【文章內(nèi)容簡介】 時發(fā)展。在虛擬控制方面，作為上位機的組態(tài)軟件MCGS常常會與其它編程軟件，例如單片機、MATLAB等結(jié)合使用，這些編程軟件作為虛擬下位機，兩者之間通過通訊協(xié)議完成連接，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向或者單向傳輸，實現(xiàn)虛擬控制；在實際控制角度上來看，MCGS也可以作為上位機監(jiān)控實際環(huán)境中的工業(yè)流程。這兩方面相輔相成，虛擬控制可以為實際控制提供理論基礎(chǔ)，實際控制可以為理論研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實問題。從MCGS組態(tài)軟件問世以來，北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司從沒有停止進一步改進和優(yōu)化該產(chǎn)品的腳步。截止到目前為止，該公司的MCGS組態(tài)軟件已有網(wǎng)絡(luò)版、通用版以及嵌入版三個不同的版本。這三個版本充分說明了MCGS組態(tài)軟件的發(fā)展，目前軟件則主要朝著小型化和大型化兩個極端的方向發(fā)展。小型化主要是嵌入版軟件市場，大型化則主要是在技術(shù)上擁有絕對優(yōu)勢的網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件的市場。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。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。 MCGS組態(tài)軟件的特性基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)測系統(tǒng)具有一些優(yōu)秀的特性：第一，便于使用的組態(tài)開發(fā)界面，可視化、全中文以及面向窗口的特點符合中國人的使用習(xí)慣和要求。在組態(tài)的過程中，使用者可以根據(jù)個人的需求組態(tài)配置，從元件庫中調(diào)用所用的構(gòu)架，從而生成滿足個人需要的用戶界面。第二，龐大的圖庫，全新的ActiveX動畫構(gòu)件，結(jié)合繪圖工具以及多媒體的支持，使用戶能夠方便快捷地開發(fā)出各種漂亮、生動的工程動畫，從而更方便、靈活地處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)。第三，具有更大的兼容性和操作性。MCGS組態(tài)軟件支持大多數(shù)的硬件設(shè)備，可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動。腳本程序簡單易學(xué)，策略構(gòu)件豐富，可以輕松地開發(fā)出復(fù)雜的操控流程。第四，MCGS組態(tài)軟件以圖符、報表等形式，為使用者及時提供系統(tǒng)運行中的相關(guān)數(shù)據(jù)及信息。第五，方便控制復(fù)雜的運行流程。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)提供的條件和功能的策略構(gòu)件，借助于“運行策略”窗口，通過編寫腳本程序，與實時數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)自由、精確地控制運行流程。 MCGS組態(tài)軟件的功能基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)測系統(tǒng)，除具有典型的工程數(shù)據(jù)監(jiān)測等功能之外，還有如下主要功能：；第一，良好的可維護性和可擴充性。該系統(tǒng)包括五大功能模塊，主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造，這些構(gòu)件具有各自不同的功能，且相互獨立。設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件以及策略構(gòu)件這三種不同類型的構(gòu)件實現(xiàn)了設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示以及流程控制的所有工作。另外，用戶可以借助于開放的可擴充接口結(jié)合自己的需要用高級編程語言編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)地功能。第二，強大的網(wǎng)絡(luò)功能。MCGS組態(tài)軟件支持TCP/IP、Modem等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，用IE瀏覽器可以方便地瀏覽到企業(yè)的相關(guān)信息，實現(xiàn)設(shè)備管理與企業(yè)管理的掛鉤。第三，多樣化的報警功能。MCGS組態(tài)軟件提供了各種各樣的報警方式，具有豐富的報警處理函數(shù)和多樣的報警類型，方便用戶進行報警設(shè)置，為工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)運行的安全可靠性提供功能方面的保障。第四，提供了WWW瀏覽功能，可以更加方便地進行企業(yè)管理與生產(chǎn)現(xiàn)場控制的集成。在整個企業(yè)范圍內(nèi)，只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺計算機上瀏覽與生產(chǎn)現(xiàn)場一致的畫面，并進行用戶權(quán)限控制功能的支持。 MCGS的構(gòu)成MCGS組態(tài)軟件從整體結(jié)構(gòu)上來說，包括MCGS組態(tài)環(huán)境和MCGS運行環(huán)境兩個系統(tǒng)。其中MCGS組態(tài)環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)生成的工作環(huán)境，動畫的設(shè)計、控制流程的編寫、設(shè)備的連接以及工程打印報表的編制等全部的組態(tài)工作都可以在組態(tài)環(huán)境中完成。MCGS運行環(huán)境作為用戶應(yīng)用系統(tǒng)地運行環(huán)境，通過運行環(huán)境來完成對于整個工程的控制工作。如圖4所示，兩部分緊密關(guān)聯(lián)，由相互之間獨立。圖4 MCGS組態(tài)與運行環(huán)境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，具體工程設(shè)計過程中對這五部分分別進行組態(tài)操作，工程的具體構(gòu)成如圖5所示：圖5 MCGS組態(tài)工程的構(gòu)成五部分完成不同的工作，具有不同的特性：第一，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。第二，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。第三，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。第四，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。第五，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（if…then腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等。 監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計基于MCGS組態(tài)軟件的CP監(jiān)測儀監(jiān)測軟件的設(shè)計主要是針對MCGS的設(shè)計。其中，對于組態(tài)環(huán)境中工程的建立以及主控窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫、設(shè)備窗口以及運行策略的設(shè)計是重中之重，功能的實現(xiàn)主要是依賴于對于這些部分的設(shè)計。 新工程的建立在整個工程建立之前，請首先確認已經(jīng)在PC上成功安裝了MCGS軟件，具體的安裝方法在后面的軟件打包中詳細介紹。在計算機上成功安裝MCGS軟件之后，會在桌面上出現(xiàn)“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個圖標(biāo)，雙擊前者，就可以進入MCGS組態(tài)環(huán)境。在左上角的文件菜單中選擇“新建工程”選擇項，然后會在對應(yīng)磁盤中的/MCGS/WORK/根目錄下自動生成以默認工程名命名的工程，最后再在“文件”菜單中選擇“工程另存為”選項，把新建工程保存為D:\MCGS\WORK\CP監(jiān)測儀監(jiān)測系統(tǒng)\，至此，已經(jīng)成功構(gòu)建了自己的工程。如圖6所示：圖6 CP監(jiān)測儀系統(tǒng)工程的建立 實時數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建本次工程的建立主要是針對CP監(jiān)測儀軟件實現(xiàn)進行的，在具體的工程建立過程中，我們結(jié)合LS361CEP導(dǎo)管架陰極保護系統(tǒng)來進行說明。通過32路電壓以及8路電流的監(jiān)測來說明CP監(jiān)測儀的軟件實現(xiàn)過程。實時數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建主要是針對本次工程具體的實現(xiàn)功能要求進行的，包括數(shù)據(jù)的采集、功能參數(shù)與運算參數(shù)的設(shè)定、界面題頭的設(shè)定、采樣的設(shè)置、時間的校驗以及歷史數(shù)據(jù)的查詢等。針對于數(shù)據(jù)的采集，定義了與下位機寄存器對應(yīng)的register140共40個變量，用以監(jiān)測32路電壓與8路電流信號，這是本次工程建立的主要功能，即實時數(shù)據(jù)的采集功能。數(shù)據(jù)的采集過程中離不開對于采樣的設(shè)置，包括采樣開始時間的設(shè)置、采樣間隔的設(shè)置等，同時需要在最后的主控界面中顯示包括采樣次數(shù)、采樣周期等數(shù)據(jù)，再加上工程的實時時間控制主要是利用計算機的時間，這就需要時間的校驗功能，所有這些功能要求對應(yīng)的時間變量的定義。鑒于此，定義了包括大到time、year，小到minute的關(guān)于時間的變量。針對于功能參數(shù)以及運算參數(shù)的設(shè)定，定義了包括參數(shù)以及顯示轉(zhuǎn)換參數(shù)等在內(nèi)的一系列變量，另外歷史數(shù)據(jù)的查詢和界面題頭的設(shè)定功能的實現(xiàn)，也有對應(yīng)的組對象、主控界面題頭等數(shù)據(jù)變量定義。總之，實時數(shù)據(jù)庫作為CP監(jiān)測儀軟件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)的處理以及交換中心，必須要定義足夠的數(shù)據(jù)變量以保證后續(xù)功能的開展，同時也要指定數(shù)據(jù)的類型、初始值、范圍以及注釋等，完成了實時數(shù)據(jù)庫中變量的定義之后，才能進行后續(xù)的工作。 用戶窗口的建立對于本次工程中CP監(jiān)測儀系統(tǒng)針對于LS361CEP導(dǎo)管架陰極保護系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，設(shè)計了以下幾個用戶窗口以實現(xiàn)各自的具體功能，用戶窗口示意圖如圖7：