基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)xxxx大學(xué)xxx.xxxxx目錄1選題背景2方案論證3開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程4結(jié)果分析5總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝附錄A:MAIN主程序：附錄B:CPU技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)附錄C:EM235模擬量輸入，輸出和組合模塊的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1選題背景本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。目的是利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。目前，PLC使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。PLC通過(guò)模擬量I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的 A/D、D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量進(jìn)行閉環(huán)PID控制。用MCGS組態(tài)軟件組態(tài)配置工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。2方案論證本畢業(yè)設(shè)計(jì)原理是利用擴(kuò)展模塊EM235〔AI4/AQ1*12位〕進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后把采集到的數(shù)據(jù)利用程序進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換，給定量與輸入量相減得出偏換，送到執(zhí)行器，從而構(gòu)成的是單閉環(huán)控制。采用增量式PID，具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕增量算法控制誤動(dòng)作影響小。〔2〕增量算法控制易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換?！?〕不產(chǎn)生積分失控，易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，那么采用增量式PID算法。MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"，英文全稱為MonitorandControlGeneratedSystem。MCGS是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域效勞的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。MCGS工控組態(tài)軟件是一套32位工控組態(tài)軟件，集流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械等多種工程領(lǐng)域。所以用MCGS作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)軟件是很有必要的。3開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程3.1總體分析學(xué)習(xí)了PLC的硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和編程方法以后，對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)較大的PLC系統(tǒng)時(shí)，要全面考慮許多因素，不管所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的大小，要按照以下設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。如圖1：分析評(píng)估控制任務(wù)分析評(píng)估控制任務(wù)PLC機(jī)型選擇，I/O設(shè)備選擇PLC機(jī)型選擇，I/O設(shè)備選擇I/O地址分配I/O地址分配電氣系統(tǒng)安裝電氣系統(tǒng)安裝程序調(diào)試程序設(shè)計(jì)滿足要求？程序調(diào)試程序設(shè)計(jì)滿足要求？設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)接線圖和控制柜設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)接線圖和控制柜NNYY連機(jī)調(diào)試連機(jī)調(diào)試NN滿足要求？NN滿足要求？使用使用圖1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步圖1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步3.2工藝過(guò)程隨著PLC功能的不斷提高和完善，PLC幾乎可以完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)，但PLC還有它最適合的應(yīng)用場(chǎng)合：工業(yè)環(huán)境較差，而對(duì)平安性、可靠性要求較高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開(kāi)關(guān)量為主的工業(yè)自控系統(tǒng)或裝置，它對(duì)模擬量的處理能力也很強(qiáng)。所以在很多情況下，也可取代工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為主控制器，來(lái)完成復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)。控制對(duì)象及控制裝置選定后，還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍。一般來(lái)說(shuō)，能夠反映生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況，能夠用傳感器進(jìn)行直接測(cè)量的參數(shù)，控制邏輯復(fù)雜的局部都由PLC完成。另外，對(duì)主要控制對(duì)象還要加上手動(dòng)控制功能。針對(duì)此次的控制任務(wù)，是利用PLC對(duì)液體流量〔模擬量〕進(jìn)行控制。要求把管道中水流控制在一定的速度，要求用增量式PID控制算法進(jìn)行控制。如圖2所示：水箱水泵水箱水泵流量計(jì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥出水口出水口圖2過(guò)程流程圖圖2過(guò)程流程圖3.3系統(tǒng)控制要求1、要求用PLC編寫(xiě)程序，采用單閉環(huán)控制，來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，以到達(dá)控制管道內(nèi)液體流量的目的。2、用PLC編寫(xiě)程序，采用單回路控制，以采集的流量為反響信號(hào)，與給定值進(jìn)行比擬，以到達(dá)控制液體流量的目的。3、用MCGS組態(tài)軟件對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。3.4系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根底。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍接線來(lái)說(shuō)，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，分配地址時(shí)，要注意負(fù)載類型?？刂葡到y(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)如下表所示：符號(hào)地址備注KzM0.0控制方式EeVD136偏差e_1VD140偏差前值e_2VD144偏差前前值MnpVD148比例值MniVD152積分值MndVD156微分值dMnVD160PID增量Mn_1VD164輸出前值MnVD168輸出值KcVD172比例系數(shù)TiVD176積分時(shí)間常數(shù)TdVD180微分時(shí)間常數(shù)TsVD184采樣周期PvnVD200測(cè)量值SpnVD208給定值maxVW220測(cè)量值最大值表1地址分配3.5PLC系統(tǒng)的選型選擇PLC一方面要注意容量，另一方面什么公司的。從上面的分析可以知道，系統(tǒng)需要模擬量輸入點(diǎn)一個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)一個(gè)。可以選用西門(mén)子公司S7-200CPU222PLC〔8入/6繼電器輸出〕一臺(tái)，特點(diǎn)：體積小巧，全面功能，最適應(yīng)于中小機(jī)器設(shè)備的控制，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7－200系列具有極高的性能/價(jià)格比，極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊。在加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM235〔4AI/1AO〕。這樣的配置最經(jīng)濟(jì)。3.6需要考慮的其它問(wèn)題1、保護(hù)措施；2、系統(tǒng)保直流電源的容量；3、電源方面的抗干擾措施；4、輸出方面的護(hù)措施。3.7系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)3.7.1數(shù)字PID控制算法在連續(xù)-時(shí)間控制系統(tǒng)中，PID控制器應(yīng)用得非常廣泛。其設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，長(zhǎng)期以來(lái)形成了典型的結(jié)構(gòu)，參數(shù)整定方便，結(jié)構(gòu)更改靈活，能滿足一般的控制要求。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因?yàn)橛?jì)算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問(wèn)題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。連續(xù)一時(shí)間PID控制系統(tǒng)如4所示。圖4中，D〔s〕為控制器。在PID控制系統(tǒng)中，D〔s〕完成PID控制規(guī)律，稱為PID控制器。PID控制器是一種線性控制器，用輸出量y〔t〕和給定量r〔t〕之間的誤差的時(shí)間函數(shù)。e(t)=r(t)-y(t)的比例，積分，微分的線性組合，構(gòu)成控制量u〔t〕，稱為比例〔Proportional〕積分〔Integrating〕微分〔Differentiation〕控制，簡(jiǎn)稱PID控制。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)受控對(duì)象的特性和控制的性能要求，靈活地采用不同的控制組合，構(gòu)成

比例〔P〕控制器比例十積分〔PI〕控制器比例十積分十微分〔PID〕控制器式中

KP——比例放大系數(shù)；TI——積分時(shí)間；TD——微分時(shí)間?？刂谱饔?比例控制能迅速反響誤差，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。但是，比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例放大系數(shù)的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分控制的作用是，只要系統(tǒng)有誤差存在，積分控制器就不斷地積累，輸出控制量，以消除誤差。因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，使系統(tǒng)誤差為零，從而消除穩(wěn)態(tài)誤差。積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。微分控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。應(yīng)用PID控制，必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整比例放大系數(shù)KP，積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD，使整個(gè)控制系統(tǒng)得到良好的性能數(shù)字PID控制算法:在電子數(shù)字計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)中，PID控制器是通過(guò)計(jì)算機(jī)PID控制算法程序?qū)崿F(xiàn)的。計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)大多數(shù)是采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。進(jìn)入計(jì)算機(jī)的連續(xù)-時(shí)間信號(hào),必須經(jīng)過(guò)采樣和整量化后，變成數(shù)字量，方能進(jìn)入計(jì)算機(jī)的存貯器和存放器，而在數(shù)字計(jì)算機(jī)中的計(jì)算和處理，不管是積分還是微分，只能用數(shù)值計(jì)算去逼近。在數(shù)字計(jì)算機(jī)中，PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)，也必須用數(shù)值逼近的方法。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時(shí)，用求和代替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)-時(shí)間PID算法的微分方程，變?yōu)槊枋鲭x散-時(shí)間PID算法的差分方程。增量式PID控制算法:當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是控制量的增量〔例如去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)〕時(shí)，需要用PID的“增量算法〞。由位置算法求出再求出兩式相減，得出控制量的增量算法

上式稱為增量式PID算法。對(duì)增量式PID算法歸并后，得其中上式已看不出是PID的表達(dá)式了，也看不出P、I、D作用的直接關(guān)系，只表示了各次誤差量對(duì)控制作用的影響。從式中看出，數(shù)字增量式PID算法，只要貯存最近的三個(gè)誤差采樣值e〔k〕、e〔k-1〕、e〔k-2〕就足夠了。增量式PID控制的優(yōu)點(diǎn)與缺乏：優(yōu)點(diǎn):1、增量算法控制誤動(dòng)作影響小。2、增量算法控制易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換。3、不產(chǎn)生積分失控，易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。缺點(diǎn)：1、積分截?cái)嘈?yīng)大，有靜態(tài)誤差。2、溢出影響大在實(shí)際應(yīng)用中，在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，那么采用增量式算法。圖6表示了增量式PID控制算法的流程圖。EE〔k-2〕=E(k-1),E(k-1)=E(k)E(k)=SV(k)-PV(k)P(k)=Kp[E(k)-E(k-1)]I(k)=KiE(k)D(k)=Kd[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]detU(k)=P(k)+I(k)+D(k)返回增量式PID控制程序圖6增量式PID控制算法流程圖3.7.2回路輸入/輸出量的工程量轉(zhuǎn)換一個(gè)回路具有兩個(gè)輸入量，即給定值和過(guò)程變量。給定值通常為一固定值。過(guò)程變量受回路輸出的影響并反映了控制的效果。給定值和過(guò)程變量都是實(shí)際的工程量，其幅度、范圍和測(cè)量單位都會(huì)不同。在實(shí)施PID算法之前，必須將這些值轉(zhuǎn)換為歸一化純量、浮點(diǎn)數(shù)的格式，即：將實(shí)數(shù)格式的工程實(shí)際值轉(zhuǎn)換為[0.0，1]間的無(wú)量剛相對(duì)值〔稱為歸一化格式〕。用下式來(lái)將給定值或過(guò)程變量歸一化：Rnorm=〔Rraw/Span+E〕式中：Rnom為工程實(shí)際值的歸一化值；Rraw為工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)形式，未歸一化處理；E對(duì)于單極性值，取0；對(duì)于雙極性值，取0.5；Span為最大允許值減去最小允許值，通常取：32000〔對(duì)于單極性〕，64000〔對(duì)于雙極性〕。將回路控制輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值?；芈房刂频妮敵?，相對(duì)于被控對(duì)象來(lái)說(shuō)，為一個(gè)控制量。注意：回路控制輸出為在[0.0，1.0]范圍內(nèi)的歸一化實(shí)數(shù)格式，它必須先轉(zhuǎn)換為16位按工程量標(biāo)定的值前方可用于驅(qū)動(dòng)實(shí)際裝置。這一轉(zhuǎn)換實(shí)際上為歸一過(guò)程的逆過(guò)程。第一步是用下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的實(shí)數(shù)格式：Rscal=(Mn-E)*Span式中：Rscal為已按工程量標(biāo)定的實(shí)數(shù)格式的回路輸出；Mn為歸一化格式的回路輸出；E對(duì)于單極性模擬量，取為0.0；對(duì)雙極性模擬量，取為0.5；Span為最大允許值減去最小允許值，通常?。?2000〔單極性〕，64000〔雙極性〕3.7.3程序流程圖本程序分為三局部：主程序、子程序、中斷程序。邏輯運(yùn)算放在主程序。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣節(jié)省掃描時(shí)間。利用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出局部。主程序開(kāi)始主程序圖7：主程序開(kāi)始SM0.1調(diào)用子程序initiate檢查擴(kuò)展模塊同時(shí)進(jìn)行初始化SM0.1調(diào)用子程序initiate檢查擴(kuò)展模塊同時(shí)進(jìn)行初始化SM0.0調(diào)用子程序sift對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理SM0.0調(diào)用子程序sift對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理NN擴(kuò)展模塊有錯(cuò)誤？擴(kuò)展模塊有錯(cuò)誤？YNYN自動(dòng)？自動(dòng)？禁止中斷禁止中斷YY允許中斷允許中斷單閉環(huán)手動(dòng)輸出單閉環(huán)手動(dòng)輸出調(diào)用中斷子程序調(diào)用中斷子程序主程序結(jié)束主程序結(jié)束圖7主程序流程圖中斷子程序圖8：中斷子程序開(kāi)始中斷子程序開(kāi)始中斷子程序開(kāi)始中斷子程序開(kāi)始調(diào)單閉環(huán)子程序pid調(diào)單閉環(huán)子程序pid始中斷子程序開(kāi)始中斷子程序結(jié)束中斷子程序結(jié)束始中斷子程序開(kāi)始圖8中斷子程序流程圖單閉環(huán)子程序pid單閉環(huán)子程序pid：?jiǎn)伍]環(huán)子程序pide_2=e_1,e_1=Eee_2=e_1,e_1=EeEe=Spn-PvnEe=Spn-PvnMnp=Kc*(Ee-e_1)Mnp=Kc*(Ee-e_1)Mni=Ee*Ts*Kc/TiMni=Ee*Ts*Kc/TiMnd=(Ee-2e_1+e_2)*Td*Kc/TsMnd=(Ee-2e_1+e_2)*Td*Kc/TsdMn=Mnp+Mni+MnddMn=Mnp+Mni+MndMn=Mn_1+dMnMn=Mn_1+dMnMn_1=MnMn_1=MnYMn=100Mn>100?YMn=100Mn>100?NNYMn=0Mn<0?YMn=0Mn<0?AC0=Mn*25600/100NAC0=Mn*25600/100NAC0由實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)，AQW0=AC0+6400AC0由實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)，AQW0=AC0+6400圖9單閉環(huán)子程序流程圖結(jié)束圖9單閉環(huán)子程序流程圖結(jié)束初始化子程序initiate:程序開(kāi)始程序開(kāi)始計(jì)數(shù)器清零預(yù)置采樣次數(shù)當(dāng)前采樣和清零平均值清零當(dāng)前采樣值清零設(shè)置中斷時(shí)間，中斷連接結(jié)束結(jié)束圖11初始化子程序圖11初始化子程序流程圖濾波子程序sift：本程序描述了模擬量模塊EM235的功能，分別從AIW0、AIW2中取輸入值，為了增加穩(wěn)定性，求屢次采樣值的平均值。開(kāi)始開(kāi)始采樣值相加采樣值相加采樣計(jì)數(shù)器值加1采樣計(jì)數(shù)器值加1NN采樣計(jì)數(shù)器值=采樣次數(shù)？采樣計(jì)數(shù)器值=采樣次數(shù)？YY求采樣平均值求采樣平均值采樣和清零采樣和清零采樣計(jì)數(shù)器清零采樣計(jì)數(shù)器清零采樣平均值轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)采樣平均值轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)Pvn=[〔采樣值-6000〕/26000]*maxPvn=[〔采樣值-6000〕/26000]*max結(jié)束結(jié)束圖12圖12濾波子程序流程圖3.8MCGS組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)過(guò)程計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速開(kāi)展，為工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)辟了廣闊的開(kāi)展空間，用戶可以方便快捷地組建優(yōu)質(zhì)高效的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過(guò)采用遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷、雙機(jī)熱備等先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)更加平安可靠，在這方面，MCGS工控組態(tài)軟件提供強(qiáng)有力的軟件支持。MCGS全中文工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件〔以下簡(jiǎn)稱MCGS工控組態(tài)軟件或MCGS〕為用戶建立全新的過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)提供了一整套解決方案。MCGS工控組態(tài)軟件是一套32位工控組態(tài)軟件，集動(dòng)畫(huà)顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)熱備、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械、紡織、航天、建筑、材料、制冷、交通、通訊、食品、制造與加工業(yè)、水處理、環(huán)保、智能樓宇、實(shí)驗(yàn)室等多種工程領(lǐng)域。MCGSWW效勞器版本，集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的集散控制和各類歷史、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及相關(guān)曲線的WWW發(fā)布于一體，可以解決整個(gè)企業(yè)的Internet/Intranet方案，也可以非常方便的與您已有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)相銜接，讓您從具體的技術(shù)環(huán)節(jié)和繁雜的數(shù)據(jù)堆中脫身，隨時(shí)隨地掌握工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，了解所需的各項(xiàng)信息，大幅度提高工作效率，實(shí)現(xiàn)成功決策。MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"，英文全稱為MonitorandControlGeneratedSystem。MCGS是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域效勞的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。3.8.1MCGS工控組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)1、概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過(guò)短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡(jiǎn)單工程工程的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。用戶可避開(kāi)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟硬件問(wèn)題，集中精力解決工程本身的問(wèn)題，按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。2、功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。MCGS為解決工程監(jiān)控問(wèn)題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)〔數(shù)據(jù)采集〕到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫(kù)可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和組態(tài)配置，即可生成用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)。3、實(shí)時(shí)性與并行處理。MCGS充分利用了Windows操作平臺(tái)的多任務(wù)、按優(yōu)先級(jí)分時(shí)操作的功能，使PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)控領(lǐng)域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要及時(shí)收集，即時(shí)處理，在計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域稱其為實(shí)時(shí)性任務(wù)關(guān)鍵任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和異常處理等。另外許多工作那么是非實(shí)時(shí)性的，或稱為非時(shí)間關(guān)鍵任務(wù)，如畫(huà)面顯示，可在主機(jī)運(yùn)行周期時(shí)間內(nèi)插空進(jìn)行。而像打印數(shù)據(jù)一類的工作，可運(yùn)行于后臺(tái)，稱為脫機(jī)作業(yè)。MCGS是真正的32位系統(tǒng)，可同時(shí)運(yùn)行于MicrosoftWindows95，98和MicrosoftWindowsNT平臺(tái)，以線程為單位進(jìn)行分時(shí)并行處理。4、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)平安可靠運(yùn)行。MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五局部構(gòu)成。其中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)〞是整個(gè)系統(tǒng)的核心。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一局部均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干；而在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)局部都通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個(gè)局部及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的過(guò)失控制。5、設(shè)立“設(shè)備工具箱〞，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶從中選擇某種“構(gòu)件〞，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)于不同的構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的，即對(duì)某一構(gòu)件的操作或改動(dòng)，不影響其它構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從這一意義上講，MCGS是一個(gè)“設(shè)備無(wú)關(guān)〞的系統(tǒng)，用戶不必因外部設(shè)備局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。6、“面向窗口〞的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變。用戶可以使用系統(tǒng)的缺省構(gòu)架，也可以根據(jù)需要自己組態(tài)配置，生成各種類型和風(fēng)格的圖形界面，包括DOS風(fēng)格的圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)Windows風(fēng)格的圖形界面以及帶有動(dòng)畫(huà)效果的工具條和狀態(tài)條。7、利用豐富的“動(dòng)畫(huà)組態(tài)〞功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。以圖象、圖符、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等有關(guān)信息。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動(dòng)翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強(qiáng)畫(huà)面的動(dòng)態(tài)顯示效果。圖元、圖符對(duì)象定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果。同時(shí)，MCGS為用戶提供了豐富的動(dòng)畫(huà)構(gòu)件，模擬工程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)中常用的物理器件的動(dòng)作和功能。每個(gè)動(dòng)畫(huà)構(gòu)件都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)畫(huà)功能。如：實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報(bào)警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。8、引入“運(yùn)行策略〞的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。MCGS開(kāi)辟了“策略窗口〞，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件〞，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的翻開(kāi)或關(guān)閉，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，也可以由用戶創(chuàng)立新的策略構(gòu)件，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。9、MCGS系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構(gòu)件的形式來(lái)構(gòu)造。不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。三種根本類型的構(gòu)件〔設(shè)備構(gòu)件、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件、策略構(gòu)件〕完成了MCGS系統(tǒng)三大局部〔設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫(huà)顯示和流程控制〕的所有工作。用戶也可以根據(jù)需要，定制特定類型構(gòu)件，使MCGS系統(tǒng)的功能得到擴(kuò)充。這種充分利用“面向?qū)ο蟥暤募夹g(shù)，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。10、支持OLEAutomation技術(shù)。MCGS允許用戶在VisualBasic中操作MCGS中的對(duì)象，提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用VB編制特定的功能構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。11、MCGS中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理一切。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象、報(bào)警信息的存儲(chǔ)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，同時(shí)，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的存盤(pán)數(shù)據(jù)。12、設(shè)立“對(duì)象元件庫(kù)〞，解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問(wèn)題。所謂對(duì)象元件庫(kù)，實(shí)際上是分類存儲(chǔ)各種組態(tài)對(duì)象的圖庫(kù)。組態(tài)時(shí)，可把制作完好的對(duì)象〔包括圖形對(duì)象，窗口對(duì)象，策略對(duì)象，以至位圖文件等等〕以元件的形式存入圖庫(kù)中，也可把元件庫(kù)中的各種對(duì)象取出，直接為當(dāng)前的工程所用。隨著工作的積累，對(duì)象元件庫(kù)將日益擴(kuò)大和豐富，組態(tài)工作將會(huì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單方便。13、提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持。考慮到工控系統(tǒng)今后的開(kāi)展趨勢(shì)，MCGS充分運(yùn)用現(xiàn)今開(kāi)展的DCCW(DistributedComputerCooperatorWork)技術(shù)，即分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同工作方式，來(lái)使分散在不同現(xiàn)場(chǎng)之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。通過(guò)MCGS，不同的工作站之間可以實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。MCGS工程的五大局部MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五局部構(gòu)成，每一局部分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。1、主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的翻開(kāi)或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫(huà)刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫(kù)存盤(pán)文件名稱及存盤(pán)時(shí)間等。2、設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。3、用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：是工程各個(gè)局部的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)局部連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫(huà)連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。5、運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫(xiě)控制程序〔if…then腳本程序〕，選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。3.8.3MCGS組態(tài)過(guò)程使用MCGS完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，首先必須在MCGS的組態(tài)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)的組態(tài)生成工作，然后將系統(tǒng)放在MCGS的運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行。本章逐步介紹在MCGS組態(tài)環(huán)境下構(gòu)造一個(gè)用戶應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程，以便對(duì)MCGS系統(tǒng)的組態(tài)過(guò)程有一個(gè)全面的了解和認(rèn)識(shí)。工程整體規(guī)劃在實(shí)際工程工程中，使用MCGS構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)之前，應(yīng)進(jìn)行工程的整體規(guī)劃，保證工程的順利實(shí)施。對(duì)工程設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，首先要了解整個(gè)工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程，弄清測(cè)控對(duì)象的特征，明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求等問(wèn)題。在此根底上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實(shí)現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實(shí)現(xiàn)何種動(dòng)畫(huà)效果以及如何在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時(shí)還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)及用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示的等問(wèn)題。作好工程的整體規(guī)劃，在工程的組態(tài)過(guò)程中能夠盡量防止一些無(wú)謂的勞動(dòng)，快速有效地完成工程工程。工程建立MCGS中用“工程〞來(lái)表示組態(tài)生成的應(yīng)用系統(tǒng)，創(chuàng)立一個(gè)新工程就是創(chuàng)立一個(gè)新的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，翻開(kāi)工程就是翻開(kāi)一個(gè)已經(jīng)存在的應(yīng)用系統(tǒng)。工程文件的命名規(guī)那么和Windows系統(tǒng)相同，MCGS自動(dòng)給工程文件名加上后綴“.mcg〞。保存新工程時(shí)，可以隨意更換工程文件的名稱。缺省情況下，所有的工程文件都存放在MCGS安裝目錄下的Work子目錄里，用戶也可以根據(jù)自身需要指定存放工程文件的目錄。構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS系統(tǒng)的核心，也是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)各局部均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò)程，就是構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。定義數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，在組態(tài)環(huán)境工作臺(tái)窗口中，選擇“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)〞標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)，顯示已定義的數(shù)據(jù)對(duì)象，置增加一個(gè)新的對(duì)象時(shí)，可在該處選定數(shù)據(jù)對(duì)象，鼠標(biāo)單擊“新增對(duì)象〞按鈕，那么在選中的對(duì)象之后增加一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象；如不指定位置，那么在對(duì)象表的最后增加一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象。新增對(duì)象的名稱以選中的對(duì)象名稱為基準(zhǔn)，按字符遞增的順序由系統(tǒng)缺省確定。對(duì)于新建工程，首次定義的數(shù)據(jù)對(duì)象。缺省名稱為Data1。需要注意的是，數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱中不能帶有空格，否那么會(huì)影響對(duì)此數(shù)據(jù)對(duì)象存盤(pán)數(shù)據(jù)的讀取。數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置MCGS把數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性封裝在對(duì)象內(nèi)部，作為一個(gè)整體，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理。對(duì)象的屬性包括根本屬性、存盤(pán)屬性和報(bào)警屬性。根本屬性那么包含對(duì)象的名稱、類型、初值、界限〔最大最小〕值、工程單位和對(duì)象內(nèi)容注釋等項(xiàng)內(nèi)容。表2定義變量符號(hào)地址備注KzM0.0控制方式EeVD136偏差e_1VD140偏差前值e_2VD144偏差前前值MnpVD148比例值MniVD152積分值MndVD156微分值dMnVD160PID增量Mn_1VD164輸出前值MnVD168輸出值KcVD172比例系數(shù)TiVD176積分時(shí)間常數(shù)TdVD180微分時(shí)間常數(shù)TsVD184采樣周期PvnVD200測(cè)量值SpnVD208給定值maxVW220測(cè)量值最大值圖13實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)〞窗口頁(yè)中，可以象在Windows95的文件操作窗口中一樣，能夠以大圖標(biāo)、小圖標(biāo)、列表、詳細(xì)資料四種方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中已定義的數(shù)據(jù)對(duì)象，可以選擇按名稱的順序或按類型順序來(lái)顯示數(shù)據(jù)對(duì)象，也可以剪切、拷貝、粘貼指定的數(shù)據(jù)對(duì)象，還可以直接修改數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱。為了快速生成多個(gè)相同類型的數(shù)據(jù)對(duì)象，可以選擇“成組增加〞按鈕，彈出“成組增加數(shù)據(jù)對(duì)象〞對(duì)話框，一次定義多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，如上圖所示。成組增加的數(shù)據(jù)對(duì)象，名稱由主體名稱和索引代碼兩局部組成。其中，“對(duì)象名稱〞一欄，代表該組對(duì)象名稱的主體局部，而“起始索引值〞那么代表第一個(gè)成員的索引代碼，其它數(shù)據(jù)對(duì)象的主體名稱相同，索引代碼依次遞增。成組增加的數(shù)據(jù)對(duì)象，其他特性如數(shù)據(jù)類型、工程單位、最大最小值等都是一致的。組態(tài)用戶窗口1、創(chuàng)立用戶窗口選擇組態(tài)環(huán)境工作臺(tái)中的用戶窗口頁(yè)，所有的用戶窗口均位于該窗口頁(yè)內(nèi)，如圖14所示：圖14用戶窗口按“新建窗口〞按鈕，或執(zhí)行菜單中的“插入〞→“用戶窗口〞命令，即可創(chuàng)立一個(gè)新的用戶窗口，以圖標(biāo)形式顯示。開(kāi)始時(shí)，新建的用戶窗口只是一個(gè)空窗口，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置窗口的屬性和在窗口內(nèi)放置圖形對(duì)象。2、設(shè)置用戶窗口屬性選擇待定義的用戶窗口圖標(biāo)，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵選擇屬性，也可以單擊工作臺(tái)窗口中的“窗口屬性〞按鈕，或者單擊工具條中的“顯示屬性〞按鈕，或者操作快捷鍵“Alt+Enter〞，彈出“用戶窗口屬性設(shè)置〞對(duì)話框，按所列款項(xiàng)設(shè)置有關(guān)屬性。用戶窗口的屬性包括根本屬性、擴(kuò)充屬性和腳本控制〔啟動(dòng)腳本、循環(huán)腳本、退出腳本〕，由用戶選擇設(shè)置。窗口的根本屬性包括窗口名稱、顯示標(biāo)題、背景顏色、窗口位置、窗口邊界、窗口內(nèi)容注釋等項(xiàng)內(nèi)容。窗口的擴(kuò)充屬性包括窗口的外觀、位置坐標(biāo)和視區(qū)大小等項(xiàng)內(nèi)容。窗口的視區(qū)是指實(shí)際可用的區(qū)域，與屏幕上所見(jiàn)的區(qū)域可以不同，中選擇視區(qū)大于可見(jiàn)區(qū)時(shí)，窗口側(cè)邊附加滾動(dòng)條，操作滾動(dòng)條可以瀏覽窗口內(nèi)所有的圖形對(duì)象。腳本控制包括啟動(dòng)腳本，循環(huán)腳本和退出腳本，啟動(dòng)腳本在用戶窗口翻開(kāi)時(shí)，循環(huán)腳本是在窗口翻開(kāi)期間以指定的間隔循環(huán)執(zhí)行，退出腳本那么是在用戶窗口關(guān)閉時(shí)執(zhí)行。3、創(chuàng)立圖形對(duì)象MCGS提供了三類圖形對(duì)象供用戶選用，即圖元對(duì)象、圖符對(duì)象和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。這些圖形對(duì)象位于常用符號(hào)工具箱和動(dòng)畫(huà)工具箱內(nèi)，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對(duì)象，配置在用戶窗口內(nèi)，可以創(chuàng)立各種復(fù)雜的圖形。4、編輯圖形對(duì)象圖形對(duì)象創(chuàng)立完成后，要對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行各種編輯工作，如：改變圖形的顏色和大小，調(diào)整圖形的位置和排列形式，圖形的旋轉(zhuǎn)及組合分解等項(xiàng)操作，MCGS提供了完善的編輯工具，使用戶能快速制作各種復(fù)雜的圖形界面，以圖形方式精確表示外部物理對(duì)象。5、定義動(dòng)畫(huà)連接定義動(dòng)畫(huà)連接，實(shí)際上是將用戶窗口內(nèi)創(chuàng)立的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象建立對(duì)應(yīng)連接關(guān)系，通過(guò)對(duì)圖形對(duì)象在不同的數(shù)值區(qū)間內(nèi)設(shè)置不同的狀態(tài)屬性〔如顏色、大小、位置移動(dòng)、可見(jiàn)度、閃爍效果等〕，用數(shù)據(jù)對(duì)象的值的變化來(lái)驅(qū)動(dòng)圖形對(duì)象的狀態(tài)改變，使系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生形象逼真的動(dòng)畫(huà)效果。因此，動(dòng)畫(huà)連接過(guò)程就歸結(jié)為對(duì)圖形對(duì)象的狀態(tài)屬性設(shè)置的過(guò)程。6、圖元圖符對(duì)象連接在MCGS中，每個(gè)圖元、圖符對(duì)象都可以實(shí)現(xiàn)11種動(dòng)畫(huà)連接方式。可以利用這些圖元、圖符對(duì)象來(lái)制作實(shí)際工程所需的圖形對(duì)象，然后再建立起與數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定義圖形對(duì)象的一種或多種動(dòng)畫(huà)連接方式，實(shí)現(xiàn)特定的動(dòng)畫(huà)功能。7、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件連接為了簡(jiǎn)化用戶程序設(shè)計(jì)工作量，MCGS將工程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)中常用的物理器件，如按鈕、操作桿、顯示儀表和曲線表盤(pán)等，制成獨(dú)立的圖形存儲(chǔ)于圖庫(kù)中，供用戶調(diào)用，這些能實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)畫(huà)功能的圖形稱為動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。在組態(tài)時(shí)，只需要建立動(dòng)畫(huà)構(gòu)件與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能完成動(dòng)畫(huà)構(gòu)件的連接，如對(duì)實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件，需要指明該構(gòu)件運(yùn)行時(shí)記錄哪個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的變化曲線；對(duì)報(bào)警顯示構(gòu)件，需要指明該構(gòu)件運(yùn)行時(shí)顯示哪個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的報(bào)警信息。電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制窗口如圖15：圖15電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制窗口電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史曲線窗口如圖17：圖17電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史曲線窗口電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史數(shù)據(jù)窗口如圖18：圖18電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史數(shù)據(jù)窗口組態(tài)主控窗口主控窗口是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的主窗口，也是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架，展現(xiàn)工程的總體外觀。主控窗口提供菜單命令，響應(yīng)用戶的操作。主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度設(shè)備窗口的工作、管理用戶窗口的翻開(kāi)和關(guān)閉、驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)圖形和調(diào)度用戶策略的運(yùn)行等工作。主控窗口組態(tài)包括菜單設(shè)計(jì)和主控窗口中系統(tǒng)屬性的設(shè)置。1、系統(tǒng)菜單設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)新建的工程，MCGS提供了一套缺省菜單，用戶也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)自己的菜單。2、主控窗口屬性設(shè)置選中“主控窗口〞圖標(biāo)，鼠標(biāo)單擊“工作臺(tái)〞窗口中的“系統(tǒng)屬性〞按鈕，或者單擊工具條中的“顯示屬性〞按鈕，或者選擇“編輯〞菜單中的“屬性〞菜單項(xiàng)，顯示“主控窗口屬性設(shè)置〞對(duì)話框。分為以下五種屬性，按頁(yè)設(shè)置。組態(tài)設(shè)備窗口設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與作為測(cè)控對(duì)象的外部設(shè)備建立聯(lián)系的后臺(tái)作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的通道，把外部設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，供系統(tǒng)其它局部調(diào)用，并且把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作與控制。MCGS為用戶提供了多種類型的“設(shè)備構(gòu)件〞，作為系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系的媒介。進(jìn)入設(shè)備窗口，從設(shè)備構(gòu)件工具箱里選擇相應(yīng)的構(gòu)件，配置到窗口內(nèi)，建立接口與通道的連接關(guān)系，設(shè)置相關(guān)的屬性，即完成了設(shè)備窗口的組態(tài)工作。運(yùn)行時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)自動(dòng)裝載設(shè)備窗口及其含有的設(shè)備構(gòu)件，并在后臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，設(shè)備窗口是不可見(jiàn)的。1、選擇設(shè)備構(gòu)件在工作臺(tái)的“設(shè)備窗口〞頁(yè)中：鼠標(biāo)雙擊設(shè)備窗口圖標(biāo)〔或選中窗口圖標(biāo)，單擊“設(shè)備組態(tài)〞按鈕〕，彈出設(shè)備組態(tài)窗口；選擇工具條中的“工具箱〞按鈕，彈出設(shè)備工具箱；鼠標(biāo)雙擊設(shè)備工具箱里的設(shè)備構(gòu)件，或選中設(shè)備構(gòu)件，鼠標(biāo)移到設(shè)備窗口內(nèi)，單擊，那么可將其選到窗口內(nèi)。設(shè)備工具箱內(nèi)包含有MCGS目前支持的所有硬件設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)不支持的硬件設(shè)備，需要預(yù)先定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，才能對(duì)其進(jìn)行操作。MCGS將不斷增加新的設(shè)備構(gòu)件，以提供對(duì)更多硬件設(shè)備的支持。我所選的設(shè)備為：設(shè)備0[口通訊父設(shè)備]、設(shè)備1[西門(mén)子S7-200PPI]2、設(shè)置設(shè)備構(gòu)件屬性選中設(shè)備構(gòu)件，單擊工具條中的“屬性〞按鈕或選擇“編輯〞菜單中的“屬性〞命令，或者鼠標(biāo)雙擊設(shè)備構(gòu)件，彈出所選設(shè)備構(gòu)件的“屬性設(shè)置〞對(duì)話框，進(jìn)入“根本屬性〞窗口頁(yè)，按所列工程設(shè)定。不同的設(shè)備構(gòu)件有不同的屬性，一般都包括如下三項(xiàng)：設(shè)備名稱、輸入輸出〔I/O〕端口地址、數(shù)據(jù)采集周期。系統(tǒng)各個(gè)局部對(duì)設(shè)備構(gòu)件的操作是以設(shè)備名為基準(zhǔn)的，因此各個(gè)設(shè)備構(gòu)件不能重名。與硬件相關(guān)的參數(shù)必須正確設(shè)置，否那么系統(tǒng)不能正常工作。圖25設(shè)備0屬性窗口設(shè)備1屬性設(shè)置：圖26設(shè)備1根本屬性窗口3、設(shè)備通道連接把輸入輸出裝置讀取數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的通道稱為設(shè)備通道，建立設(shè)備通道和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程稱為通道連接。建立通道連接的目的是通過(guò)設(shè)備構(gòu)件，確定采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的什么地方，或從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中什么地方取用數(shù)據(jù)。在屬性設(shè)置對(duì)話框內(nèi)，選擇“通道連接和設(shè)置〞窗口頁(yè)，按表中所列款項(xiàng)設(shè)置。圖27設(shè)備1通道連接窗口組態(tài)運(yùn)行策略運(yùn)行策略是指對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行流程進(jìn)行控制的方法和條件，它能夠?qū)ο到y(tǒng)執(zhí)行某項(xiàng)操作和實(shí)現(xiàn)某種功能進(jìn)行有條件的約束。運(yùn)行策略由多個(gè)復(fù)雜的功能模塊組成，稱為“策略塊〞，用來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程的自由控制，使系統(tǒng)能按照設(shè)定的順序和條件，進(jìn)行操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，控制用戶窗口的翻開(kāi)、關(guān)閉以及控制設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等一系列工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程的精確控制及有序的調(diào)度管理。用戶可以根據(jù)需要來(lái)創(chuàng)立和組態(tài)運(yùn)行策略。1、創(chuàng)立運(yùn)行策略每建立一個(gè)新工程，系統(tǒng)都自動(dòng)創(chuàng)立三個(gè)固定的策略塊：?jiǎn)?dòng)策略、循環(huán)策略和退出策略，它們分別在啟動(dòng)時(shí)、運(yùn)行過(guò)程中和退出前由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度運(yùn)行。2、設(shè)置策略屬性進(jìn)入運(yùn)行策略窗口頁(yè)，選擇某一策略塊，單擊“策略屬性〞按鈕，或按工具條中的“顯示屬性〞按鈕，即可彈出“策略塊屬性設(shè)置〞對(duì)話框，設(shè)置的工程主要是策略名稱和策略內(nèi)容注釋。其中的“循環(huán)時(shí)間〞一欄，是專為循環(huán)策略塊設(shè)置循環(huán)時(shí)間用的。3、組態(tài)策略內(nèi)容無(wú)論是用戶創(chuàng)立的策略塊還是系統(tǒng)固有的三個(gè)策略塊，創(chuàng)立時(shí)只是一個(gè)有名無(wú)實(shí)的空架子，要使其成為獨(dú)立的實(shí)體，被系統(tǒng)其他局部調(diào)用，必須對(duì)其進(jìn)行組態(tài)操作，指定策略塊所要完成的功能。每一個(gè)策略塊都具有多項(xiàng)功能，每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，都以特定的條件為前提。MCGS把“條件—功能〞結(jié)合成一體，構(gòu)成策略塊中的一行，稱為策略行，策略塊由多個(gè)策略行構(gòu)成。策略塊的組態(tài)操作包括：創(chuàng)立策略行：組態(tài)操作的第一步是創(chuàng)立策略行，目的是先為策略塊搭建結(jié)構(gòu)框架。用鼠標(biāo)單擊窗口上端工具條中的“新增策略行〞按鈕〔〕，或單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出右鍵菜單中選擇“新增策略行菜單〞，或直接按下快捷鍵“Ctrl+I〞，增加一個(gè)空的策略行。一個(gè)策略塊中最多可創(chuàng)立1000個(gè)策略行。配置策略構(gòu)件：每個(gè)策略行都由兩種類型的構(gòu)件串接而成，前端為條件構(gòu)件，后端為策略構(gòu)件。一個(gè)策略行中只能有一個(gè)策略構(gòu)件，但可以有多個(gè)條件構(gòu)件。在MCGS的“策略工具箱〞中，為用戶提供了多種常用的策略構(gòu)件，用戶從工具箱中選擇所需的條件構(gòu)件和策略構(gòu)件，配置在策略行相應(yīng)的位置上。設(shè)置策略構(gòu)件屬性：鼠標(biāo)雙擊策略構(gòu)件；或者單擊策略構(gòu)件，按工具條中的“屬性按鈕〞，彈出該策略構(gòu)件的屬性設(shè)置對(duì)話框。不同的策略構(gòu)件，屬性設(shè)置的內(nèi)容不同。組態(tài)結(jié)果檢查要保證組態(tài)生成的應(yīng)用系統(tǒng)能夠正確運(yùn)行，必須保證組態(tài)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。MCGS提供了多種措施來(lái)檢查組態(tài)結(jié)果的正確性，希望密切注意系統(tǒng)提示的錯(cuò)誤信息，養(yǎng)成及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的習(xí)慣。1、隨時(shí)檢查各種對(duì)象的屬在組態(tài)過(guò)程中，不可防止地會(huì)產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的組態(tài)會(huì)導(dǎo)致各種無(wú)法預(yù)料的結(jié)果，性設(shè)置，是組態(tài)配置的重要環(huán)節(jié)，其正確與否，直接關(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為此，MCGS大多數(shù)屬性設(shè)置窗口中都設(shè)有“檢查(C)〞按鈕，用于對(duì)組態(tài)結(jié)果的正確性進(jìn)行檢查。每當(dāng)用戶完成一個(gè)對(duì)象的屬性設(shè)置后，可使用該按鈕，及時(shí)進(jìn)行檢查，如有錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示相關(guān)的信息。這種隨時(shí)檢查措施，使用戶能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并且容易查找出錯(cuò)誤的原因，迅速糾正。2、存盤(pán)檢查在完成用戶窗口、設(shè)備窗口、運(yùn)行策略和系統(tǒng)菜單的組態(tài)配置后，一般都要對(duì)組態(tài)結(jié)果進(jìn)行存盤(pán)處理。存盤(pán)時(shí)，MCGS自動(dòng)對(duì)組態(tài)的結(jié)果進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示相關(guān)的信息。3、統(tǒng)一檢查全部組態(tài)工作完成后，應(yīng)對(duì)整個(gè)工程文件進(jìn)行統(tǒng)一檢查。關(guān)閉除工作臺(tái)窗口以外的其它窗口，鼠標(biāo)單擊工具條右側(cè)的“組態(tài)檢查〞按鈕，或執(zhí)行“文件〞菜單中的“組態(tài)結(jié)果檢查〞命令，即開(kāi)始對(duì)整個(gè)工程文件進(jìn)行組態(tài)結(jié)果正確性檢查。4、工程測(cè)試新建工程在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成〔或局部完成〕組態(tài)配置后，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)試運(yùn)行，進(jìn)行綜合性測(cè)試檢查。鼠標(biāo)單擊工具條中的“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境〞按鈕，或操作快捷鍵F5，或執(zhí)行“文件〞菜單中的“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境〞命令，即可進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，啟動(dòng)當(dāng)前正在組態(tài)的工程，對(duì)于要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行測(cè)試。在組態(tài)過(guò)程中，可隨時(shí)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，完成一局部測(cè)試一局部，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改。MCGS平安機(jī)制MCGS系統(tǒng)的操作權(quán)限機(jī)制和WindowsNT類似，采用用戶組和用戶的概念來(lái)進(jìn)行操作權(quán)限的控制。在MCGS中可以定義多個(gè)用戶組，每個(gè)用戶組中可以包含多個(gè)用戶，同一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組。操作權(quán)限的分配是以用戶組為單位來(lái)進(jìn)行的，即某種功能的操作哪些用戶組有權(quán)限，而某個(gè)用戶能否對(duì)這個(gè)功能進(jìn)行操作取決于該用戶所在的用戶組是否具備對(duì)應(yīng)的操作權(quán)限。MCGS系統(tǒng)按用戶組來(lái)分配操作權(quán)限的機(jī)制，使用戶能方便地建立各種多層次的平安機(jī)制。如：實(shí)際應(yīng)用中的平安機(jī)制一般要?jiǎng)澐譃椴僮鲉T組、技術(shù)員組、負(fù)責(zé)人組。操作員組的成員一般只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常操作；技術(shù)員組負(fù)責(zé)工藝參數(shù)等功能的設(shè)置；負(fù)責(zé)人組能對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；各組的權(quán)限各自獨(dú)立，但某用戶可能因工作需要，能進(jìn)行所有操作，那么只需把該用戶同時(shí)設(shè)為隸屬于三個(gè)用戶組即可。1、定義用戶和用戶組在MCGS組態(tài)環(huán)境中，選取“工具〞菜單中的“用戶權(quán)限管理〞菜單項(xiàng)，在MCGS中，固定有一個(gè)名為“管理員組〞的用戶組和一個(gè)名為“負(fù)責(zé)人〞的用戶，它們的名稱不能修改。管理員組中的用戶有權(quán)利在運(yùn)行時(shí)管理所有的權(quán)限分配工作，管理員組的這些特性是由MCGS系統(tǒng)決定的，其它所有用戶組都沒(méi)有這些權(quán)利。在用戶管理器窗口中，上半局部為已建用戶的用戶名列表，下半局部為已建用戶組的列表。當(dāng)用鼠標(biāo)激活用戶名列表時(shí)，在窗口底部顯示的按鈕是“新增用戶〞、“復(fù)制用戶〞、“刪除用戶〞等對(duì)用戶操作的按鈕；當(dāng)用鼠標(biāo)激活用戶組名列表時(shí)，在窗口底部顯示的按鈕是“新增用戶組〞、“刪除用戶組〞等對(duì)用戶組操作的按鈕。按新增用戶按鈕，彈出如下用戶屬性設(shè)置窗口，在該窗口中，用戶對(duì)應(yīng)的密碼要輸入兩遍，用戶所隸屬的用戶組在下面的列表框中選擇〔注意：一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組〕。當(dāng)在用戶管理器窗口中按“屬性〞按鈕時(shí)，彈出同樣的窗口，可以修改用戶密碼和所屬的用戶組，但不能夠修改用戶名。單擊新增用戶按鈕，可以添加新的用戶名，選中一個(gè)用戶時(shí)，點(diǎn)擊屬性或雙擊該用戶，會(huì)出現(xiàn)用戶屬性設(shè)置窗口2、系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置為了更好的保證工程運(yùn)行的平安、穩(wěn)定可靠，防止與工程系統(tǒng)無(wú)關(guān)的人員進(jìn)入或退出工程系統(tǒng)，MCGS系統(tǒng)提供了對(duì)工程運(yùn)行時(shí)進(jìn)入和退出工程的權(quán)限管理。3、操作權(quán)限設(shè)置MCGS操作權(quán)限的組態(tài)非常簡(jiǎn)單，當(dāng)對(duì)應(yīng)的動(dòng)畫(huà)功能可以設(shè)置操作權(quán)限時(shí)，在屬性設(shè)置窗口頁(yè)中都有對(duì)應(yīng)的“權(quán)限〞按鈕，作為缺省設(shè)置，能對(duì)某項(xiàng)功能進(jìn)行操作的為所有用戶，即：如果不進(jìn)行權(quán)限組態(tài)，那么權(quán)限機(jī)制不起作用，所有用戶都能對(duì)其進(jìn)行操作。在用戶權(quán)限設(shè)置窗口中，把對(duì)應(yīng)的用戶組選中〔方框內(nèi)打勾表示選中〕，那么該組內(nèi)的所有用戶都能對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行操作。注意：一個(gè)操作權(quán)限可以配置多個(gè)用戶組。3、工程平安管理使用MCGS工具菜單中工程平安管理菜單項(xiàng)的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程〔組態(tài)所得的結(jié)果〕進(jìn)行各種保護(hù)工作。該菜單項(xiàng)包括：工程密碼設(shè)置；鎖定軟件狗；工程運(yùn)行期限設(shè)置。工程密碼：給正在組態(tài)或已完成的工程設(shè)置密碼，可以保護(hù)該工程不被其它人翻開(kāi)使用或修改。當(dāng)使用MCGS來(lái)翻開(kāi)這些工程時(shí)，首先彈出輸入框要求輸入工程的密碼，如密碼不正確那么不能翻開(kāi)該工程，從而起到保護(hù)勞動(dòng)成果的作用。鎖定軟件狗：鎖定軟件狗可以把組態(tài)好的工程和軟件狗鎖定在一起，運(yùn)行時(shí)，離開(kāi)所鎖定的軟件狗，該工程就不能正常運(yùn)行。隨MCGS一起提供的軟件狗都有一個(gè)唯一的序列號(hào)，鎖定后的工程在其它任何MCGS系統(tǒng)中都無(wú)法正常運(yùn)行，充分保護(hù)開(kāi)發(fā)者的權(quán)利。設(shè)置工程運(yùn)行期限：為了方便開(kāi)發(fā)者的利益得到及時(shí)的回報(bào)，MCGS提供了設(shè)置工程運(yùn)行期限的功能，到一定的時(shí)間后，如得不到應(yīng)得的回報(bào)，那么可通過(guò)多級(jí)密碼控制系統(tǒng)的運(yùn)行或停止。MCGS工程試用期限的限制是和本系統(tǒng)的軟件狗配合使用的，簡(jiǎn)單地改變計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘改變不了本功能的實(shí)現(xiàn)?！霸O(shè)置密碼〞按鈕用來(lái)設(shè)置進(jìn)入本窗口的密碼。有時(shí)候，MCGS組態(tài)環(huán)境和工程必須一起交給最終用戶，該密碼可用來(lái)保護(hù)本窗口中的設(shè)置，卻又不影響最終用戶使用MCGS系統(tǒng)。4結(jié)果分析通過(guò)PLC的編程，對(duì)模擬量〔管道流量〕進(jìn)行控制，運(yùn)用MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和修改，非常直觀的反映數(shù)據(jù)的變化過(guò)程。單閉環(huán)控制能到達(dá)預(yù)期的控制效果，當(dāng)比例系數(shù)設(shè)置加大時(shí)，提高了系統(tǒng)的反響速度，減小穩(wěn)態(tài)誤差，但過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，輸出量的振蕩加劇，積分作用與當(dāng)前誤差的大小和誤差的歷史情況都有關(guān)系，只要誤差不為零，控制器的輸出就會(huì)因積分器的輸出不斷變化一直要到誤差消失，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，積分局部才不再變化，因此積分作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度，但是積分作用的動(dòng)作緩慢，可能給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性帶來(lái)不良影響，因此很少單獨(dú)使用，積分時(shí)間常數(shù)增大，積分作用減弱，系統(tǒng)可能動(dòng)態(tài)性能有所變好，但消除靜態(tài)誤差速度減慢。誤差變化的速度〔即誤差的微分〕反映了被控量變化的趨勢(shì)，微分局部根據(jù)它提前給出較大的調(diào)節(jié)作用，它較比例調(diào)節(jié)更為及時(shí)，所以微分局部具有超前和預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，微分時(shí)間常數(shù)增大時(shí)，可能性會(huì)使超調(diào)量減小動(dòng)態(tài)性能改善，但是抑制高頻干擾的能力下降，如果微分時(shí)間常數(shù)過(guò)大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn)態(tài)值時(shí)可能上升緩慢。在通過(guò)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)后得出合理的P，I，D參數(shù)后系統(tǒng)是可以滿足控制要求的。5總結(jié)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了PLC在過(guò)程控制方面的應(yīng)用，掌握了增量式PID的編程方法,掌握了數(shù)據(jù)輸入輸出的工程量轉(zhuǎn)換方法,以及單閉環(huán)的編程方法，學(xué)會(huì)了MCGS組態(tài)軟件的使用，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。但是，用增量式PID編程也有缺乏之處：積分截?cái)嘈?yīng)大，有靜態(tài)誤差，溢出影響大，同時(shí)參數(shù)的設(shè)置也很重要，直接影響系統(tǒng)的控制效果，還需要進(jìn)一步的改良。參考文獻(xiàn)[1].《MCGS工控組態(tài)軟件》北京昆侖通態(tài)公司[2].《可編程序控制器教程》溫照方主編北京理工大學(xué)出版社[3].《可編程序控制器入門(mén)教程》鐘肇新主編華南理工大學(xué)出版社[4].《過(guò)程控制及儀表》邵裕森主編上海交通大學(xué)出版社[5].《組態(tài)軟件MCGS在鍋爐液位控制中的應(yīng)用》馬兵智、孫志毅、趙志成[6].《MCGS組態(tài)軟件在電廠油區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用》張興政致謝為期四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這四個(gè)月中我學(xué)到了很多平時(shí)沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，也是理論走向?qū)嵺`的第一步，為即將踏上工作崗位奠定了根底。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)所學(xué)PLC方面的知識(shí)有了系統(tǒng)的把握，學(xué)會(huì)了MCGS組態(tài)軟件的使用，對(duì)設(shè)計(jì)的過(guò)程和步驟以及應(yīng)注意的細(xì)節(jié)有了更深刻的理解。在設(shè)計(jì)中，我得到了吳凌云老師的悉心指導(dǎo)。她那淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)以及對(duì)我的嚴(yán)格要求都給我留下了很深的印象，將使我終生受益，在此對(duì)吳老師表示由衷的感謝。鑒于作者水平有限，難免存在一些錯(cuò)誤和漏洞，望各位老師不吝賜教，在此向大家表示衷心的感謝。附錄AMAIN主程序：LDSM0.1CALLinitiateLDSM0.0CALLsiftLDB=SMB8,16#19//檢查EM235擴(kuò)展模塊是否存在RM0.1,1NOTSM0.1,1LDB=SMB9,16#00//檢查EM235擴(kuò)展模塊是否錯(cuò)誤RM0.2,1NOTAB=SMB9,16#04SM0.2,1LDM0.1OM0.2JMP0LDW=sy,+1//單閉環(huán)手動(dòng)輸出ANkzDTCH10MOVRu1,AC0/R100.0,AC0*R25600.0,AC0ROUNDAC0,AC0DTIAC0,AC0+I+6400,AC0MOVWAC0,AQW0LDW=sy,+2//串級(jí)手動(dòng)輸出ANkzDTCH10MOVRu2,AC0/R100.0,AC0*R25600.0,AC0ROUNDAC0,AC0DTIAC0,AC0+I+6400,AC0MOVWAC0,AQW0LDkz//自動(dòng)控制ENILDW=sy,+0Rkz,1LDkzEUATCHINT_0,10LDkzEDDTCH10LBL0Initiate初始化子程序：LDSM0.0//實(shí)驗(yàn)初始化MOVW+0,syLDSM0.0//中斷MOVB100,SMB34ATCHINT_0,10LDSM0.0//pv1濾波初始化MOVW+0,VW0//計(jì)數(shù)器清零MOVW+128,VW2//預(yù)置采樣次數(shù)MOVD+0,VD10//當(dāng)前采樣值清零MOVD+0,VD14//當(dāng)前采樣和清零MOVD+0,VD18//平均值清零LDSM0.0////pv2濾波初始化MOVW+0,VW30//計(jì)數(shù)器清零MOVW+128,VW32//預(yù)置采樣次數(shù)MOVD+0,VD40//當(dāng)前采樣值清零MOVD+0,VD44//當(dāng)前采樣和清零MOVD+0,VD48//平均值清零Sift濾波子程序：LDSM0.0MOVWAIW0,VW12//放置模擬量輸入值LDW>=VW12,+0//檢查輸入信號(hào)MOVW+0,VW10//把輸入值轉(zhuǎn)換為雙字NOT//VD10=模擬量輸入值〔當(dāng)前采樣值〕MOVW16#FFFF,VW10LDSM0.0+DVD10,VD14//把當(dāng)前采樣值加到采樣和中INCWVW0//采樣計(jì)數(shù)器值加一LDW>=VW0,VW2//假設(shè)到達(dá)采樣次數(shù)把采樣和VD1VD18中MOVDVD14,VD18ENCOVW2,AC1//計(jì)算移位數(shù)SRDVD18,AC1//用移位數(shù)實(shí)現(xiàn)除法，求采樣平均值MOVD+0,VD14//重新初始化，即采樣和清零MOVW+0,VW0//采樣計(jì)數(shù)器清零DTRVD18,VD18//模擬量輸入平均值=VW20-R6000.0,VD18/R26000.0,VD18MOVRdih1,pv1*RVD18,pv1LDSM0.0MOVWAIW2,VW42//放置模擬量輸入值LDW>=VW42,+0//檢查輸入信號(hào)MOVW+0,VW40//把輸入值轉(zhuǎn)換為雙字NOT//VD40=模擬量輸入值〔當(dāng)前采樣值〕MOVW16#FFFF,VW40LDSM0.0+DVD40,VD44//把當(dāng)前采樣值加到采樣和中INCWVW30//采樣計(jì)數(shù)器值加一LDW>=VW30,VW32//假設(shè)到達(dá)采樣次數(shù)把采樣和VD44復(fù)制到VD48中MOVDVD44,VD48ENCOVW32,AC1//計(jì)算移位數(shù)SRDVD48,AC1//用移位數(shù)實(shí)現(xiàn)除法，求采樣平均值MOVD+0,VD44//重新初始化，即采樣和清零MOVW+0,VW30//采樣計(jì)數(shù)器清零DTRVD48,VD48//模擬量輸入平均值=VW50-R6000.0,VD48/R26000.0,VD48MOVRdih2,pv2*RVD48,pv2pid0單閉環(huán)子程序：LDSM0.0MOVRe1_1,e1_2MOVRe1,e1_1LDSM0.0//求e1MOVRsv1,AC0-Rpv1,AC0MOVRAC0,e1LDSM0.0//求p1MOVRe1,AC0-Re1_1,AC0*Rkc1,AC0MOVRAC0,p1LDSM0.0//求i1MOVRe1,AC0*Rts,AC0*Rkc1,AC0/Rti1,AC0MOVRAC0,i1LDSM0.0//求d1MOVRe1,AC0-Re1_1,AC0-Re1_1,AC0+Re1_2,AC0*Rtd1,AC0*Rkc1,AC0/Rts,AC0MOVRAC0,d1LDSM0.0//求det_u1MOVRp1,AC0+Ri1,AC0+Rd1,AC0MOVRAC0,det_u1LDSM0.0//求u1MOVRu1,u1_1MOVRu1_1,AC0LDW=sy,+1+Rdet_u1,AC0LDR>=AC0,100.0MOVR100.0,AC0LDR<=AC0,0.0MOVR0.0,AC0LDSM0.0MOVRAC0,u1LDSM0.0//轉(zhuǎn)換輸出MOVRu1,AC0/R100.0,AC0*R25600.0,AC0ROUNDAC0,AC0DTIAC0,AC0+I+6400,AC0MOVWAC0,AQW0INT_0中斷子程序：LDSM0.0MOVRts,AC0*R10.0,AC0ROUNDAC0,AC0DTIAC0,AC0MOVWAC0,timLDSM0.0INCWtimesLDW<=times,timJMP0LDW>=times,timMOVW+0,timesLDW=sy,+1//調(diào)單閉環(huán)子程序CALLpid0LDW=sy,+2//調(diào)串級(jí)子程序CALLpid1LBL0附錄BCPU222技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CPU222DC/DC/DCCPU222AC/DC/繼電器物理特性尺寸(WXHXD)90x80x62mm90x80x62mm重量

270g310g功耗

5W7W存儲(chǔ)器特性程序存儲(chǔ)器在線程序編輯時(shí)

4096bytes

4096bytes非在線程序編輯時(shí)

4096bytes

4096bytes數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

2048bytes

2048bytes裝備(超級(jí)電容)

50小時(shí)/典型值(40°C時(shí)最少8小時(shí))

50小時(shí)/典型值(40°C時(shí)最少8小時(shí))(可選電池)

200天/典型值

200天/典型值I/O特性本機(jī)數(shù)字量輸入8輸入8輸入本機(jī)數(shù)字量輸出6輸出6輸出本機(jī)模擬量輸入無(wú)無(wú)本機(jī)模擬量輸出無(wú)無(wú)數(shù)字I/O映象區(qū)256(128輸入/128輸出)256(128輸入/128輸出)模擬I/O映象區(qū)32(16輸入/16輸出)32(16輸入/16輸出)允許最大的擴(kuò)展I/O模塊2個(gè)模塊2個(gè)模塊允許最大的智能模塊2個(gè)模塊2個(gè)模塊脈沖捕捉輸入88高速計(jì)數(shù)器

總數(shù)4個(gè)4個(gè)

單相計(jì)數(shù)器4，每個(gè)30KHz4，每個(gè)30KHz

兩相計(jì)數(shù)器2，每個(gè)20KHz2，每個(gè)20KHz脈沖輸出2個(gè)20KHz(僅限于DC輸出)2個(gè)20KHz(僅限于DC輸出)常規(guī)特性定時(shí)器總數(shù)256個(gè)256個(gè)

1ms4個(gè)4個(gè)

10ms16個(gè)16個(gè)100ms236個(gè)236個(gè)計(jì)數(shù)器總數(shù)256(由超級(jí)電容或電池備份)256(由超級(jí)電容或電池備份)內(nèi)部存儲(chǔ)器位掉電保持256(由超級(jí)電容或電池備份)256(由超級(jí)電容或電池備份)112(存儲(chǔ)在EEPROM)112(存儲(chǔ)在EEPROM)時(shí)間中斷2個(gè)1ms分辨率2個(gè)1ms分辨率邊沿中斷4個(gè)上升沿和/或4個(gè)下降沿4個(gè)上升沿和/或4個(gè)下降沿模擬電位器1個(gè)8位分辨率1個(gè)8位分辨率布爾量運(yùn)算執(zhí)行時(shí)間0.22μs0.22μs時(shí)鐘可選卡件可選卡件卡件選項(xiàng)存儲(chǔ)器、電池和實(shí)時(shí)時(shí)鐘存儲(chǔ)器、電池和實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成的通信功能接口1個(gè)RS-485接口1個(gè)RS-485接口PPI,DP/T波特率9.6,19.2和187.5kbaud9.6,19.2和187.5kbaud自由口波特率1.2kbaud至115.2kbaud1.2kbaud至115.2kbaud每段最大電纜長(zhǎng)度使用隔離的中繼器：187.5kbaud可達(dá)1000米，38.4kbaud可達(dá)1200米使用隔離的中繼器：187.5kbaud可達(dá)1000米，38.4kbaud可達(dá)1200米未使用隔離中繼器：50米未使用隔離中繼器：50米每段32個(gè)站，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)126個(gè)站每段32個(gè)站，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)126個(gè)站最大站點(diǎn)數(shù)3232最大主站數(shù)是(NETR/NETW)是(NETR/NETW)點(diǎn)到點(diǎn)(PPI主站模式)共4個(gè)，2個(gè)保存共4個(gè)，2個(gè)保存MPI連接(1個(gè)給PG，1個(gè)給OP)(1個(gè)給PG，1個(gè)給OP)電源特性輸入電源輸入電壓20.4至28.8VDC85至264VAC(47至63Hz)輸入電流85mA

(僅CPU，24VDC)40/20mA(僅CPU，120/240VAC)

500mA

(最大負(fù)載，24VDC)140/70mA(最大負(fù)載，120/240VAC)沖擊電流12A，28.8VDC時(shí)20A，264VAC時(shí)隔離(現(xiàn)場(chǎng)與邏輯)不隔離1500VAC保持時(shí)間(掉電)10ms，24VDC時(shí)20/80ms，120/240VAC時(shí)保險(xiǎn)(不可替換)3A，250V時(shí)慢速熔斷2A，250V時(shí)慢速熔斷24VDC傳感器電源傳感器電壓L+減5V20.4至28.8VDC電流限定1.5A峰值，終端限定非破壞性1.5A峰值，終端限定非破壞性紋波噪聲來(lái)自輸入電源小于1V峰分值隔離(傳感器與邏輯)非隔離非隔離數(shù)字量輸入特性本機(jī)集成數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)8輸