1、4基于MCGS6.2的軟件設計4.1MCGS6.2組態軟件概述MCGS6.2組態軟件是一款以菜單觸發結構為形式的現場工控軟件。本系統采用MCGS6.2組態軟件實現多種功能，比如煤礦瓦斯的實時監測、實時曲線和歷史曲線的顯示、報警信息監測顯示、監測數據及報警信息存儲等。4.1.1組態特點MCGS6.2組態軟件功能齊全、操作方便，可以應用于任何監控系統，其特點如下： MCGS6.2由五個部分所組成，其中實時數據庫是系統的核心，在生成用戶應用系統時，每一部分均可分別進行組態配置操作，獨立建構。而在系統實際運行過程中，各部分則通過實時數據庫的交換數據從而形成一個相互關聯的整體。實時數據庫是數據處理的核心

2、，是系統各部分及各功能部件的公用的數據區，也是各個部分獨立的實時數據庫輸入和輸出數據，并完成自己的差錯控制。 MCGS6.2組態軟件建立了比較完整的設備組態，針對外部設備的不同特征，用戶從中選取某種構建設置于設備窗口內，并賦予相關屬性，建立系統與外部設備的連接關系，即可實現對給設備的驅動和控制。不同的設備對應不同的設備驅動構件，所有的設備構件均通過實時數據庫建立聯系，而建立時又是相互獨立的。對于某一構件的操作和改動，不會影響其他構件和整個系統的結構。用戶不必因外部設備的局部改動從而影響整個系統。 MCGS6.2組態軟件采用了面向窗口的設計思路，增加了可視性和可操作性，以窗口為單位構造了用戶系統

3、的圖形界面，使得MCGS6.2的組態工作既簡單，又靈活多變。4.1.2組態結構MCGS6.2組態軟件的整體結構由“MCGS組態環境”和“MCGS運行環境”兩個系統組成，如圖4-1所示。組態環境相當于一套完整的工具軟件，用戶可以利用它設計和開發自己的應用系統。運行環境是一個獨立的運行系統，它按照組態結果數據庫中用戶指定的方式進行各種處理。它們互相獨立，且又緊密相關，二者缺一不可。MCGS6.2組態軟件通過設備驅動程序與外部設備進行數據交換，包括數據采集和發送設備指令，設備驅動程序可以由VB、VC程序設計語言編寫的DLL文件，設備驅動程序中包含各種設備通信協議的處理程序，可以用將設備運行狀態的特征

4、數據采集進來或發送出去。可以通過TCP/IP網、Modem網以及窗口網將計算機連接在一起，構成分布網絡監控系統，實現網絡間的實時數據同步、歷史數據同步和網絡事件的快速傳遞。多任務 多線程流程控制報警組態設計報表連接設備設備輸出報表打印報警輸出現場控制實時數據庫組態軟件核心實時數據庫組態環境運行環境圖4-1 MCGS組態軟件整體結構4.2煤礦瓦斯監測系統軟件設計軟件部分采用以模擬設備為信號輸出，以正弦波、方波、鋸齒波、三角波的形式為系統提供信號。本系統在軟件設計中，采用模塊化的設計思路，各模塊相互獨立，又密切相關，包括數據曲線顯示模塊、報警顯示模塊、歷史數據查詢模塊、系統設置模塊。如圖4-2所示

5、：在設計軟件模塊之前要先定義實時數據庫，設置模擬設備參數。首先，在煤礦瓦斯監測系統中，創建一個新工程：瓦斯監測系統，在工程中創建四個窗口，如圖4-3所示，定義實時數據庫，圖4-4所示。系統軟件模塊報警顯示模塊歷史數據查詢模塊系統設置模塊數據曲線顯示模塊實時數據及曲線歷史數據及曲線用戶登錄用戶退出用戶管理修改密碼圖4-2 系統模塊框圖圖4-3 瓦斯監測系統圖4-4 定義實時數據庫其次，連接模擬設備，并設置模擬設備參數，設置完成的工控MCGS組態軟件可以形成一套模擬數據采集系統。設置后的界面如圖4-5、圖4-6、圖4-7所示：圖4-5 連接虛擬設備圖4-6 模擬設備內部屬性設置圖4-7 連接數據庫

6、數據4.2.1數據曲線顯示模塊數據報表在工程系統中是不可或缺的一部分，是數據顯示、查詢、分析、統計的最終體現，在整個工程系統的最終結果輸出；而數據報表是對生產過程中系統監控對象的狀態綜合記錄和規律總結。數據曲線顯示模塊的主要功用是查詢任意時間段任意變量的實時數據及曲線、歷史數據及曲線，并對采集的數據進行存盤，統計分析，并根據實際情況打印出數據報表。實時曲線用于實時顯示數據的變換情況，歷史曲線主要用于事后查看數據的狀態和變化趨勢并總結規律。制作完成的實時數據及曲線窗口如圖4-8所示：圖4-8 實時數據及曲線顯示制作完成的歷史數據及曲線窗口如圖4-9所示：圖4-9歷史數據及曲線顯示4.2.2報警顯

7、示模塊所謂的報警就是MCGS組態軟件能夠對“變量定義”選項中的“報警定義”進行實時的監控。運行報警和事件記錄是控制軟件必不可少的功能，如果發生報警事件，就將這些事件存于內存的報警事件緩沖器中，報警窗口的報警和報警事件都是取自報警緩沖器。定義報警變量時，可以定義報警的條件，如：上、下限，報警數值的設置等一些功能。首先進入報警顯示窗口，在“工具箱”中單擊“報警顯示”圖標，變成“十”后用鼠標拖動到適當位置與大小。雙擊它，彈出“報警顯示構件屬性設置”窗口，對其進行設置就可以完成報警窗口的設計，制作好的報警模塊如圖4-10所示：圖4-10 報警顯示在“運行策略”中，創建一個新的用戶策略，雙擊它彈出策略屬

8、性設置窗口，對其進行設置，選中“報警數據”，單擊“策略組態”按鈕進入，在策略組態中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標，新增加一個策略行。再從“策略工具箱中選取“報警信息瀏覽”加到策略行上，單擊鼠標左鍵。如下圖：雙擊圖標進行設置，設置完成的報警信息瀏覽窗口如圖4-11所示：圖4-11報警信息瀏覽4.2.3歷史數據查詢歷史數據報表是從歷史數據庫中提取數據記錄，實現歷史報表有兩種方式，前面是用“歷史表格構件”來實現的歷史報表，這里所采用的是用策略中的“存盤數據瀏覽”構件來實現，用這種方法制作的“歷史報表”比用“歷史表格構件”功能強大，用戶可以直接查看某一傳感器的瓦斯濃度，也可以自行選擇查看某一時間段

9、的瓦斯濃度。具體操作如下：首先進入“歷史存儲數據”窗在“工具箱”中單擊“存盤數據瀏覽”圖標，拖放到適當位置調整大小，雙擊進入“存盤數據瀏覽構件屬性設置”，對其進行設置即可。設置完成的歷史存儲數據窗口如圖4-12所示：圖4-12 報警信息瀏覽窗口4.2.4系統設置模塊在MCGS系統中可以定義許多個用戶組，每個用戶組中可以包含很多個用戶，同一個用戶可以屬于多個用戶組。而在MCGS系統中，是按用戶組來分配操作權限的機制，使用戶能方便地建立各種多層次的安全機制。為了防止出現誤操作，對比較核心或重要的設備參數界面、關乎系統穩定性的重要參數資料設置安全管理性能設計。在菜單“工具”中單擊“用戶權限管理”，進

10、行設置。登錄用戶：登錄用戶菜單項是新用戶為了獲得操作權，向系統進行登錄用的。在“菜單屬性設置”窗口進行設置。如圖4-13所示。 圖4-13 用戶登錄設置退出登錄：用戶完成操作后，如想要交出操作權，可執行此項菜單命令。在“菜單屬性設置”窗口進行設置，如圖4-14所示。 圖4-14 退出登錄設置用戶管理：用戶管理的功能是允許用戶在運行時增加、刪除用戶、修改密碼。在“菜單屬性設置”窗口進行設置，如圖4-15所示。 圖4-15 用戶管理設置修改密碼：此項功能是修改用戶原來設定的操作密碼。在“菜單屬性設置”窗口進行設置，如圖4-16所示。 圖4-16 修改密碼設置 4.3運行仿真按要求制作好所需工程來實

11、現煤礦瓦斯監測系統軟件的設計，按F5進入運行環境，產生的最終效果如下圖所以：圖4-17 用戶登錄圖4-18 實時數據及曲線圖4-19 歷史數據及曲線圖4-20 報警顯示圖4-21 歷史存儲數據圖4-22 報警信息瀏覽4.4小結本章主要內容是對系統的軟件部分進行設計，通過對各個模塊的設計，完成了瓦斯監測系統的基本要求，實現了數據采集、數據顯示、數據報警等功能。5總 結通過本次的畢業設計，我對系統的開發設計有了更加深刻的理解和認識。在做設計之前，需要翻閱大量的文獻資料了解系統構成原理，進行初步的理論分析。然后再進行系統的硬件選擇和軟件的開發設計，構建系統平臺，最后進行軟件的設計與調試。為了完成系統

12、的設計，本課題所做的工作主要有： 查閱資料了解煤礦瓦斯監測系統，提出合理的設計方案，對煤礦瓦斯監控系統的設計和組成部分進行詳細的分析，選擇合適的硬件設備。 系統選擇了以下硬件設備，用MCJ4/2.8催化燃燒式氣體傳感器來對井下瓦斯氣體進行監測；用INA128信號放大器對低電壓信號進行放大；在經過“研華”PIC1710采集板卡把電壓信號轉化成數字信號輸入計算機，配合工控MCGS組態軟件實現煤礦瓦斯監測。 在軟件設計中，選用了MCGS工控組態軟件，采用模塊化的思路，將模擬的虛擬信號通過實時報表及曲線和歷史報表及曲線的形式顯示出來。通過多次的測量與調試，實現了軟件設計的一些基本要求。其中，數據曲線顯

13、示模塊能夠對所監測的模擬信號以實時數據、實時曲線的形式顯示出來，并對監測的數據進行存儲處理；報警顯示模塊能夠在瞬時數據超過預定值的時候通過指示燈及報表的形式顯示；歷史數據查詢模塊能夠對歷史監測數據進行存儲，保障歷史數據可以隨時查看。本次畢業設計實現了畢業設計任務書的基本要求，但是由于個人能力問題以及對專業知識的應用和理解上存在問題，系統還存在許多問題有待改善。我相信有很多人像我一樣在做設計的時候對知識的應用還不夠熟練，但是我更相信我們在這三個月的畢設期間不斷的努力、不斷的學習、不斷的進步完善著自己，為以后的學習和工作打下了良好的基礎。致 謝參考文獻1 樊書昌.峰峰集團企業信息化應用及研究D.天

14、津大學碩士論文.2008.2 何一文.基于PIC單片機的煤礦瓦斯智能監控系統D.鄭州大學碩士論文.2007.3 沈芹.煤礦塌陷的罪魁禍首瓦斯J.考試周刊.2011.4 李曉帆.可進行數據傳輸的便攜式礦井瓦斯檢測儀的研究D.中北大學碩士論文.2009.5 黃金波.煤礦瓦斯安全監控系統的研究及設計D.合肥工業大學碩士論文.2009.6 羅承廉.煤礦瓦斯爆炸事故的治理措施J.商情，2009.7 何詳文.淺析我國煤礦瓦斯監控系統的應用及其現狀J.城市建設與商業網點2009.8 王新生.煤礦安全生產監測監控系統的探討J.硅谷.2008.9 茹海濤.瓦斯監測監控技術的現狀與發展R.中國煤炭學會煤礦機電一體化專業委員會、中國電工技術學會煤礦電工專業委員會2006年學術年會.20