MCGS高级教程实例

第一讲建立一个新工程本节重点：了解如何建立一个新工程会灵活应用工具箱，特别是对象元件库管理制作画面1.1建立一个新工程工程简介通过一个水位控制系统的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。通过本讲及后续几讲学习，您将会应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操作。水位控制需要采集二个模拟数据：液位1（最大值10米）液位2（最大值6米）三个开关数据：水泵、调节阀、出水阀。工程效果图工程组态好后，最终效果图如下：样例工程剖析本节重点:分析水位控制系统工程的运行流程和具体实现的功能对于一个工程设计人员来说，要想快速准确地完成一个工程项目，首先要了解工程的系统构成和工艺流程，明确主要的技术要求，搞清工程所涉及到的相关硬件和软件。在此基础上，拟定组建工程的总体规划和设想，比如：控制流程如何实现，需要什么样的动画效果，应具备哪些功能，需要何种工程报表，需不需要曲线显示等。只有这样，您才能在组态过程中有的放矢，尽量避免无谓的劳动，达到快速完成工程项目的目的。工程的框架结构样例工程定义的名称为“水位控制系统.mcg”工程文件，由五大窗口组成。总共建立了二个用户窗口，四个主菜单，分别作为水位控制、报警显示、曲线显示、数据显示，构成了样例工程的基本骨架。动画图形的制作水位控制窗口是样例工程首先显示的图形窗口(启动窗口)，是一幅模拟系统真实工作流程并实施监控操作的动画窗口。包括：水位控制系统：水泵、水箱和阀门由“对象元件库管理”调入；管道则经过动画属性设置赋予其动画功能。液位指示仪表：采用旋转式指针仪表，指示水箱的液位。液位控制仪表：采用滑动式输入器，由鼠标操作滑动指针，改变流速。报警动画显示：由“对象元件库管理”调入，用可见度实现。控制流程的实现选用“模拟设备”及策略构件箱中的“脚本程序”功能构件，设置构件的属性，编制控制程序，实现水位、水泵、调节阀和出水阀的有效控制。各种功能的实现通过MCGS提供的各类构件实现下述功能：历史曲线：选用历史曲线构件实现；历史数据：选用历史表格构件实现；报警显示：选用报警显示构件实现；工程报表：历史数据选用存盘数据浏览策略构件实现，报警历史数据选用报警信息浏览策略构件实现，实时报表选用自由表格构件实现，历史报表选用历史表格构件实现。输入、输出设备抽水泵的启停：开关量输出；调节阀的开启关闭：开关量输出；出水阀的开启关闭：开关量输出；水罐1、2液位指示：模拟量输入。其它功能的实现工程的安全机制：分清操作人员和负责人的操作权限。注意：在MCGS组态软件中，我们提出了“与设备无关”的概念。无论用户使用PLC、仪表，还是使用采集板、模块等设备，在进入工程现场前的组态测试时，均采用模拟数据进行。待测试合格后，再进行设备的硬连接，同时将采集或输出的变量写入设备构件的属性设置窗口内，实现设备的软连接，由MCGS提供的设备驱动程序驱动设备工作。以上列出的变量均采取这种办法。建立MCGS新工程如果您已在您的计算机上安装了“MCGS组态软件”，在Windows桌面上，会有“Mcgs组态环境”与“Mcgs运行环境”图标。鼠标双击“Mcgs组态环境”图标，进入MCGS组态环境。在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：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)。如下图：您可以在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：\MCGS\WORK\水位控制系统。祝贺您，已经成功地建立了自己的工程!1.2设计画面流程建立新画面在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”，即：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：水位控制；将“窗口标题”改为：水位控制；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。选中刚创建的“水位控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。工具箱单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱，图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27种常用的图符对象。图形对象放置在用户窗口中，是构成用户应用系统图形界面的最小单元，MCGS中的图形对象包括图元对象、图符对象和动画构件三种类型，不同类型的图形对象有不同的属性，所能完成的功能也各不相同。为了快速构图和组态，MCGS系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。如下图所示：制作文字框图建立文字框：打开工具箱，选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任何位置拖拽鼠标，拉出一个一定大小的矩形。输入文字：建立矩形框后，光标在其内闪烁，可直接输入“水位控制系统演示工程”文字，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入过程结束。如果用户想改变矩形内的文字，先选中文字标签，按回车键或空格键，光标显示在文字起始位置，即可进行文字的修改。设置框图颜色设定文字框颜色：选中文字框，按工具条上的（填充色）按钮，设定文字框的背景颜色（设为无填充色）；按（线色）按钮改变文字框的边线颜色（设为没有边线）。设定的结果是，不显示框图，只显示文字。设定文字的颜色：按（字符字体）按钮改变文字字体和大小。按（字符颜色）按钮，改变文字颜色（为蓝色）。对象元件库管理单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱,工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象；图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。如下图：从“对象元件库管理”中的“储藏罐”中选取中意的罐，按“确认”，则所选中的罐在桌面的左上角，可以改变其大小及位置，如罐14、罐20。从“对象元件库管理”中的“阀”和“泵”中分别选取2个阀（阀6、阀33）、1个泵（泵12）。流动的水是由MCGS动画工具箱中的“流动块”构件制作成的。选中工具箱内的“流动块”动画构件（）。移动鼠标至窗口的预定位置，（鼠标的光标变为十字形状），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。当用户想结束绘制时，双击鼠标左键即可。当用户想修改流动块时，先选中流动块（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，就可调整流动块的形状。用工具箱中的图标，分别对阀，罐进行文字注释，方法见上面做“水位控制系统演示工程”。整体画面最后生成的画面如下图所示：选择菜单项“文件”中的“保存窗口”，则可对所完成的画面进行保存。第二讲让动画动起来第三讲我们已经绘制好了静态的动画图形，在这一讲中我们将利用MCGS软件中提供的各种动画属性，使图形动起来。2.1定义数据变量在前面我们讲过，实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义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。下面介绍水位控制系统数据变量的定义步骤。分析变量名称：下表列出了样例工程中与动画和设备控制相关的变量名称。变量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。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，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等选中变量，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。本系统中要定义的数据变量如下图所示，以“液位1”变量为例。在基本属性中，对象名称为：液位1；对象类型为：数值；其它不变。液位组变量属性设置，在基本属性中，对象名称为：液位组；对象类型为：组对象；其它不变。在存盘属性中，数据对象值的存盘选中定时存盘，存盘周期设为5秒。在组对象成员中选择“液位1”，“液位2”。具体设置如下图：水泵、调节阀、出水阀三个开关型变量，属性设置只要把对象名称改为：水泵、调节阀、出水阀；对象类型选中“开关”，其它属性不变。如下图：2.2动画连接由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，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。在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中水罐1双击，则弹出单元属性设置窗口。选中折线，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，按下图所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确定，变量连接成功。对于水罐2，只需要把“液位2”改为“液位1”；最大变化百分比100，对应的表达式的值由10改为6即可。在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中调节阀双击，则弹出单元属性设置窗口。选中组合图符，则会出现，单击则进入动画组态属性设置窗口，按下图所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确定，变量连接成功。水泵属性设置跟调节阀属性设置一样。出水阀属性设置，我们可以在“属性设置”中调入其它属性，如下图：在用户窗口中，双击水位控制窗口进入，选中水泵右侧的流动块双击，则弹出流动块构件属性设置窗口。按上图所示修改，其它属性不变。水罐1右侧的流动块与水罐2右侧的流动块在流动块构件属性设置窗口中，只需要把表达式相应改为：调节阀=1，出水阀=1即可，如下图：到此动画连接我们已经做好了，让我们先让工程运行起来，看看我们自己的劳动成果。在运行之前我们需要做一下设置。在“用户窗口”中选中“水位控制”，单击鼠标右键，点击“设置为启动窗口”，这样工程运行后会自动进入“水位控制”窗口。在菜单项“文件”中选“进入运行环境”或直接按“F5”或直接按工具条中图标，都可以进入运行环境。这时我们看见的画面并不能动，移动鼠标到“水泵”、“调节阀”、“出水阀”上面的红色部分，会出现一只小“手”，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，也没有人为地改变其值。我们现在可以用如下方法改变其值，使水罐动起来。在“工具箱”中选中滑动输入器图标，当鼠标变为“十”后，拖动鼠标到适当大小，然后双击进入属性设置，具体操作如下图所示，以液位1为例：在“滑动输入器构件属性设置”的“操作属性”中，把对应数据对象的名称改为：液位1，可以通过单击图标，到库中选，自己输入也可；“滑块在最右边时对应的值”为：10。在“滑动输入器构件属性设置”的“基本属性”中,在“滑块指向”中选中“指向左（上）”，其它不变。在“滑动输入器构件属性设置”的“刻度与标注属性”中,把“主划线数目”改为：5，即能被10整除，其它不变。属性设置好后，效果如下图所示：这时您再按