實訓(xùn)目的

·1. 學(xué)習(xí)使用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計實現(xiàn)對加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)的模擬控制。

·2. 了解MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組態(tài)過程、操作方法和實現(xiàn)功能等環(huán)節(jié)。

·3. 熟悉MCGS嵌入版組態(tài)軟件的動畫制作、控制流程的設(shè)計、腳本程序的編寫、數(shù)據(jù)對象的設(shè)計等多項組態(tài)操作。

·4. 加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)只用到觸摸屏進(jìn)行顯示，在觸摸屏上進(jìn)行手動控制元件的功能。

實訓(xùn)設(shè)備

·計算機(jī)1臺、MCGS嵌入版組態(tài)軟件1套、TP717B型MCGS觸摸屏1臺。

工藝過程及控制要求

·1．送料控制：檢測下液面X1、爐內(nèi)溫度X2,當(dāng)都小于給定值時，開啟進(jìn)料閥Y2。當(dāng)液位上升到上液面X4時，關(guān)閉進(jìn)料閥Y2，打開泄放閥Y4。

2．加熱反應(yīng)控制：當(dāng)液位大于20%且爐內(nèi)溫度X2小于給定值時，接通加熱爐電源Y3，當(dāng)溫度升到上溫度時，斷加熱電源Y3。

·3．泄放控制：當(dāng)壓力大于最大值時，打開排氣閥；當(dāng)壓力小于給定值時，關(guān)閉排氣閥。打開泄放閥，當(dāng)爐內(nèi)溶液降到下液面時，延時10S后關(guān)閉泄放閥。

·4．按啟動控鈕后，反應(yīng)爐進(jìn)入工作狀態(tài)。按停止按鈕后，反應(yīng)爐停止運行。

·5．設(shè)置用戶權(quán)限管理、實時曲線、歷史曲線、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)。

畫面設(shè)計與制作

1.系統(tǒng)框架

·加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)由主窗口、曲線、數(shù)據(jù)、封面、手動5個窗口組成。主窗口用來顯示的自動窗口，手動窗口用來顯示手動操作的窗口。曲線窗口、數(shù)據(jù)窗口都是用來顯示不同數(shù)據(jù)表達(dá)形式的窗口。模擬加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)的主窗口是由  一個進(jìn)料閥、一個排氣閥、一個泄放閥一個加熱反應(yīng)爐（爐內(nèi)中水位的變化）、一個溫度計、一個壓力器、4個傳感器指示燈、一個加熱指示燈、三個輸入框和滑動塊、起停開關(guān)、三個連接按鈕（曲線、數(shù)據(jù)、手動）組成。

2.工藝流程

·進(jìn)入加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)按開始啟動按鈕，當(dāng)水位與溫度都小于給定值時， 打開進(jìn)料閥進(jìn)料，等到水位上升到20毫升時，開始接通電源（加熱指示燈變紅），開始對反應(yīng)爐加熱，溫度慢慢的上升，升到上溫度（80攝氏度）時，停止加熱（加熱指示燈變綠），斷開電源。當(dāng)水位上升到上液位（80毫升）時， 關(guān)閉進(jìn)料閥，打開泄放閥。水位慢慢的下降，降到下液位（10毫升）時，延時10s關(guān)閉泄放閥。壓力的變化：當(dāng)壓力小于給定值（10帕）

·且加熱時，壓力慢慢的上升，升到最大值（80帕）時打開排氣閥。傳感器指示燈的變化：當(dāng)水位小于給定值（10毫升）時，下液位傳感器指示燈變紅；當(dāng)水位大于最大值（80毫升）時，上液位傳感器指示燈變紅；當(dāng)壓力小于給定值（10帕）或大于最大值（80帕）時，對應(yīng)的壓力傳感器指示燈變紅（溫度傳感器指示燈變化和壓力一樣），傳感器指示燈工作狀態(tài)為綠色。數(shù)據(jù)值的變化用滑動塊和輸入框顯示。按停止按鈕停止整個系統(tǒng)運行。

3.建立窗口

·在MCGS組態(tài)工作平臺打開“用戶窗口”，單擊“新建窗口”按鈕添加所需的5個窗口。分別是：主窗口、曲線窗口、數(shù)據(jù)窗口、封面窗口、手動窗 口。選中新建窗口中的其中一個，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”，將“窗口名稱”和“窗口標(biāo)題”改為所需的名稱，單擊“確認(rèn)”。將其他窗口也進(jìn)行相同的設(shè)置。用戶窗口的顯示如圖實訓(xùn)2-1所示。

 

 

 

 

圖實訓(xùn)2-1 用戶窗口

4.定義數(shù)據(jù)對象

·數(shù)據(jù)對象是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是創(chuàng)建數(shù)據(jù)對象。定義數(shù)據(jù)對象包括：

·（1）指定數(shù)據(jù)對象的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍。

·（2）確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤周期、存盤時間范圍等。

·打開工作臺的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。按“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中增加新的數(shù)據(jù)變量，分別添加23個變量并進(jìn)行屬性設(shè)置。實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對象見表實訓(xùn)2-1所示。

5.動畫連接

·上述過程創(chuàng)建完成后，加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)還需要把各個圖素與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)變量建立聯(lián)系，使畫面動起來。建立動畫連接后，組態(tài)系統(tǒng)根據(jù)實時數(shù)據(jù)庫中的變量變化，圖形對象可以按照動畫連接的要求變化。模擬工廠監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主窗口動畫連接過程；

·（1）滑動輸入器的屬性設(shè)置：在“工具箱”中選中滑動輸入器圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)椤笆�”后，拖動鼠�?biāo)到適當(dāng)大小，然后雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，在“滑動輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置”的“操作屬性”中，把對應(yīng)數(shù)據(jù)對象的名稱改為水， 可以通過單擊圖標(biāo)選取數(shù)據(jù)對象完成。滑動輸入器的屬性設(shè)置的操作屬性中的 “滑塊在最右邊時對應(yīng)的值”改為80。在 “基本屬性”中,“滑塊指向”選中“指向左（上）”。“刻度與標(biāo)注屬性”中,把“主劃線數(shù)目”改為6,其他屬性設(shè)置不變。3個滑動輸入器的屬性設(shè)置相同的設(shè)置如圖實訓(xùn)2-2所示。

·（2）鍋爐的液位變量的屬性設(shè)置；在用戶窗口雙擊自動窗口進(jìn)入，選 中鍋爐雙擊彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中矩形框單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬 性設(shè)置窗口，把表達(dá)式的值改為水,最小表達(dá)式的值改為0, 最大表達(dá)式的值改為100。具體設(shè)置參照如圖實訓(xùn)2-3所示

 

 

圖實訓(xùn)2-2 滑動輸入器的屬性設(shè)置

 

 

圖實訓(xùn)2-3 鍋爐變量的屬性設(shè)置

·（3）開關(guān)型構(gòu)件的屬性設(shè)置；在用戶窗口雙擊自動窗口進(jìn)入，選中加熱變量雙 擊彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中組合圖符單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置。實訓(xùn)2-4所示。

·其他開關(guān)型構(gòu)件的設(shè)置如開始、停止、排氣、停止加熱變量屬性設(shè)置方法相同。如圖實訓(xùn)2-5所示。

 

 

圖實訓(xùn)2-4 加熱變量的屬性設(shè)置

 

 

圖實訓(xùn)2-5 其他開關(guān)型變量的屬性設(shè)置

·（4）流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置：在用戶窗口中雙擊自動窗口進(jìn)入，選中進(jìn)水閥右側(cè) 的流動塊雙擊彈出流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口。進(jìn)水閥右側(cè)的流動塊在流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口中，表達(dá)式改為：進(jìn)水閥，其他屬性設(shè)置不變流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置完成。其余流動塊也相同進(jìn)行設(shè)置即可。操作步驟參照如圖實訓(xùn)2-6所示。

 

 

圖實訓(xùn)2-6 流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置

6.運行策略設(shè)置

·在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，把“循環(huán)時間”設(shè)為：100ms，按確

定即可。在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標(biāo)，再添加策略工具箱中的2個定 時器策略和1個腳本程序策略。顯示循環(huán)策略如圖實訓(xùn)2-7所示。

·腳本程序的編寫是在循環(huán)策略窗口的腳本程序?qū)傩栽O(shè)置窗口完成的。打開循環(huán)腳本編輯窗 口；設(shè)定循環(huán)時間為200ms，腳本程序如下進(jìn)行編輯操作。腳本程序是用來完成特定操作 和處理的程序。腳本程序如下所示。

 

 

圖實訓(xùn)2-7 循環(huán)策略圖

 

 

7.系統(tǒng)權(quán)限管理

·在MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組態(tài)平臺上單擊“主控窗口”鼠標(biāo)右鍵打開屬性設(shè)置窗口，在“基本屬性”單擊“權(quán)限設(shè)置”按鈕，彈出“用戶權(quán)限設(shè)置”窗口。在“權(quán)限設(shè)置”按鈕下面選擇“進(jìn)入 登錄，退出登錄”，菜單設(shè)置為有菜單。菜單管理效果圖如圖實訓(xùn)2-8所示。

·在MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組態(tài)平臺上的“主控窗口”中，按“菜單組態(tài)”按鈕，打開菜單組態(tài) 窗口。在“系統(tǒng)管理”下拉菜單，單擊工具條“新增下拉菜單項”圖標(biāo)，增加5個菜單，分別為“主窗口”、“數(shù)據(jù)”、“曲線”、“封面”、“手動”，如圖實訓(xùn)2-9所示。

 

圖實訓(xùn)2-8 主控窗口屬性設(shè)置窗口

 

圖實訓(xùn)2-9 主控窗口圖

8.工程完工綜合測試

·最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的組態(tài)工作。打開下載工程配置窗口，選擇“模擬運行”點擊“通信測試”，測試通信是否正常。如果通信成功在返回信息框中將提示“通信測試正常”，同時彈出模擬運行環(huán)境窗口，將以最小化形式，在任務(wù)欄中顯示。如果  通信失敗將在返回信息框中提示“通信測試失敗”。點擊“工程下載”，將工程下載到模擬運行 環(huán)境中。如果工程正常下載，將提示：“工程下載成功！”。成功后與觸摸屏進(jìn)行連機(jī)運行，點擊“啟動運行”，模擬運行環(huán)境啟動。模擬環(huán)境最大化顯示，即可看到工程正在運行，實現(xiàn)了加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)功能。下載過程圖如圖實訓(xùn)2-10所示。

 

圖實訓(xùn)2-10 下載配置窗口

9.整體畫面

·按照以上8個步驟利用MCGS組態(tài)軟件完成了加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。

加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)設(shè)計總圖如圖實訓(xùn)2-11所示。

 

圖實訓(xùn)2-11 加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng)設(shè)計總圖

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