【文章內(nèi)容簡介】 CGS 工程的五大部分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、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。見圖 。? 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設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負責(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)計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。? 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(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)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。? 用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。? 實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將 MCGS 工程的各個部分連接成有機的整體。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、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。???運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。包括編寫控制程序，選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8 MCGS 組態(tài)軟件的工作方式? MCGS 如何與設(shè)備進行通訊：MCGS 通過設(shè)備驅(qū)動程序與外部設(shè)備進行數(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)動程序是由 VB 程序設(shè)計語言編寫的 DLL（動態(tài)連接庫）文件，設(shè)備驅(qū)動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)備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。MCGS 負責(zé)在運行環(huán)境中調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中各個部分，完成整個系統(tǒng)的通訊過程。每個驅(qū)動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。????????? 圖 功能圖? MCGS 如何產(chǎn)生動畫效果：MCGS 為每一種基本圖形元素定義了不同的動畫屬性，如：一個長方形的動畫屬性有可見度，大小變化，水平移動等，每一種動畫屬性都會產(chǎn)生一定的動畫效果。所謂動畫屬性，實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，如何在工程運行中產(chǎn)生動畫效果呢？方法是：圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設(shè)定欄，在該欄中設(shè)定一個與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實時數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，MCGS 稱之為動畫連接。當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場中測控對象的狀態(tài)（如：儲油罐的液面高度等）發(fā)生變化時，通過設(shè)備驅(qū)動程序?qū)⒆兓臄?shù)據(jù)采集到實時數(shù)據(jù)庫的變量中，該變量是與動畫屬性相關(guān)的變量，數(shù)值的變化，使圖形的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變化（如大小變化）?，F(xiàn)場的數(shù)據(jù)是連續(xù)被采集進來的，這樣就會產(chǎn)生逼真的動畫效果（如儲油罐的液面的升高和降低）。用戶也可編寫程序來控制動畫界面，以達到滿意的效果。 3 仿真畫面的設(shè)計93 仿真畫面的設(shè)計在清楚霓虹燈運行工作的基礎(chǔ)上，制定出設(shè)計方案。確定任務(wù)目標，以設(shè)計出合理的仿真系統(tǒng)。仿真系統(tǒng)由上位機和下位機兩部分組成?，F(xiàn)在我們先著手于上位機的設(shè)計工作—仿真界面的設(shè)計工作。對工程設(shè)計人員來說，使用MCGS 首先要了解整個工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程，弄清測控對象的特征，明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求等問題。在此基礎(chǔ)上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實現(xiàn)何種動畫效果以及如何在實時數(shù)據(jù)庫中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及用于實現(xiàn)動畫顯示的等問題。作好工程的整體規(guī)劃，在項目的組態(tài)過程中能夠盡量避免一些無謂的勞動，快速有效地完成工程項目。 工程的建立進入 MCGS 組態(tài)環(huán)境后，單擊工具條上的“新建”按鈕，或執(zhí)行“文件”菜單中的“新建工程”命令，系統(tǒng)自動創(chuàng)建一個名為“新建工程 ”的新工程（X 為數(shù)字，表示建立新工程的順序，如 3 等） 。由于尚未進行組態(tài)操作，新工程只是一個“空殼” ，一個包含五個基本組成部分的結(jié)構(gòu)框架，接下來要逐步在框架中配置不同的功能部件，構(gòu)造完成特定任務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。 工程功能分析 本課題是利用 PLC 來控制霓虹燈的閃爍及工作過程。本界面需實現(xiàn)的控制要求為： a 主要是控制“西安” ， “工業(yè)” ， “大學(xué)” ， “50”， “周年”5 個字形霓虹燈的閃亮過程，具體實現(xiàn)的控制功能為：5 個燈依次點亮后閃三閃，再沿相反的方向依次熄滅；字燈下兩個燈輪流閃亮；利用組態(tài)設(shè)置周圍的燈配合閃爍。5 個字燈對應(yīng)于 PLC 的 5 個輸出結(jié)點 Y0～Y4, 下面的兩個燈對應(yīng)于 Y5，Y6。每個輸出結(jié)點的輸出值“0”或“1”對應(yīng)于燈的滅與亮。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10b 要求按動“開始”按鈕時燈按控制要求依次點亮或熄滅，并循環(huán)往復(fù)，當(dāng)按動“停止” 按鈕時霓虹燈全部熄滅。c 當(dāng)沒有連接 PLC 時，利用腳本程序也可以完成霓虹燈的控制功能。由于涉及到燈亮滅的時間，所以需要使用組態(tài)軟件內(nèi)部的定時器。 工程的定義a 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。b 在文件名一欄內(nèi)輸入“霓虹燈演示工程” ，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢 用戶窗口的組態(tài) 建立畫面 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”。如圖 圖 窗口的建立 編輯畫面 設(shè)置用戶窗口屬性：選擇待定義的用戶窗口圖標，點鼠標右鍵選擇屬性，彈出“用戶窗口屬性設(shè)置”對話框，按所列款項設(shè)置有關(guān)屬性。用戶窗口的屬性包括基本屬性、擴充屬性和腳本控制（啟動腳本、循環(huán)腳本、退出腳本） ，由用戶選擇設(shè)置。窗口的基本屬性包括窗口名稱、顯示標題、背景顏色、窗口位西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11置、窗口邊界、窗口大小等項內(nèi)容。窗口的擴充屬性包括窗口的外觀、位置坐標和視區(qū)大小等項內(nèi)容。窗口的視區(qū)是指實際可用的區(qū)域，與屏幕上所見的區(qū)域可以不同，當(dāng)選擇視區(qū)大于可見區(qū)時，窗口側(cè)邊附加滾動條，操作滾動條可以瀏覽窗口內(nèi)所有的圖形對象。腳本控制包括啟動腳本，循環(huán)腳本和退出腳本，啟動腳本在用戶窗口打開時，循環(huán)腳本是在窗口打開期間以指定的間隔循環(huán)執(zhí)行，退出腳本則是在用戶窗口關(guān)閉時執(zhí)行。具體操作步驟為：雙擊“窗口 0”窗口圖標，進入動畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。雙擊畫面，彈出設(shè)置窗口。見圖 。 圖 窗口屬性按上圖將“窗口名稱”設(shè)置為“霓虹燈主畫面； “窗口位置”選中最大化顯示；“窗口邊界” 設(shè)定為可變邊，其余不變。 主畫面的編輯MCGS 提供了三類圖形對象供用戶選用， 即圖元對象、圖符對象和動畫構(gòu)件。這些圖形對象位于常用符號工具箱和動畫工具箱內(nèi)，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對象，配置在用戶窗口內(nèi)，可以創(chuàng)建各種復(fù)雜的圖形。圖形對象創(chuàng)建完成后，要對圖形對象進行各種編輯工作，如：改變圖形的顏色和大小，調(diào)整圖形的位置和排列形式，圖形的旋轉(zhuǎn)及組合分解等項操作，MCGS 提供了完善的編輯工具，使用戶能快速制作各種復(fù)雜的圖形界面，以圖形方式精確表示外部物理對象。具體操作步驟如下：西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12a 單擊工具條中的 “工具箱 ” 按鈕，打開繪圖工具箱。b 選擇“工具箱”內(nèi)的“標簽”按鈕 ，鼠標的光標呈 “十字”形，在窗口 頂端中心位置拖拽鼠標，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形。c 在光標閃爍位置輸入文字“西安” ，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標一下，文字輸入完畢。d 選中文字框，作如下設(shè)置：點擊 （填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：黑色點擊 (填線色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。點擊 （字符字體）按鈕，設(shè)置文字字體為： System；字型為：粗體； 大小為 ：小四；點擊 （字符顏色）按鈕，將文字顏色設(shè)為：粉色；e 按照以上步驟分別輸入“工業(yè)” ， “大學(xué)” ， “50”， “周年”的字樣，設(shè)置相應(yīng)的顏色。f 單擊繪圖工具箱中的 （插入元件）圖標，彈出對象元件管理對話框。如圖。從“按鈕”中選擇“按鈕 39”，點確定。 圖 元件管理對話框西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13g 選中工具箱中的“常用符號”的按鈕就會出現(xiàn)一個常用符號工具欄，如圖 。選中其中的“五角星”圖形和“向日葵”圖形來做彩燈。只需按自己所需大小拉出相應(yīng)的形狀，并且設(shè)置為相應(yīng)得顏色。方法為雙擊圖形，有靜態(tài)屬性一欄，即可設(shè)置。 h 另外還可以從外部環(huán)境尋找合適的圖片用于畫面中。操作時只需點擊工具箱中的位圖按鈕 ，拉成一定大小。按鼠標右鍵，點裝載位圖，就可以把外部的圖貼在自己所做的畫面中。i 最后我們可以把幾個單元圖形合并為一個整體圖形。 “西安” ， “工業(yè)” ， “大學(xué)”,“50”， “周年”幾個燈字分別和一個星星合并到一起。方法為鼠標拖成一個大框，將需合并的圖形都放入其中。點“排列”菜單中“構(gòu)成圖符”即可。最后的畫面如圖 ： 圖 霓虹燈主畫面j 點擊工具欄中的“按鈕輸入”按鈕，拉成一定大小，分別輸入“開始”和“停止” 。 定義數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象是實時數(shù)據(jù)庫的基本單元。在 MCGS 生成應(yīng)用系統(tǒng)時，應(yīng)對實際西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14工程問題進行簡化和抽象化處理，將代表工程特征的所有物理量，作為系統(tǒng)參數(shù)加以定義，定義中不只包含了數(shù)值類型，還包括參數(shù)的屬性及其操作方法，這種把數(shù)值、屬性和方法定義成一體的數(shù)據(jù)就稱為數(shù)據(jù)對象。構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。在實際組態(tài)過程中，一般無法一次全部定義所需的數(shù)據(jù)對象，而是根據(jù)情況需要逐步增加。MCGS 中定義的數(shù)據(jù)對象的作用域是全局的，像通常意義的全局變量一樣，數(shù)據(jù)對象的各個屬性在整個運行過程中都保持有效，系統(tǒng)中的其它部分都能對實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進行操作處理。為了方便用戶對數(shù)據(jù)變量的統(tǒng)計，MCGS 組態(tài)軟件提供了計數(shù)檢查功能。通過使用計數(shù)檢查，用戶可清楚的掌握各種類型數(shù)據(jù)變量的數(shù)量及使用情況。具體操作方法極其簡單，只需單擊工具欄中 “工具 ”菜單中的“使用計數(shù)檢查”選項即可。定義數(shù)據(jù)對象的過程，就是構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫的過程。定義數(shù)據(jù)對象時，在組態(tài)環(huán)境工作臺窗口中，選擇“實時數(shù)據(jù)庫”標簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁，顯示已定義的數(shù)據(jù)對象。見圖 圖 實時數(shù)據(jù)庫 開關(guān)型數(shù)據(jù)對象：開關(guān)信號（0 或非 0）的數(shù)據(jù)對象稱為開關(guān)型數(shù)據(jù)對象，通常與外部設(shè)備的數(shù)字量輸入輸出通道連接，用來表示某一設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)。開關(guān)型數(shù)據(jù)對象也用于表示 MCGS 中某一對象的狀態(tài)，如對應(yīng)于一個圖形對象的可見度狀態(tài)。開關(guān)型數(shù)據(jù)對象沒有工程單位和最大最小值屬性，沒有限值報警屬性，只有狀態(tài)報警屬性。數(shù)值型數(shù)據(jù)對象：在 MCGS 中，數(shù)值型數(shù)據(jù)對象的數(shù)值范圍是：負數(shù)是從 到 ，正數(shù)是從 到 。數(shù)值型數(shù)據(jù)對象除了存放數(shù)值及參與數(shù)值運算外，還提供報警信息，并能夠與外部設(shè)備的模擬量輸入輸出通道相連接。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文15由于本畫面是仿真霓虹燈的閃亮情況，所以只需將燈都定義為開關(guān)型數(shù)據(jù)下面以數(shù)據(jù)對象“燈 1”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對象的步驟：單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁 a 單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次點擊該按鈕，則可增加多個數(shù)據(jù)對象）。 b 選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。 c 將對象名稱改為：燈 1；對象類型選擇：開關(guān)型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“控制燈 1 的點亮、熄滅的變量”，單擊“確認”。按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他 10 個開關(guān)型的數(shù)據(jù)對象。根據(jù)需要以后還可以增加實時數(shù)據(jù),見圖 圖 建立實時數(shù)據(jù)需要注意的是，數(shù)據(jù)對象的名稱中不能帶有空格，否則會影響對此數(shù)據(jù)對象存盤數(shù)據(jù)的讀取。 動畫連接到現(xiàn)在為止，我們由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止的，需要我們對這些圖形對象進行動畫屬性設(shè)置，使它們“動”起來，真實地描述外界對象的西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控的目的。MCGS 實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性，這樣在系統(tǒng)運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，就會由數(shù)據(jù)對象的實時采集結(jié)果進行驅(qū)動，從而實現(xiàn)圖形的動畫效果，使圖形界面“動”起來。所謂動畫連接，實際上是將用戶窗口內(nèi)創(chuàng)建的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中定義的數(shù)據(jù)對象，建立起對應(yīng)的關(guān)系，在不同的數(shù)值區(qū)間內(nèi)設(shè)置不同的圖形狀態(tài)屬性（如顏色、大小、位置移動、可見度、閃爍效果等），將物理對象的特征參數(shù)以動畫圖形方式來進行描述，這樣在系統(tǒng)運行過程中，用數(shù)據(jù)對象的值來驅(qū)動圖形對象的狀態(tài)改變，進而產(chǎn)生形象逼真的動畫效果。 動畫連接