基于MCGS的船閘監控畫面的設計

印玲

摘 要：在上、下游水位相差較大的河流上，船閘的建設對于航運有著十分重要的作用。早期的船閘控制系統普遍存在功能弱、故障多、壽命不長等缺陷。如今的船閘控制系統普遍采用了基于PLC的計算機控制技術。為了能夠使得管理人員更好地對系統的運行情況進行檢測和集成管理，在PLC控制的基礎上，本文重點介紹利用MCGS組態軟件進行監控畫面的設計。

關鍵詞：組態 船閘監控 數據畫面

中圖分類號：TU261 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0029-02

1 組態系統整體結構設計

組態界面設計時，需要一個能夠對船閘運行情況進行實時模擬的運行窗口以及對重要數據進行實時記錄的數據界面。同時為了滿足控制的需要，實時數據庫以及運行策略都是必不可少的。整體結構框圖如圖1所示。

2 組態、用戶界面設計

根據實際工程中需要監控的工況以及數據，并結合MCGS軟件的具體功能，本次設計中共設計出了3個用戶窗口，分別是主畫面，數據顯示（上行）畫面，數據顯示（下行）畫面。

2.1 主畫面設計

船閘控制主畫面中主要對船閘的實際運行情況進行了模擬。通過接收由下位機采集到的信號，將船閘的實際運行情況顯示在窗口中，主要設計了以下三個部分。

第一部分是船閘運行過程的整體模擬部分。該部分主要由2個閘門、2個閥門以、3個水位以及2個通行指示燈組成。通過MCGS軟件中的繪圖工具以及元件庫，繪制出了簡易的船閘模擬圖。

第二部分是船閘運行過程的控制部分。該部分主要由8個按鈕組成，其中4個按鈕控制上行過程，另外4個按鈕控制下行過程。每個按鈕對應不同的功能，起到不同的控制效果，從而滿足船閘運行時的需要。

第三部分是船閘運行過程中的實時數據顯示。設計時采用了MCGS軟件中自帶的自由表格制作系統，通過鏈接實時數據庫中采集到的數據，及時準確的顯示在實時數據表格中。

2.2 下行數據窗口以及上行數據窗口設計

這兩個窗口中包含的內容一致，唯一的區別就是下行數據窗口中顯示的是整個下行過程中的各數據的變化，上行數據窗口中顯示的是整個上行過程中的各數據的變化。以下行數據窗口為例，結合MCGS組態軟件的功能及船閘運行時的實際需要，共設計了以下三個部分。

（1）實時數據顯示報表。

這一部分和上一節中船閘控制窗口的實時數據顯示表格效果一致，主要用于顯示船閘運行過程中的實時水位變化以及閘門開度的變化。數據列中的1|0也同樣表示顯示數據時帶有一位小數。

（2）實時水位過程線。

實時水位過程線可以使船閘運行中的水位變化更加直觀的通過曲線、折現表達出來。每個折點與折點之間都清晰的表示出了水位的整體變化過程。X軸代表時間，本次設計中為了便于演示，時間的間隔僅設置為3s，而實際運行時則根據實際情況進行設置；Y軸代表水位，單位為（m）。其中藍色線代表上游水位，紅色線代表下游水位，而綠色線則代表閘室水位。

（3）歷史數據記錄報表。

歷史數據記錄報表也是數據記錄中很重要的一個部分。通過對歷史數據進行記錄，可以觀察分析出數據是否正確，同時也可以分析出船閘運行過程中是否有故障或問題發生。采集時間可以根據實際運行需要進行設置，如每隔10min進行一次數據存盤，那么每10min內的水位以及閘門開度均會被記錄在歷史數據報表中。

3 用戶界面設計效果

最終的用戶界面如圖2所示。

用戶界面的左半部分就是船閘運行的側面示意圖。初始水位的高低設置為：下游水位4m，閘室水位2m，上游水位10m，即可顯示出圖2中水位差效果。船閘側面圖右方是船閘升降過程的正面動態演示圖。當上下游船閘開啟關閉時，船閘正面動態圖會隨之一起開啟關閉，使顯示效果更加直觀。

用戶界面的的右半部分則是船閘運行時的參數顯示以及控制部分。通行指示燈和閘門開啟關閉時同步，當閘門開度達到最大時，相應的指示燈就會由紅變綠，當閘門開始關閉時通行指示燈就會再度變成紅色。而上行下行控制過程按鈕則對應了船閘各個運行過程，按下相應按鈕即可實現船閘的動作。限位報警在平時顯示為綠色，只有當閘門開啟到限位開度之上時才會變為紅色。實時數據報表則是對實時水位數據以及開度數據的同步顯示，能讓工作人員更直接的了解實時數據。

參考文獻

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