毕业设计（论文）基于MCGS组态软件的仿真实验监控平台设计.doc

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1、摘 要应用组态软件设计一个仿真实验监控平台,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控平台,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MC

2、GS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。关键词： MCGS组态软件；液位系统；仿真实验Abstract To design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering prob

3、lems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software t

4、o design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating syst

5、ems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data

6、and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monit

7、oring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interactio

8、n by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-time monitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchron

9、ized curve display ultimately.Key Words： MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment 目 录4.2 后空格太多，和其他标题不一致“5 总结”中的空格也有这问题“致谢”二字中的空格去掉1 绪论11.1 过程控制仿真的意义11.2 过程控制仿真概况11.3 论文主要内容12 MCGS组态软件22.1 MCGS简介22.2 MCGS的构成22.2.1 MCGS组态软件的系统构成22.2.2 MCGS组态软件界面简介32.3 MCGS组态软件的功能和特点42.4

10、MCGS组态软件的工作方式52.5 MCGS组态软件的操作方式52.6 组建新工程的一般过程73 液位系统的仿真实验设计原理93.1 A3OO系统工艺流程图93.2液位系统的工作原理104 过程控制仿真实验平台设计114.1 仿真实验平台设计基本流程114.1.1 建立一个MCGS新工程114.1.2 设计画面流程114.1.3 定义数据变量134.1.4 动画连接154.1.5 编写控制流程194.2液位系统仿真实验设计结果205 总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . .22参考文献23致 谢241 绪论1.1 过程控制仿真的意义在现在社会中, 基于组态软件的仿真实验监控平台在过程控制中的应用越来越广泛了, 基于组态软件的仿真平台既能对不同的工程和社会应用问题实现建模、仿真、分析和可视化,又能对一般工控过程系统进行实时仿真和监控仿真系统或与之进行数据交换和资源共享。 该仿真平台已成功地在一些实际工控系统的过程仿真与优化控制、辅助决策分析和教学仿真实验等方面得到应用,获得了较好的经济和社会效益。正是因为仿真实验监控平台的应用,给我们带了诸多好处,我们只需要根据现实情况,建立控制系统模型, 然后进行仿真,

12、我们只需要通过了解仿真程序的运行状况可以得知模型的特征和行为，从而判断真实系统的特征和行为。这样我们就可以通过反复的调试来得到我们满意的结果,这样就提高了工作的效率。1.2 过程控制仿真概况仿真实验监控平台在过程控制中的应用无处不在.而构建监控平台的方法也越来越多了，下面列举的是现在广泛采用的方法。蒸汽锅炉的液位控制系统是过程控制系统的一个例子。当产生蒸汽的耗水量与锅炉进水量相等时，液位保持在给定的正常标准值。蒸汽量的增加或减少即引起液位的下降或上升。差压传感器将液、汽间的压差（代表实际液位）与给定压差（代表给定液位）比较，得到两者的差值，称为偏差（代表实际液位与给定液位之差）。控制器根据偏差

13、值按照指定规律发出相应信号，控制调节阀的阀门，使液位恢复到给定的标准位置，从而实现对液位的自动控制。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。而在批量型的过程操作中则需要采用顺序控制系统。例如，化学反应器中催化剂的注入需要等到反应物升温至一定数值后才能开始，操作必须遵守严格的顺序。顺序控制常采用可编程序逻辑控制器来实现。1.3 论文主要内容 本论文的主要任务是用MCGS组态软件来设计一个过程控制仿真实验监控平台，以实现对水箱液位控制。仿真实验监控平台水箱液位控制系统一用户窗口和画面的制作。在这个画面中都包括两个部分：动画画面和曲线显示模块。在绪论中本文主要介绍了过程控制

14、仿真的重要意义以及过程控制仿真在国内外的发展和运用情况。在第二章中详细的介绍了MCGS的特点，构成，MCGS软件的界面；介绍了MCGS组态软件的工作方式，包括MCGS与设备通讯之间的通讯，MCGS怎样产生动画效果，MCGS如何实施远程多机监控等；同时简单介绍了MCGS组态软件的操作方式；重点介绍了组建工程的一般过程。在第三章中首先简单介绍了设计任务和要求，包括设计的原理图，系统变量，及设计的目的等。然后通过一个控制液位的系统的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。在此工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报表曲线显示与打印等多项组态操作。在第四章中简单介绍了运用M

15、CGS来建立本次工程的流程。最后是论文的总结和参考文献的列举。2 MCGS组态软件 2.1 MCGS简介MCGS全称Monitor and Control Generated System，是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而

16、易举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。2.2 MCGS的构成2.2.1 MCGS组态软件的系统构成组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库MCGS 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工

17、程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。 图2.1 MCGS的组态环境与运行环境联系图MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。图2.2 MCGS的组态环境与运行环境的结构图MCGS组态环境是生成用户应用系统工作环境，由可执行程序MCGSSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为

18、“工程” 。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序MCGSRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。2.2.2 MCGS组态软件界面简介MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。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个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名

19、称及存盘时间等。设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据图表等。实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序，选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等。主控窗口设备窗口用户窗口实时数据库运行策略M

20、CGS工控组态软件菜单设计设置工程属性添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示设置报警窗口人机交互界面定义数据变量编写控制流程使用功能构件图2.3 MCGS的组态软件的五部分2.3 MCGS组态软件的功能和特点与同类组态软件相比，MCGS 组态软件具有以下特点：l 全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，真正的32位程序，可运行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统。l 庞大的标准图形库、完备的绘图工具以及丰富的多媒体支持，能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。l 全新的ActiveX动

21、画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、通用棒图等，能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。l 支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外，独特的组态环境调试功能与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。l 简单易学的类Basic脚本语言与丰富的MCGS策略构件，能够轻而易举地开发出复杂的流程控制系统。l 强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。l 方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以及灵活的报警处理函数，能够方便、及时、准确地捕捉到

22、任何报警信息。l 完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，MCGS 还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。l 强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。l 良好的可扩充性，可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展MCGS 5.1组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。l 提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览

23、与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势，生产报表等等，并提供完善的用户权限控制。2.4 MCGS组态软件的工作方式MCGS与设备通讯之间的通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。MCGS产生动画效果：MCGS为每一种基本图形

24、元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。详细情况请参阅后面第四讲中的动画连接。工程运行流程的有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选

25、用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。2.5 MCGS组态软件的操作方式 系统工作台面：是MCGS组态操作的工作台面。鼠标双击Windows桌面上的“MCGS组态环境”图标，或执行“开始”菜单中的“MCGS组态环境”菜单项，弹出的窗口即为MCGS的工作台窗口，设有：标题栏：显示“MCGS组态环境-工作台”标题、工程文件名称和所在目录；菜单条：设置MCGS的菜单系统。参见“MCGS组态软件用

26、户指南”附录所列MCGS 菜单及快捷键列表；工具条：设有对象编辑和组态用的工具按钮。不同的窗口设有不同功能的工具条按钮，其功能详见附表。工作台面：进行组态操作和属性设置。上部设有五个窗口标签，分别对应主控窗口、用户窗口、设备窗口、实时数据库和运行策略五大窗口。鼠标单击标签按钮，即可将相应的窗口激活，进行组态操作；工作台右侧还设有创建对象和对象组态用的功能按钮；组态工作窗口: 是创建和配置图形对象、数据对象和各种构件的工作环境，又称为对象的编辑窗口。主要包括组成工程框架的五大窗口，即：主控窗口，用户窗口，设备窗口，实时数据库和运行策略。分别完成工程命名和属性设置，动画设计，设备连接，编写控制流程

27、，定义数据变量等项组态操作。属性设置窗口: 是设置对象各种特征参数的工作环境，又称属性设置对话框。对象不同，属性窗口的内容各异，但结构形式大体相同。主要由下列几部分组成：窗口标题：位于窗口顶部，显示“属性设置”字样的标题。窗口标签：不同属性的窗口分页排列，窗口标签作为分页的标记，各类窗口分页排列，鼠标单击窗口标签， 即可将相应的窗口页激活，进行属性设置。输入框：设置属性的输入框，左侧标有属性注释文字，框内输入属性内容。为了便于用户操作，许多输入框的右侧带有“？”、“”、“” 等标志符号的选项按钮，鼠标单击此按钮，弹出一列表框，鼠标双击所需要的项目，即可将其设置于输入框内。单选按钮：带有“”或“

28、”标记的属性设定器件。同一设置栏内有多个选项钮时，只能选择其一。复选框: 带有“”标记的属性设定器件。同一设置栏内有多个选项框时，可以设置多个。功能按钮: 一般设有“检查C”、“确认Y”、“取消N”、“帮助H”四种按钮：图形库工具箱: MCGS为用户提供了丰富的组态资源，包括：系统图形工具箱：进入用户窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开图形工具箱，其中设有各种图元、图符、组合图形及动画构件的位图图符。利用这些最基本的图形元素，可以制作出任何复杂的图形。参见“MCGS组态软件用户指南”。设备构件工具箱：进入设备窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开设备构件工具箱窗口，其中设有与工控

29、行业经常选用的监控设备相匹配的各种设备构件。选用所需的构件，放置到设备窗口中，经过属性设置和通道连接后，该构件即可实现对外部设备的驱动和控制。策略构件工具箱：进入运行策略组态窗口，鼠标点击工具条中的“工具箱”按钮，打开策略构件工具箱，工具箱内包括所有策略功能构件。选用所需的构件，生成用户策略模块，实现对系统运行流程的有效控制。对象元件库：对象元件库是存放组态完好并具有通用价值动画图形的图形库便于对组态成果的重复利用。进入用户窗口的组态窗口，执行“工具”菜单中的“对象元件库管理”菜单命令，或者打开系统图形工具箱，选择“插入元件”图标，可打开对象元件库管理窗口，进行存放图形的操作.工具按钮一览：

30、工作台窗口的工具条一栏内，排列标有各种位图图标的按钮，简称为工具按钮。许多按钮的功能与菜单条中的菜单命令相同，但操作更为简便，因此在组态操作中经常使用。 2.6 组建新工程的一般过程 工程项目系统分析：分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和监控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。工程立项搭建框架：MCGS称为建立新工程。主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新

31、的周期。经过此步操作，即在MCGS组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。设计菜单基本体系：为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。在组态过程中，可根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。制作动画显示画面：动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。前一部分类似于“画画”，用户通过MCGS组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。后一部分则设置图形

32、的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。编写控制流程程序：在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。MCGS还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。完善菜单按钮功能：包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。连接设备驱动程序：选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。此项操作在设备窗口

33、内进行。工程完工综合测试：最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作。本章小结在本章中详细的介绍了MCGS的特点，构成，MCGS软件的界面；介绍了MCGS组态软件的工作方式，包括MCGS与设备通讯之间的通讯，MCGS怎样产生动画效果，MCGS如何实施远程多机监控等；同时简单介绍了MCGS组态软件的操作方式；重点介绍了组建工程的一般过程。本章节中应着重掌握MCGS组态软件的五大部分的概念，明确每一部分的功能，同时也要明确工程组态中的各个部分的实现应在软件哪一部分中完成，应该熟练掌握用MCGS建立工程的基本流程。3 液位系统的仿真实验设计原理3.1 A3000现场系统工艺流程图 液位系统

34、：图左部蓝色管路为进；锅炉下部黑色管路经滞后管1、2为出要求：蓝色管路阀门JV201、泵1、阀门JV207依次打开，水进入锅炉，液位逐渐升高，锅炉的上下限水位检测仪LS101、LS102启用相应报警，并启停泵1加水，或打开阀JV501、JV502放水，仪表测量出水位的上下移动值。3.2液位系统的工作原理 A3000液位系统结构图 将上图左蓝红色管路阀门JV201、泵1、阀门JV207依次打开，水进入锅炉，液位逐渐升高，锅炉的上下限水位检测仪LS101、LS102启用相应报警，并启停泵1加水，或打开阀JV501、JV502放水，就这样仪表测量出水位的变化值。 4 过程控制仿真实验平台设计4.1

35、仿真实验平台设计基本流程下面我通过简单的水箱液位调节阀的控制实验，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。在此工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报表曲线显示等多项组态操作。4.1.1 建立一个MCGS新工程先进入MCGS组态环境。在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：MCGSWORK下自动生成新建工程， 图4.1 新建工程示意图 图4.2 新建工程保存示意图在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：MCGSWORK水位控制系统。4.1.2 设计画面流程在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击

36、“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，如图4.3所示：图4.3 新建用户窗口示意图选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：水位控制；将“窗口标题”改为：水位控制；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。选中创建的“水位控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。 工具箱：单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱， 图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27种常用的图符对象。图形对象放置在用户窗口中，是构成用户应用系统图形界面的最小单元，MCGS

37、中的图形对象包括图元对象、图符对象和动画构件三种类型，不同类型的图形对象有不同的属性，所能完成的功能也各不相同。为了快速构图和组态，MCGS系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。如图4.4所示：图4.4 工具箱示意图建立文字框：打开工具箱，选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任何位置拖拽鼠标，拉出一个一定大小的矩形。输入文字并设定文字框颜色：选中文字框，按工具条上的（填充色）按钮，设定文字框的背景颜色（设为无填充色）；按（线色）按钮改变文字框的边线颜色（设为没有边线）。设定的结果是，不显示框图，只显示文字。对象元件库管理：单击“工具”菜单，

38、选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱,工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象；图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。如图4.5所示：图4.5 对象元件列表图从“对象元件库管理”中的“储藏罐”中选取中意的罐，按“确认”，则所选中的罐在桌面的左上角，可以改变其大小及位置。从“对象元件库管理”中的“阀”和“泵”中分别选取2个阀、1个泵）。流动的水是由MCGS动画工具箱中的“流动块”构件制作成的。 选中工具箱内的“流动块”动画构件（ ）。移动鼠标至窗口的预定位置，点击一下鼠标左键，移动鼠标，在鼠标光标后形成一道虚线，拖动一定距离后，点击鼠

39、标左键，生成一段流动块。再拖动鼠标，生成下一段流动块。当用户想结束绘制时，双击鼠标左键即可。当用户想修改流动块时，先选中流动块，鼠标指针指向小方块，按住左键不放，拖动鼠标，就可调整流动块的形状。用工具箱中的图标，分别对阀，罐进行文字注释，方法见上面做“基于MCGS的锅炉系统仿真实验”。最后生成的画面如图4.6所示：图4.6基于MCGS的液位系统仿真实验选择菜单项 “文件” 中的“保存窗口”，则可对所完成的画面进行保存。4.1.3 定义数据变量实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要

40、包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。下面介绍水位控制系统数据变量的定义步骤。分析变量名称：下表列出了样例工程中与动画和设备控制相关的变量名称。表4.1 动态点，交互控制变量表鼠标点击工作台的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮，则增加多个数据变量，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”选中变量，按“对象属性”按钮或双击选中变量，则打开对象属性设置窗口。在基本属性中，对象名称为：液位1；对象类型为：

41、数值；其它不变。液位组变量属性设置，在基本属性中，对象名称为：液位组；对象类型为：组对象；其它不变。在存盘属性中，数据对象值的存盘选中定时存盘，存盘周期设为5秒。在组对象成员中选择“液位1”，“液位2”。具体设置4.7-4.10所示： 图4.7数据对象属性设置图 图4.8数据对象属性设置图 图4.9数据对象属性设置图 图4.10数据对象属性设置图水泵、调节阀、出水阀三个开关型变量，属性设置只要把对象名称改为：水泵、调节阀、出水阀；对象类型选中“开关”，其它属性不变。如图4.11和4.12所示： 图4.11数据对象属性设置图 图 4.12数据对象属性设置图4.1.4 动画连接由图形对象搭制而成的

42、图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中水箱1双击，则弹出单元属性设置窗口。选中折线，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，按下图所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确定，变量连接成功。对于水箱2，只需要把“液位2”改为“液位1”；最大变化百分比100，对应的表

43、达式的值由10改为6即可。如图4.13和4.14所示： 图 4.13单元属性设置图 图 4.14动画组态属性设置图在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中调节阀双击，则弹出单元属性设置窗口。选中组合图符，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，按下图所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确定，变量连接成功。水泵属性设置跟调节阀属性设置一样。如图4.15-4.18所示： 图 4.15单元属性设置图图 4.16动画组态属性设置图 图 4.17动画组态属性设置图 图 4.18单元属性设置图出水阀属性设置，我们可以在“属性设置”中调入其它属性，如图4.19和4.20所示： 图 4.19单元属

44、性设置图 图 4.20动画组态属性设置图在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中水泵右侧的流动块双击，则弹出流动块构件属性设置窗口。按上图所示修改，其它属性不变。水箱1右侧的流动块与水箱2右侧的流动块在流动块构件属性设置窗口中，只需要把表达式相应改为：调节阀=1，出水阀=1即可，如图4.21和4.22所示： 图 4.21流动块构件属性设置图 图 4.22流动块构件属性设置图到此动画连接我们已经做好了，让我们先让工程运行起来，看看我们自己的劳动成果。在运行之前我们需要做一下设置。在“用户窗口”中选中“水位控制”，单击鼠标右键，点击“设置为启动窗口”，这样工程运行后会自动进入“水位控制”窗口。在菜

45、单项“文件”中选“进入运行环境”或直接按“F5”或直接按工具条中图标，都可以进入运行环境。在“工具箱”中选中滑动输入器图标，当鼠标变为“十”后，拖动鼠标到适当大小，然后双击进入属性设置，具体操作如下图所示，以液位1为例：在“滑动输入器构件属性设置”的“操作属性”中，把对应数据对象的名称改为：液位1，可以通过单击图标，到库中选，自己输入也可；“滑块在最右边时对应的值”为：10。在“滑动输入器构件属性设置”的“基本属性”中,在“滑块指向”中选中“指向左（上）”，其它不变。在“滑动输入器构件属性设置”的“刻度与标注属性”中,把“主划线数目”改为：5，即能被10整除，其它不变。属性设置好后，效果如图4

46、.23和4.24所示： 图 4.23滑动输入器构件属性设置图 图 4.24滑动输入器构件属性设置图这时再按“F5”或直接按工具条中图标，进入运行环境后，可以通过拉动滑动输入器而使水箱中的液面动起来。为了能准确了解，水箱1、水箱2的值，我们可以用数字显示其值，具体操作如下：在“工具箱”中单击“标签” 图标，调整大小放在水箱下面，双击进行属性设置如图4.25和4.26所示： 图 4.25动画组态属性设置图 图 4.26动画组态属性设置图现场一般都有仪表显示，如果用户需要在动画界面中模拟现场的仪表运行状态，怎么办呢？其实在MCGS组态软件中实现并不难，请按如下操作：在“工具箱”中单击“旋转仪表” 图标，调整大小放在水箱下面，双击进行属性设置。 这时再按“F5”或直接按工具条中图标，进入运行环境后，可以通过拉动滑动输入器使整个画面动起来。4.1.5 编写控制流程用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言，但在概念和使用上更简单直观。对于大多数简单的应用系统，MCGS的简单组态就可完成。只有比较复杂的系统，才需要使用脚本程序，但正确地编写脚本程序，可简化组态过程，大大提高工作效率，优化控制过程。如何编写脚本程序来实现控制流程？ 假设：