【正文】 在：PC技術保持了較快的發(fā)展速度，各種相關技術已臻成熟；由PC構建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強；基于PC的控制系統(tǒng)易于學習和使用，可以容易地得到技術方面的支持。在PC技術向工業(yè)控制領域的滲透中，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)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。在1995年以后，組態(tài)軟件在國內的應用逐漸得到了普及。下面就對幾種組態(tài)軟件分別進行介紹:① InTouch：Wonderware的InTouch軟件是最早進入我國的組態(tài)軟件。在80年代末、90年代初，并且InTouch提供了豐富的圖庫。但是，早期的InTouch軟件采用ＤＤＥ方式與驅動程序通信，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，現(xiàn)在是愛默生集團的全資子公司，并提供完備的驅動程序（需單獨購買）。③ Citech：CiT公司的Citech也是較早進入中國市場的產(chǎn)品。Citech具有簡潔的操作方式，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語言的腳本，包括一個調試環(huán)境。⑤ 組態(tài)王：組態(tài)王是國內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鍵字的腳本語言支持。組態(tài)王也提供多種硬件驅動程序。⑥ ForceControl（力控）：大慶三維公司的ForceControl（力控）從時間概念上來說，力控也是國內較早就已經(jīng)出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一。只是因為早期力控一直沒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版本，只是那時還是一個基于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以及國內一些組態(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平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運行于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)絡等功能。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)軟件的系統(tǒng)構成 MCGS 。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構造自己的應用系統(tǒng)。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。 MCGS組態(tài)軟件（以下簡稱MCGS）的兩部分互相獨立，又緊密相關。MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應用系統(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)境中完成動畫設計、設備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，又稱為組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫，其與MCGS 運行環(huán)境一起，構成了用戶應用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。MCGS運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運行環(huán)境中完成對工程的控制工作。 MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構成，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。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設備窗口和多個用戶窗口，負責調度和管理這些窗口的打開或關閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。㈡ 設備窗口：是連接和驅動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。㈢ 用戶窗口：本窗口主要用于設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。㈣ 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。㈤ 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），選用各種功能構件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等 MCGS組態(tài)軟件的特點 ㈠ 窗口的組態(tài)開發(fā)界面，符合中國人的使用習慣和要求，真正的32位程序，可運行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統(tǒng)。㈡ 巨大的標準圖形庫、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、動畫等于一體的漂亮、生動的工程畫面。㈢ 新的ActiveX動畫構件，包括存盤數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計劃曲線、相對曲線、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)硬件設備，同時可以方便地定制各種設備驅動；此外，獨特的組態(tài)環(huán)境調試功能與靈活的設備操作命令相結合，使硬件設備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無縫。㈤ 簡單易學的類Basic腳本語言與豐富的MCGS策略構件，使您能夠輕而易舉地開發(fā)出復雜的流程控制系統(tǒng)。㈥ 龐大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠對工業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進行統(tǒng)計處理，使您能夠在第一時間獲得有關現(xiàn)場情況的第一手數(shù)據(jù)。㈦ 方便的報警設置、豐富的報警類型、報警存貯與應答、實時打印報警報表以及靈活的報警處理函數(shù)，使您能夠方便、及時、準確地捕捉到任何報警信息。㈧ 完善的安全機制，允許用戶自由設定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權限。此外，MCGS 、鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，以保護組態(tài)開發(fā)者的成果。㈨ 龐大的網(wǎng)絡功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無線網(wǎng)絡和無線電臺等多種網(wǎng)絡體系結構。通過對MCGS組態(tài)軟件的學習，： 汽包水位控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài)圖 實時數(shù)據(jù)庫是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內容主要包括：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)變量存盤相關的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。下表列出了汽包水位控制系統(tǒng)演示工程中與動畫和設備控制相關的變量名稱。 變量名稱變量名稱類型注釋水泵開關型控制調節(jié)閥“啟動”、“停止”的變量調節(jié)閥開關型控制調節(jié)閥“打開”、“關閉”的變量液位數(shù)值型汽包內水位的高度，用來控制汽包內水位的變化液位上限數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設定汽包內水位的上限報警值液位下限數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設定汽包內水位的下限報警值蒸汽流量數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設定出口的蒸汽流量值給水流量數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設定水泵出口的給水流量值蒸汽壓力數(shù)值型用來在運行環(huán)境下設定出口的蒸汽壓力值 按相關的按鈕，即可對設置的數(shù)據(jù)變量進行屬性設置。選中剛創(chuàng)建的“水位控制”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。 報警顯示與報警數(shù)據(jù) MCGS把報警處理作為數(shù)據(jù)對象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對象內，由實時數(shù)據(jù)庫來自動處理。當數(shù)據(jù)對象的值或狀態(tài)發(fā)生改變時，實時數(shù)據(jù)庫判斷對應的數(shù)據(jù)對象是否發(fā)生了報警或已產(chǎn)生的報警是否已經(jīng)結束，并把所產(chǎn)生的報警信息通知給系統(tǒng)的其它部分，同時，實時數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶的組態(tài)設定，把報警信息存入指定的存盤數(shù)據(jù)庫文件中。 具體對“液位1”變量進行操作，在實時數(shù)據(jù)庫中，雙擊“液位1”，在報警屬性中，選中“允許進行報警處理”；在報警設置中選中“上限報警”，把報警值設為：9米；報警注釋為：水罐1的水已達上限值；在報警設置中選中“下限報警”，把報警值設為：1米；報警注釋為：水罐1沒水了。在存盤屬性中，選中“自動保存產(chǎn)生的報警信息”。 屬性設置好后，按“確認”即可。1 報警顯示 實時數(shù)據(jù)庫只負責關于報警的判斷、通知和存儲三項工作，而報警產(chǎn)生后所要進行的其它處理操作（即對報警動作的響應），則需要在組態(tài)時實現(xiàn)。在MCGS組態(tài)平臺上，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“動畫組態(tài)”進入。在工具條中單擊“工具箱”，彈出“工具箱”，從“工具箱”中單擊“報警顯示”圖標，變“十”后用鼠標拖動到適當位置與大小。如下圖：㈡ 報警數(shù)據(jù) 在報警定義時，我們已經(jīng)讓當有報警產(chǎn)生時，“自動保存產(chǎn)生的報警信息”,在“運行策略”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“策略屬性設置”窗口，把“策略名稱”設為：報警數(shù)據(jù)，“策略內容注釋”為“水罐的報警數(shù)據(jù)”，按“確認”。如上圖。選中“報警數(shù)據(jù)”，單擊“策略組態(tài)”按鈕進入，在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標，新增加一個策略行。再從“策略工具箱”中選取“報警信息瀏覽”，加到策略行上，單擊鼠標左鍵。如下圖 雙擊圖標，彈出“報警信息瀏覽構件屬性設置”窗口，在“基本屬性”中，把“報警信息來源”中的“對應數(shù)據(jù)對象”改為：液位組。按”確認”按鈕設置完畢。按“測試”按鈕，進入“報警信息　瀏覽”。 報警信息瀏覽圖退出策略組態(tài)時，會彈出如下窗口，按“是”按鈕，就可對所做設置進行保存?？?結本次設計的主要任務是熱電廠鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)設計。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”問題，克服了給水變化的干擾，使給水量適應鍋爐的蒸汽量，維持汽包中水位在工藝允許范圍內。為建立全新的過程測控系統(tǒng)我采用了MCGS組態(tài)軟件，用來監(jiān)視這些設備的運行狀況，同時對主輔設備進行調節(jié)。熱電廠的各運行設備必須進行在線狀態(tài)的監(jiān)測，而且熱電廠的自動化系統(tǒng)應具備一定的故障預測、判斷、保護、處理、追憶與分析等功能。因此采用了先進的計算機分散控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)可以對整個生產(chǎn)過程進行自動控制和調節(jié)，根據(jù)不同情況協(xié)調各設備的工作狀況，使各個設備在工藝要求的范圍內正常運行。參考文獻[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2005丁崇功,[M]，機械工業(yè)出版社,2005,1519[M]，北京：中國電力出版社，2007[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2002,1316翁維勤,[M]，化學工業(yè)出版社，2002,199202[M]，中國電力出版社，2005[M]，機械工業(yè)出版社，2006[M]，西安：西北工業(yè)大學出版社，2003[M]，北京：中國電力出版社，2007[M]，北京：中國電力出版社，20041王大為. 火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)應用基礎[M]，北京：中國電力出版社，2007,39921[M]，北京：科學出版社，20001于萍,[M]，北京：氣象出版社，20021容鑾恩. 燃煤鍋爐機組[M]，北京：中國電力出版社，20041[M]，北京：水利電力出版社，20051MCGS參考手冊[M], 北京：北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司，20031MCGS用戶指南[M], 北京：北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司，2003,291671常建生. 檢測與轉換技術[M]，北京：機械工業(yè)出版社，20001AI全通用人工智能調節(jié)器說明書[M]，上海：上海萬迅儀表有限公司，2000金以慧. 過程控制[M]，北京：清華大學出版社，20022李遵基. 熱工自動控制系統(tǒng)[M]，天津：中國電力出版社，20002元秀英,余群威. 組態(tài)控制技術[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2005致謝經(jīng)過近半年的忙碌和學習，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一名本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起學習的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導師左鴻飛老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是左鴻飛老師仍然細心地糾正每一點的錯誤。除了敬佩左老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 然后還要感謝大學期間所有的老師，為我們打下測控專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 最后感謝內蒙古科技大學對我的大力栽培。