MCGS軟件在測控專業實踐教學中的應用

摘 要: 本文分析了目前測控專業實踐教學中存在的問題，提出運用MCGS組態軟件開發監控仿真系統，既可緩解高校實踐設備投入不足的困難，又可提高學生測控系統綜合開發能力。

關鍵詞: MCGS 測控專業實踐教學 水位監控

目前，PLC和機電傳動控制都被大多數學校定為測控專業的必修的兩門專業課，里面所設計的PLC實踐教學是其重要組成部分。隨著專業人數的不斷增多，現有的PLC硬件資源越來越難滿足學生的PLC的實踐教學。利用MCGS開發實驗所需要的監控界面，以取代價格昂貴的實物模型，大大節省了成本，畫面直觀，調試方便。

1. MCGS簡介

MCGS全中文工業自動化控制組態軟件是一套32位工控組態軟件，可穩定運行于Windows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統，集動畫顯示、流程控制、數據采集、設備控制與輸出、網絡數據傳輸、雙機設備、工程報表、數據與曲線等諸多強大功能于一身。MCGS組態系統大量采用各種成熟通用的I/O接口設備和現場設備，基本不再需要單獨進行具體電路設計。這不僅節約了硬件開發時間，而且提高了工控系統的可靠性。倘若在實際生產中用組態軟件替代實際的控制電路設計，則將大大縮短產品的開發周期。

2. MCGS在實踐教學中的應用

本文以水位監控系統[1]為例，簡述MCGS監控界面的開發流程和在PLC實踐教學中的作用。

2.1設計要求

a.水位測量顯示;

b.水位控制:將水罐1水位H控制在1—9m，水罐2水位控制在1—6m;

c.水位報警:當水位超出控制范圍時報警;

d.報表輸出:生成水位參數的實時報表和歷史報表，供顯示和打印;

e.曲線顯示:生成水位參數的實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線;

f.系統控制對象:水罐1、水罐2、水泵、調節閥、出水閥、水罐1報警信號燈、水罐2報警信號燈、3根流動管道。

2.2系統變量定義

系統變量是系統內部運行的變量需要用戶認真分析系統后作出定義，變量的定義在實時數據庫中，本系統如表1所示。

主畫面的動畫模塊是由系統元件添加，MCGS庫元件為我們提供了相當豐富的動畫元件，我們采用庫元件中儲存罐2.3系統實時數據顯示設計

數據顯示畫面包括實時報表、實時曲線、歷史報表、歷史曲線。如圖2所示。

2.4MCGS與PLC的連接

設備窗口是MCGS系統的重要組成部分，負責建立系統與外部硬件設備的連接，使得MCGS能從外部設備讀取數據并控制外部設備的工作狀態，實現對工業過程的實時監控。

在MCGS組態軟件開發平臺上，單擊“設備窗口”，再單擊“設備組態”按鈕進入設備組態。在“設備工具箱”中，選中“串口通訊父設備”和“三菱FX-232”，加到右面已選設備并分別設置兩者的屬性。

2.5編制循環策略

2.5.1液位面特征分析

設水灌對象特征如下，水泵打開時液位1的上升速度:每200ms 0.1m;調節閥打開時液位1下降的速度:每200ms 0.05m、液位2上升速度:每200ms 0.07;出水閥打開時液位1下降速度:每200ms 0.03m。

模擬腳本程序的編寫:

IF水泵=1 THEN

液位1=液位1+0.1

ENDIF

IF調節閥=1 THEN

液位1=液位1-0.05

液位2=液位2+0.07

ENDIF

IF出水閥=1 THEN

液位2=液位2-0.03

ENDIF

2.5.2報警極限值的修改

為了方便用戶設定報警極限值，我們在此為用戶提供了便捷的文本框輸入窗口。并設定四個動態參數:液位1的上限、液位1的下限、液位2的上限、液位2的下限。

文本框編寫控制腳本語句如下:

!SetAlmValue(液位1，液位1的上限，3);

!SetAlmValue(液位1，液位1的下限，2);

!SetAlmValue(液位2，液位2的上限，3);

!SetAlmValue(液位2，液位2的下限，2);

2.5.3報警信號燈的設定

液位罐1和液位罐2的報警信號燈紅色報警信號條件如下:

(1)報警信號燈1可見度，設置表達式:液位1>=液位1的上限OR液位1<=液位1的下限。

(2)報警信號燈2可見度，設置表達式:液位2>=液位2的上限OR液位2<=液位2的下限。

2.5.4液位循環腳本程序:

IF液位1>=9 THEN

水泵=0

ENDIF

IF液位1<=1 THEN

水泵=1

ENDIF

IF液位2<=1 THEN

出水閥=0

ELSE

出水閥=1

ENDIF

IF液位2<=1 THEN

調節閥=1

ENDIF

IF液位2>=6 THEN

調節閥=0

ENDIF

運用MCGS軟件構建的仿真系統可替代傳統的PLC實驗教學中PLC外圍設備，嵌入PLC程序可實現動畫顯示，模擬出整個設計的要求，若與配套擴展卡連接可實現傳感器信號采集，等等，對測控專業的學生來說無疑是理論與實踐的綜合水平的鍛煉，具有廣闊的意義。

參考文獻:

[1]袁秀英主編.組態控制技術[M].北京:電子工業出版社，2003.

[2]包建華，丁啟勝，張興奎.工控組態軟件MCGS及其應用[J].工礦自動化，2007.

[3]劉振宇.基于MCGS組態軟件開發水位控制系統的研究[J].山西農業大學學報，2006.