1、過程控制工程課程設計任務書設計名稱：基于MCGS組態的反應爐自動控制設計設計時間： 2015/9/1-2015/9/10 姓 名： 李宜林 班 級： 自1205 學 號： 1501120516 指導教師： 薄翠梅 楊世品 徐啟 李麗娟 南京工業大學電氣工程與控制科學學院摘 要加熱反應爐是許多企業中的重要設備之一，為了避免事故的發生，實現安全生產，有必要對它的狀態進行實時數據監控。通過MCGS組態軟件設計上位機監控畫面，實時監控各參數。本設計利用組態MCGS組態技術，使加熱反應爐進行進料和排料，進氣和排氣，加熱等自動控制，還可以進行數據實時報表輸出，并可以對加熱反應爐內水位變化進行實時曲線顯示輸

2、出和歷史曲線顯示輸出，并顯示出報警信息，這樣能預防和減少生產過程中的安全事故的發生，提高了人身的安全系數。當意外發生或事故發生了以后，可以通過對歷史數據報表和曲線觀察分析，迅速總結經驗，加強管理，從而避免今后再次發生類似的意外情況或事故，達到安全生產的目的。關鍵詞：加熱反應爐，MCGS組態控制，監控畫面33ABSTRACTHeating furnace is one of the most important equipment for many enterprises.In order to avoid accidents and produce safely,it is necessary

3、 to monitor its production state in real time.Through the monitoring screen of MCGS configuration software technology,enterprises can monitor various parameters in real time.This design uses MCGS technology,automating feeding and nesting,intake and exhaust,heating of heating furnace.It can also outp

4、ut the data report in real time and shows alarm information,which can prevent and reduce the likelihood of accidents in the production process;enhance personal safety factor. When accidents happened,experience can be quickly summed up through the existed data report and curve analysis.According to t

5、hem,enterprises strengthen the management,avoiding similar accidents in the future and achieve the purpose of safety production.Keywords: heating reactor, MCGS control, Monitoring menu目 錄第1章 緒 論11.1課題研究的背景11.2 MCGS組態軟件的優點11.3組態軟件的狀況及發展趨勢2第2章 控制系統設備簡介42.1加熱反應爐簡介42.1.1反應爐控制的過程42.1.2加熱反應爐原理圖42.1.3加熱反應爐

6、的I/O分配52.2 MCGS組態軟件的介紹52.2.1組態軟件的功能及特點52.2.2 MCGS組態軟件的系統構成6第3章 控制畫面的創建83.1 工程的建立83.2 變量的定義83.2.1 變量的分配83.2.2 變量的定義步驟93.3控制畫面的設計與制作103.3.1 畫面建立113.3.2 畫面編輯步驟123.4動畫連接123.5控制程序的編寫143.5.1 定時器控制的使用。143.5.2腳本程序153.6報表輸出及曲線顯示163.6.1 組對象的定義173.6.2 報表輸出173.6.3 曲線顯示183.6.4 歷史報警顯示193.6.5 主控窗口的設置19第4章 系統調試204.

7、1系統的各器件的動作調試204.1.1. 指示燈的動畫調試204.1.2. 其他各器件的調試204.2腳本程序的調試204.3 系統模擬調試214.3.1系統運行調試214.3.2 系統報警調試214.4 調試結果分析23結 論24參考文獻25致 謝26附錄128第1章 緒 論1.1課題研究的背景安全生產關系到人民群眾生命財產安全，關系改革發展穩定的大局。高度重視和切實抓好安全生產工作，是貫徹和落實科學發展觀，維護廣大人民群眾的根本利益及構建社會主義和諧社會的必然要求1。所以在企業生產中，需要采用先進生產技術和措施增加工作人員和生產設備的安全。加熱反應爐是冶金，化工工業常用的重要設備，過去僅靠

8、人工經驗進行操作，往往存在送料，溫度，壓力等條件變化時不能實施有效控制的問題，產品質量不穩定甚至出現次品，造成原料浪費，給企業帶來經濟損失。本文采用MCGS軟件實現加熱反應爐的可視化安全生產的監控。組態軟件的應用領域很廣，它可以應用于電力系統、給水系統、石油、化工等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。在電力系統以及電氣化鐵道上又稱運動系統2。組態軟件是指一些數據采集與過程控制和專用軟件，它們是自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建工業自動化控制監控功能的，通用的層次的軟件工具。組態軟件能支持各種工控設備的常見的通信協議，并且通常分布式數據

9、管理和網絡功能。對于原有的HMI的概念，組態軟件用戶能夠快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發環境。在組態軟件出現之前工控領域的用戶通過編寫HMI應用，開發時間長，效率底，可靠性差；或者購買過去的工控系統，通常是封閉的系統，選擇余地小，往往不能滿足需求。很難與外界進行數據交互3。組態軟件出現把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態軟件的功能構建一套適合自己的應用系統。1.2 MCGS組態軟件的優點在使用工控軟件中，我們經常提到組態一詞，組態英文是“Configuration”，其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態就是用應用軟件中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務的過。與硬件生產相對照，組態

10、與組裝類似，當然軟件中的組態要比硬件的組裝有更大的發揮空間，因為它一般要比硬件中的部件更多，而且每個部件都很靈活，因為軟部件都有內部屬性，通過改變屬性可以改變其規格（如大小、性狀、顏色等）。最早開發的組態軟件是DOS環境下的組態軟件，其特點是具有簡單的人機界面（MMI）、圖庫、繪圖工具箱等基本功能。隨著Windows的廣泛應用，Windows環境下的組態軟件成為主流。與DOS環境下的組態軟件相比，其最突出的特點是圖形功能有了很大的增強。國外許多優秀組態軟件是在英文狀態下開發的，它具有應用時間長、用戶界面不理想、不支持或不免費支持國內普遍使用的硬件設備、組態軟件本身的費用和組態軟件培訓的費用高昂

11、等因素，這些也正是國內組態軟件在國內不能廣泛應用的原因4。隨著國內計算機水平和工業自動化程度的不斷提高，組態軟件的市場需求日益增大。近年來，一些技術力量雄厚的高科技公司相繼開發出了適合國內使用的MCGS組態軟件。在軟件設計上由于采用成熟的工控專用組態軟件進行系統設計，軟件開發周期大大縮短了。組態軟件實際上是一個專為工控開發的工具軟件。它有如下優點。1為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好的完成一個復雜工程所要求的所有功能。系統設計人員可以把更多的注意力集中在如何選擇最優的控制方法，設計合理的控制系統結構，選擇合適的控制算法等這些提高控制品

12、質的關鍵問題上。2從管理的角度來看，用組態軟件開發的系統具有與Windows一致的圖形化操作界面，非常便于生產的組織與管理。3利用組態控制技術，可以將加熱反應爐生產過程的數據在控制室的計算機屏幕上直觀地以曲線、圖表、直方圖、虛擬儀表等形式顯示出來，還可以通過計算機鼠標或觸摸屏上的按鈕對現場的設備實施遙控。在控制室里監視和控制生產過程中，能及時發現和干預各種不安全狀況；并且由于操作人員遠離現場，可以極大地提高人員和設備的安全系數；所以，這種基于組態軟件的可視化控制技術是一種很有效的安全生產技術。煤礦、化工過程、鐵路沿線容易塌方的地段等都有這種技術的用武之地。尤其是在目前安全生產形勢比較嚴峻的形勢

13、下，這項技術的采用更有其現實意義。1.3組態軟件的狀況及發展趨勢目前國內市場上的組態軟件產品大致劃分為三類。即國外專業軟件廠商提供的產品，國內外硬件廠商提供的產品，以及國內自行開發的產品。從近幾年的調查結果來看，國內組態軟件市場份額仍被國外幾家組態軟件占據，如FLX、INTOUCH等。而這些軟件除和功能完善、產品包裝、市場推廣等方面具都有一定的優勢5。國產化的組態軟件產品也正在成為市場上的一支主力軍隊，近年來已有一定的影響力的產品有組態王、MCGS組態、力控等。國內有不少單位，如一些高校、研究院、公司，甚至個人正在積極的開發一些組態軟件的產品。國產化的組態軟件具有較強和競爭優勢，但總體來說，由

14、于資金的缺乏，軟件工程的組織薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差，目前國產化組態軟件主要使用于一些小型的非重要的性的項目中應用。總的發展趨勢，MCGS組態軟件是工業應用軟件的一個組成部分，其發展受到很多因素的制約。歸根結底，應用的帶動對其發展起著最為關鍵的推動作用。未來的傳感器、數據采集裝置、控制器的智能化程度越來越高，實時數據瀏覽和管理的需求日益高漲，有的買主甚至要求在自己的辦公室里監督定貨的制造過程。有的裝置直接內嵌“Web Server”，通過以太網就可以直接訪問過程實時數據。即使這樣，也不能認為不再需要組態軟件了。用戶要求的多樣化，決定了不可能有哪一種產品囊括全部用戶的所有要求，直接用戶

15、對監控系統人機界面的需求不可能固定為單一的模式，因此直接用戶的監控系統是始終需要組態來監控的。這就導致組態軟件不可能退出市場，因為是需求存在的6。類似OPC這樣的組織的出現，以及現場總線、尤其是工業以太網的快速發展，大大簡化了異種設備間互連、開發I/O設備驅動軟件的工作量。I/O驅動軟件也逐漸會朝標準化的方向發展。需求是推動其發展的第一動力，市場會逐步擴大。組態軟件市場的崛起一方面為最終用戶節省了系統投資，另外也為用戶解決了實際問題。現在用戶購買組態軟件雖然也需要一定的投資，但是和以前相比，投資額得到了大大降低。使用組態軟件，用戶可以做到花了少量的錢，辦成了大事情。中國的現代化建設正處于上升期

16、，新項目的開發表明經濟發展水平的提升，信息化社會將為組態軟件帶來更多的市場機會。影響組態軟件發展的因素。軟件質量是影響產品發展的主要因素。在競爭不斷加劇的今天，企業規模、科研開發的投入量、質量體系建設情況等對組態軟件的質量影響甚大。第2章 控制系統設備簡介2.1加熱反應爐簡介2.1.1反應爐控制的過程系統進入運行環境后，按啟動按鈕SB1后，進入送料階段。在送料階段中使得排氣閥Y1和進料閥Y2打開系統自動向加熱反應爐中注入反應物，當反應爐內的反應物的液位到達上液位傳感器X3時系統自動關閉排氣閥Y1和進料閥Y2，些時系統停止對反應爐中送料，系統延時10s，使得反應爐內的物料均勻。定時10s后氮氣閥

17、Y3自動打開，爐內壓力升高，當爐內壓力升高到80Pa時壓力變送器X4動作，此時停止氮氣閥Y3對反應爐內注入氮氣，系統進入反應階段。在反應階段中加熱電源Y5接通，系統溫度緩慢升高。當溫度升高到一定值80時溫度變送器X2動作，使得電源Y5斷開，并段延時10S，使得爐內的反應物充分反應完，系統進入泄料階段。在泄料階段中系統自動打開排氣閥Y1和泄料閥Y4，使反應爐內壓力、溫度降低，并收集有用的氣體。同時爐內的反應后的物料通過泄料閥Y4泄出后。系統恢復到原始狀態，準備進入下一反應循環。2.1.2加熱反應爐原理圖加熱反應爐系統原理圖由三個部分組成：動作輸入部分（如按鈕輸入）、動作輸出部分（如閥門）、顯示輸

18、出部分（如指示燈和數據）。原理圖通過按鈕輸入控制閥門和顯示輸出，如圖2.1所示。圖2.1加熱反應爐原理2.1.3加熱反應爐的I/O分配加熱反應爐的I/O分配由輸入輸出設備兩大部分組成。其中輸入包括按鈕和傳感器等設備，輸出包括閥門和指示燈等設備，如表2.1所示。表2.1加熱反應爐的I/O分配輸入設備輸出設備啟動按鈕SB1排氣閥Y1停止按鈕SB2進氣閥Y2 低液位傳感器X1氮氣閥Y3溫度傳感器X2泄料閥Y4 上液位傳感器X3電源Y5壓力傳感器X4報警燈Y62.2 MCGS組態軟件的介紹2.2.1 組態軟件的功能及特點MCGS組態軟件的功能和特點可歸納為：（1）概念簡單，易于理解和使用。（2）功能齊

19、全，便于方案設計。（3）實時性與并行處理。（4）建立實時數據庫，便于用戶分步組態，保證系統安全可靠運行。（5）利用豐富的“動畫組態”功能，快速構造各種復雜生動的動態畫面。以圖像、圖符、數據、曲線等多種形式，為操作員及時提供系統運行中的狀態、品質及異常報警等有關信息。（6）引入“運行策略”的概念。復雜的工程作業，運行流程都是多分支的。用傳統的編程方法實現，既繁瑣又容易出錯。（7）MCGS系統由五大功能部件組成，主要功能部件以構成形式來構造。不同的構造有著不同的功能，且各自獨立。三種基本類型的構件完成MCGS系統的三大部分的所有工作。（8）MCGS中數據的存儲不再使用普通的文件，而是用數據庫來管理

20、一切。組態時，系統生成的組態結果是一個數據庫；運行時，數據對象、報警信息的存儲也是一個數據庫。利用數據庫來保存數據和處理數據，提高了系統的可靠性和運行效率，同時也使其它應用軟件系統能直接處理數據庫中的存盤數據。2.2.2 MCGS組態軟件的系統構成1MCGS組態軟件的整體結構MCGS組態軟件（以下簡稱MCGS）由“MCGS組態環境”和“MCGS運行環境”兩個系統組成。兩部分互相獨立，又緊密相關。MCGS組態環境是生成用戶應用系統的工作環境，由可執行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態環境中完成動畫設計、設備連接、編寫控制流程、編制工程

21、打印報表等全部組態工作后，生成擴展名為7。MCGS的工程文件，又稱為組態結果數據庫，其與MCGS 運行環境一起，構成了用戶應用系統，統稱為“工程” 。MCGS運行環境是用戶應用系統的運行環境，由可執行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運行環境中完成對工程的控制工作。2MCGS組態的工程組成MCGS組態軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五部分構成，每一部分分別進行組態操作，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

22、閉。主要的組態操作包括：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，指定數據庫存盤文件名稱及存盤時間等。設備窗口：是連接和驅動外部設備的工作環境。在本窗口內配置數據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據變量。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、數據與曲線圖表等。實時數據庫：是工程各個部分的數據交換與處理中心，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，作為數據采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的

23、控制。包括編寫控制程序（IFTHEN腳本程序），選用各種功能構件，如：數據提取、歷史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等。3MCGS組態軟件的工作方式MCGS如何與設備進行通訊：MCGS通過設備驅動程序與外部設備進行數據交換。包括數據采集和發送設備指令。設備驅動程序是由VB程序設計語言編寫的DLL（動態連接庫）文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協議的處理程序，將設備運行狀態的特征數據采集進來或發送出去。MCGS負責在運行環境中調用相應的設備驅動程序，將數據傳送到工程中各個部分，完成整個系統的通訊過程。每個驅動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。MCGS如何產生動畫效果：MCGS為每一種

24、基本圖形元素定義了不同的動畫屬性。所謂動畫屬性，實際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態的特征參數。然而，我們在組態環境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運行中產生動畫效果呢？方法是：圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設定欄，在該欄中設定一個與圖形狀態相聯系的數據變量，連接到實時數據庫中，以此建立相應的對應關系，MCGS稱之為動畫連接8。當工業現場中測控對象的狀態（如：反應爐的液面高度等）發生變化時，通過設備驅動程序將變化的數據采集到實時數據庫的變量中，該變量是與動畫屬性相關的變量，數值的變化，使圖形的狀態產生相應的變化（如大小變化）。現場的數據是連續被采集進來的，這樣就會

25、產生逼真的動畫效果（如反應爐中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。（1）MCGS實施遠程多機監控MCGS提供了一套完善的網絡機制，可通過TCP/IP網、Modem網和串口網將多臺計算機連接在一起，構成分布式網絡測控系統，實現網絡間的實時數據同步、歷史數據同步和網絡事件的快速傳遞。同時，可利用MCGS提供的網絡功能，在工作站上直接對服務器中的數據庫進行讀寫操作。分布式網絡測控系統的每一臺計算機都要安裝一套MCGS工控組態軟件。MCGS把各種網絡形式，以父設備構件和子設備構件的形式，供用戶調用，并進行工作狀態、端口號、工作站地址等屬性參數的設置。（2）對工程運行

26、流程實施有效控制MCGS開辟了專用的“運行策略”窗口，建立用戶運行策略。MCGS提供了豐富的功能構件，供用戶選用，通過構件配置和屬性設置兩項組態操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略”），使系統能夠按照設定的順序和條件，操作實時數據庫，實現對動畫窗口的任意切換，控制系統的運行流程和設備的工作狀態。所有的操作均采用面向對象的直觀方式，避免了煩瑣的編程工作。第3章 控制畫面的創建 3.1 工程的建立建立工程步驟：（1）進入MCGS組態環境。（2）單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“新建工程”如圖2.1所示。（3）單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“工程另存為”，彈出文件保存窗口。在文件名一欄輸

27、入工程名“加熱反應爐控制系統”，單擊“保存”按鈕，工程建立完畢。圖3.1文件下拉菜單3.2 變量的定義3.2.1 變量的分配變量定義前需要對系統進行分析，確定需要的變量，本系統至少需要20個變量，見表3.1。表3.1 變量分配表名字類型注釋SB1開關型啟動反應爐SB2開關型停止反應爐X1開關型下液面是否超值X2開關型爐內溫度是否超值X3開關型上液面是否超值X4開關型爐內壓力是否超值Y1開關型排氣閥打開或關閉Y2開關型進料閥打開或關閉Y3開關型氮氣閥打開或關閉Y4開關型泄放閥打開或關閉Y5開關型加熱電源打開或關閉水數值型動畫參數爐內水的高度溫度數值型爐內溫度值壓力數值型爐內壓力值數據組組對象數據

28、對象組ZHV1開關型定時器時間到ZHV2開關型定時器啟動ZHV3數值型定時器當前值報警燈開關型檢查反應爐是否報警3.2.2 變量的定義步驟（1）單擊工作臺中的“實時數據庫”選項卡，進入實時數據庫窗口頁。（2）單擊工作臺右側“新增對象”按鈕，在數據對象列表中立刻出現了一個新數據對象，如圖3.3所示。（3）選中數據對象，單擊右側“對象屬性”按鈕或直接雙擊該數據對象，彈出“數據對象屬性”設置窗口。（4）將“對象名稱”改為X1；“對象初”改為0；對象類型改為開關型；“對象內容注釋”欄填入：下液面是否超過值，如圖3.4所示。（5）單擊“確定”按鈕。（6）重復（2）到（5），定義其他20個變量。（7）單擊

29、“保存”按鈕。圖3.3 實時數據庫圖3.4 數據對像屬性設置3.3控制畫面的設計與制作按照MCGS組態軟件的要求，建立并編輯自動控制畫面如圖1.1示。畫面畫出了加熱反應爐的簡單示意圖，并設計了十三個指示燈，分別代表低液位傳感器、溫度變送器、上液位傳感器、壓力變送器、排氣閥、進料閥、氮氣泄放閥、報警燈、啟動按鈕、停止按鈕、復位按鈕和加熱爐電源的情況，運行時，指示燈隨之做出相應指示。圖中還設計了八個按鈕。分別代表啟動、停止、復位、下一頁、X1、X2、X3、X4。其中X1、X2、X3、X4這幾個按鈕分別代表與之對應的傳感器情況，用來模擬傳感器信號；用鼠標點擊啟動、停止、復位這幾個按鈕可對系統進行控制

30、操作。在軟件中可以利用這些按鈕來進行系統的調試（注：當調試完成后，安裝板卡，接通實際對象，這些按鈕可以去掉）。3.3.1 畫面建立（1）單擊屏幕上角的工作臺圖標，彈出工作臺窗口。（2）單擊“用戶窗口選項卡”，進入“用戶窗口”頁。（3）單擊右側新建窗口按鈕，出現“窗口0”圖標，如圖3.5所示。（4）單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶窗口屬性”設置窗口。在基本屬性頁的窗口名稱欄內填入“加熱反應爐控制系統”，“窗口位置”選最大化顯示，其它不變。如圖3.6所示，單擊確認按鈕。（5）此時“工作臺”的“用戶窗口”中，“窗口0”圖標已變為“加熱反應爐控制系統”。選中“加熱反應爐控制系統”，單擊右鍵彈出下拉菜單

31、，選中“設置為啟動窗口”，則當MCGS運行時，將自動加載該窗口。單擊“保存”按鈕。（7） 重復（2）到（4）過程制作數據顯示窗口和曲線顯示窗口。圖3.5用戶窗口選項卡圖3.6 用戶窗口屬性 3.3.2 畫面編輯步驟1反應爐的繪制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，雙擊窗口左側“對象元件列表”中的“反應器”，展開該列表項，單擊“反應器11”，如圖3.7所示。單擊“確定”按鈕。畫面窗口中出現反應器的圖形。在反應器被選中的情況下，調整位置和大小，單擊“保存”按鈕。圖3.7 元件管理對話框2其他元器件的繪制利用類似于繪制上述反應爐的方法分別畫出四個閥門、四個傳感器、溫度計、壓力

32、計、十三個指示燈、七個按鈕等元器件。并將大小和位置調整好。3.4動畫連接由圖形對象搭制而成的圖形畫面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述外界對象的狀態變化，達到過程實時監控的目的。MCGS實現圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態特征，由數據對象的實時采集值驅動，從而實現了圖形的動畫效果。本設計中需要制作動畫效果的部分包括：爐內液位、溫度、壓力的數值變化、各閥門、各傳感器的警戒變化、加熱指示燈的變化。1反應爐內水位變化的動畫設置雙擊反應爐構件。彈出單元屬性設置頁面。打開

33、動畫連接標簽，選中矩形，再點擊“>”符號，如圖3.8所示。彈出動畫組態屬性設置。點選位置動畫連接項中大小變化，在動畫組態屬性設置頁中生成大小變化標簽，打開大小變化標簽，進行設置，在表達式項里，選擇數據庫中的水參量，在大小變化連接項目里，最小變化百分比為0，表達式值取0，最大變化百分比100，表達式值80。變化方向取向上方向，變化方式取剪切式，如圖3.9所示。2其他元器件的動畫設置利用相類似于上述反應爐內水位有動畫設置的方法分別設置好十三個指示燈、四個閥門、液位實時顯示、按鈕等的動畫連接。圖3.8 水的基本屬性窗口b圖3.9 反應爐動畫屬性3.5控制程序的編寫3.5.1 定時器控制的使用。

34、單擊屏幕左上角的工作臺圖標，彈出“工作臺”窗口。單擊“運行策略”選項卡，進入“運行策略”頁，如圖3.10所示。選中“循環策略”，單擊右側“策略屬性”按鈕，彈出“策略屬性設置”窗口，如圖所示。在“定時循環時間ms”一欄，填入200。單擊“確認”按鈕。選中“循環策略”，單擊右側“策略屬性”按鈕，彈出“策略組態：循環策略”窗口。單擊“工具箱”按鈕，彈出“策略工具箱”。在工具欄找到“新增策略行”按鈕，單擊，在循環策略窗口出現了一個新策略。在“策略工具箱”選中“定時器”，光標變為小手形狀。單擊新增策略行末端的方塊，定時器被加到該策略，如圖3.11所示。定時器的功能分為，啟停功能：在需要的時候被啟動，在不

35、需要的時候被停止。計時功能：啟動后進行計時。計時時間設定功能，即可以根據需要設定時計時。狀態報告功能：即是否到設定時間。復位功能，即在需要的時候重新開始記時。對定時器屬性設置。雙擊新增策略行末端的定時器方塊，出現定時器屬性設置。圖3.10運行策略窗口圖3.11循環策略窗口在“設定值”欄填入：10，代表設定時間為10s。在“當前值”欄，填入：ZHV3。在“計時條件”一欄填入 ZHV2=1。在“復位條件”一欄，填入：ZHV2=0。在“計時狀態”一欄填入ZHV1。在“內容注釋”一欄，填入：定時器。如圖3.12所示。單擊“確認”按鈕，退出定時器屬性設置，保存。圖3.12 定時器屬性窗口3.5.2腳本程

36、序1. 腳本程序的語句形式腳本程序共有四種基本語句：賦值語句、條件語句、IF語句、退出語句。賦值語句的形式為：數據對象=表達式。賦值語句用賦值號（“=”）來表示，它具體的含義是：把“=”右邊表達式的運算值賦給左邊的數據對象。賦值號左邊必須是能夠讀寫的數據對象，如：開關型數據、數值型數據、事件型數據以及能進行寫操作的內部數據對象。而組對象、事件型數據、只讀的內部數據對象、系統內部函數以及常量，均不能出現在賦值號的左邊，因為不能對這些對象進行寫操作。條件語句有如下三種形式：If 表達式 Then 賦值語句或退出語句If 表達式 Then 語句EndifIf 表達式Then 語句Else 語句End

37、if條件語句中的四個關鍵字If、Then、Else、Endif”分大小寫。如拼寫不正確，檢查程序會提示出錯信息。條件語句允許多級嵌套，即條件語句中可以包含新的條件語句，MCGS腳本程序的條件語句最多可以有8級嵌套，為編制多分支流程的控制程序提供了可能。IF語句的表達式一般為邏輯表達式，也可以是值為數值型的表達式，當表達式的值為非0時，條件成立，執行Then后的語句，否則，條件不成立，將不執行該條件塊中包含的語句，開始執行該條件塊后面的語句。退出語句為Exit，用于中斷腳本程序的運行，停止執行其后面的語句，一般在條件語句中使用退出語句，以便在某種條件下，停止并退出腳本程序的執行。2. 腳本程序清

38、單的編寫回到組態環境,進入循環策略組態窗口,如圖3.10所示。單擊工具欄“新增策略行”按鈕，在定時器下增加一行新策略。選中策略工具箱的“腳本程序”，光標變為手形。單擊新增策略行末端的小方塊，腳本程序被加到該策略。雙擊“腳本程序”策略行末端的方塊。出現腳本程序編輯窗口。輸入附錄1中的程序清單。單擊保存按鈕。3.6報表輸出及曲線顯示在系統實際運行的時候，可能會發生一些意外情況，甚至可能會引發事故。為了進行實時的精確監控，需要系統進行實時的數據顯示；當意外情況發生后，需要查找原因，這就需要系統顯示歷史數據，以避免今后再發生類似情況。可以說，系統重要的數據顯示對安全生產非常重要。因此制作了數據顯示和曲

39、線顯示。這里制作的數據顯示包括：實時報表、歷史報表、報警顯示如圖3.13所示，曲線顯示包括實時曲線顯示和歷史曲線顯示如圖3.14所示。圖3.13 數據顯示圖3.14 曲線顯示3.6.1 組對象的定義1進入實時數據庫，單擊“新增對象”按鈕，增加一個組對象。2雙擊該對象，彈出屬性設置窗口。3在“基本屬性”設置頁設置對象名：數據組，類型：組對象。4單擊“組成員對象”選項卡，進入“組對象成員”頁。5在左邊數據對象列表中選擇“水”，單擊“增加”按鈕，數據對象、“水”被添加到右邊的“數據組成員列表”中。按照同樣的方法，將“壓力”、“溫度”添加到組對象成員中，如圖3.15所示。6單擊“確認”按鈕，組對象設置

40、完畢。圖3.15 組對像屬性窗口3.6.2 報表輸出所謂數據報表就是根據實際需要以一定的格式將統計分析后的數據記錄顯示和打印出來，常用的報表有實時數據報表和歷史數據報表。數據報表在工控系統中是必不可少的一部分，是對生產過程中系統監控對象狀態的綜合記錄。實時報表：實時報表用于將當前時間的數據變量按一定報告格式顯示和打印出來。通常實時報表可以通過MCGS系統的自由表格構件來創建。具體操作步驟如下1打開用戶窗口中的數據顯示窗口，單擊工具箱，選擇“自由表格”制作一個15行2列的表格。2雙擊表格進入編輯狀態，在A列1行輸入水等變量，B列都輸入1|0或1|0，如圖3.16所示。圖3.16 實時數據報表歷史

41、報表：歷史報表通常用語從歷史數據庫中提取數據記錄，并以一定的格式顯示歷史數據，利用歷史表格動畫構件實現歷史報表的步驟類似于實時數據顯示。另一種做歷史數據報表的方法為利用MCGS的歷史表格構件。歷史表格構件是基于“Windows下的窗口”和“所見即所得”機制的，用戶可以在窗口上利用歷史表格構件強大的格式編輯功能配合MCGS的畫圖功能作出各種精美的報表。利用MCGS的歷史表格構件做歷史數據報表具體操作如下：在MCGS開發平臺上，單擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”中雙擊“數據顯示”進入，在“工具箱”中單擊“歷史表格” 圖標，拖放到桌面，雙擊表格進入，把鼠標移到在C1與C2之間，當鼠標發生變化時，拖動鼠

42、標改變單元格大小；單擊鼠標右鍵進行編輯。在R1C1輸入“采集時間”，R1C2輸入“液位1”，R1C3輸入“液位2”。拖動鼠標從R2C1到R5C3，表格會反黑。如圖：圖 3.17在表格中單擊鼠標右鍵，單擊“連接”或直接按“F9”，單擊“表格”菜單中“合并表元”選項，或直接單擊工具條中“編輯條” 圖標，從編輯條中單擊“合并單元” 圖標，表格中所選區域會出現反斜杠，如下圖所示：圖 3.18雙擊表格中反斜杠處，彈出“數據庫連接設置”窗口，具體設置如圖，設置完畢后按“確認”退出。 圖 3.19這時進入運行環境，就可以看到自己的勞動成果了。如果只想看到歷史數據后面1位小數，可以這樣操作，如圖：圖 3.20

43、到此，實時報表與歷史報表制作完畢。3.7 系統模擬調試3.7.1系統運行調試加熱反應爐監控系統畫面編緝好，并進行動畫連接后，用鼠標單擊工具條中的“進入運行環境” 按鈕，或操作快捷鍵F5進入MCGS組態運行環境。單擊啟動按鈕SB1，看加熱反應爐監控畫面的排氣閥Y1進料閥Y2是否找開，水位是否上升，數據是否增加等相應的動作，并能夠按要求動作。如圖3.21，所示。并查看數據顯示窗口和曲線顯示窗口是否正常顯示數據和曲線如圖3.22和圖3.23所示。圖 3.21 圖3.22在實際生產過程控制中，對實時數據、歷史數據的查看、分析是不可缺少的工作。但對大量數據僅做定量的分析還遠遠不夠，必須根據大量的數據信息

44、，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發現數據變化規律，曲線處理在工控系統中也是一個非常重要的部分。3.7.2 實時曲線實時曲線構件是用曲線顯示一個或多個數據對象數值的動畫圖形，象筆繪記錄儀一樣實時記錄數據對象值的變化情況。在MCGS組態軟件中如何實現實時曲線呢？具體操作如下：單擊“用戶窗口”標簽，在“用戶窗口”中雙擊“數據顯示”進入，在“工具箱”中單擊“實時曲線” 圖標，拖放到適當位置調整大小。雙擊曲線，彈出“實時曲線構件屬性設置”窗口，按下圖設置： 按“確認”即可，在運行環境中單擊“數據顯示”菜單，就可看到實時曲線。雙擊曲線可以放大曲線。3.7.3 歷史趨勢歷史曲線構件實現了歷史數據的曲線瀏

45、覽功能。運行時，歷史曲線構件能夠根據需要畫出相應歷史數據的趨勢效果圖。歷史曲線主要用于事后查看數據和狀態變化趨勢和總結規律。如何根據需要畫出相應歷史數據的歷史曲線呢？具體操作如下：在“用戶窗口”中雙擊“數據顯示”進入，在“工具箱”中單擊“歷史曲線” 圖標，拖放到適當位置調整大小。雙擊曲線，彈出“歷史曲線構件屬性設置”窗口，按下圖設置，在“歷史曲線構件屬性設置”中，“液位1”曲線顏色為“綠色”；“液位2”曲線顏色為“紅色”。 在運行環境中，單擊“數據顯示”菜單，打開“數據顯示窗口”，就可以看到實時數據，歷史報表，實時曲線，歷史曲線，如圖：結 論本文利用MCGS組態軟件的強大控制功能，對加熱反應爐控制系統進行監控系統設計，使加熱反應爐進行進料和排料，進氣和排氣，加熱等自動控制，還可以進行數據實時報表輸出，并可以對加熱反應爐內水位變化進行實時曲線顯示輸出和歷史曲線顯示輸出，并顯示出報警信息，這樣能預防和減少生產過程中安全事故的發生，增加了生產設備和工作人員的安全性，有利于提高企業的生產效益和經濟效益。論文研究的重點是應用組態軟件，在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境下，采用靈活的組態方式，為用戶提供快速構建自動控制工業系統的監控功能的、通用層次的軟件工具。目前工控領域對軟件的需求量增大，只靠傳統的寫代碼方