MCGS嵌入版快速入门.docx
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MCGS嵌入版快速入门
MCGS嵌入版快速入门
本书目的
通过一个工程实例使您熟悉MCGS嵌入版工控组态软件的基本用法与功能，并按照完成工程的一般过程讲述工程实例，使您了解如何通过MCGS嵌入版工控组态软件完成工程项目。
工程内容
动画显示，编制控制策略，输出实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据，打印工程报表，操作菜单设计，外部设备连接，工程密码设置，运行测试
参考手册 ：
《MCGS嵌入版用户指南》
《MCGS嵌入版参考手册》
MCGS嵌入版多媒体教程
MCGS嵌入版组态软件联机帮助
了解MCGS嵌入版组态软件
本节重点：
1了解MCGS嵌入版组态软件的功能和特点
1了解MCGS嵌入版组态软件的体系结构
1了解MCGS嵌入版组态软件的系统需求
1了解MCGS嵌入版组态软件的工作方式
MCGS嵌入版组态软件的功能和特点
MCGSE（MonitorandControlGeneratedSystemforEmbeded，嵌入式通用监控系统）是一种用于快速构造和生成监控系统的组态软件。
通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。
MCGS嵌入版组态软件专门适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用电脑系统。
MCGS嵌入版组态软件的主要功能
● 简单灵活的可视化操作界面。
MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。
以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版的组态工作既简单直观，又灵活多变。
用户可以使用系统的缺省构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面。
● 实时性强、有良好的并行处理性能。
MCGS嵌入版是真正的32位系统，充分利用了多任务、按优先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使嵌入式PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。
例如，MCGS嵌入版在处理数据采集、设备驱动和异常处理等关键任务时，可在主机运行周期时间内插空进行像打印数据一类的非关键性工作，实现并行处理。
● 丰富、生动的多媒体画面。
MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等相关信息；用大小变化、颜色改变、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果；对图元、图符对象定义相应的状态属性，实现动画效果。
MCGS嵌入版还为用户提供了丰富的动画构件，每个动画构件都对应一个特定的动画功能。
● 完善的安全机制。
MCGS嵌入版提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。
此外，MCGS嵌入版还提供了工程密码，以保护组态开发者的成果。
● 强大的网络功能。
MCGS嵌入版具有强大的网络通讯功能，支持串口通讯、Modem串口通讯、以太网TCP/IP通讯，不仅可以方便快捷的实现远程数据传输，还可以通过Web浏览功能，在整个企业范围内浏览监测到整个的生产信息，实现设备管理和企业管理的集成；
● 多样化的报警功能。
MCGS嵌入版提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置，并且系统能够实时显示报警信息，对报警数据进行存储与应答，为工业现场安全可靠地生产运行提供有力的保障。
● 实时数据库为用户分步组态提供极大方便。
MCGS嵌入版由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，其中实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区，是整个系统的核心。
各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的过失控制。
在生成用户应用系统时，每一部分均可分别进行组态配置，独立建造，互不相干。
● 支持多种硬件设备，实现“设备无关”。
MCGS嵌入版针对外部设备的特征，设立设备工具箱，定义多种设备构件，建立系统与外部设备的连接关系，赋予相关的属性，实现对外部设备的驱动和控制。
用户在设备工具箱中可方便选择各种设备构件。
不同的设备对应不同的构件，所有的设备构件均通过实时数据库建立联系，而建立时又是相互独立的，即对某一构件的操作或改动，不影响其它构件和整个系统的结构，因此MCGS嵌入版是一个“设备无关”的系统，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。
● 方便控制复杂的运行流程。
MCGS嵌入版开辟了“运行策略”窗口，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的策略构件，用图形化的方法和简单的类Basic语言构造多分支的应用程序，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换，实现自由、精确地控制运行流程，同时也可以由用户创建新的策略构件，扩展系统的功能。
● 良好的可维护性。
MCGS嵌入版系统由五大功能模块组成，主要的功能模块以构件的形式来构造，不同的构件有着不同的功能，且各自独立。
三种基本类型的构件〔设备构件、动画构件、策略构件〕完成了MCGS嵌入版系统的三大部分〔设备驱动、动画显示和流程控制〕的所有工作。
● 用自建文件系统来管理数据存储，系统可靠性更高。
由于MCGS嵌入版不再使用ACCESS数据库来存储数据，而是使用了自建的文件系统来管理数据存储，所以与MCGS通用版相比，MCGS嵌入版的可靠性更高，在异常掉电的情况下也不会丧失数据。
● 设立对象元件库，组态工作简单方便。
对象元件库，实际上是分类存储各种组态对象的图库。
组态时，可把制作完好的对象〔包括图形对象、窗口对象、策略对象以至位图文件等〕以元件的形式存入图库中，也可把元件库中的各种对象取出，直接为当前的工程所用，随着工作的积累，对象元件库将日益扩大和丰富。
这样解决了组态结果的积累和重新利用问题。
组态工作将会变得越来越简单方便。
总之，MCGS嵌入版组态软件具有与MCGS通用版组态软件一样强大的功能，并且操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。
同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版电脑软、硬件问题，而将精力集中于解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。
MCGS嵌入版组态软件的特点
● 容量小：
整个系统最低配置只需要2M的存贮空间，可以方便的使用DOC等存贮设备；
● 速度快：
系统的时间控制精度高，可以方便地完成各种高速采集系统，满足实时控制系统要求；
● 成本低：
系统最低配置只需要主频为24M的386单板电脑、2MDOC，4M内存，大大降低设备成本；
● 稳定性高：
无硬盘，内置看门狗，上电重启时间短，可在各种恶劣环境下稳定长时间运行；
● 功能强大：
提供中断处理，定时扫描精度可到达毫秒级，提供对电脑串口，内存，端口的访问。
并可以根据需要灵活组态；
● 通讯方便：
内置串行通讯功能、以太网通讯功能、Web浏览功能和Modem远程诊断功能，可以方便地实现与各种设备进行数据交换、远程采集和Web浏览；
● 操作简便：
MCGS嵌入版和MCGS通用版、网络版采用的组态环境，它不但继承了MCGS通用版与网络版简单易学的优点，还增加了灵活的模块操作，以流程为单位构造用户控制系统，使得MCGS嵌入版的组态操作既简单直观，又灵活多变；
● 支持多种设备：
提供了所有常用的硬件设备的驱动；
● 有助于建造完整的解决方案：
MCGS嵌入版组态环境具备与北京昆仑通态公司已经推出的通用版本组态软件和网络版组态软件相同的组态环境界面，可有效帮助用户建造从嵌入式设备，现场监控工作站到企业生产监控信息网在内的完整解决方案；并有助于用户开发的项目在这三个层次上的平滑迁移；
MCGS嵌入版组态软件的体系结构
MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。
组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件，可以在PC机上运行。
用户可根据实际需要裁减其中内容。
它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。
运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。
运行环境本身没有任何意义，必须与组态工程一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。
一旦组态工作完成，并且将组态好的工程通过USB通讯或以太网下载到下位机的运行环境中，组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。
从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。
由MCGS嵌入版生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如以下图所示。
窗口是屏幕中的一块空间，是一个“容器”，直接提供应用户使用。
在窗口内，用户可以放置不同的构件，创建图形对象并调整画面的布局，组态配置不同的参数以完成不同的功能。
在MCGS嵌入版中可以有多个用户窗口和多个运行策略，实时数据库中也可以有多个数据对象。
MCGS嵌入版用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面，组态配置出各种不同类型和功能的对象或构件，同时可以对实时数据进行可视化处理。
实时数据库是MCGS嵌入版系统的核心
实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。
MCGS嵌入版使用自建文件系统中的实时数据库来管理所有实时数据。
从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库，系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。
实时数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理，同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分，以便触发相关事件，进行实时处理。
因此，实时数据库所存储的单元，不单单是变量的数值，还包括变量的特征参数〔属性〕及对该变量的操作方法〔报警属性、报警处理和存盘处理等〕。
这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。
实时数据库采用面向对象的技术，为其它部分提供服务，提供了系统各个功能部件的数据共享。
主控窗口构造了应用系统的主框架
主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓，以及运行流程、菜单命令、特性参数和启动特性等项内容，是应用系统的主框架。
设备窗口是MCGS嵌入版系统与外部设备联系的媒介
设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。
设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。
一个应用系统只有一个设备窗口，运行时，系统自动打开设备窗口，管理和调度所有设备构件正常工作，并在后台独立运行。
注意，对用户来说，设备窗口在运行时是不可见的。
用户窗口实现了数据和流程的“可视化”
用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象：
图元、图符和动画构件。
图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。
动画构件对应于不同的动画功能，它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块，用户可以直接使用。
通过在用户窗口内放置不同的图形对象，搭制多个用户窗口，用户可以构造各种复杂的图形界面，用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。
组态工程中的用户窗口，最多可定义512个。
所有的用户窗口均位于主控窗口内，其打开时窗口可见；关闭时窗口不可见。
运行策略是对系统运行流程实现有效控制的手段
运行策略本身是系统提供的一个框架，其里面放置有策略条件构件和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭并确定设备构件的工作状态等，从而实现对外部设备工作过程的精确控制。
一个应用系统有三个固定的运行策略：
启动策略、循环策略和退出策略，同时允许用户创建或定义最多512个用户策略。
启动策略在应用系统开始运行时调用，退出策略在应用系统退出运行时调用，循环策略由系统在运行过程中定时循环调用，用户策略供系统中的其它部件调用。
综上所述，一个应用系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分组成。
组态工作开始时，系统只为用户搭建了一个能够独立运行的空框架，提供了丰富的动画部件与功能部件。
如果要完成一个实际的应用系统，应主要完成以下工作：
首先，要象搭积木一样，在组态环境中用系统提供的或用户扩展的构件构造应用系统，配置各种参数，形成一个有丰富功能可实际应用的工程；
然后，把组态环境中的组态结果下载到运行环境。
运行环境和组态结果一起就构成了用户自己的应用系统。
总结：
用户在本节中应着重掌握MCGS嵌入版组态软件的五大部分的概念，明确每一部分的功能，工程组态中的各个项目的实现应在哪一部分中完成？
而每一部分相互之间如何进行数据交换，我们将在以后的章节中详细介绍。
MCGS嵌入版组态软件的运行机制，用户只需做一般性了解。
MCGS嵌入版组态软件的系统需求
硬件需求
MCGS嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。
组态环境硬件需求
MCGS嵌入版组态环境硬件需求和通用版硬件需求相同。
最低配置：
系统要求在IBMPC486以上的微型机或兼容机上运行，以Microsoft的Windows95、98、Me、NT或Windows2000为操作系统。
电脑的最低配置要求是：
●CPU：
可运行于任何Intel及兼容Intelx86指令系统的CPU；
●内存：
✧当使用Windows9X操作系统时内存应在16MB以上；
✧当选用WindowsNT操作系统时，系统内存应在32MB以上；
✧当选用Windows2000操作系统时，系统内存应在64MB以上；
●显卡：
Windows系统兼容，含有1MB以上的显示内存，可工作于640*480分辨率，256色模式下；
●硬盘：
MCGS嵌入版组态软件占用的硬盘空间最少为40MB；
低于以上配置要求的硬件系统，将会影响系统功能的完全发挥。
目前市面上流行的各种品牌机和兼容机都能满足上述要求。
推荐配置：
MCGS嵌入版组态软件的设计目标是瞄准高档PC机和高档操作系统，充分利用高档PC兼容机的低价格、高性能来为工业应用级的用户提供安全可靠的服务。
●CPU：
使用相当于Intel公司的Pentium233或以上级别的CPU；
●内存：
✧当使用Windows9X操作系统时内存应在32MB以上；
✧当选用WindowsNT操作系统时，系统内存应在64MB以上；
✧当选用Windows2000操作系统时，系统内存应128MB以上；
●显卡：
Windows系统兼容，含有1MB以上的显示内存，可工作于800*600分辨率，65535色模式下；
●硬盘：
MCGS嵌入版组态软件占用的硬盘空间约为80MB；
运行环境硬件需求
目前MCGS嵌入版组态软件运行环境能够运行在X86和ARM两种类型的CPU上。
最低配置：
●RAM：
4M；
●DOC：
2M；
推荐配置：
●RAM：
64M；〔假设需要使用带中文界面的系统，则至少需要32M〕；
●DOC：
32M；〔假设需要使用带中文界面的系统，则至少需要16M〕；
软件需求
MCGS嵌入版组态软件的软件需求也分为组态环境和运行环境两部分介绍。
组态环境软件需求
MCGS嵌入版组态环境软件需求和通用版相同可以在以下操作系统下运行：
●中文〔需要安装SP3〕或更高版本；
●中文〔需要安装SP3〕或更高版本；
●中文MicrosoftWindows95、98、Me、2000〔Windows95推荐安装〕或更高版本。
运行环境软件需求
嵌入版运行环境要求运行在实时多任务操作系统。
MCGS嵌入版组态软件的工作方式
● MCGS嵌入版如何与设备进行通讯：
MCGS嵌入版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嵌入版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，到达互不干扰的目的。
● MCGS嵌入版如何产生动画效果：
MCGS嵌入版为每一种基本图形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。
当工业现场中测控对象的状态〔如：
储油罐的液面高度等〕发生变化时，通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中，该变量是与动画属性相关的变量，数值的变化，使图形的状态产生相应的变化〔如大小变化〕。
现场的数据是连续被采集进来的，这样就会产生逼真的动画效果〔如储油罐的液面的升高和降低〕。
用户也可编写程序来控制动画界面，以到达满意的效果。
● MCGS嵌入版如何实施远程多机监控：
MCGS嵌入版提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台电脑连接在一起，构成分布式网络测控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。
● 如何对工程运行流程实施有效控制：
MCGS嵌入版开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。
MCGS嵌入版提供了丰富的功能构件，供用户选用，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，防止了烦琐的编程工作。
关于多CPU嵌入式组态软件
多CPU版本的主要特点
〔〕的MCGS嵌入式组态软件支持多CPU功能，即支持多种CPU类型的嵌入式硬件环境，它们共用一个组态环境和模拟环境，但支持不同CPU〔〕版本支持X86和ARM两种类型，以后的版本还会支持更多的CPU种类。
对用户而言，不需要关心太多的多CPU版本的细节。
因为组态环境会自动判断下位机CPU的类型，并选择合适的下位机运行程序和驱动程序进行升级或下载工程。
但高级用户需要注意一下不同CPU类型的处理的不同；
X86和ARM两种CPU版本不同之处
ØCPU类型不同，组态环境会在升级或下载时会与下位机通讯，并自动确定下位机CPU的类型。
Ø运行程序不同，在安装盘中根据不同的运行环境程序文件的扩展名来区别不同CPU版本的运行环境，是X86类型CPU环境下的运行程序，是ARM类型CPU环境下的运行程序。
在升级运行环境时,组态环境会自动判断CPU的类型，并选择合适的升级文件。
Ø下位机的升级服务程序〔〕不同，不同的CPU型号使用不同的CESVR程序，昆仑通态为不同类型的CPU提供了不同的升级服务程序〔〕，昆仑通态提供的nTouch硬件已给用户配好了下位机升级服务程序〔〕。
Ø设备驱动程序的名称不同，设备驱动程序是通过名字来区别不同CPU的，X86下的驱动沿用原来的名字，其它类型的CPU在驱动的后面加上CPU类型的后缀：
MONIDEVDRVE_ARMV4.DRV；表示用在ARM类型的CPU上。
在升级或下载的过程中，组态环境会自动判断运行环境和驱动与下位机的CPU类型及操作系统版本是否兼容，不同的CPU类型版本、不同的操作系统版本会给出相应的提示。
学习MCGS嵌入版组态软件
本章重点：
1介绍MCGS嵌入版组态软件为用户组建工程所提供的工作环境，各种资源工具1介绍组建工程的一般过程。
MCGS嵌入版组态软件常用术语
工程：
用户应用系统的简称。
引入工程的概念，是使复杂的电脑专业技术更贴近于普通工程用户。
在MCGS嵌入版组态环境中生成的文件称为工程文件，后缀为.mce，存放于MCGS嵌入版目录的WORK子目录中。
如：
“D:
\MCGS\WORK\MCGS例程”。
对象：
操作目标与操作环境的统称。
如窗口、构件、数据、图形等皆称为对象。
选中对象：
鼠标点击窗口或对象，使其处于可操作状态，称此操作为选中对象，被选中的对象〔包括窗口〕，也叫当前对象。
组态：
在窗口环境内，进行对象的定义、制作和编辑，并设定其状态特征〔属性〕参数，将此项工作称为组态。
属性：
对象的名称、类型、状态、性能及用法等特征的统称。
菜单：
是执行某种功能的命令集合。
如系统菜单中的“文件”菜单命令，是用来处理与工程文件有关的执行命令。
位于窗口顶端菜单条内的菜单命令称为顶层菜单，一般分为独立的菜单项和下拉菜单两种形式，下拉菜单还可分成多级，每一级称为次级子菜单。
策略：
是指对系统运行流程进行有效控制的措施和方法。
启动策略：
在进入运行环境后首先运行的策略，只运行一次，一般完成系统初始化的处理。
该策略由MCGS自动生成，具体处理的内容由用户充填。
循环策略：
按照用户指定的周期时间，循环执行策略块内的内容，通常用来完成流程控制任务。
退出策略：
退出运行环境时执行的策略。
该策略由MCGS自动生成，自动调用，一般由该策略模块完成系统结束运行前的善后处理任务。
用户策略：
由用户定义，用来完成特定的功能。
用户策略一般由按钮、菜单、其他策略来调用执行。
事件策略：
当开关型变量发生跳变时〔1到0，或0到1〕，执行的策略，只运行一次。
热键策略：
当用户按下定义的组合热键〔如：
Ctrl+D〕时执行的策略，只运行一次。
可见度：
指对象在窗口内的显现状态，即可见与不可见。
变量类型：
MCGS定义的变量有五种类型：
数值型、开关型、字符型、事件型和组对象。
事件对象：
用来记录和标识某种事件的产生或状态的改变。
如开关量的状态发生变化。
组对象：
用来存储具有相同存盘属性的多个变量的集合，内部成员可包含多个其他类型的变量。
组对象只是对有关联的某一类数据对象的整体表示方法，而实际的操作则均针对每个成员进行。
动画刷新周期：
动画更新速度，即颜色变换、物体运动、液面升降的快慢等，以毫秒为单位。
父设备：
本身没有特定功能，但可以和其他设备一起与电脑进行数据交换的硬件设备。
如：
串口父设备。
子设备：
必须通过一种父设备与电脑进行通讯的设备。
如：
西门子S7200PPI、研华4013模块等。
模拟设备：
在对工程文件测试时，提供可变化的数据的内部设备，可提供多种变化方式。
MCGS嵌入版组态软件的操作方式
本节重点：
1掌握MCGS嵌入版的组态环境和工具
各种组态工作窗口
系统工作台面：
是MCGS嵌入版组态操作的总工作台面。
鼠标双击Windows95/98/NT工作台面上的“MCGSE组态环境”图标，或执行“开始”菜单中的“MCGSE组态环境”菜单项，弹出的窗口即为MCGS嵌入版的工作台窗口，设有：
标题栏：
显示“MCGS嵌入版组态环境-工作台”标题、工程文件名称和所在目录；
菜单条：
设置MCGS嵌入版的菜单系统。
参见“MCGS嵌入版组态软件用户指南”附录所列MCGS嵌入版菜单及快捷键列表；
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、运行策略和实时数据库五大窗口。
鼠标单击标签按钮，即可将相应
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