通用連接器 功能 : 帶兩個 20 芯電纜插頭的螺釘端子板 面包板用于斷路檢測、低通濾波、電流關閉和電壓衰減 尺寸： 130mm X 78mm 輸出接口 工業(yè)螺絲端子 外形如圖： 圖 PCLD9138 端子板 PCLD880 研華螺絲端子板簡介： 主要特點 支持帶有 db37 接口的 pclabcards 數(shù)據(jù)采集控制卡 能在惡劣環(huán)境中可靠安裝的工業(yè)級端子板 尺寸： 221 mm x 115 mm 24 PCLD880 通用螺絲終端板卡 ,為數(shù)據(jù)采集卡的 20 管腳的平板電纜連 接器提供方便和可靠的信號配線 .PCLD880 可以在專門的 pcb 區(qū)域安裝無源器件 ,輕松構建自己的信號調理電路 .可以方便的將電阻或 電 容安裝在端子板的專門區(qū)域 ,構建自己的低通濾波器 ,衰減器或電流 電壓轉換器 . 外形如圖： 圖 PCLD880 端子板 計算機 工業(yè)控制計算機（ IPC）及配套的顯示器、打印機等。根據(jù)采集到的信號情況，計算機輸出控制信號給 PCL818L，在經 PCLD880 端子板送給 74LS07 驅動中間繼電器，使其得電后控制各電磁閥和水泵的通斷。 （ 6）上罐水位較低時（ 30~20mm），停止排水（下罐排水或上罐進水）。 其他元件對照圖 接線安裝。窗口中列出了系統(tǒng)已有的變量名 稱。 （ 6）重復 2~5，定義其他 7個數(shù)據(jù)對象，對象初值應設為無效狀態(tài)。 “ PCL818L”。本系統(tǒng)壓力變送器輸出 0~5v，所以選 +5V。這樣設置的含義是： 0通道即液位 1通道 AD 轉換結果為 0時，對應液位為 0m；為 5時對應液位為 12m。 畫面的設計和編輯 建立畫面 （ 1）單擊屏幕左上角的工作臺圖標，彈出“工作臺”窗口。 （ 7）單擊“保存”按鈕。 （ 8）利用“流動塊”工具在水泵、罐 調節(jié)閥、罐 出水閥之間畫流動塊。按照如下參數(shù)進行設置： ● 在“基本屬性”頁中，滑塊指向：指向左（上）。 “基本屬性”頁選擇“顯示輸出”。 （ 3）液位升降動畫效果制作 1，彈出屬性設置窗口，進入“動畫連接”頁如圖 所示。 ，拖動液位滑動器指針，可觀察到水罐水位的升降變化的動畫效果。 “〉”按鈕，彈出“動畫組態(tài)屬性設置”窗口。 ，光標變成“手”形，單擊鼠標，變?yōu)榫G色，表明水泵工作。 ● 在“可見度”頁，將表達式分別設置為：出水閥。 （ 5）在策略工具箱選擇腳本程序，添加到策略行。 組對象的定義 （ 1）進入實時數(shù)據(jù)庫，單擊“新增對象“按鈕，增加一個新對象。 （ 3）在對象“基本屬性“設置頁設置對象名：液位組，類型：組對象。 IF 調節(jié)閥 1 = 1 THEN 液位 1 = 液位 1 40 液位 2 = 液位 2 + ENDIF IF 調節(jié)閥 2 = 1 THEN 液位 2 = 液位 2 + ENDIF IF 出水閥 1 = 1 AND 水泵 = 1 THEN 液位 1 = 液位 1 + 液位 2 = 液位 2 ENDIF IF 出水閥 2 = 1 THEN 液位 2 = 液位 2 ENDIF 進入運行環(huán)境，在畫面中操作水泵、調節(jié)閥、出水閥，觀察水位隨操作的變化。 ● 進入運行環(huán)境體會一下進水閥和出水閥的啟停效果。只需做如下設置： ● 在“按鈕動作”頁，將數(shù)據(jù)對象設置為：取反、進水閥。 ●在“可見度”頁，將表達式設置為：水泵；當表達式非零是，對應圖符不可見。 “動畫連接”選項卡，進入該頁。 〉進入屬性設置窗口。這樣設置后，系統(tǒng)運行時，文字“ ****”將顯示液位 1 的實際值。 ● 在“操作屬性”頁中，對應數(shù)據(jù)對象名稱：液位 1；滑塊最右（下）邊時對應值： 12。 （ 10）利用“文字”工具寫入“罐 1”、“ 罐 2”、“水泵”、“上進水閥”、“上出水閥”、“下進水