工程师培训资料 标题 MCGS组态软件和上位通讯培训 高端培训 培训人 xx 内部工程师培训 资料 组态软件概述 一 MCGS组态软件的功能和特点 MCGS即 监视与控制通用系统 英文全称为 Monitor and Control Generated System MCGS是为 工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系 统软件 具有功能完善 操作简便 可视性好 可 维护性强的突出特点 MCGS工控组态软件的功能和特点可归纳如下 概念简单 易于理解和使用 普通工程人员经 过短时间的培训就能正确掌握 快速完成多数简单 工程项目的监控程序设计和运行操作 功能齐全 便于方案设计 MCGS从设备驱动 数据采集 到数据处理 报警处理 流程控制 动 画显示 报表输出 曲线显示等各个环节 均有丰 富的功能组件和常用图形库可供选用 3 实时性与并行处理 MCGS充分利用了Windows操 作平台的多任务 按优先级分时操作的功能 使 PC机广泛应用于工程测控领域成为可能 4 建立实时数据库 便于用户分步组态 保证系统 安全可靠运行 MCGS组态软件由主控窗口 设备 窗口 用户窗口 实时数据库和运行策略五部分 构成 其中的 实时数据库 是整个系统的核 心 5 设立 设备工具箱 针对外部设备的特征 用 户从中选择某种 构件 设置于设备窗口内 赋予相关的属性 建立系统与外部设备的连接关 系 即可实现对该种设备的驱动和控制 6 面向窗口 的设计方法 增加了可视性和可操作 性 以窗口为单位 构造用户运行系统的图形界 面 使得MCGS的组态工作既简单直观 又灵活 多变 7 利用丰富的 动画组态 功能 快速构造各种复 杂生动的动态画面 以图象 图符 数据 曲线 等多种形式 为操作员及时提供系统运行中的的 状态 品质及异常报警等有关信息 8 引入 运行策略 的概念 复杂的工程作业 运 行流程都是多分支的 用传统的编程方法实现 既繁琐又容易出错 MCGS开辟了 策略窗口 用户可以选用系统提供的各种条件和功能的 策 略构件 9 MCGS系统由五大功能部件组成 主要的功能部件 以构件的形式来构造 不同的构件有着不同的功能 且各自独立 三种基本类型的构件 设备构件 动画构件 策略构件 完成了MCGS系统三大部分 设备驱动 动画显示和流程控制 的所有工作 10 MCGS中数据的存储不再使用普通的文件 而是用 数据库来管理一切 11 设立 对象元件库 解决了组态结果的积累和重 新利用问题 所谓对象元件库 实际上是分类存储 各种组态对象的图库 12 提供对网络的支持 考虑到工控系统今后的发展趋 势 MCGS充分运用现今发展的DCCW Distributed Computer Cooperator Work 技术 即分布式计算机 协同工作方式 来使分散在不同现场之间的采集系 统和工作站之间协同工作 二 MCGS组态软件的系统构成 1 MCGS组态软件的整体结构 MCGS组态软件 以下简称MCGS 由 MCGS组态环 境 和 MCGS运行环境 两个系统组成 两部分互 相独立 又紧密相关 MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环 境 用户在MCGS组态环境中完成全部组态工作 MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境 在 运行环境中完成对工程的控制工作 2 MCGS工程的五大部分 MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口 设备窗 口 用户窗口 实时数据库和运行策略五部分构成 每一部分分别进行组态操作 完成不同的工作 具有不同的特性 主控窗口 是工程的主窗口或主框架 主要 的组态操作包括 定义工程的名称 编制工程菜单 设计封面图形 确定自动启动的窗口 设定动画 刷新周期 指定数据库存盘文件名称及存盘时间 等 设备窗口 是连接和驱动外部设备的工作环境 在本窗口内配置数据采集与控制输出设备 注册设 备驱动程序 定义连接与驱动设备用的数据变量 用户窗口 本窗口主要用于设置工程中人机交 互的界面 诸如 生成各种动画显示画面 报警输 出 数据与曲线图表等 实时数据库 是工程各个部分的数据交换与处理 中心 它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整 体 在本窗口内定义不同类型和名称的变量 作为 数据采集 处理 输出控制 动画连接及设备驱动 的对象 运行策略 本窗口主要完成工程运行流程的控 制 包括编写控制程序 if then脚本程序 选用 各种功能构件 如 数据提取 历史曲线 定时 器 配方操作 多媒体输出等 三 MCGS组态软件的工作方式 1 MCGS如何与设备进行通讯 MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交 换 包括数据采集和发送设备指令 MCGS负责在运 行环境中调用相应的设备驱动程序 将数据传送到 工程中各个部分 完成整个系统的通讯过程 每个 驱动程序独占一个线程 达到互不干扰的目的 2 MCGS如何产生动画效果 MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属 性 所谓动画属性 实际上是反映图形大小 颜色 位置 可见度 闪烁性等状态的特征参数 如 一 个长方形的动画属性有可见度 大小变化 水平移 动等 每一种动画属性都会产生一定的动画效果 思考 我们在组态环境中生成的画面都是静止的 如何在工程运行中产生动画效果呢 方法是 图形的每一种动画属性中都有一个 表达 式 设定栏 在该栏中设定一个与图形状态相联系 的数据变量 连接到实时数据库中 以此建立相应 的对应关系 MCGS称之为动画连接 3 MCGS如何实施远程多机监控 MCGS提供了一套完善的网络机制 可通过TCP IP 网 Modem网和串口网将多台计算机连接在一起 构成分布式网络测控系统 实现网络间的实时数据 同步 历史数据同步和网络事件的快速传递 4 如何对工程运行流程实施有效控制 MCGS开辟了专用的 运行策略 窗口 建立用户运 行策略 MCGS提供了丰富的功能构件 供用户选用 通过构件配置和属性设置两项组态操作 生成各 种功能模块 称为 用户策略 使系统能够按 照设定的顺序和条件 操作实时数据库 实现对动 画窗口的任意切换 控制系统的运行流程和设备的 工作状态 第二讲 MCGS组态软件常用术语 一 MCGS组态软件常用术语 工程 用户应用系统的简称 在MCGS组态环境中生 成的文件称为工程文件 后缀为 mcg 存放于 MCGS目录的WORK子目录中 如 D MCGS WORK MCGS例程1 mcg 对象 操作目标与操作环境的统称 如窗口 构 件 数据 图形等皆称为对象 选中对象 鼠标点击窗口或对象 使其处于可操作状 态 称此操作为选中对象 被选中的对象 包括窗 口 也叫当前对象 组态 在窗口环境内 进行对象的定义 制作和编辑 并设定其状态特征 属性 参数 将此项工作称 为组态 属性 对象的名称 类型 状态 性能及用法等特征 的统称 菜单 是执行某种功能的命令集合 位于窗口顶端菜 单条内的菜单命令称为顶层菜单 一般分为独立的 菜单项和下拉菜单两种形式 下拉菜单还可分成多 级 每一级称为次级子菜单 构件 具备某种特定功能的程序模块 可以用VB VC 等程序设计语言编写 通过编译 生成DLL OCX等 文件 用户对构件设置一定的属性 并与定义的数 据变量相连接 即可在运行中实现相应的功能 策略 是指对系统运行流程进行有效控制的措施和 方法 启动策略 在进入运行环境后首先运行的策略 只 运行一次 一般完成系统初始化的处理 该策略由 MCGS自动生成 具体处理的内容由用户充填 循环策略 按照用户指定的周期时间 循环执行策 略块内的内容 通常用来完成流程控制任务 退出策略 退出运行环境时执行的策略 该策略由 MCGS自动生成 自动调用 一般由该策略模块完成 系统结束运行前的善后处理任务 用户策略 由用户定义 用来完成特定的功能 用 户策略一般由按钮 菜单 其他策略来调用执行 事件策略 当开关型变量发生跳变时 1到0 或0 到 1 执行的策略 只运行一次 热键策略 当用户按下定义的组合热键 如 Ctrl D 时执行的策略 只运行一次 可见度 指对象在窗口内的显现状态 即可见与不 可见 变量类型 MCGS定义的变量有五种类型 数值型 开关型 字符型 事件型和组对象 事件对象 用来记录和标识某种事件的产生或状态 的改变 如开关量的状态发生变化 组对象 用来存储具有相同存盘属性的多个变量的集 合 内部成员可包含多个其他类型的变量 组对象 只是对有关联的某一类数据对象的整体表示方法 而实际的操作则均针对每个成员进行 动画刷新周期 动画更新速度 即颜色变换 物体 运动 液面升降的快慢等 以毫秒为单位 父设备 本身没有特定功能 但可以和其他设备一 起与计算机进行数据交换的硬件设备 如 串口父 设备 子设备 必须通过一种父设备与计算机进行通讯 的设备 如 岛电SR25仪表 研华4017模块等 模拟设备 在对工程文件测试时 提供可变化的 数据的内部设备 可提供多种变化方式 二 MCGS组态软件的操作方式 系统工作台面 是MCGS组态操作的总工作台面 鼠标双 击Windows95 98 NT工作台面上的 MCGS组态环境 图标 或执行 开始 菜单中的 MCGS组态环境 菜单项 弹出 的窗口即为MCGS的工作台窗口 组态工作窗口 是创建和配置图形对象 数据对象和各种 构件的工作环境 又称为对象的编辑窗口 主要包括 主控 窗口 用户窗口 设备窗口 运行策略窗口 实时数据库窗 口 属性设置窗口 是设置对象各种特征参数的工作环 境 又称属性设置对话框 对象不同 属性窗口的 内容各异 但结构形式大体相同 图形库工具箱 MCGS为用户提供了丰富的组态资 源 工具按钮一览 工作台窗口的工具条一栏内 排列 标有各种位图图标的按钮 称为工具条功能按钮 简称为工具按钮 第三讲 建立新工程 一 组建工程的一般过程 工程项目系统分析 分析工程项目的系统构成 技术要求 和工艺流程 弄清系统的控制流程和测控对象的特征 明确 监控要求和动画显示方式 分析工程中的设备采集及输出通 道与软件中实时数据库变量的对应关系 分清哪些变量是要 求与设备连接的 哪些变量是软件内部用来传递数据及动画 显示的 工程立项搭建框架 MCGS称为建立新工程 主要内容包括 定义工程名称 封面窗口名称和启动窗口 封面窗口退出 后接着显示的窗口 名称 指定存盘数据库文件的名称以及 存盘数据库 设定动画刷新的周期 经过此步操作 即在 MCGS组态环境中 建立了由五部分组成的工程结构框架 封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后 再行建 立 设计菜单基本体系 为了对系统运行的状态及工作流程进行 有效地调度和控制 通常要在主控窗口内编制菜单 编制菜 单分两步进行 第一步首先搭建菜单的框架 第二步再对各 级菜单命令进行功能组态 在组态过程中 可根据实际需要 随时对菜单的内容进行增加或删除 不断完善工程的菜 单 制作动画显示画面 动画制作分为静态图形设计和动态属性 设置两个过程 前一部分类似于 画画 用户通过MCGS 组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库 在用户窗口 内 组合 成各种复杂的画面 后一部分则设置图形的动画 属性 与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系 作为动画图形的驱动源 编写控制流程程序 在运行策略窗口内 从策略构件箱中 选择所需功能策略构件 构成各种功能模块 称为策略块 由这些模块实现各种人机交互操作 MCGS还为用户提供 了编程用的功能构件 称之为 脚本程序 功能构件 使 用简单的编程语言 编写工程控制程序 完善菜单按钮功能 包括对菜单命令 监控器件 操作按 钮的功能组态 实现历史数据 实时数据 各种曲线 数据 报表 报警信息输出等功能 建立工程安全机制等 编写程序调试工程 利用调试程序产生的模拟数据 检查动 画显示和控制流程是否正确 连接设备驱动程序 选定与设备相匹配的设备构件 连接 设备通道 确定数据变量的数据处理方式 完成设备属性的 设置 此项操作在设备窗口内进行 工程完工综合测试 最后测试工程各部分的工作情况 完 成整个工程的组态工作 实施工程交接 二 建立新工程