计算机控制DCS课程设计说明书.docx

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计算机控制DCS课程设计说明书

目录

一.任务介绍……………………………………………2

二.课题分析…………………………………………3

三.所用软件介绍……………………………………4

四.设计过……………………………………………5

（一）水位控制工程文件建立………………………5

（二）水位控制画面设……………………………7

（三）模拟设备连接…………………………………9

（四）报警显示与报警数据输出…………………10

（五）报表输出与曲线显示…………………………10

（六）安全机制………………………………………11

五.设计的各个过程结果记录…………………………12

（一）水位控制工程文件建立……………………12

（二）水位控制画面设计…………………………13

（三）模拟设备连接…………………………………13

（四）报警显示与报警数据输出……………………13

（五）报表输出与曲线显示…………………………14

（六）安全机制………………………………………15

六.设计总结……………………………………………16

课程设计项目名称：

水位控制系统

所用软件：

MCGS组态软件

时间：

2012年6月4日至2012年6月8日

一.任务介绍

1.能应用通用版及嵌入版MCGS组态软件基本功能进行简单项目设计、仿真运行。

2.掌握MCGS通用版及嵌入版基本操作，完成工程分析及变量定义；

2.掌握简单界面设计，完成数据对象定义及动画连接；

3.掌握模拟设备连接方法，完成简单脚本程序编写及报警显示；

4.掌握制作工程报表及曲线方法

5.用MCGS完成下图所示水位控制系统设计、仿真运行。

图1-1水位控制系统

二.课题分析：

本课题的任务是：

用MCGS完成水位控制系统设计、仿真运行。

课题分为六个部分：

（一）水位控制工程文件建立.

（二）水位控制画面设计

（三）模拟设备连接

（四）报警显示与报警数据输出

（五）报表输出与曲线显示

（六）安全机制

三.所用软件介绍：

（一）什么是MCGS组态软件

MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）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MicrosoftWindows95/98/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。

（二）系统结构组成

如图：

（三）MCGS组态软件的功能和特点

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。

四.设计过程：

:

（一）水位控制工程文件建立.

1.MCGS的安装

2.MCGS的运行方式

1MCGS系统分为组态环境和运行环境两个部分。

文件McgsSet.exe对应于MCGS系统的组态环境，文件McgsRun.exe对应于MCGS系统的运行环境。

2MCGS系统安装完成后，在用户指定的目录（或系统缺省目录D:

\MCGS）下创建有三个子目录：

Program、Samples和Work。

组态环境和运行环境对应的两个执行文件以及MCGS中用到的设备驱动、动画构件及策略构件存放在子目录Program中，样例工程文件存放在Samples目录下，Work子目录则是用户的缺省工作目录。

3分别运行可执行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能进入MCGS的组态环境和运行环境。

安装完毕后，运行环境能自动加载并运行样例工程。

用户可根据需要创建和运行自己的新工程。

3.工程建立

鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装D盘根目录下，则会在D：

\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为：

“新建工程X.MCG”（X表示新建工程的顺序号，如：

0、1、2等）。

选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。

在文件名一栏内输入“水位控制系统+班级+学号”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。

4.工程分析

二个模拟数据：

液位1（最大值10米）

液位2（最大值6米）

三个数字数据：

水泵、调节阀、出水阀。

工程中与动画和设备控制相关的变量名称：

变量名称

类型

注释

水泵

开关型

控制水泵“启动”、“停止”的变量

调节阀

开关型

控制调节阀“打开”、“关闭”的变量

出水阀

开关型

控制出水阀“打开”、“关闭”的变量

液位1

数值型

水罐1的水位高度，用来控制1#水罐水位的变化

液位2

数值型

水罐2的水位高度，用来控制2#水罐水位的变化

液位1上限

数值型

用来在运行环境下设定水罐1的上限报警值

液位1下限

数值型

用来在运行环境下设定水罐1的下限报警值

液位2上限

数值型

用来在运行环境下设定水罐2的上限报警值

液位2下限

数值型

用来在运行环境下设定水罐2的下限报警值

液位组

组对象

用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件

完成相应的属性设置。

（二）水位控制画面设计

1．建立新画面

a新建窗口

b工具箱使用

c制作文字框图

d设置框图颜色

e对象元件库管理

f流动块构件制作

2.定义数据对象

设定变量鼠标点击MCGS组态平台“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”等。

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。

3.动画连接

由图形对象搭制而成的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。

（三）模拟设备连接

在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，如图1-29，只需要把“循环时间”设为：

200ms，

脚本程序编辑

IF液位1<9THEN

水泵=1

ELSE

水泵=0

ENDIF

IF液位2<1THEN

出水阀=0

ELSE

出水阀=1

ENDIF

IF液位1>1and液位2<9THEN

调节阀=1

ELSE

调节阀=0

ENDIF

脚本程序基本语句

（1）赋值语句

（2）条件语句

（3）退出语句

（4）注释语句

（四）报警显示与报警数据输出

MCGS把报警处理作为数据对象的属性，封装在数据对象内，由实时数据库来自动处理。

当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。

通过设置相应的属性设置得到相应的功能。

（五）报表输出与曲线显示

在工程应用中，大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数据报表，所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：

实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、月报表等）。

数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现，是整个工控系统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。

在实际生产过程控制中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作。

但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化规律，曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分。

（六）安全机制

MCGS组态软件提供了一套完善的安全机制，用户能够自由组态控制菜单、按钮和退

出系统的操作权限，只允许有操作权限的操作员才能对某些功能进行操作。

MCGS还提

供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，来保护用MCGS组态软件进行开发

所得的成果，开发者可利用这些功能保护自己的合法权益。

MCGS系统的操作权限机制和WindowsNT类似，采用用户组和用户的概念来进行

操作权限的控制。

在MCGS中可以定义无限多个用户组，每个用户组中可以包含无限多

个用户，同一个用户可以隶属于多个用户组。

操作权限的分配是以用户组为单位来进行的，

即某种功能的操作哪些用户组有权限，而某个用户能否对这个功能进行操作取决于该用户

所在的用户组是否具备对应的操作权限。

MCGS系统按用户组来分配操作权限的机制，使用户能方便地建立各种多层次的安全

机制。

如：

实际应用中的安全机制一般要划分为操作员组、技术员组、负责人组。

操作员

组的成员一般只能进行简单的日常操作；技术员组负责工艺参数等功能的设置；负责人组

能对重要的数据进行统计分析；各组的权限各自独立，但某用户可能因工作需要，能进行

所有操作，则只需把该用户同时设为隶属于三个用户组即可。

五.设计的各个过程结果记录：

（一）水位控制工程文件建立.

（二）水位控制画面设计

（三）模拟设备连接

（四）报警显示与报警数据输出

（五）报表输出与曲线显示

（六）安全机制

1用户设备管理

2工程加密

六.设计总结

通过一个周的学习基本上了解了MCGS组态软件。

MCGS组态软件，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。

但是由于接触的时间有限仅能用它做一些非常简单的设计。

在课程设计的过程中也遇到了许许多多问题，索幸通过不断地摸索以及老师同学的细心帮助，都的到了解决！

在这次课程设计中时第一次运用国产的组态软件进行设计，相比以往的全英文的软件对于自己来讲有相对容易一点！

因此也加深了对MCGS组态软件的兴趣，提高了自己的动手能力，让我们将理论联系到实际操作中去。

实训很快就结束了，但是通过这几天老师的细心教导，我们也算是圆满完成了设计。

学习咋继续，相信通过本次实训的课程设计我们都有很大的收获，我们将在今后的学习生活中继续深入地学MCGS组态软件，争取可以运用到以后的工作和生活中去。