花样喷泉

基于MCGS组态软件的

“花样喷泉”监控系统

组员：刘小昌 20141497

悦林 20141430

仇娜 20141505

李涛 20141515

郭明锋 20141478

一、设计目的及意义

组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。

通过课程设计，实际动手设计控制系统能够在以前基础上加深学生控制系统的设计方法、步骤及设计原则；巩固书本知识，并将其初步运用到实际中去；初步具有设计控制系统的能力，从而培养和提高学生的独立工作能力；培养学生查阅书籍、参考资料、上网查询信息的能力等，从而让学生在今后解决实际工程技术问题时能够有基础。

二、题目分析

在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点

及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。随着城市化进程的加速，花式喷泉可以在人们周围随处可见。花式喷泉是人造小气候，

在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。

花式喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键，而这与花式喷泉的控制系统息息相关。花式喷泉可以根据自己的设计，设计出各种各样的花样，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。本设计讲述的是如何用组态设计喷泉喷水方式，产生各样的样式，并给出了花式喷泉的喷水花样。

三、任务要求

按要求设计MCGS脚本程序，选定分配变量，选定控制参数，设置动画属性，运行控制程序，调试程序，直到达到本项目具体的控制要求。详细要求如下：

1.认真分析本项目设计任务书，分析本课题的控制要求。

2.确定控制方案，选定动画显示图块并进行属性设置。

3.应用WCGS组态进行脚本程序程序编写及修改。

（1）选择I/O点分配，并进行相应的注释；

（2）变量和参数选定与赋值；

四、总体设计

1、方案设计

（1）水池控制电源开关接通后，按下起动按钮，喷水装置即开始工作；按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单

步/连续”开关来决定。

（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。

（3）选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：

方式1：选择开关在位置“1”——按下起动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，再延时2s，一起喷水，15s为一个循环。

方式2：选择开关在位置“2”——按下起动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，再延时2s，一起喷水，30s为一个循环。

方式3：选择开关在位置“3”——按下起动按钮后，1、3号同时喷水，延时2s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后再1～4号全部喷水，30s为一个循环。

方式4：选择开关在位置“4”——按下起动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水3s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水，30s为一个循环。

2、MCGS中组态动画的设计步骤

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，如图

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：花式喷泉控制系统；将“窗口标题”改为：花式喷泉；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。如图

选中刚创建的“花式喷泉控制系统”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。

在组态软件系统中从“工具箱”中打开图库分别选择图标并自己绘制“水花”，布置画面如图

3、系统变量分配

在该组态工程中要用到的变量如表所示

4、数据对象属性设置

选中数据对象，单机右侧“对象属性”按钮或直接双击该数据对象，弹出“数据对象属性设置”窗口，以对象初值设置为0，以开关型变量单步开关为例，对象初值设置为0，对象类型选择开关型，其他开关型数据对象设置类似，如图

5、变量的定义

利用组态软件的编辑过程中，首先应定义所要用到的变量，包括变量的描述，变量的类型，定义变量地址，选择连接的设备，寄存器。数据变量的内容主要包括：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。也有些是原系统内部已经定义好的变量，如时间和日期等等，可以直接放入界面使用，并且会访问到操作系统的时钟。

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面。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，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。指定名称类型：在窗口的数据变量列表中，用户将系统定义的缺省名称改为用户定义的名称，并指定类型，在注释栏中输入变量注释文字。以对象“花样1”为例，如图所示:

6、变量的连接

（1）动画连接：以花样1为例，其动画连接如图所示

（2）项目工程的脚本程序见附录

（3）实验结果分析：

由运行结果可知4种方式运行策略基本正确，各个喷泉喷头均能按照设计的方案进行喷水组成相应的花样，满足设计要求。