Mcgs组态软件课程设计报告.docx
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Mcgs组态软件课程设计报告
Mcgs组态软件课程设计报告
摘 要
【摘要】随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分，是机械与电气相结合的机电一体化产品。
电梯的应用日益广泛和普及，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠，已越来越多的引起电梯业界人士的关注。
本次课程设计的研究题目涉及以下两方面：
首先在修完《监控系统程序设计》课程后，运用工业监控系统软件，结合一个自动控制系统，完成对该控制系统的上位监控系统组态设计。
其次稳定与安全运行是评价电梯性能的重要依据，针对提高电梯的安全运行，设计一种基于MCGS组态软件的电梯实时运行的监控方案。
该方案通过RS232通信接口采集到模拟电梯的实时运行数据，采用MCGS组态软件涉及电梯的现场监控系统，通过整体的设计和动画效果的演示，实现现场设备的实时监视，MCGS组态软件的引入对电梯控制以及工业现场监控的进一步研究有着积极的意义。
关键词：
MCGS,电梯控制系统，模拟电梯，监控系统
ABSTRAC
Along with the urban construction development unceasing, the high
rise building increases unceasingly too. The elevator as a high-rise building of transport has been closely linked with people's daily life, It is a combination of mechanical and electrical products. Elevator has been used widely and popular, both to ensure energy-efficient elevator operation safe and reliable, has caused more and more the concern of the elevator industry.
The research projects cover the following two questions:
First, PLC control means the elevator signal control software to achieve by the PLC control system. Second, stability and security operations are an important basis for performance evaluation of the elevator, for improving the safe operation of elevators, the design MCGS configuration software based on real-time applications that run on the elevator control program. RS485/RS232 communication interface of the program collected through the PLC-controlled real-time simulation of elevators operating data, the use of configuration software MCGS scene involving the elevator control system, through the overall design and animation presentations, field devices to achieve real-time monitoring, remote Control, MCGS configuration software and the introduction of the elevator control further studies of industrial site monitoring has a positive meaning
KeyWords：
MCGS,Simulation of elevator, Monitoring System, Elevator
课程设计目的与要求：
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。
监控系统分析和总体设计
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. 1个用户窗口：
简易升降梯控制系统（简易电梯绘制、六个指示灯、六个按钮）
2. 定时器构件的使用
3.3个策略：
启动策略、退出策略、循环策略（主要的程序）
数据对象：
HL1
开关型
楼一层呼叫指示灯
HL2
开关型
楼二层呼叫指示灯
HL3
开关型
楼三层呼叫指示灯
LS1
开关型
楼一层限位
LS2
开关型
楼二层限位
LS3
开关型
楼三层限位
M1
开关型
电梯上升
M2
开关型
电梯下降
SB1
开关型
楼一层按钮
SB2
开关型
楼二层按钮
SB3
开关型
楼三层按钮
TWO
开关型
2按钮都按下，1有效
ZHV1
开关型
定时器状态信号
ZHV2
开关型
定时器启动复位
ZHV3
数据型
定时器计时值
电梯
数据型
电梯上下移动
图形制作：
简易升降梯控制系统窗口
1.简易电梯的图画
2.三个呼叫及三个限位指示灯
3.三个呼叫及三个限位按钮
流程控制：
1、 当升降机停于一层或二层时，按三层按钮呼叫，则升降机上升至LS3停止。
2、 当升降机停于三层或二层时，按一层按钮呼叫，则升降机下降至LS1停止。
3、 当升降机停于一层时，按二层按钮呼叫，则升降机上升至LS2停止。
4、 当升降机停于三层时，按二层按钮呼叫，则升降机下降至LS2停止。
5、 当升降机停于一层，而二层、三层按钮均有人呼叫时，升降机上升至LS2时，在LS2暂停10s后，继续上升至LS3停止。
6、 升降机停于三层，而一层，二层按钮均有人呼叫时，升降机下降至LS2时，在LS2
暂停10s后，继续下降至LS1停止。
7、 上升或下降途中，任何反方向的按钮呼叫均无效。
安全机制：
对工程进行加密
电梯监控系统设计：
1．建立画面
（1）在用户窗口建立新窗口并命名为“三层升降控制”
（2）编辑画面 选中“简易升降控制”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面
图形的绘制
[1] 画电梯框：
单击绘图工具箱中“画线”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字”形，在窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一条一定长度的直线。
单击“线色”按钮选择：
黑色。
单击“线型”按钮，选择合适的线型。
调整线的位置（按←→↑↓键或按住鼠标拖动）。
调整线的长短（按Shift和←→↑↓键，或光标移到一个手柄处，待光标呈“十字”形，沿线长度方向拖动）。
调整线的角度（按Shift和←→↑↓键，或光标移到一个手柄处，待光标呈“十字”形，向需要的方向拖动）。
线的删除与文字删除相同。
单击“保存”按钮。
画出图中电梯的外部图框. 画矩形：
单击绘图工具箱中的“矩形”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字”形。
在窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一个一定大小的矩形。
单击窗口上方工具栏中的“填充色”按钮。
选择：
绿色。
单击“线色”按钮，
选择：
没有边线。
调整位置（ 按键盘的←→↑↓键，或按住鼠标左键拖曳）。
调整大小（同时按键盘的 Shift键 和←→↑↓键中的一个；或移动鼠标，待光标呈横向或纵向或纵向或斜向“双箭头”形，按住左键拖曳）。
单击窗口其他任何一个空白地方，结束第1个矩形的编辑。
依次画出简易电梯控制系统画面2个矩形部分（分别为电梯的示意图）。
单击“保存”按钮。
再画出限位开关的三个示意图。
构件的选取 指示灯的绘制：
单击绘图工具箱中的（插入元件）图标，弹出对象元件管理对话框。
双击窗口左侧“对象元件列表”中的“指示灯”，展开该列表项，单击“指示灯2”，单击“确定”按钮。
窗口中出现的指示灯图形。
在指示灯上面输入文字标签“三层呼叫指示灯HL3”。
单击“保存”按钮。
分别画出其它五个指示灯，并标上标签
[2]：
单击画图工具箱的“标准按钮” 工具，在画图中画出一定大小的按钮。
调整其大小和位置。
分别绘制六个按钮，并在上面写上名称。
整体画面：
最后生成的画面:
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。
定义数据对象的内容主要包括：
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。
在开始定义之前，我们先对所有数据对象进行分析。
在本样例工程中需要用到以下数据对象.。
动画连接
由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地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数据对象建立相关性连接，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。
本样例中需要制作动画效果的部分包括：
1．钮的开停及指示灯的变化。
2．电梯动画效果。
按钮的开停及指示灯的变化
[1] 按钮的动画连接：
双击“一楼呼叫”，弹出“属性设置”窗口，单击“操作属性”选项卡，显示该页，如图所示。
选中“数据对象值操作”。
单击第1个下拉列表的“▼”按钮，弹出按钮动作下拉菜单，单击“按1松0”。
单击第2个下拉列表的“？
”按钮，弹出当前用户定义的所有数据对象列表，选择SB1参数。
其他五个按钮 。
用同样的方法建立复位按钮与对应变量之间的动画连接。
单击“保存”按钮。
2] 指示灯的动画连接：
双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。
单击“动画连接”选项卡，进入该页，如图所示。
单击“三维圆球”，出现“？
”和“>”按钮。
单击“>”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。
单击“属性设置”选项卡，进入该页，如图所示。
单击“可见度”选项卡，进入该页，如图所示。
在“表达式”一栏，单击“？
”按钮，弹出当前用户定义的所以数据对象列表，双击“HL1”（也可在这一栏直接输入文字：
启动）。
在“当表达式非零时”一栏，选择“对应图符可见”，如图所示。
构件移动动画连接
[1]电梯垂直移动动画连接。
单击“查看”菜单，选择“状态条”，在屏幕下方出现状态条，状态条左侧文字代表当前操作状态，右侧显示被选中对象的位置坐标和大小。
在上工件底边与下工件底边之间画出一条直线，根据状态条大小指示可知直线总长度，假设为72个像素。
在机械手监控画面中选中并双击电梯，弹出“属性设置”窗口。
在“位置动画连接”一栏中选中“垂直移动”。
单击“垂直移动”选项卡，进入该页，如图所示，在“表达式”一栏填入：
电梯。
在垂直移动连接栏填入各项参数，意思是：
当垂直移动量=0时，向下移动距离=0；当垂直移动量=25时，向下移动距离=72。
单击“确认”按钮，存盘。
（垂直移动量的最大值=循环次数*变化率=25*1=25；循环次数=下移时间（上升时间）/循环策略执行间隔=5s/200ms=25次。
变化率为每执行一次脚本程序垂直移动量的变化，本例中加1或减1。
）
运行策略程序及说明
定时器的使用。
单击屏幕左上角的工作台图标
，弹出“工作台”窗口。
单击“运行策略”选项卡，进入“运行策略”页，如图所示。
选中“循环策略”，单击右侧“策略属性”按钮，弹出“策略属性设置”窗口，如图所示。
在“定时循序执行，循环时间[ms]”一栏，填入200。
单击“确认”按钮。
选中“循环策略”，单击右侧“策略属性”按钮，弹出“策略组态：
循环策略”窗口。
单击“工具箱”按钮，弹出“策略工具箱”，如图所示。
在工具栏找到“新增策略行”按钮，单击，在循环策略窗口出现了一个新策略，如图所示。
在“策略工具箱”选中“定时器”，光标变为小手形状。
单击新增策略行末端的方块，定时器被加到该策略，如图所示。
定时器的功能分为，启停功能：
在需要的时候被启动，在需要的时候被停止。
计时功能：
启动后进行计时。
计时时间设定功能，即可以根据需要设定时计时。
状态报告功能：
即是否到设定时间。
复位功能，即在需要的时候重新开始记时。
控制算法实现程序及说明
回到组态环境,进入循环策略组态窗口,如图所示。
单击工具栏“新增策略行”按钮，在定时器下增加一行新策略。
选中策略工具箱的“脚本程序”，光标变为手形。
单击新增策略行末端的小方块，脚本程序被加到该策略。
双击“脚本程序”策略行末端的方块。
出现脚本程序编辑窗口。
输入如下的程序清单。
IFS1=1THENHL1=0
IFS2=1THENHL2=0
IFS3=1THENHL3=0
IF电梯<=100ANDHL3=0ANDHL2=1ANDHL1=1ANDTWO=0THEN
M1=0
电梯=电梯+1
IFLS1=1THENLS1=0
IFLS2=1THENLS2=0
IF电梯>=100THEN
电梯=100
LS3=1
IFLS3=1THEN
M1=1
HL3=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF电梯>=0ANDHL1=0ANDHL2=1ANDHL3=1ANDTWO=0THEN
M2=0
电梯=电梯-1
IFLS3=1THENLS3=0
IFLS2=1THENLS2=0
IF电梯<0THEN
电梯=0
LS1=1
IFLS1=1THEN
M2=1
HL1=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF电梯<=50ANDHL2=0ANDHL1=1ANDHL3=1THEN
M1=0
电梯=电梯+1
LS1=0
IF电梯>=50THEN
电梯=50
LS2=1
IFLS2=1THEN
M1=1
HL2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF电梯>=50ANDHL2=0ANDHL3=1ANDHL1=1THEN
M2=0
LS3=0
电梯=电梯-1
IF电梯<50THEN
电梯=50
LS2=1
IFLS2=1THEN
M2=1
HL2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF电梯<=50ANDHL2=0ANDHL3=0ANDHL1=1THEN
M1=0
TWO=1
电梯=电梯+1
LS1=0
IF电梯>=50THEN
电梯=50
LS2=1
IFLS2=1THEN
M1=1
HL2=1
ZHV2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IFZHV1=1ANDHL3=0ANDM2=1THEN
M1=0
电梯=电梯+1
LS2=0
IF电梯>=100THEN
电梯=100
LS3=1
IFLS3=1THEN
M1=1
HL3=1
ZHV2=0
TWO=0
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF电梯>=50ANDHL1=0ANDHL2=0ANDHL3=1ANDM1=1THEN
M2=0
TWO=1
LS3=0
电梯=电梯-1
IF电梯<50THEN
电梯=50
LS2=1
IFLS2=1THEN
M2=1
HL2=1
ZHV2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IFZHV1=1ANDHL1=0ANDM1=1THEN
M2=0
电梯=电梯-1
LS2=0
IF电梯<0THEN
电梯=0
LS1=1
IFLS1=1THEN
M2=1
HL1=1
ZHV2=0
TWO=0
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IFM1=0AND电梯>0THENHL1=1
IFM1=0AND电梯>50THENHL2=1
IFM2=0AND电梯<100THENHL3=1
IFM2=0AND电梯<50THENHL2=1
安全策略设计及说明
定义用户和用户组：
1] 选择工具菜单中的“用户权限管理”，打开用户管理器。
缺省定义的用户、用户组
为：
负责人、管理员组。
[2] 点击用户组列表，进入用户组编辑状态。
[3] 点击“新增用户组”按钮，弹出用户组属性设置对话框。
进行如下设置：
用户组名称：
操作员组 用户组描述：
成员仅能进行操作
[4] 单击“确认”，回到用户管理器窗口。
[5] 点击用户列表域，点击“新增用户”按钮，弹出用户属性设置对话框。
参数设置如
下：
用户名称：
lb 用户描述：
操作员 用户密码：
123 确认密码：
123 隶属用户组：
操作员组
[6] 单击“确认”，回到用户管理器窗口。
[7] 再次进入用户组编辑状态，双击“操作员组”，在用户组成员中选择“张工”。
[8] 点击“确认”，再点击“退出”，退出用户管理器。
系统权限管理：
[1] 进入主控窗口，选中“主控窗口”图标，点击“系统属性”按钮，进入主控窗口属
性设置对话框。
[2] 在基本属性页中，点击“权限设置”按钮。
在许可用户组拥有此权限列表中，选择
“管理员组”，确认，返回主控窗口属性设置对话框。
[3] 在下方的选择框中选择“进入登录，退出不登录”，点击“确认”，系统权限设置完毕
操作权限管理：
[1] 进入系统控制窗口，双击一层呼叫按钮，进入按钮构件属性设置对话框。
[2] 点击下部的“权限”按钮，进入用户权限设置对话框。
[3] 选中“管理员组”，确认，退出。
其他按钮对应的属性设置同上.。
总结
当我拿到课程设计题目时，选择了电梯控制系统，利用MCGS组态软件对电梯控制系统进行组态，首先，我对进行对课题的有关知识收集，以及一些电梯控制系统的例子，看看被人是怎么做的，然后在原有的基础上，进行一定的改变，并且结合自己所学的知识，也通过与同学的探讨，制定出一个解决方案。
在这次课程设计，我不仅收获到了喜悦，也经历了失败，当我成功地解决课程设计中的一个个，得到了一定的满足感，了解到我们专业知识与实践相结合的地方，但是当我遇到困难烦恼时，我依然坚信可以顺利完成课程设计。
最终在这次的课程设计中，有同学的帮助，是我与同学齐心协力的结果。
........忽略此处.......
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