MCGS组态液位监控系统设计

液位控制监控系统组态设计

一、 设计目的：

利用MCGS 工控组态软件，结合试验系统，完成上位机监控系统的设计。并且通过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组态技术，为从事计算机控制系统方面的工作打下基础。

二、 设计要求：

1、先按照MCGS 组《态软件学习指导》的要求，完成液位控制系统的组态内容，借此为练习，初步掌握组态软件的构成、作用和使用方法。

2、计算机控制系统，液位控制是由仪表控制完成，计算机作为上位机发挥监控作用，计算机和仪表之间进行串行通信，通过计算机可以读取仪表的各个参数，也可以设置仪表的参数。本设计要求实现如下界面

3、设计要求：

（1） 实现水的流动画面，计算机与仪表的通讯画面

（2） 当前液位的显示、控制输出的显示

（3） 液位实时报警曲线

（4） 液位超限报警记录表，报警指示灯显示

（5） 液位设定值、PID 三个参数的设置（利用按钮click 事件，写脚本程序）

（6） 在主窗口上添加菜单项，点击，可以调用不同窗口界面

（7） 策略使用：选运行策略，在启动策略中添加策略行，编写脚本程序，关闭初始化某个变量，使其在界面上显示出来。

（8） 添加用户策略，添加策略行，编写脚本程序，写入控制值40，关闭阀。在主窗口中设置菜单“停止实验”，点击，调用该策略。

（9） 实现液位简单的仿人工智能控制，当液位超过上限时，报警，同时减小阀的开度，减小流量；当液位低于下限时，报警，加大阀的开度，加大流量，使液位在上下限区域流动。上下限可以在界面上设

三、监控原理框图

液位控制监控系统组态设计原理框图如图3.1所示。

图3.1液位控制监控系统组态设计原理框图

四、实验步骤：

1、 双击桌面图标进入组态环境。

2、 点击，新建工程文件，点击文件将工程保存在自己文件夹下

3、 点击主界面中的“用户窗口”，新建一个用户窗口，修改其属性，命名为“液位控制监控系统”，进入“动画组态”。

4、

5、 在“实时数据库中”定义各所需变量及类型，如图4.2所示。

图4.2 实时数据库

6、 在主界面中进入“运行策略”，在“循环策略”中编写脚本程序并测试运行。

7、 在主界面中进入“运行策略”，新建“报警数据”并测试运行。

8、 在主界面中进入“运行策略”，新建“历史数据”并测试运行。

9、 在主界面中进入“用户窗口”，新建“历史曲线”窗口并测试运行。

10、 点击面

11、 点击

12、 双击

13、 双击点击，然后双击，出现一个空白的设备窗口界打开设备工具栏，点击设备管理，（以智能仪表为例） ，然后双击

，再双击找到宇光仪表并点击，双击AI808

，再双击

，点击确认。

14、 双击

，可以看到的组态设置，点击

，

，

对应数据对象写自己定义的pv ，sv ，op 。

15、 双击，进行通讯组态，一般只需将串口短号改为0-COM1, 其余参数不用更改，设置完毕点击确认。

16、 设置定义的对应数据对象，com 一般用于后面工程中显示通讯状态，pv 值是仪表读过来的实时采集值，sv 是设定值，op 是控制百分比（仪表输出为4-20mA ，将这个区间100等分后对应的值，百分比换算成电流强度：op*0.16+4）。

16、设置完毕点击检查，选择全部添加，点击确定。

17、打开智能仪表，连接好通讯线，再次双击

设备调试界面可以看到数据采集的信号，com 值为零，通讯成功。 进入到

18、连接好设备后，打开实验设备开关，调试设计好的组态界面和脚本程序，注意观察水箱中水位的变化，从监控界面上分别显示出“液位上限报警”，“液位下限报警”，实现液位上下限值的随机控制，并可以通过“智能仪表”控制观察水位“设定值”和“控制百分比”的变化，观察“历史数据”以及“历史曲线”，从而实现对系统的整体监控，最后通过“退出系统”按钮退出运行环境。

六、 运行中的实验界面：

1. 运行界面

运行界面如图6.1所示。该界面可以监控水箱内液位的变化，并通过报警灯的设置实现液位上下限报警，并实现了报警数据的实时显示。

在“智能仪表”设计中，各设置值通过通道与实验仪器上的“智能仪表”连接，实现了“设定值”与“控制百分比”的控制显示，并可以通过“液位”“设定值”“控制百分比”的曲线直观显示出来。

图6.1液位控制监控系统运行界面

2. 历史数据

历史数据如图6.2所示。该界面可以以数据表格的形式实现了对“液位”“设定值”“控制百分比”等控制量的历史变化。

图6.2液位控制监控系统历史数据

3. 历史曲线

历史曲线如图6.3所示。该界面以曲线的形式体现了“液位”“设定值”以及“控制百分比”等控制量的历史变化。

图6.3液位控制监控系统历史曲线

4、报警数据

七、实验调试

本次设计过程中，出现了很多次小的问题，比如说报警灯的闪烁设置，最后通过改变报警时“可见度”的变化实现了液位到达上下限位时的红绿闪烁。

再者就是“历史数据”以及“历史表格”设计中，由于控制量“存盘属性”开始时设计错误，导致数据无法存储显示，最后改变了“液位”等控制量的“存盘属性之后”才实现历史数据的显示。

另外在“智能仪表”设计过程中，组态难以和实验装置上的“智能仪表”实现同步变化

通过多次修改脚本程序，解决了问题。其脚本程序如下所示。

if op 设定= 1 then

!setdevice(设备1,6,"write(26,ai808op)")

else

if 电动球阀=1 then

IF ai808pv

!setdevice(设备1,6,"write(26,78)")

else

!setdevice(设备1,6,"write(26,62)")

ENDIF

else

!setdevice(设备1,6,"write(26,30)")

endif

endif

!SetAlmValue(ai808pv,液位上限,3)

!SetAlmValue(ai808pv,液位下限,2)

八、学习体会，总结：

通过这周的自动化综合设计收获颇多，这周进行的是计算机控制系统设计实验，要求设计的题目是液位监控系统。通过这次综合设计，我更加了解并能熟练使用组态软件，加深了用组态软件解决实际问题的能力，充分体会了用组态软件来模拟控制的简便性和智能性。对组态软件的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。同时在对理论的运用中，提高了我们的工程素质。

但在进行液位控制时并不是一帆风顺，期间遇到了不少难题。在没有做实设计以前，我们对一些细节不加重视。特别是在设计过程中体现出来的问题，让我深切认识到，知识要不断温习、不断整理。不然学过的东西也会忘记的。通过疑难问题的查书解答以及老师的悉心指导，对设计内容基本完成，但是也并不完善。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对组态软件的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

此外，通过此次的学习，也让我们了解到学习新知识时总会遇到很多的难题，通过学习，很多问题便可迎刃而解。