MCGS组态软件课件-第4章

系统的扰动形式有两种，一种是设定值扰动，另一种是负荷扰动(出水 阀开度变化产生的扰动)。观察并分析不同扰动下的闭环调节过程。
3-2 对象特性实验
通过改变水箱、水泵、出水阀的特性，并进行设定值和负荷扰动实验， 观察并分析不同对象特性状况下的调节过程变化。 (1) 改变水泵的特性(惯性时间和增益) (2) 改变出水阀特性(截面积) (3) 改变水箱特性(水箱面积)
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脚本程序语言要素
•2 变量、常量及系统函数
–变量：脚本程序中，用户不能定义子程序和子函数，其 中数据对象可以看作是脚本程序中的全局变量，在所有 的程序段共用。可以用数据对象的名称来读写数据对象 的值，也可以对数据对象的属性进行操作。 –常量：
•开关型常量：0或非0的整数，通常0表示关，非0表示开； •数值型常量：带小数点或不带小数点的数值，如：12.45, 100 •字符型常量：双引号内的字符串，如：“OK”,“正常”
注意：建立模型时需要注意量纲的转换，否则可能得不到正 确的仿真结果。
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水箱液位PID控制
2. 控制系统构成方案
水箱液位控制采用单回路PID，被控量为水箱液位，控制量为水泵输入 电压。单回路控制器的输出范围为0到10V(对应于水泵的控制输入电 压)。由一个开关控制输入电压以实现水泵的启停。
3. 调试项目制定 3-1 扰动实验
•5 注释语句
– 以单引号“ ’ ”开头的语句为注释语句，注释 语句在脚本程序中只起到注释说明的作用，实际 运行时，系统不对注释语句作任何处理。
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4.3 脚本程序实例
水箱液位PID控制
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水箱液位PID控制
•单容水箱液位的单回路控制问题
1.分析并建立对象模型 1-1 水箱高度1m，截面积A1 为60cm2，水通过泵进入 水箱，进入水箱的流量由 水泵决定，水泵的控制电 压输入范围为0-10V，水 泵出水量与控制电压之间 的传递函数为：
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运行策略的类型
• 报警策略
– 报警策略由用户在组态时创建，当指定数据对 象的某种报警状态产生时，报警策略被系统自 动调用一次。
• 事件策略
– 事件策略由用户在组态时创建，当对应表达式 的某种事件状态产生时，事件策略被系统自动 调用一次。
• 热键策略
– 热键策略由用户在组态时创建，当用户按下对 应的热键时执行一次。
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运行策略的类型
• 用户策略
– 用户策略是用户自定义的功能模块，根据需要 可以定义多个，分别用来完成各自不同的任务。 – 用户策略系统不能自动调用，需要在组态时指 定调用用户策略的对象，MCGS中可调用用户 策略的地方有：
• 主控窗口的菜单命令可调用指定的用户策略
• 各种对象的动画连接中调用指定的用户策略
•退出策略
– 在MCGS退出运行前,由系统自动调用执行一次.
– 一般在该策略中完成系统善后处理功能,例如,可 在退出时把系统当前的运行状态记录下来,以便 下次启动时恢复本次的工作状态.
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运行策略的类型
• 启动策略 • 退出策略 • 循环策略
– 在运行过程中，循环策略由系统按照设定的循 环周期自动循环调用； – 大多数关于流程控制的任务放在此策略块内处 理，例如控制算法等； – 系统按先后顺序扫描所有的策略行，如策略行 的条件成立，则处理策略行中的功能块； – 应注意合理设置循环策略的循环周期时间。
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脚本语言的语句
•2 条件语句
– 条件语句有三种形式：
⑴If 〖表达式〗 Then 〖赋值语句或退出语句〗 ⑵If 〖表达式〗 Then 〖语句〗 EndIf ⑶If 〖表达式〗Then 〖语句〗 Else 〖语句〗 EndIf
– 关键字“If”、“Then”、“Else”、“Endif”不分大小 写。 – 条件语句允许多级嵌套，即条件语句中可以包含新的条 件语句。 22 – MCGS脚本程序的条件语句最多可以有8级嵌套。
• 在“用户窗口”属性设置中的“启动脚本”、 “循环脚本”、“退出脚本”中使用。
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脚本程序编辑器
MCGS脚本程序采用类BASIC语言。
脚本程序 MCGS操 作对象和 函数列表
脚本语句 和表达式
功能按钮
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脚本程序语言要素
•1 数据类型
MCGS脚本程序语言使用的数据类型只有三种：
–开关型：表示开或关的数据类型，通常0表示关，非 0表示开。也可以作为整数使用。 –数值型：值在3.4E±38范围内。 –字符型：最多512个字符组成的字符串。 在脚本程序中不能对组对象和事件型数据对象进行读写 操作，但可以对组对象进行存盘处理。
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运行策略的类型
运行策略分为7类：
• 启动策略 • 退出策略
• 循环策略 • 报警策略 • 事件策略 • 热键策略
• 用户策略
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•启动策略
运行策略的类型
– 启动策略在MCGS进入运行时,首先由系统自动 调用执行一次. – 一般在该策略中完成系统初始化功能,如:给特定 的数据对象赋不同的初始值,调用硬件设备的初 始化程序等.
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脚本语言的运算符
• 算术运算符
∧ * ／ ＼ ＋ — Mod ＞ ＞＝ ＝ ＜＝ ＜ ＜＞ 乘方 乘法 除法 整除 加法 减法 取模运算 大于 大于等于 等于 小于等于 小于 不等于
• 逻辑运算符
AND NOT OR XOR 逻辑与 逻辑非 逻辑或 逻辑异或
• 运算符的优先级
由高到低 () ∧ *，／ ，＼，Mod ＋ ，— ＜ , ＞ ,＜＝ ,＞＝,＝ ,＜＞ NOT AND，OR，XOR
–系统变量：MCGS系统定义的内部数据对象作为系统内 部变量，在脚本程序中可自由使用，在使用系统变量时， 变量的前面必须加“$”符号，如 $Date。 –系统函数：MCGS系统定义的内部函数，在脚本程序中 可自由使用，在使用系统函数时，函数的前面必须加“!” 符号，如!abs( )。
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脚本程序语言要素
•3 MCGS对象
–MCGS的对象形成一个对象树，树根从“MCGS”开始 • MCGS对象的属性就是系统变量，MCGS对象的方 法就是系统函数。 • MCGS对象下面有“用户窗口”、“设备”、“数 据对象” 等子对象。 • 同一类对象具有相同的属性和方法。各个用户窗口 是“用户窗口”类对象的子对象，一个用户窗口内 的动画构件是这个窗口对象的子对象。 –使用对象的属性和方法，必须要引用对象，然后使用点 操作符来调用这个对象的属性和方法。 • 例如：窗口0.控件0.Left

策略构件
1.“策略工具箱”提供了 MCGS预制的策略构件。
2.一个策略构件就是一个完整的功能实体， 可完成组态中需要的一些复杂功能。
3.在构件属性 对话框内， 正确地设置 各项内容， 就可完成所 需的工作。 4.Excel报表是工程应用中 常见的报表形式，方便后 期数据提取与分析处理。
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都有哪些策略构件呢？
误而导致整个系统的瘫痪。
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脚本程序的应用场合
脚本程序在MCGS组态软件中有五种应用场合， 分别为： • 在“运行策略”中的“脚本程序”构件中使用； • 在用户窗口中“标准按钮”的属性设置中的 “脚本程序”中使用； • 在用户窗口设置事件的脚本函数中使用；
• 在“菜单”属性设置中的“脚本程序”中使用；
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水箱液位PID控制
4. 对象特性、调节器算法和控制策略组态 4-2 控制策略组态 (1) 设计“水箱水位对象”和“PID调节”两个循环策略
脚本语言的语句
•3 循环语句
– 循环语句结构为：
While 〖条件表达式〗 ….
EndWhile
– 当条件表达式成立时(非零)，循环执行While和 EndWhile之间的语句。直到条件表达式不成立
(为零)时退出循环。
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脚本语言的语句
•4 退出语句
– 退出语句为“Exit”，用于中断脚本程序的运行， 停止执行其后面的语句。一般在条件语句中使用 退出语句，以便在某种条件下，停止并退出脚本 程序的执行。
Qin K pump e sTd Tp s 1 U pump
HC
HT
h
负载阀
水泵
Qin是流入水箱的流量，Upump是水泵的控制电压， 水泵的参数可近似为Td=0.65s，Tp=5s，Kpump=0.1升 /伏 · 秒，当输入控制电压为0V时，水泵的出水量为0。
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水箱液位PID控制
•单容水箱液位的单回路控制问题
3-3 PID控制器控制参数对控制系统的影响实验
通过改变PID控制器的控制参数(P,Ti,Td)，观察并分析参数变化对系统 的影响。以及对象特性变化后，最佳控制参数如何调整的问题。
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水箱液位PID控制
4. 对象特性、调节器算法和控制策略组态 4-1 实时数据库组态
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水箱液位PID控制
4. 对象特性、调节器算法和控制策略组态 4-2 控制策略组态 (1) 设计“水箱水位对象”和“PID调节”两个循环策略
4.2 脚本程序
• 脚本程序是组态软件中的一种内置编程语言引
擎。当某些控制和计算任务通过常规组态方法
难以实现时，通过使用脚本语言，能够增强整 个系统的灵活性，解决其常规组态方法难以解 决的问题。 • MCGS脚本程序封装在一个功能构件里（称为
脚本程序功能构件），在后台由独立的线程来
运行和处理，能够避免由于单个脚本程序的错
工控系统监控程序设计
工控组态软件
第 4章
运行策略组态
4.1 运行策略 4.2 脚本程序 4.3 脚本程序实例
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4.1 运行策略
什么是运行策略？
• 所谓“运行策略”，是用户为实现对系统 运行流程自由控制所组态生成的一系列功 能块的总称。
• 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 以及设备构件的工作状态，实现对系统工 作过程精确控制及有序调度管理的目的。