mcgs工程组态实训心得

mcgs工程组态实训心得
MCGS实训总结
经过连续两周的训练我对组态（MCGS)软件的运行及使用有了较初步的认识。

近几年，科技迅速发展，自动化产品层出不穷，掌握组态控制技
术是必要的。

现在我就简单先总体介绍一下组态技术。

组态控制技术属于一种计算机控制技术。

它是利用计算机监控某
种设备使其按照控制要求工作。

利用组态控制技术构成的计算机组态监控系统主要由被控对象、传感器、I/O接口、计算机及执行机构等部分组成。

本次实训是借助MCGS组态软件平台来完成组态监控系统人机界
面制作和程序的设计的。

MCGS(Monitor and Control Generated System, 通用监控系统）组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的基于Window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。

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、报表输出等和多种方式向用户提供解决实际工程问题的开发平台。

由于是国人开发的软件，所以它是全中文的，很适合我们使用，还有它可提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，此外还提供上千个精美的图库元件及渐进色等多种动画方式可以快速的构建精美的动画，它还支持温控曲、计划曲线、时实曲线、历史曲线、XY等多种工控曲线。

总之使用MCGS软件可以较快速的完成一个运行稳定、功能成熟、维护量小并且具备专业水准的计算机监控控制系统的开发工作。

下面我来介绍在使用MCGS组态软件来完成任务的详细过程及遇到的问题和解决的办法。

任务一水位控制系统
2.1工程分析
在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。

工程框架：
1． 2个用户窗口：水位控制、数据显示
2． 4个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据 3． 4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码 4． 5个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据数据对象：
水泵、调节阀、出水阀、液位1、液位2、液位1上限、液位1下限、液位2上限、液位2下限、液位组
图形制作：
1．水位控制窗口
[1] 水泵、调节阀、出水阀、水罐、报警指示灯：由对象元件库引入
[2] 管道：通过流动块构件实现
[3] 水罐水量控制：通过滑动输入器实现
[4] 水量的显示：通过旋转仪表、标签构件实现
[5] 报警实时显示：通过报警显示构件实现
[6] 动态修改报警限值：通过输入框构件实现
流程控制：
通过循环策略中的脚本程序策略块实现
安全机制：
通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现
2.2建立工程
可以按如下步骤建立样例工程：
?
鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在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”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。

2.3 制作工程画面
2.3.1 建立画面
[1] 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。

[2] 选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。

[3] 将窗口名称改为：水位控制；窗口标题改为：水位控制；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。

[4] 在“用户窗口”中，选中“水位控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。

2.3.2 画面
选中“水位控制”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始画面。

2.3.3制作文字框图
[1] 单击工具条中的“工具箱”
按钮，打开绘图工具箱。

[2] 选择“工具箱”内的“标签”按钮
，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中
心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。

[3] 在光标闪烁位置输入文字“水位控制系统演示工程”，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。

[4] 选中文字框，作如下设置：
[5] 点击（填充色）按钮，设定文字框的背景颜色为：没有填充；
[6] 点击（线色）按钮，设置文字框的边线颜色为：没有边线。

[7] 点击（字符字体）按钮，设置文字字体为：宋体；字型为：粗体；大小为：26
[8] 点击（字符颜色）按钮，将文字颜色设为：蓝色。

2.3.4制作水箱
[1] 单击绘图工具箱中的（插入元件）图标，弹出对象元件管理对话框。

[2] 从“储藏罐”类中选取罐17、罐53。

[3] 从“阀”和“泵”类中分别选取2个阀（阀58、阀44）、1个泵（泵40）。

[4] 将储藏罐、阀、泵调整为适当大小，放到适当位置，参照效果图。

[5] 选中工具箱内的流动块动画构件图标，鼠标的光标呈“十”字形，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，点击鼠标左键，生成一段流动块。

再拖动鼠标（可沿原来方向，也可垂直原来方向），生成下一段流动块。

[6] 当用户想结束绘制时，双击鼠标左键即可。

[7] 当用户想修改流动块时，选中流动块（流动块周围出现选中标志：白色小方块），鼠标指针指向小方块，按住左键不放，拖动鼠标，即可调整流动块的形状。

[8] 使用工具箱中的
图标，分别对阀，罐进行文字注释。

依次为：水泵、水罐1、
调节阀、水罐2、出水阀。

[9] 选择“文件”菜单中的“保存窗口”选项，保存画面。

2.3.5整体画面
2.4 定义数据对象
前面我们已经讲过，实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。

数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。

定义数据对象的内容主要包括：
1)指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围
2)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。

在开始定义之前，我们先对所有数据对象进行分析。

在本样例工程中需要用到以下数据对象：
对象名称类型注释
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
下面以数据对象“水泵”为例，介绍一下定义数据对象的步骤：
[1] 单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。

[2] 单击“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺
省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次点击该按钮，则可增加多个数据对象）。

[3] 选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。

[4] 将对象名称改为：水泵；对象类型选择：开关型；在对象内容注释输入框内输入：“控制水泵启动、停止的变量”，单击“确认”。

按照此步骤，根据上面列表，设置其他9个数据对象。

定义组对象与定义其他数据对象略有不同，需要对组对象成员进行选择。

具体步骤如下：
[1] 在数据对象列表中，双击“液位组”，打开“数据对象属性设置”窗口。

[2] 选择“组对象成员”标签，在左边数据对象列表中选择“液位1”，点击“增加”
按钮，数据对象“液位1”被添加到右边的“组对象成员列表”中。

按照同样的方法将“液位2”添加到组对象成员中。

[3] 单击“存盘属性”标签，在“数据对象值的存盘”选择框中，选择：定时存盘，并
将存盘周期设为：5秒。

[4] 单击“确认”，组对象设置完毕。

2.5 动画连接
由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的，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。

本样例中需要制作动画效果的部分包括
1．水箱中水位的升降 2．水泵、阀门的启停 3．水流效果
2.5.1水位升降效果
水位升降效果是通过设置数据对象“大小变化”连接类型实现的。

具体设置步骤如下：
[1] 在用户窗口中，双击水罐1，弹出单元属性设置窗口。

[2] 单击“动画连接”标签
2.5 动画连接
由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的，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。

本样例中需要制作动画效果的部分包括：
1．水箱中水位的升降 2．水泵、阀门的启停 3．水流效果
2.5.1水位升降效果
水位升降效果是通过设置数据对象“大小变化”连接类型实现的。

具体设置步骤如下：
[1] 在用户窗口中，双击水罐1，弹出单元属性设置窗口。

[2] 单击“动画连接”标签，显示如图所示窗口：
[3] 选中折线。

[4] 单击表达式进入动画组态属性设置窗口。

按照下面的要求设置各个参数：
[9] 表达式：液位1；
[10] 最大变化百分比对应的表达式的值：10；
[11] 其它参数不变。

[5] 单击“确认”，水罐1水位升降效果制作完毕。

水罐2水位升降效果的制作同理。

单击进入动画组态属性设置窗口后，按照下面的值进
行参数设置：
1.表达式：液位2；
2.最大变化百分比对应的表达式的值：6；
3.其它参数不变。

2.5.2水泵、阀门的启停
水泵、阀门的启停动画效果是通过设置连接类型对应的数据对象实现的。

设置步骤如下：
[1] 双击水泵，弹出单元属性设置窗口。

[2] 选中“数据对象”标签中的“按钮输入”，右端出现浏览按钮。

[3] 单击浏览按钮
，双击数据对象列表中的“水泵”。

[4] 使用同样的方法将“填充颜色”对应的数据对象设置为“水泵”
[5] 单击“确认”，水泵的启停效果设置完毕。

调节阀的启停效果同理。

只需在数据对象标签页中，将“按钮输入”、“填充颜色”的数据对象均设置为：调节阀。

出水阀的启停效果，需在数据对象标签页中，将“按钮输入”、“可见度”的数据对象均设置为：出水阀。

2.5.3水流效果
水流效果是通过设置流动块构件的属性实现的。

实现步骤如下：
[1] 双击水泵右侧的流动块，弹出流动块构件属性设置窗口。

[2] 在流动属性页中，进行如下设置：
[12] 表达式：水泵=1；
[13] 选择当表达式非零时，流块开始流动。

水罐1右侧流动块及水罐2右侧流动块的制作方法与此相同，只需将表达式相应改为：调节阀=1，出水阀=1即可。

至此动画连接已完成，按F5或点击工具条中图标，进入运行环境，看一下组态后的结果。

前面“2.4.1 建立画面”一节中，我们已将“水位控制”窗口设置为启动窗口，所以在
运行时，系统自动运行该窗口。

这时我们看见的画面仍是静止的。

移动鼠标到“水泵”、“调节阀”、“出水阀”上面的红色部分，鼠标指针会呈手形。

单击一下，红色部分变为绿色，同时流动块相应地运动起来，但水罐仍没有变化。

这是由于我们没有信号输入，也没有人为地改变水量。

我们可以用如下方法改变其值，使水罐动起来。

2.5.4利用滑动输入器控制水位
以水罐1的水位控制为例：
[1] 进入“水位控制”窗口。

[2] 选中“工具箱”中的滑动输入器图标，当鼠标呈“十”后，拖动鼠标到适当大小。

[3] 调整滑动块到适当的位置。

[4] 双击滑动输入器构件，进入属性设置窗口。

按照下面的值设置各个参数： [14] “基本属性”页中，滑块指向：指向左（上）；
[15] “刻度与标注属性”页中，“主划线数目”：5，即能被10整除；
[16] “操作属性”页中，对应数据对象名称：液位1；滑块在最右（下）边时对应的值：10；
[17] 其它不变。

[5] 在制作好的滑块下面适当的位置，制作一文字标签（制作方法参见“2.4.2
画面”一节），按下面的要求进行设置：
组态控制技术及应用
班级
学号
姓名
指导老师
学校
二级学院
日期
：：：：：：：
MCGS实训报告
经过两周实训，我们学习了组态控制技术及应用这门课程。

较深的了解了MCGS组态软件系统。

MCGS组态软件系统包括组态环境和运行环境，组态环境用来帮助用户设计和构造自己的应用系统，然后在运行环境中按用户指定的方式运行。

MCGS组态软件生成的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大部分构成。

1主控窗口是工程的主窗口，它确定了工业控制中工程作业的总体轮廓、运行流程、菜单命令、特性参数和启动命令等参数，是工程的主框架。

2设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。

它是MCGS系统与外部设备联系的媒介。

3用户窗口主要用于生成工程中人机交互的图形界面，如生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等，由用户自己定义。

4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，是MCGS系统的核心。

5运行策略是指用户为实现对系统运行流程自由控制所组态而成的一系列功能模块的总称，主要用于完成工程运行流程的控制，包括编写控制流程程序（IF...THEN脚本程序）、选用各种功能构件，如数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。

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。

MCGS组建新工程的步骤：
1.工程系统分析
2.建立新工程
3.设计用户操作菜单基本体系
4.完成动态监控画面的制作
5.编写控制流程程序
6.完成菜单按钮功能
7.编写程序完成工程调试
8.连接设备驱动程序
9.工程的综合测试
任务一水泵运行控制和监测
一用户窗口的建立
1进入MCGS组态工作台后，单击“用户窗口”，打开“用户窗口”，新建一个“窗口0”打开属性，并命名为“水泵运行控制”。

改其背景色和窗口位选择为“窗口最大化”。

二工程画面的制作
1 制作文本标签，在工具箱中选中“标签”按钮，在窗口绘制大小适合文本框输入“水泵运行控制”并改变字的大小、颜色和填充色。

2 绘制水泵，在工具箱中单击“插入原件”按钮，在“对象原件列表”框选择“泵30”的图符，调整其大小和位置。

3 绘制按钮，单击绘图工具箱中的“标准按钮”，绘制2个按钮将其分别命名为“启动”和“停止”，并依据个人喜好对字体和字体颜色进行设置。

4 绘制指示灯，在工具箱中单击“插入原件”按钮，在“对象原件列表”框选择“指示灯”分别为“指示灯3”和“指示灯14”。

三动画连接
1 按钮的动画连接
1）“启动”按钮的动画连接，在水泵控制动画窗口中，双击“启动”按钮图符，弹出“标准按钮构件属性设置”对话框。

打开“操作
属性”选项卡，在选项卡中，选中“数据对象操作”选择“取反”，在实时数据库中选择“启动”变量，完成动画连接。

按“启动”按钮后，“启动”变量值就变为1，再按变0。

2）“停止”按钮的动画连接，与“启动”按钮的动画连接相似，而实时数据库中的“停止”变量值，则通过单击“停止”按钮来改变。

2 指示灯的动画连接
1）启动指示灯的动画连接，打开启动指示灯图符属性，在“动画连接”选项卡中第一个“组合图符”中单击“>”按钮，选择“可见度”标签并打开，选择“启动”变量，并选“对应图符不可见”；在“动画连接”选项卡中第二个“组合图符”中单击“>”按钮，选择“可见度”标签并打开，选择“启动”变量，并选“对应图符可见”，完成启动指示灯的动画连接。

2）停止指示灯的动画连接与启动指示灯的动画连接方法相同。

3 水泵的动画连接
1）在水泵属性中，打开“动画连接”选项卡中“椭圆”选择“水泵”为其表达式。

2）在“填充颜色”改变其“分段点”和“对应颜色”。

设分段点0对应红色，分段点1对应绿色，当“水泵”变量为“1”水泵显示启动，“0”为停止0。

4动画连接效果检查
1）打开MCGS运行环境。

2）观察启动指示灯的颜色，初始状态下为红色。

3）单击启动按钮，启动变量值为1，启动指示灯为绿色；再次按启动按钮，启动按钮变量值为0，启动指示灯变为红色。

4）观察停止指示灯的颜色，初始状态为红色。

5）单击停止按钮，停止变量变为1，停止指示灯显示为绿色，再次按停止按钮变量值为0，停止指示灯显示为红色。

四控制流程程序设计
1 添加定时器如图（一）所示
图（一）
1）在实时数据库中添加与定时器工作相关的数据。

2）在循环策略中添加定时器构件，并将定时循环执行周期时间改为200ms。

3）设置定时器属性。

2 添加文本框与定时器相关按钮
1）定时器启动
2）定时器复位
3）计时时间
4）时间到
3 定时器的运行调试
4添加脚本程序
5利用定时器和脚本程序实现对水泵运行的模拟控制
水泵控制系统演示工程图，如下（二）所示：
图（二）
五软硬件联机调试
西门子S7-200CPU226型的I/O硬件电路连接与相关数据，输入组态工程动画及属性设置改进
1删除定时器策略和脚本程序策略。

2.删除数据库中与定时器相关的数据对象。

3.在数据库中新增4个数据对象。

4.修改水泵的控制动画窗口，删除多余图符，添加所需图符。

调整位置。

如图（二）所示的动画效果。

5.PLC系统联机调试，双击设备窗口，在单击右侧的设备组态，在单击工具箱，弹出“设备工具箱”在可选设备里选择“通用串口父设备”和“西门子-S7200PPI*”修改设备的属性设置。

将调试好的PLC控制程序下载到PLC，并将其设为“RUN”模式，然后关闭软件。

再打开水泵控制组态演示工程，进入运行环境，调试无误则该工程就完成了。

水泵系统监控工程截图，如图（三）所示：
组态控制技术及应用
学校：二级学院：
班级：
姓名：
学号：指导教师：
日期：
MCGS实训总结
经过连续两周的组态实训，不管项目是老师讲解，还是照搬原书
或者与同学们一起讨论解决相关问题。

其任务还是踉踉跄跄的完成了，总的来说，两周的训练我还是对组态（MCGS)软件的运行及使用有了
较初步的认识。

近几年，科技迅速发展，自动化产品层出不穷，作为自动化专业
的一员，掌握组态控制技术是必要的。

现在我就简单先总体介绍一下组态技术。

组态控制技术属于一种计算机控制技术。

它是利用计算机监控某
种设备使其按照控制要求工作。

利用组态控制技术构成的计算机组态监控系统主要由被控对象、传感器、I/O接口、计算机及执行机构等部分组成。

本次实训是借助MCGS组态软件平台来完成组态监控系统人机界
面制作和程序的设计的。

MCGS(Monitor and Control Generated System, 通用监控系统）组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的基于Window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。

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、报表输出等和多种方式向用户提供解决实际工程问题的开发平台。

由于是国人开发的软件，所以它是全中文的，很适合我们使用，还有它可提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，此外还提供上千个精美的图库元件及渐进色等多种
动画方式可以快速的构建精美的动画，它还支持温控曲、计划曲线、时实曲线、历史曲线、XY等多种工控曲线。

总之使用MCGS软件可以较快速的完成一个运行稳定、功能成熟、维护量小并且具备专业水准的计算机监控控制系统的开发工作。

下面我来介绍在使用MCGS 组态软件来完成任务的详细过程及遇到的问题和解决的办法。

任务一水泵运行控制
打开MCGS通用版组态软件，我们会看见5个部分，分别为主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。

首先我们先新建一个工程，将其命名为水泵控制系统并进行保存。

然后打开用户窗口完成相关图符的建立，老师在建工程时先建立了实时数据库，是因为对图符的控制属性有较清楚的认识，所以对于初学者来说，先画图符是最先的选择。

（1）在用户窗口中新建一个窗口0，并将其重命名水泵运行控制，在动画窗口中用标签建立动画的标题“水泵控制”
（2）绘制水泵
在软件中，已经为我们提供了“对象原件库”我们可以在其中选择所要的原件，所以接下来添加一个“泵30”图符再确定，可以调节图符的大小，以至达到美观的效果
（3）在泵下面添加两个“按钮”分别将名称改为“启动”和“停止”也可以双击来改变按钮的背景颜色。

（4）因为要展示停止和启动时的状态所以再添加两个指示灯，为了更为清楚的展现启动和停止的状态，也可以自己改造一个指示灯，其改造方法为先用一个库提供的指示灯作为改造对象先分解单元在
将最前面的图符拖走，将底层的图符分解图符再改变其颜色和添加一个“可见度”属性并在表达式里填入@开关量，然后再对另一只指示灯做相关属性的设置。

（5）为了显示时间我们再添加两个按钮分别为“定时器启动”和“定时器复位”再添加两个标签分别为控制“计时时间”和“时间到”。

（6)添加四个输入框将其属性设置为数值型，
（7）现在我们来进行实时数据库里相关数据的添加，分别为水泵、启动、复位、定时器启动、定时器复位都是开关量，而“计时时间”和“时间到”为数值型。

(8)实时数据建立完成后，再进行用户窗口里图符的相关表达式的关联，由于要有时间控制所以在运行策略里我们要添加一个定时器，和一个脚本程序，在定时器属性里设置时间值为35秒，在脚本程序里用IF-THEN语句来编写控制程序。

记住要用EXIT来划分步骤，在最后要进入运行环境测试前，应调节循环策略的属性，将定时循环时间改为200s。

任务二水泵运行监控
前期仅是利用MCGS系统的“设备无关性”在水泵控制组态工程中借助定时器和脚本策略，初步实现了水泵控制系统的模拟运行，并未达到实时监控的目的，所以接下来要监控设置。

我们知道，水泵运行控制主要是使用PLC来控制的，而MCGS系统，一方面需要从PLC采集相关数据，改变实时数据库中对应变量的值，。