第一篇：组态软件课程设计

《组态软件及应用》课程设计报告

基于组态软件的变频器状态监控状态设计

系 部: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 成 绩:

二零一五年十二月二十五日

目录

1.序言....................................................1 2.力控组态软件介绍........................................1 2.1 力控组态软件简介...........................................1 2.2力控组态软件特点............................................1 2.3软件基本组件................................................3 3.变频器应用的现状........................................3 4.变频器监控系统的硬件组成................................4 5.变频器监控系统要求......................................5 5.1监控系统技术要求............................................5 5.2监控系统具体要求............................................6 6.变频系统监控功能的实现及效果............................5 7.人机界面的特点功能与画面设计............................6 7.1人机界面的特点..............................................6 7.2人机界面的主要功能..........................................7 7.3人机界面的画面设计..........................................7 7.4监控系统软件组态............................................8 8.心得体会...............................................13 附录 参考文献..........................................13

1.序言

随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，自动化、智能化程度的不断提高，高压大功率变频调速装置的应用已经非常普遍，同时由于高压变频器几乎都是工矿企业的关键设备，在工厂自动化中占有举足轻重的地位，因此对其控制功能、控制水平的要求也越来越高，尤其对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，具备交互式操作界面、数据列表、报警记录和打印等功能已成为整个控制系统中重要的内容。而新一代工业人机界面的出现，对于在构建高压变频器监控系统时，实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。工业人机界面，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位芯片为核心，在液晶显示屏上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏，触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。

2.力控组态软件介绍

2.1 力控组态软件简介

力控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，位于自动控制系统监控层一级。它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。

2.2力控组态软件特点

力控组态软件在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃，功能更强大，主要特点如下：

提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；

支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA、GSM网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；

面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务；

力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML、OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保证生产数据实时地传送到以上系统内。

个分布式的数据库分别对连接自己的I/O Server进行采集数据和处理，如输入数据的量程变换、流量累积、报警检查，以及PID运算等，这种体系结构的优越性在于，各组件任务分配更合理，使您的系统实时性更好，稳定性更高。

在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web方式正在成为远程监控的主流，作为民族软件中国内最大规模SCADA系统的WWW网络应用的软件，力控R监控组态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。力控®为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。

图2.1 力控组态软件的应用结构

2.3软件基本组件

工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。

图2.2 力控组态软件框架图

3.变频器应用的现状

变频器的发展是世界生产力和经济高速发展的产物。近年来，交流变频调 速技术在我国有了突飞猛进的发展，变频调速在调速范围、调速精度、通讯功能、节约电能、工作效率等方面的优势是其他的交流调速方式无法比拟的。变频器就是基于交流电动机的变频调速而开发和应用的，它以体积小、重量轻、通用性强、使用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸 等行业的欢迎，使用变频器后经济效益和社会效益都非常显著。

PLC技术是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产线自动控制及各类机电一体化设备控制中得到了广泛应用，成为工业控制领域的一项十分重要的应用技术。目前PLC已广泛应用于石油、化工、冶金、轻工、机械、电力等各行各业，实现了逻辑、步进、数字、机器人、模拟量等的自动控制。随着数字化时代的到来，软件领域将不断地向硬件渗透，不断地用软件来代替硬件，从而实现智能控制和生产自动化。PLC就是计算机技术向继电器等硬件领域渗透的产物，用软件来代替硬件，用软件程序代替硬件继电器，从而为系统的连接及改造提供了方便，可以节约成本提高工作效率。PLC可以说是专门为工业严酷的环境设计的小型计算机，已成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。

5.2监控系统具体要求

1)信号采集和数据处理： 对来自现场的非标准信号数据通过组态软件转换成标准信号。

2)状态显示：将变频器启动、停止、就绪、合闸、接通、运转、旁通、告警、外控等状态通过组态软件动态的显示于监控画面上，具有实时、动态效果。

3)监控操作： 对频率、温度、电流、电压、风压等进行自动实时监测。

4)操作画面：在操作画面上可查询装置的电压、电流、功率、温度等实时和历史数据，还可查询实时、历史曲线和设备状态并可按要求设定和打印出实时报表和历史报表。

6.变频系统监控功能的实现及效果

进行编程后的监测、控制系统，针对变频系统的特点，集实时显示、流程控制、数据采集、数据传输、工程报表、历史曲线和实时曲线显示等功能于一身，并能保存和打印历史数据为系统分析使用。可以完成如下功能：

1)实时监控设备工作状态，实现全生产过程实时管理。高压变频器运行状态十分重要，而监控系统的建立为管理部门提供的实时动态信息，能有效地帮助值班人员及时了解设备工作状态。

2)提供灵活的实时曲线和历史曲线显示功能。通过比较当前和历史趋势数据，特别是结合装备安全运行的多参数模型，可以及早报告故障隐患。

3)实时报表管理方便地解决了现场定时数据抄写、维护及繁琐的数据处理工作，记录员不必再每天花费大量的精力填写报表，提高了企业的办公能力和管理水平，取得了显著的经济效益和社会效益。

4)数据化的管理提高了企业数据的透明度并消除了人为因素，将成本核算纳入更规范的管理体系。

5)监控系统具有界面友好，易于操作，运行可靠，便于更改、扩充、升级等优点，同时，系统造价很低，具有较高的性价比。

7.人机界面的特点功能与画面设计

7.1人机界面的特点

人机界面是新一代高科技可编程终端，具备与各品牌PLC连线监控能力，适于在恶劣的工业环境中应用，可代替普通工控计算机。其主要特点有：

1)画面容量大，画面规划简单；

2)全中文操作软件，适用于Windows95/98/NT等环境，指令丰富，编程简单；

运行策略分别进行组态设置，如在用户策略中，利用策略工具箱添加脚本构件、存盘数据提取构件等，以实现所需的功能。

7.4监控系统软件组态

软件组态部分完成监控系统与操作人员间的交互界面，是实现对整个系统的监视、控制、调度和管理的核心。人机界面分为两部分，一部分是用于日常监视、系统参数设置的主界面，另一部分是用于指示、管理非日常监视信息，如各种报表、曲线及趋势图、历史记录等的子界面。1)帧发送

本设计的通信帧中有专门的广播帧用于此功能，如统一对所有变频器的输入运行命令和频率命令进行设定。广播帧格式与标准帧格式一样，区别在于其中的“站地址”位设定为：99号机。一般而言，大部分的变频器在PCAuto中都有驱动。如果系统采用的变频器在PCAuto中无驱动，则可以采取其他方式。这是因为PCAuto是基于ODBC标准的，能提供与第三方软件的通信方式，如采用DDE或OLE方式可以很方便地实现通信功能。

选用帧中选择要求（写入）帧格式如下（计算机<——>变频器）：

图7.1 帧发送

2)画面设计

图7.2为变频器的监控组态界面。其中包括电流、电压、频率的列表显示、动画显示及实时曲线显示，便于从直观上了解电动机的运行状态。一旦出现报警情况，则立即进入报警状 态，并根据报警内容做出相应的处理（如紧急停机等），可实现电动机的正/反转、加/减速、停机等控制，还可以获得一些历史数据（表、曲线、图）及故障报警 等，极大地方便了生产操作人员对一线现场的监督、控制、管理。

图7.2 主控界面

3)建立实时数据库

在Draw的导航器中单击“实时数据库组态”，启动实时数据库组态程序。

图7.3 参数设置

5)I/O检查

可对各台变频器的通用输出/输入端子状态、用户选件输入状态等进行实时监视。通过对各台下位机的循环检测可知各台下位机与上位机的通信是否正常。6)维护信息

可显示各台变频器的机种、容量、ROM版本、累计运行时间、1小时变频器内最高温度及散热片最高温度、键盘面板、RS-485、选件卡的通信出错次数等信息，便于工程技术人员了解情况。7)报警信息

当出现故障时立刻进入报警子画面，显示报警的历史原因、报警时的输出电压、电流、频率、转矩及当时的设定值等、报警时输入/输出端子状态、最新报警发生次数及多重 报警等信息。通过查看报警信息及历史数据，极大地方便了现场技术人员的维护，使得维护更加准确、简捷，缩短故障处理时间，使生产更加稳定。

图7.7 故障界面

8.心得体会

通过这次课程设计，我翻阅了大量的相关书籍，从中学习领会了许多，这次课程设计主要是以力控组态软件为核心的监控系统，具有界面友好，易于操作，运行可靠，便于更改、扩充、升级等优点，同时，系统造价也远低于进口同类设备，具有较高的性价比。采用组态软件进行工业控制是现代化工业的一个发展方向。

本系统不仅实现了对高压变频器各参数的在线实时监测与控制，而且在实际使用过程中也取得了良好效果，加强了职能部门对高压变频器的监测，规范了职工行为。对高压变频器实现了系统化管理，提高了变频设备运转的可靠性，保证了现场的安全运行。

这次课程设计中也遇到了一些难题，虽然我的课程设计不是很成熟，还有很多不足之处，但还是感到欣慰，因为这里面的每一个页面，都有自己的劳动与同学的帮助。当看着自己的成果，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。

最后还要感谢老师，老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。她无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢她耐心的辅导。

附录 参考文献

［1］赵良炳 现代电力电子技术基础 清华大学出版社 ［2］田效伍 交流调速系统与变频器应用 机械工业出版社 ［3］徐江海 单片机应用技术学程 机械工业出版社

第二篇：MCGS组态课程设计恒压供水系统

MCGS组态课程设计

—恒压供水系统

班级:0

班 姓名： 学号：

恒压供水系统概述

供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，而且在相当一部分领域有着很好的应用。自来水供水、生活小区及消防供水系统。工业企业生活、生产供水系统及工厂其它需恒压控制领域（如空压机系统的恒压供气、恒压供风）。各种场合的恒压、变压控制，冷却水和循环供水系统。污水泵站、污水处理及污水提升系统。农业排灌、园林喷淋、水景和音乐喷泉系统。宾馆、大型公共建筑供水及消防系统等都广泛的应用了恒压供水系统。

课程设计任务和目的

本课程设计要求在修完《监控系统程序设计技术》课程后，运用工业监控系统组态软件（MCGS），结合一个自动控制系统，完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。使学生掌握监控软件的设计和编程方法，得到计算机监控系统程序设计与调试，以及编写设计技术文件的初步训练。为从事计算机控制方面的工作打下一定基础。

一、恒压供水系统原理

用户用水量一般是动态的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。

恒压供水设备中采用多泵供水方案，当供水对用水发生相对变化时，供水系统自动调节供水1阀和供水2阀的开关，以次来保持供水管道中的压力恒定。

恒压供水系统效果图

封面：

二、组态步骤 2.1 工程分析

在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。

工程框架：

1． 4个用户窗口：水位控制、数据显示、报警窗口、封面

2． 4个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据

3． 4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码

4． 5个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据

数据对象：出水阀、出水压力、供水1阀、供水2阀、开水 阀、流量

1、流量

2、流量

3、水箱液位、水箱液位上限、水箱液位下限、停止、稳压阀、压力上限、压力下限、组对象

2.2 建立工程

可以按如下步骤建立样例工程：

A.鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在D盘根目录下，则会在D:MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)

B.选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。

C.在文件名一栏内输入“恒压供水系统”系统，点击“保存”按钮，工程创建完毕。

2.3 制作工程画面

2.3.1 建立画面

[1]

在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。

[2]

选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。

[3]

将窗口名称改为：恒压供水系统；窗口标题改为：恒压供水系统；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确 4 认”。

[4]

在“用户窗口”中，选中“水位控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口” 选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。

2.3.2 编辑画面

选中“恒压供水系统”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。

生成的画面如下图所示：

2.4 定义数据对象

实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。

1)指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围； 2)确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。

开关量：出水阀、供水1阀、供水2阀、开水阀、停止、稳压阀

模拟量：出水压力、流量

1、流量

2、流量

3、水箱液位、水箱液位上限、水箱液位下限、压力上限、压力下限

2.5 动画连接

由图形对象搭建而成的图形对象画面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实的描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的实时数据建立 相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。

2.6 设备连接

MCGS组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序，模拟设备是供用户调试工程的虚拟的设备。该构件可以产生标准的正弦波，方波，三角波，锯齿波信号。其幅值和周期都可以任意设置。

我们通过模拟设备的连接，可以使动画不需要手动操作，自动运行起来。

通常情况下，在启动 MCGS 组态软件时，模拟设备都会自动装载到设备工具箱中。如果未被装载，可按照以下步骤将其选入： 【1】在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。【2】点击工具条中的“工具箱”图标，打开“设备工具箱”。【3】单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图所示窗口：

【4】在可选设备列表中，双击“通用设备”。

【5】双击“模拟数据设备”，在下方出现模拟设备图标。【6】双击模拟设备图标，即可将“模拟设备”添加到右测选定设备列表中。

【7】选中选定设备列表中的“模拟设备”，单击“确认”，“模拟设备”即被添加到“设备工具箱”中。

下面详细介绍模拟设备的添加及属性设置：

[1]双击“设备工具箱”中的“模拟设备”，模拟设备被添加到设备组态窗口中。如图：

【2】双击“设备0-[模拟设备]”，进入模拟设备属性设置窗口，如图：

【3】点击基本属性页中的“内部属性”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮进入“内部属性”设置。

2.7 编写控制流程

用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic 语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。

对于大多数简单的应用系统，MCGS 的简单组态就可完成。只有比较复杂的系统，才需要使用脚本程序，但正确地编写脚本程序，可简化组态过程，大大提高工作效率，优化控制过程。具体操作如下：

【1】在“运行策略”中，双击“循环策略”进入策略组态窗口。【2】进入“策略属性设置”，将：循环时间设为：200ms，按“确 认”。

【3】在策略组态窗口中，单击工具条中的“新增策略行”，增加一策略行，如图：

双击进入脚本程序编辑环境，输入下面的程序：

水箱液位控制

当水箱液位低于9时，开水阀就打开向水箱注入水，否则关闭。出水压力控制

当出水压力小于6时，供水1阀和供水2阀都打开，如果出水压力大于6且小于9时，关闭供水1阀，如果出水压力大于9时，将供水2阀也关闭。当停止按钮按下时，出水阀关闭，此时水箱液位维持在8，出水压力维持在7，保持不变。2.8 报警显示

MCGS 把报警处理作为数据对象的属性，封装在数据对象内，由实时数据库来自动处理。当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。在对数据对象进行报警定义时，我们已经选择报警产生时，“自动保存产生的报警信息”，我们可以使用“报警信息浏览”构件，浏览数据库中保存下来的报警信息。2.9 报表输出

在工程应用中，大多数监控系统需要对设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数据报表。所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、月报表等）。数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现，是整个工控系统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。

实时报表是对瞬时量的反映，通常用于将当前时间的数据变量按一定报告格式（用户组态）显示和打印出来。实时报表可以通过 MCGS 系统的自由表格构件来组态显示实时数据报表。

2.10 曲线显示

在实际生产过程控制中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中

发现数据变化规律，曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分。

实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形，象笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。历史曲线构件实现了历史数据的曲线浏览功能。运行时，历史曲线构件能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。2.11 安全机制

工业过程控制中，应该尽量避免由于现场人为的误操作所引发的故障或事故，而某些误操作所带来的后果有可能是致命性的。为了防止这类事故的发生，MCGS 组态软件提供了一套完善的安全机制，严格限制各类操作的权限，使不具备操作资格的人员无法进行操作，从而避免了现场操作的任意性和无序状态，防止因误操作干扰系统的正常运行，甚至导致系统瘫痪，造成不必要的损失。

MCGS 组态软件的安全管理机制和 Windows NT 类似，引入用户组和用户的概念来进行权限的控制。在 MCGS 中可以：定义无限多个用户组、每个用户组中可以包含无限多个用户同一个用户可以隶属于多个用户组。设计总结

通过本次对恒压供水系统的组态设计，加深了我们对组态监控课程设计的认识，从中了解到设计过程中的基本方法和步骤，一天天的设计过程，让我们更真切地感受到理论与实践之间确实还存在很大的距离，觉得这门课的关键在于与实践的联系。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想还有待我们进一步的深入学习。

另外，通过这次课程设计使我们更加懂得了各学科之间的联系，就比如过程控制与组态之间的联系运用，我们从中初步掌握了组态监控系统的设计方法，深入地理解了组态控制的意义，对我们今后的学习和实践有很大的帮助。

通过此次课程设计，也让我们发现了我们现在的不足，通过查阅资料我们对自己的专业知识也做到查漏补缺，及时补充改正。在今后的学习过程中我会更加努力。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。

主要参考资料

【1】曹辉，马栋萍，王暄等主编．组态软件技术及应用．电子工业出版社 【2】龚运新，方立友编著．工业组态软件实用技术．清华大学出版社 【3】MCGS组态软件用户指南．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 【4】MCGS培训教程．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 【5】MCGS高级教程．北京昆仑通态自动化软件科技有限公司

第三篇：十字路口交通灯组态软件程序设计

中北大学信息商务学院202_届毕业设计说明书

1.绪论

1.1 引言

ControlX(开物)202_组态软件是一种国内主流的工控组态软件，ControlX(开物)202_是运行于Windows2000或WindowsNT，同时支持Linux操作系统的工业监控系统支撑软件。作为HMI/SCADA工具软件[14]，采用真正的Client/Sever体系结构，支持实时数据共享和分布式历史数据库。1.2 研究背景

在这个科学技术和世界经济飞速发展的时代，交通系统的空前发达是必然的，也是经济持续发展的基础。交通运输在经济和社会发展中起着举足轻重的作用，随着交通需求急剧增长，交通运输所带来的交通拥堵，交通事故等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。因此为了充分利用现有的资源加快城市道路建设，为了改善交通管理，挖掘现有交通设施潜力，以缓解失衡的交通供求关系，我们通过对有关交通信息的实时采集、传输和处理，把握当前交通运行状况和预测未来的交通状况，借助多种手段和设备，对各种交通情况进行处理，通过有力的信息交流手段，使用户迅速获知交通信息，从而有效地提高了交通效率和安全，并使交通设施得到充分利用，实现交通运输的集约式发展。它是在较完善的道路设施基础上，将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程设计集成运用于交通运输管理系统[3]。1.3 研究意义

用ControlX2000组态软件设计出动画监控画面；此外，信号灯故障的发生及其报警处理，报警连锁等控制处理等也由Control(开物)X2000实现。这样设计出来的动画既形象又生动的展示出十字路口交通灯运行状况，进而详细阐述了智能交通灯系统的意义，从而为十字路口交通灯的控制、交通运输的发展等等众多情况提供了发展设想和建议。

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4.ControlX2000对十字路口交通灯系统动画监控画面方案的设计

本设计总体分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合实验阐述了交通灯控制系统的工作原理，设计出一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。

4.1 交通灯系统的重要性及其原理概述 4.1.1 重要性

随着社会的不断的进步，社会的不断发展。交通也日渐复杂，交通的自动化也不断更新，交通的一些指挥系统光靠人来完成是远远不够的，这就需要设计各种交通指挥自动化系统来完成这些复杂的工作。从而使交通指挥系统更加有秩序，更加安全。至此本人设计了交通信号灯控制系统的模拟，用来对十字路口车辆的停通，使红绿灯指挥系统实现自动化，无人化，智能化[11]。使十字路口的交通很直观、生动的展示出来。4.1.2 交通灯原理图

道路交通管理是道路交通系统的重要组成部分，是交通管理部门为了保证交通安全、畅通，依据交通法规和道路交通状况，在路面上、空间处设置的特定形状的图案、线条、文字、符号、设施等。它主要以静态的形式对交通实施管理和控制，从而实现交通指挥管理系统的连续性和完整性。它与道路交通安全一起共同构成道路交通设施。但它们又有一定的区别，道路交通安全是着重点在于如何设置交通安全设施来保证交通安全，从而实现畅通；而道路交通管理设施的着重点在于如何通过特定的符号、文字或其组合来实现对交通流的管理和引导，改善交通运行状态，在交通安全的前提下，最大限度地实现交通畅通[10]。

如下图4.1所示即为十字路口交通图，设计中我严格按照此图执行十字路口在[9]各个时刻所出现的各种状况，并对每种情况进行动画模拟

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东西直行.value:=0 end

end

当这个状态执行完之后执行东西方向直行。

4.7.3 东西直行

汽车东西直行时，东西方向的行人可以相对通过，此时这个方向上的行人灯为绿色，相反南北方向的行人不可通过，所以此时南北方向上的行人灯颜色为红色；同时南北方向上的汽车停到人行横道前，于是指示它们的交通灯颜色也应该为红色。所出现的状态如下图4.16所示：

图4.16 汽车执行：东西直行画面

综上所述即可在变量标签扫描框中写如下程序语言：

if 东西直行.value then begin 东西直行.avalue0:=东西直行.avalue0+6

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end if 东西直行.avalue0>410 then begin 东西直行.value:=0 南北直行.value:=1 东西直行.avalue0:=0 end

当这个状态执行完之后执行东西朝南北方向直行。

4.7.4 东西朝南北拐弯

当汽车执行东西朝南北方向拐弯时，南北方向直行的车必须停在人行横道前，而它们的指示灯就应该为红色，同时东西朝左右方向拐弯的指示灯为绿色，而此时不管东西方向还是南北方向上的行人灯都是禁止行人通过的，也就是颜色为红色。

而此时要执行左右拐弯的动画组态，必须将某些事先隐藏在十字路口的车显示，按照图页上的坐标，在十字路口当中隐藏一辆车，当要拐弯的那辆车移动到预先设置的坐标时，将移动的这辆车隐藏，同时将原先隐藏到那个坐标的与它相同的车设置可见，并将可见的这辆车向垂直方向移动。同理，如此将向相反方向拐的车设置相同的运行程序，但要将反方向移动的数据设置为负值，这样就完成了不同汽车同时向左或向右拐弯的组态。这样就会如下图4.17所示的状态图：

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图4.17 汽车执行：东西朝南北方向拐

综上所述即可在变量标签扫描框中写如下程序语言：

if 东西直行.value then begin 东西直行.avalue0:=东西直行.avalue0+6 end if 东西直行.avalue0>410 then begin 东西直行.value:=0 南北直行.value:=1 东西直行.avalue0:=0 if 南北直行.value then

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begin 南北直行.avalue0:=南北直行.avalue0+5 end if 南北直行.avalue0>600 南北直行.avalue0>400 then begin 可见性1.value=0 可见性2.value=1 可见性3.value=0 可见性4.value=1 南北直行.value:=0 end

end

当这个状态执行完之后，四个状态都组态完成，此时将状态循环到第一个状态，也就是南北直行状态，使此四个状态循环起来。

4.8 运行组态画面

单击工具栏中“运行”按钮，如图

所示，观察汽车的运行轨迹是否与预设的位置范围相同或相近，另外观察当汽车运行到某个位置是交通灯颜色的变化是否正常，若出现异常；如果程序跟设置全部正确，就可在开物的运行环境下对车辆实行控制了。此时单击运行窗口左上方“运行开发系统”按钮，如图

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所示，返回开发窗口进行调试。

当运行时，组态画面是从初期的“南北直行”开始的，依次按照四个图的顺序循环，从而完成每个状态的动画组态运行。

图4.18 运行初的交通灯模拟（截图）

当动画运行起来时，汽车和行人随交通灯颜色的变化而按交通规则有条不紊的直行、左转、右转、停车等，当四个状态运行一遍时，继续循环到初始状态，依次进行。另附运行画面如下图4.19所示：

图4.19 运行中期画面

至此，所有与交通灯的组态有关的工作已基本完成。

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结 论

本设计通过ControlX2000组态软件完成了十字路口交通灯的静态与动态之间的模拟及转换，完成了成的十字路口的四个关键状态的组态，并使其正常运行，进而循环起来，从而完成了对十字路口交通灯系统的模拟。形象又生动的展现了十字路口的汽车、行人按照交通灯颜色变化而运行的状态。

用ControlX2000组态软件设计出来的动画监控画面，实现了对界面窗口的设计，完美的展现了十字路口的交通各个状况。同时在利用ControlX2000组态软件很好的实现了控制台的按钮功能。

同时又恰当的完成了模拟汽车运行的状态，以及在各个状态下汽车的停止、移动、左右转弯等，并且在汽车运动的状态同时完成了行人的移动，使画面形象生动的展示出现实中十字路口的状态。进而详细阐述了智能交通灯系统的意义，从而为十字路口交通灯的控制、交通运输的发展等等众多情况提供了发展设想和建议。

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参 考 文 献

[1] 孙东卫.交通灯自动化控制系统设计 [D]电子科技大学 , 1999.[2] 范昕炜.计算机自动配气系统的研究 [D]广东工业大学 , 202_.[3] 黄留京.基于LonWorks技术的智能节点的研制及其在BAS中的应用 [D]中国

农业大学 , 202_.[4] 苏刚.集散控制系统组态软件的设计 [D]辽宁工程技术大学 , 202_.[5] 徐平.先进控制技术在灯具厂的应用 [D]福州大学 , 202_.[6]孙东云．Controlx200通用监控软件使用说明书[M]．山东大学，202_.[7]陈克兴，李川奇．设备状态检测与故障诊断技术[M]．北京：科学技术文献出

版社，1991.[8] 张艳兵.基于开物202_的温度自动检测与控制实验系统[J].科技情报开

发与经济 , 202_,(20).[9] 林少芬, 吕少军, 陈清林.基于网络的工科实验综合系统的开发[J].实验

室研究与探索 , 202_,(12).[10] 汪小锋.自控原理实验系统的故障分析[J].克山师专学报 , 202_,(04)[11] 刘敏.电子商务实验系统设计方案[J].福建电脑 , 202_,(01).[12] Bryan, L.A.(Luis A.)PLC video training guide and workbook / L.A.Bryan, E.A.Bryan.Atlanta, Ga.: Industrial Text and Video Co., c1992.[13]SIEMENS AG.SIMATIC S7-200 Programmable Controller system Manual.202_.[14]SIEMENS AG.Programming with step 7 V5.2.202_.[15]OMRON COMPANY.SYSMAC C200HX/HG/HE I/O Units OPERATION MANUAL

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致 谢

在本次毕业设计中，刘长明老师给了我悉心的指导和帮助，提供了丰富的资料和课设环境，在各方面对我严格要求，使我既丰富了理论知识，又增强了实践能力。同时，他以身作则，在为人处事方面也给了我很大的教诲，严谨的学者风范和认真的工作态度让我感触很深，是我学习的榜样。在此，我要向刘长明老师表示我诚挚的敬意和衷心的感谢！

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第四篇：组态软件实验(三)教案

报警显示与报警数据

定义报警

定义报警的具体操作如下：

对于“液位1”变量，在实时数据库中，双击“液位1”，在报警属性中，选中“允许进行报警处理”；在报警设置中选中“上限报警”，把报警值设为：9米；报警注释为：水罐1的水已达上限值；在报警设置中选中“下限报警”，把报警值设为：1米；报警注释为：水罐1没水了。在存盘属性中，选中“自动保存产生的报警信息”。

对于液位2变量来说，只需要把“上限报警”的报警值设为：4米，其它一样。如下图：

属性设置好后，按“确认”即可。

报警显示

实时数据库只负责关于报警的判断、通知和存储三项工作，而报警产生后所要进行的其它处理操作（即对报警动作的响应），则需要您在组态时实现。具体操作如下：

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中，选中“水位控制”窗口，双击“水位控制”或单击“动画组态”进入。在工具条中单击“工具箱”，弹出“工具箱”，从“工具箱”中单击“报警显示”下图：

图标，变“十”后用鼠标拖动到适当位置与大小。如

双击，再双击弹出如下图：

在“报警显示构件属性设置”中，把“对应的数据对象的名称”改为：液位组，“最大记录次数”为：6，其它不变。按“确认”后，则报警显示设置完毕。此时按“F5”或直接按工具条中现了。

图标，进入运行环境，您会发现报警显示已经轻松地实报警数据

在报警定义时，我们已经让当有报警产生时，“自动保存产生的报警信息”，这时我们可以通过如下操作，看看是否有报警数据存在？ 具体操作如下： 在“运行策略”中，单击“新建策略”，弹出“选择策略的类型”，选中“用户策略”，按“确定”。如图：

选中“策略1”，单击“策略属性” 按钮，弹出“策略属性设置”窗口，把“策略名称”设为：报警数据，“策略内容注释”为“水罐的报警数据”，按“确认”。如上图。

选中“报警数据”，单击“策略组态”按钮进入，在策略组态中，单击工具条中的“新增策略行”策略行图标，新增加一个策略行。再从“策略工具箱”中选取“报警信息浏览”，加到上，单击鼠标左键。如下图：

双击图标，弹出“报警信息浏览构件属性设置”窗口，在“基本属性”中，把“报警信息来源”中的“对应数据对象”改为：液位组。按”确认”按钮设置完毕。

按“测试”按钮，进入“报警信息 浏览”。如下图。

退出策略组态时，会弹出如下窗口，按“是”按钮，就可对所做设置进行保存。

如何在运行环境中看到刚才的报警数据呢？请按如下步骤操作：

在MCGS组态平台上，单击“主控窗口”，在“主控窗口”中，选中“主控窗口”，单击“菜单组态”进入。单击工具条中的“新增菜单项”

图标，会产生“操作0”菜单。双击“操作0”菜单，弹出“菜单属性设置”窗口。在“菜单属性”中把“菜单名”改为：报警数据。在“菜单操作”中选中“执行运行策略块”，选中“报警数据”，按“确认”设置完毕。如下图：

您现在直接按“F5”或直接按工具条中数据”打开报警历史数据。

图标，进入运行环境，就可以用菜单“报警修改报警限值

在“实时数据库”中，对“液位1”、“液位2”的上下限报警值都定义好了，如果用户想在运行环境下根据实际情况随时需要改变报警上下限值，又如何实现呢？在MCGS组态软件中，为您提供了大量的函数，可以根据您的需要灵活地进行运用。具体操作如下：

在“实时数据库”中选“新增对象”，增加四个变量，分别为：液位1上限、液位1下限、液位2上限、液位2下限，具体设置如下图：

在“用户窗口”中，选“水位控制”进入，在“工具箱”选“标签”选“输入框”用于输入上下限值，如下图：

图标用于文字注释，双击图标，进行属性设置，只需要设置“操作属性”，其它不变，如下图：

在MCGS组态平台上，单击“运行策略”，在“运行策略”中双击“循环策略”，双击进入脚本程序编辑环境，在脚本程序中增加如下语句：

!SetAlmValue(液位1,液位1上限,3)!SetAlmValue(液位1,液位1下限,2)!SetAlmValue(液位2,液位2上限,3)!SetAlmValue(液位2,液位2下限,2)

如果您对该函数!SetAlmValue(液位1,液位1上限,3)不了解，请求助“在线帮助”，定会给您满意的答案。按“帮助”按钮，弹出“MCGS帮助系统”，在“索引”中输入“!SetAlmValue”，如图：

报警动画

当有报警产生时，我们可以用提示灯显示，具体操作如下：

在“用户窗口”中选中“水位控制”，双击进入，单击“工具箱”中的“插入元件”

图标，进入“对象元件库管理”，从“指示灯”中选取如下图：大小放在适当位置。双击如图设置：

作为“液位1”的报警指示，调整

作为“液位2”的报警指示，现在我们再进入运行环境，看看整体效果，如图：

报表输出

实时报表

怎样实现实时报表呢？具体操作如下：

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮产生一个新窗口，单击“窗口属性”按钮，弹出“用户窗口属性设置”窗口，进行设置如图：

按“确认”按钮，再按“动画组态”进入“动画组态：数据显示”窗口。用“标签” 作注释：水位控制系统数据显示，实时数据，历史数据。在工具条中单击“帮助”

图标，拖放在“工具箱”中单击“自由表格”

图标上您，就会获得“MCGS在线帮助”，请仔细阅读，然后再按下面操作进行。在“工具箱”中单击“自由表格”

图标，拖放到桌面适当位置。双击表格进入，如要改变单元格大小，请把鼠标移到A与B或1与2之间，当鼠标变化时，拖动鼠标即可；单击鼠标右键进行编辑。如图：

在R1CB处单击鼠标右键，单击“连接”或直接按“F9”，再单击鼠标右键从实时数据库选取所要连接的变量双击或直接输入，如下图：

在MCGS组态平台上，单击“主控窗口”，在“主控窗口”中，单击“菜单组态”，在工具条中单击“新增菜单项” 单属性设置”窗口,如下图：

图标，会产生“操作0”菜单。双击“操作0”菜单，弹出“菜

按“F5”进入运行环境后，单击菜单项中的“数据显示”会打开“数据显示”窗口，实时数据就会显示出来。

历史报表

利用MCGS的历史表格构件做历史数据报表具体操作如下：

在MCGS开发平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中双击“数据显示”进入，在“工具箱”中单击“历史表格”

图标，拖放到桌面，双击表格进入，把鼠标移到在C1与C2之间，当鼠标发生变化时，拖动鼠标改变单元格大小；单击鼠标右键进行编辑。在R1C1输入“采集时间”，R1C2输入“液位1”，R1C3输入“液位2”。拖动鼠标从R2C1到R5C3，表格会反黑。如图：

在表格中单击鼠标右键，单击“连接”或直接按“F9”，单击“表格”菜单中“合并表元”选项，或直接单击工具条中“编辑条” 图标，从编辑条中单击“合并单元” 图标，表格中所选区域会出现反斜杠，如下图所示：

双击表格中反斜杠处，弹出“数据库连接设置”窗口，具体设置如图，设置完毕后按“确认”退出。

这时进入运行环境，就可以看到自己的劳动成果了。如果只想看到历史数据后面1位小数，可以这样操作，如图：

再讲方法二：用策略中的“存盘数据浏览”构件，如何实现历史报表的？具体操作如下：

在“运行策略”中单击“新建策略”按钮，弹出“选择策略的类型”，选中“用户策略”，按“确认”。单击“策略属性”，弹出“策略属性设置”，把“策略名称”改为：历史数据，“策略内容注释”为：水罐的历史数据，按“确认”。双击“历史数据”进入策略组态环境，从工具条中单击“新增策略行” 拖放在双击上，则显示如下：

图标，弹出“存盘数据浏览构件属性设置”窗口，按下图设置：

图标，再从“策略工具箱”中单击“存盘数据浏览”，单击“测试”按钮，进入“数据存盘浏览”，如图：

单击“退出”按钮，再单击“确认”按钮，退出运行策略时，保存所做修改。如果想在运行环境中看到历史数据，请在“主控窗口”中新增加一个菜单，取名为：历史数据，如图：

到此，实时报表与历史报表制作完毕。

第五篇：力控组态监控软件简介

第二节

监控组态软件简介

一、监控组态软件简介

1.概念

组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级 的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开 发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的 各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和

I/O

设备，与高可靠的工控计算机和网

络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。

2.组态软件的发展和现状

在80

年代末期，由于个人计算机的普及，PC

机开始走上工业监控的历史舞台，与此同

时开始出现基于

PC

总线的各种数据

I/O

板卡，加上软件工业的迅速发展，开始有人研究和

开发通用的PC

监控软件—组态软件。世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wonderware

公司，它于

年代末率先推出第一个商品化监控组态

软件

Intouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目前世界上的组态软件有几十种之多，国 际上较知名的监控组态软件有：Fix，Intouch，Wincc，LabView，Citech

等。

3.组态软件的特点：

组态软件最突出的特点就是实时多任务。数据的输入输出、数据的处理、显示、存储 及管理等多个任务需在同一个系统中同步快速的运行。

组态软件的用户是自动化工程设计人员，组态软件的目的就是让用户迅速开发出适合 自己需要的可靠的应用系统。因此，组态软件一般具备以下特点：

（1）

使用简单，用户只需编写少量自己所需的控制算法代码，甚至可以不写代码。

（2）

运行可靠，用户在组态软件平台上开发出的应用系统可以长时间的连续可靠运 行，在运行期间实现免维护。

（3）

提供数据采集设备的驱动程序，以把控制现场的数据采集到计算机中，并把运算 的控制结果送回到控制现场的执行机构。

（4）

提供自动化应用系统所需的通用监控软件的组件。

（5）

强大的图形设计工具。

北京三维科技股份有限公司推出的力控监控组态软件

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