【正文】 在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已臻成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于PC的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。在1995年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。下面就對(duì)幾種組態(tài)軟件分別進(jìn)行介紹:① InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進(jìn)入我國(guó)的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，并且InTouch提供了豐富的圖庫(kù)。但是，早期的InTouch軟件采用ＤＤＥ方式與驅(qū)動(dòng)程序通信，性能較差，并且提供了OPC支持。② Fix：Intellution公司以Fix組態(tài)軟件起家，1995年被愛默生收購(gòu)，現(xiàn)在是愛默生集團(tuán)的全資子公司，并提供完備的驅(qū)動(dòng)程序（需單獨(dú)購(gòu)買）。③ Citech：CiT公司的Citech也是較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的產(chǎn)品。Citech具有簡(jiǎn)潔的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序員，而不是工控用戶。④ WinCC：Simens的WinCC也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，Simens提供類Ｃ語(yǔ)言的腳本，包括一個(gè)調(diào)試環(huán)境。⑤ 組態(tài)王：組態(tài)王是國(guó)內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司（更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅）。組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語(yǔ)言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。⑥ ForceControl（力控）：大慶三維公司的ForceControl（力控）從時(shí)間概念上來(lái)說(shuō)，力控也是國(guó)內(nèi)較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因?yàn)樵缙诹匾恢睕](méi)有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。大約在93年左右，力控就已形成了第一個(gè)版本，只是那時(shí)還是一個(gè)基于DOS和VMS的版本。，又開發(fā)出了16位Windows版的力控。其他常見的組態(tài)軟件還有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及國(guó)內(nèi)一些組態(tài)軟件通態(tài)軟件公司的MCGS，也都各有特色。[17]MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。使用MCGS，用戶無(wú)須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。MCGS具有操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，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(cè)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)各種現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 MCGS 。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。 MCGS組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱MCGS）的兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。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”。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。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。 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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。㈠ 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(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)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。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(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫(kù)存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。㈡ 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)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(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。㈢ 用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。㈣ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)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(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。㈤ 運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)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(shí)器、配方操作、多媒體輸出等 MCGS組態(tài)軟件的特點(diǎn) ㈠ 窗口的組態(tài)開發(fā)界面，符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求，真正的32位程序，可運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統(tǒng)。㈡ 巨大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、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、動(dòng)畫等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫面。㈢ 新的ActiveX動(dòng)畫構(gòu)件，包括存盤數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計(jì)劃曲線、相對(duì)曲線、通用棒圖等，使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。㈣ 支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外，獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無(wú)縫。㈤ 簡(jiǎn)單易學(xué)的類Basic腳本語(yǔ)言與豐富的MCGS策略構(gòu)件，使您能夠輕而易舉地開發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。㈥ 龐大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。㈦ 方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類型、報(bào)警存貯與應(yīng)答、實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)表以及靈活的報(bào)警處理函數(shù)，使您能夠方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉到任何報(bào)警信息。㈧ 完善的安全機(jī)制，允許用戶自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外，MCGS 、鎖定軟件狗、工程運(yùn)行期限等功能，以保護(hù)組態(tài)開發(fā)者的成果。㈨ 龐大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線電臺(tái)等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)MCGS組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)，： 汽包水位控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài)圖 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過(guò)程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。下表列出了汽包水位控制系統(tǒng)演示工程中與動(dòng)畫和設(shè)備控制相關(guān)的變量名稱。 變量名稱變量名稱類型注釋水泵開關(guān)型控制調(diào)節(jié)閥“啟動(dòng)”、“停止”的變量調(diào)節(jié)閥開關(guān)型控制調(diào)節(jié)閥“打開”、“關(guān)閉”的變量液位數(shù)值型汽包內(nèi)水位的高度，用來(lái)控制汽包內(nèi)水位的變化液位上限數(shù)值型用來(lái)在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定汽包內(nèi)水位的上限報(bào)警值液位下限數(shù)值型用來(lái)在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定汽包內(nèi)水位的下限報(bào)警值蒸汽流量數(shù)值型用來(lái)在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定出口的蒸汽流量值給水流量數(shù)值型用來(lái)在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定水泵出口的給水流量值蒸汽壓力數(shù)值型用來(lái)在運(yùn)行環(huán)境下設(shè)定出口的蒸汽壓力值 按相關(guān)的按鈕，即可對(duì)設(shè)置的數(shù)據(jù)變量進(jìn)行屬性設(shè)置。選中剛創(chuàng)建的“水位控制”用戶窗口，單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫制作窗口。 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù) MCGS把報(bào)警處理作為數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對(duì)象內(nèi)，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)自動(dòng)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象的值或狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)判斷對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象是否發(fā)生了報(bào)警或已產(chǎn)生的報(bào)警是否已經(jīng)結(jié)束，并把所產(chǎn)生的報(bào)警信息通知給系統(tǒng)的其它部分，同時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)用戶的組態(tài)設(shè)定，把報(bào)警信息存入指定的存盤數(shù)據(jù)庫(kù)文件中。 具體對(duì)“液位1”變量進(jìn)行操作，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，雙擊“液位1”，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：9米；報(bào)警注釋為：水罐1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：1米；報(bào)警注釋為：水罐1沒(méi)水了。在存盤屬性中，選中“自動(dòng)保存產(chǎn)生的報(bào)警信息”。 屬性設(shè)置好后，按“確認(rèn)”即可。1 報(bào)警顯示 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)只負(fù)責(zé)關(guān)于報(bào)警的判斷、通知和存儲(chǔ)三項(xiàng)工作，而報(bào)警產(chǎn)生后所要進(jìn)行的其它處理操作（即對(duì)報(bào)警動(dòng)作的響應(yīng)），則需要在組態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)。在MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”中，選中“水位控制”窗口，雙擊“水位控制”或單擊“動(dòng)畫組態(tài)”進(jìn)入。在工具條中單擊“工具箱”，彈出“工具箱”，從“工具箱”中單擊“報(bào)警顯示”圖標(biāo)，變“十”后用鼠標(biāo)拖動(dòng)到適當(dāng)位置與大小。如下圖：㈡ 報(bào)警數(shù)據(jù) 在報(bào)警定義時(shí)，我們已經(jīng)讓當(dāng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，“自動(dòng)保存產(chǎn)生的報(bào)警信息”,在“運(yùn)行策略”中，單擊“新建策略”，彈出“選擇策略的類型”，選中“用戶策略”，按“確定”。如圖： 選中“策略1”，單擊“策略屬性” 按鈕，彈出“策略屬性設(shè)置”窗口，把“策略名稱”設(shè)為：報(bào)警數(shù)據(jù)，“策略內(nèi)容注釋”為“水罐的報(bào)警數(shù)據(jù)”，按“確認(rèn)”。如上圖。選中“報(bào)警數(shù)據(jù)”，單擊“策略組態(tài)”按鈕進(jìn)入，在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標(biāo)，新增加一個(gè)策略行。再?gòu)摹安呗怨ぞ呦洹敝羞x取“報(bào)警信息瀏覽”，加到策略行上，單擊鼠標(biāo)左鍵。如下圖 雙擊圖標(biāo)，彈出“報(bào)警信息瀏覽構(gòu)件屬性設(shè)置”窗口，在“基本屬性”中，把“報(bào)警信息來(lái)源”中的“對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象”改為：液位組。按”確認(rèn)”按鈕設(shè)置完畢。按“測(cè)試”按鈕，進(jìn)入“報(bào)警信息　瀏覽”。 報(bào)警信息瀏覽圖退出策略組態(tài)時(shí)，會(huì)彈出如下窗口，按“是”按鈕，就可對(duì)所做設(shè)置進(jìn)行保存。總 結(jié)本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是熱電廠鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。汽包水位的控制選擇三沖量水位控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了“假液位”問(wèn)題，克服了給水變化的干擾，使給水量適應(yīng)鍋爐的蒸汽量，維持汽包中水位在工藝允許范圍內(nèi)。為建立全新的過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)我采用了MCGS組態(tài)軟件，用來(lái)監(jiān)視這些設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)對(duì)主輔設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。熱電廠的各運(yùn)行設(shè)備必須進(jìn)行在線狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，而且熱電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備一定的故障預(yù)測(cè)、判斷、保護(hù)、處理、追憶與分析等功能。因此采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，根據(jù)不同情況協(xié)調(diào)各設(shè)備的工作狀況，使各個(gè)設(shè)備在工藝要求的范圍內(nèi)正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005丁崇功,[M]，機(jī)械工業(yè)出版社,2005,1519[M]，北京：中國(guó)電力出版社，2007[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002,1316翁維勤,[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002,199202[M]，中國(guó)電力出版社，2005[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2006[M]，西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003[M]，北京：中國(guó)電力出版社，2007[M]，北京：中國(guó)電力出版社，20041王大為. 火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]，北京：中國(guó)電力出版社，2007,39921[M]，北京：科學(xué)出版社，20001于萍,[M]，北京：氣象出版社，20021容鑾恩. 燃煤鍋爐機(jī)組[M]，北京：中國(guó)電力出版社，20041[M]，北京：水利電力出版社，20051MCGS參考手冊(cè)[M], 北京：北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司，20031MCGS用戶指南[M], 北京：北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司，2003,291671常建生. 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20001AI全通用人工智能調(diào)節(jié)器說(shuō)明書[M]，上海：上海萬(wàn)迅儀表有限公司，2000金以慧. 過(guò)程控制[M]，北京：清華大學(xué)出版社，20022李遵基. 熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]，天津：中國(guó)電力出版社，20002元秀英,余群威. 組態(tài)控制技術(shù)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2005致謝經(jīng)過(guò)近半年的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一名本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師左鴻飛老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是左鴻飛老師仍然細(xì)心地糾正每一點(diǎn)的錯(cuò)誤。除了敬佩左老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 然后還要感謝大學(xué)期間所有的老師，為我們打下測(cè)控專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝內(nèi)蒙古科技大學(xué)對(duì)我的大力栽培。