1、組態軟件實驗指導書過程裝備與控制工程專業適用編寫者：孟江機械與動力工程學院2014.11一、學時學分課程總學分：2 課程總學時：32 實驗學時：8二、適用專業及開課學期過程裝備與控制工程專業 第 7 學期三、實驗的地位、作用和目的MCGS組態軟件通用版6.2是面向監控與數據采集的軟件平臺，具有豐富的設置項目，使用方便靈活，功能強大。其實驗是一門操作性、實踐性很強的課程。通過此課程的學習使學生了解組態軟件的一些基本內容，進一步加深對過程控制的認識，并通過一些簡單的工程讓學生熟悉MCGS組態軟件通用版6.2的基本用法與功能，培養學生的動手能力。四、實驗原理及課程簡介本實驗課程以微機和組態軟件作為硬

2、、軟件環境。通過實驗，讓學生掌握組態軟件的一些基本配置，如動畫顯示、編制控制策略、輸出實時曲線、歷史曲線、實時數據、歷史數據，打印工程報表、操作菜單設計、外部設備連接、工程密碼設置及運行測試等。五、儀器設備、主要技術指標及配置要求 儀 器 設 備 名 稱主要技術指標（或型號規格）配套數備 注PC機院機房50六、實驗基本要求1、本課程的實驗可以某項工程的實現為目標在計算機上以設計的方式進行。2、先讓學生熟悉組態軟件的基本組態配置和一些基本操作。然后在教師指導下，學生自己動手設計。3、對組態軟件的一些基本配置都必須涉及到。4、每次實驗結束前，學生應注意保存好實驗設計內容。在整個工程設計完成后，要求

3、學生書寫實驗報告。實驗報告應包括實驗者班級、學號和姓名、實驗名稱、實驗目的、實驗內容、實驗步驟（基本配置的組態步驟）、實驗體會和建議。組態畫面打印出來作為實驗報告內容之一。七、考核方式與成績評定本課程實驗內容較多而且大部分要求學生自己設計，對學生實際操作能力和獨立解決問題的能力的要求較高。主要根據學生的出勤、實驗態度、實驗報告、完成的實驗任務及運行結果等綜合評分。其實驗課成績占本課程總成績的比例按規定執行。 八、實驗項目開設情況序號實驗名稱內 容 提 要實驗要求實驗時數實驗類型每組人數所 在實驗室名 稱備注0準備工作根據第九項內容所介紹生產過程，選擇某一工藝過程進行如下連續性設計實驗1工程畫面

4、制作與實時數據庫建立根據工藝過程繪制、編輯工程畫面；收集所有I/O點數，建立實時數據庫，正確定義各種數據對象必開2設計1二院機房實驗室2動畫連接實驗將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性；與模擬設備的連接；對于復雜的應用系統，采用編寫腳本程序來控制流程必開2設計13報警顯示與報表制作實驗先設置報警數據對象的定義，再制作報警顯示畫面和報警數據瀏覽的運行策略；制作實時數據報表和歷史數據報表；制作實時曲線與歷史曲線構件必開2設計14真實控制系統組態綜合實驗將之前實驗內容進行串接，組成完整上位機監控系統；同時根據工藝要求，建立安全機制，并對組態內容進行分段和總

5、體調試，最后運行必開2設計1九、實驗項目要求實驗是總分式，給學生幾個工程項目，要求每一個工程都要涉及到組態軟件的基本內容，如要求有組態畫面、報表輸出（歷史報表和實時報表）、趨勢曲線（實時曲線和歷史曲線）、報警顯示、安全機制設置、工程調試等等。讓學生利用有限的時間熟悉組態軟件的大部分內容。每個工程的主要內容及其要求簡要介紹如下：(1) 某采礦場三級皮帶運輸機控制系統該工程是關于某大型采礦場三級皮帶運輸機生產工藝及其自動控制系統。主要作用是通過皮帶將礦物傳送到貯礦倉中。在此工程中總共設置了三條皮帶，一個振動給料機，兩個貯礦倉它們分別是鐵路礦倉和粗礦倉，三臺電動機，一個雙犁式開關等等較大型的設備。該

6、工程的簡單流程示意圖如圖1。主要設計要求：組態畫面圖（調試運行時有控制作用即起動延時、停止延時等）；動畫連接；設備連接；設置一些參數的報警如給料倉的下限報警、皮帶偏向角、粗礦倉的上限報警等；做出一些重要參數的實時表格和歷史表格的報表輸出以及它們的趨勢曲線；安全機制的設置等。圖1三級皮帶運輸機控制系統工藝流程簡圖(2) 水塔水位控制系統該工程主要是對水塔水位實現反饋控制，其控制工藝流程如圖2所示。圖2水塔水位流程簡圖對三臺水泵控制要求： 每隔一段時間（如2分鐘）才開關一臺每臺水泵工作負荷要均衡，即累積工作時間最長的優先停，累積工作時間最短的優先開能實現自動控制和手動控制的切換參數計算：進水速度：

7、R=(D1+D2+D3) r出水速度：Q=K1Q1+K2Q2+K3Q3水位：水位水位1/T*(R-Q) T主要設計要求：組態畫面圖（調試運行時有控制作用即自動關開水泵等）；動畫連接；設備連接；設置一些參數的報警如水池水位的上、下限報警，水塔的上、下限報警等；做出一些重要參數的實時表格和歷史表格的報表輸出以及它們的趨勢曲線；安全機制的設置。(3) 自動送料控制系統該工程是關于自動送料的一個控制系統。其控制工藝流程如圖3所示。控制要求：燈1、2分別控制車的來與走。車到來后，電動機逆物流起動；快裝滿時，電動機順物流停止。主要設計要求：組態畫面圖（調試運行時有控制作用即皮帶的一級一級延時起動與停止）；

8、動畫連接；設備連接；設置一些參數的報警如倉里料不多等，做出一些重要參數的實時表格和歷史表格的報表輸出以及它們的趨勢曲線如皮帶的速度、車的數量統計；安全機制的設置等。圖3自動送料控制系統流程簡圖實驗一 工程畫面制作與實時數據庫建立（一）實驗目的1、學會在組態環境中繪制、編輯工程畫面。2、收集所有I/O點數，建立實時數據庫，正確定義各種數據對象。（二）實驗基本要求1、在組態環境下，創建用戶窗口，設置各窗口屬性。2、根據工程的系統構成和工藝流程，在用戶窗口中繪制和編輯工程畫面。3、在組態環境下，建立實時數據庫。4、根據工程的系統構成和工藝流程，正確定義各種數據對象。（三）基本實驗條件PC機、MCGS

9、組態軟件通用版6.2。（四）實驗原理1、建立新工程。主要內容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱，指定存盤數據庫文件的名稱以及存盤數據庫，設定動畫刷新的周期。經過此步操作，即在mcgs組態環境中，建立了由五部分組成的工程結構框架。2、實時數據庫是MCGS工程的數據交換和數據處理中心。數據變量是構成實時數據庫的基本單元，建立實時數據庫的過程也即是定義數據變量的過程。定義數據變量的內容主要包括：指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍，確定與數據變量存盤相關的參數，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。（五）實驗內容1、編輯創建圖形。2、根據工程要求，定義數據變量。實驗二 動畫連接與報警顯示實驗

10、（一）實驗目的1、學會將用戶窗口內創建的圖形對象與實時數據庫中定義數據對象建立對應連接關系。2、掌握通過對圖形對象在不同的數值區間內設置不同的狀態屬性（如顏色、大小、位置移動、可見度、閃爍效果等），用數據對象的值的變化來驅動圖形對象的狀態改變，使系統在運行過程中，產生形象逼真的動畫效果。3、對復雜的工藝系統，學會編寫腳本程序來實現控制流程。4、掌握如何定義報警。5、學會怎樣實現報警。（二）實驗基本要求1、根據工程控制要求，將所有的數據對象與圖形對象建立相關性連接，設計一個動態工程畫面。2、定義報警數據對象。3、利用工具箱圖標設計報警顯示畫面。4、運用運行策略設計報警數據瀏覽。（三）基本實驗條件

11、PC機、MCGS組態軟件通用版6.2。（四）實驗原理1、由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述外界對象的狀態變化，達到過程實時監控的目的。MCGS實現圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態特征，由數據對象的實時采集值驅動，從而實現了圖形的動畫效果。2、用戶腳本程序是由用戶編制的、用來完成特定操作和處理的程序，腳本程序的編程語法非常類似于普通的Basic語言，但在概念和使用上更簡單直觀，力求做到使大多數普通用戶都能正確、快速地掌握和使用。3、MC

12、GS把報警處理作為數據對象的屬性，封裝在數據對象內，由實時數據庫來自動處理。當數據對象的值或狀態發生改變時，實時數據庫判斷對應的數據對象是否發生了報警或已產生的報警是否已經結束，并把所產生的報警信息通知給系統的其它部分，同時，實時數據庫根據用戶的組態設定，把報警信息存入指定的存盤數據庫文件中。 （五）實驗內容1、將實驗一制作的畫面中對象與實驗二中相應的數據變量建立對應關系。2、根據變量和對象的實際情況，設計報警。實驗三 報表制作與曲線顯示實驗（一）實驗目的1、學會如何制作實時數據報表和歷史數據報表。2、學會如何實現實時曲線與歷史曲線。（二）實驗基本要求1、采用不同的方法設計實時數據報表和歷史數

13、據報表。2、采用不同的方法設計實時曲線與歷史曲線構件。（三）基本實驗條件PC機、MCGS組態軟件通用版6.2。（四）實驗原理1、在工程應用中，大多數監控系統需要對數據采集設備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，所謂數據報表就是根據實際需要以一定格式將統計分析后的數據記錄顯示和打印出來，如：實時數據報表、歷史數據報表（班報表、日報表、月報表等）。數據報表在工控系統中是必不可少的一部分，是數據顯示、查詢、分析、統計、打印的最終體現，是整個工控系統的最終結果輸出；數據報表是對生產過程中系統監控對象的狀態的綜合記錄和規律總結。2、在實際生產過程控制中，對實時數據、歷史數據的查看

14、、分析是不可缺少的工作。但對大量數據僅做定量的分析還遠遠不夠，必須根據大量的數據信息，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發現數據變化規律，曲線處理在工控系統中也是一個非常重要的部分。（五）實驗內容1、制作報表，以供實時查詢數據或瀏覽歷史數據。2、創建趨勢圖。 實驗四 安全機制設置、調試和運行實驗 （設計性）（一）實驗目的1、完成從畫面設計、數據庫設計、動畫連接、報警設置、報表制作等常用操作，實現實際過程（皮帶運輸機控制系統、水塔水位控制系統或自動送料控制系統）的完整組態功能。2、學會安全機制的設置。3、學會對組態內容進行分段和總體調試。（二）實驗基本要求1、學會MCGS組態軟件設計流程。2、建

15、立安全機制。3、對組態內容進行分段和總體調試。（三）基本實驗條件PC機、MCGS組態軟件通用版6.2。（四）實驗原理1、MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。MCGS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、雙機熱備、工程報表、歷史數據與曲線等諸多強大功能于一身，并支持國內外眾多數據采集與輸出設備，廣泛應用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機械、紡織、航天、建筑、材料、制冷、交通、通訊、食品、制造與加工業、水處理、環保、智能樓宇、實驗室等多種工程領域。2、MCGS組態軟件提供了一套完善的安全機制，用戶能夠自由組態控制菜單、按鈕和退出系統的操作權限，只允許有操作權限的操作員才能對某些功能進行操作。MCGS還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，來保護用MCGS組態軟件進行開發所得的成果，開發者可利用這些功能保護自己的合法權益。（五）實驗內容1、設計整個控制系統畫面及相關功能。2、設計進入管理員權限。3、完成調試過程，最后可以實現畫面動作、參數報警。附：實驗報告封面與內容模板（注：后文的紅色部分需全部刪除）組態軟件實