基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的流量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上海申弘閥門有限公司

1 選題背景

本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。目的是利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。目前，PLC使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。PLC通過(guò)模擬量I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的 A/D、D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量進(jìn)行閉環(huán)PID控制。用MCGS組態(tài)軟件組態(tài)配置工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 方案論證

本畢業(yè)設(shè)計(jì)原理是利用擴(kuò)展模塊EM235（AI4/AQ1*12位）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后把采集到的數(shù)據(jù)利用程序進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換，給定量與輸入量相減得出偏換，送到執(zhí)行器，從而構(gòu)成的是單閉環(huán)控制。

采用增量式PID，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）增量算法控制誤動(dòng)作影響小。（2）增量算法控制易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換。（3）不產(chǎn)生積分失控，易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，則采用增量式PID算法。

MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"，英文全稱為Monitor and Control Generated System。MCGS是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域服務(wù)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能*、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。MCGS工控組態(tài)軟件是一套32位工控組態(tài)軟件，集流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出數(shù)據(jù)與曲線等諸多*功能于一身，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械等

3 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1 總體分析

學(xué)習(xí)了PLC的硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和編程方法以后，對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)較大的PLC系統(tǒng)時(shí)，要全面考慮許多因素，不管所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的大小，要按照下列設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。如圖1：

3.2 工藝過(guò)程              

隨著PLC功能的不斷提高和*，PLC幾乎可以完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)，但PLC還有它的應(yīng)用場(chǎng)合：工業(yè)環(huán)境較差，而對(duì)安全性、可靠性要求較高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開(kāi)關(guān)量為主的工業(yè)自控系統(tǒng)或裝置，它對(duì)模擬量的處理能力也很強(qiáng)。所以在很多情況下，也可取代工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為主控制器，來(lái)完成復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)。

控制對(duì)象及控制裝置選定后，還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍。一般來(lái)說(shuō)，能夠反映生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況，能夠用傳感器進(jìn)行直接測(cè)量的參數(shù)，控制邏輯復(fù)雜的部分都由PLC完成。另外，對(duì)主要控制對(duì)象還要加上手動(dòng)控制功能。針對(duì)此次的控制任務(wù)，是利用PLC對(duì)液體流量（模擬量）進(jìn)行控制。要求把管道中水流控制在一定的速度，要求用增量式PID控制算法進(jìn)行控制。如圖2所示：

3.3 系統(tǒng)控制要求

1、要求用PLC編寫程序，采用單閉環(huán)控制，來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，以達(dá)到控制管道內(nèi)液體流量的目的。

2、用PLC編寫程序，采用單回路控制，以采集的流量為反饋信號(hào)，與給定值進(jìn)行比較，以達(dá)到控制液體流量的目的。

3、用MCGS組態(tài)軟件對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.4 系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配

輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍接線來(lái)說(shuō)，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，分配地址時(shí)，要注意負(fù)載類型。

控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)如下表所示：

符號(hào)	地址	備注
Kz	M0.0	控制方式
Ee	VD136	偏差
e_1	VD140	偏差前值
e_2	VD144	偏差前前值
Mnp	VD148	比例值
Mni	VD152	積分值
Mnd	VD156	微分值
dMn	VD160	PID增量
Mn_1	VD164	輸出前值
Mn	VD168	輸出值
Kc	VD172	比例系數(shù)
Ti	VD176	積分時(shí)間常數(shù)
Td	VD180	微分時(shí)間常數(shù)
Ts	VD184	采樣周期
Pvn	VD200	測(cè)量值
Spn	VD208	給定值
max	VW220	測(cè)量值大值

                                       表1  地址分配

3.5  PLC系統(tǒng)的選型

選擇PLC一方面要注意容量，另一方面什么公司的。從上面的分析可以知道，系統(tǒng)需要模擬量輸入點(diǎn)一個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)一個(gè)?？梢赃x用西門子公司S7-200 CPU222PLC（8入/6繼電器輸出）一臺(tái)，特點(diǎn)：體積小巧，全面功能，適應(yīng)于中小機(jī)器設(shè)備的控制，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。*功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7－200系列具有*的性能/價(jià)格比，*的可靠性，極豐富的指令集 ，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊。在加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM235（4AI/1AO）。這樣的配置。

3.6 需要考慮的其它問(wèn)題

1、保護(hù)措施；

2、系統(tǒng)保直流電源的容量；

3、電源方面的抗干擾措施；

4、輸出方面的護(hù)措施。

3.7 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.7.1數(shù)字PID控制算法

在連續(xù)-時(shí)間控制系統(tǒng)中，PID控制器應(yīng)用得非常廣泛。其設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，以來(lái)形成了典型的結(jié)構(gòu)，參數(shù)整定方便，結(jié)構(gòu)更改靈活，能滿足一般的控制要求。 數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為*，因?yàn)橛?jì)算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問(wèn)題，經(jīng)修正而得到更*的數(shù)字PID算法。連續(xù)一時(shí)間PID控制系統(tǒng)如4所示。圖4中，D（s）為控制器。在PID控制系統(tǒng)中，D（s）完成PID控制規(guī)律，稱為PID控制器。

 PID控制器是一種線性控制器，用輸出量y（t）和給定量r（t）之間的誤差的時(shí)間函數(shù)。e(t)=r(t)-y(t) 的比例，積分，微分的線性組合，構(gòu)成控制量u（t），稱為比例（Proportional）積分（Integrating）微分（Differentiation）控制，簡(jiǎn)稱PID控制。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)受控對(duì)象的特性和控制的性能要求，靈活地采用不同的控制組合，構(gòu)成
比例（P）控制器        式中    KP——比例放大系數(shù)；TI——積分時(shí)間；  TD——微分時(shí)間。

    控制作用:比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。但是，比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例放大系數(shù)的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分控制的作用是，只要系統(tǒng)有誤差存在，積分控制器就不斷地積累，輸出控制量，以消除誤差。因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能*消除誤差，使系統(tǒng)誤差為零，從而消除穩(wěn)態(tài)誤差。積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。微分控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。應(yīng)用PID控制，必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整比例放大系數(shù)KP，積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD，使整個(gè)控制系統(tǒng)得到良好的性能

數(shù)字PID控制算法:在電子數(shù)字計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)中，PID控制器是通過(guò)計(jì)算機(jī)PID控制算法程序?qū)崿F(xiàn)的。計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)大多數(shù)是采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。進(jìn)入計(jì)算機(jī)的連續(xù)-時(shí)間信號(hào),必須經(jīng)過(guò)采樣和整量化后，變成數(shù)字量，方能進(jìn)入計(jì)算機(jī)的存貯器和寄存器，而在數(shù)字計(jì)算機(jī)中的計(jì)算和處理，不論是積分還是微分，只能用數(shù)值計(jì)算去逼近。在數(shù)字計(jì)算機(jī)中，PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)，也必須用數(shù)值逼近的方法。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時(shí)，用求和代替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)-時(shí)間PID算法的微分方程，變?yōu)槊枋鲭x散-時(shí)間PID算法的差分方程。

增量式PID控制算法:當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的值，而是控制量的增量（例如去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）時(shí)，需要用PID的“增量算法”。

由位置算法求出上式已看不出是PID的表達(dá)式了，也看不出P、I、D作用的直接關(guān)系，只表示了各次誤差量對(duì)控制作用的影響。從式中看出，數(shù)字增量式PID算法，只要貯存近的三個(gè)誤差采樣值e（k）、e（k-1）、e（k-2）就足夠了。

增量式PID控制的優(yōu)點(diǎn)與不足：

優(yōu)點(diǎn): 1、增量算法控制誤動(dòng)作影響小。

2、增量算法控制易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換。

  3、不產(chǎn)生積分失控，易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

缺點(diǎn)：1、積分截?cái)嘈?yīng)大，有靜態(tài)誤差。

  2、溢出影響大在實(shí)際應(yīng)用中，在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，則采用增量式算法。

圖6  增量式PID控制算法流程圖

3.7.2 回路輸入/輸出量的工程量轉(zhuǎn)換

一個(gè)回路具有兩個(gè)輸入量，即給定值和過(guò)程變量。給定值通常為一固定值。過(guò)程變量受回路輸出的影響并反映了控制的效果。給定值和過(guò)程變量都是實(shí)際的工程量，其幅度、范圍和測(cè)量單位都會(huì)不同。在實(shí)施PID算法之前，必須將這些值轉(zhuǎn)換為歸一化純量、浮點(diǎn)數(shù)的格式，即：將實(shí)數(shù)格式的工程實(shí)際值轉(zhuǎn)換為[0.0，1]間的無(wú)量剛相對(duì)值（稱為歸一化格式）。

用下式來(lái)將給定值或過(guò)程變量歸一化：

                       Rnorm=（Rraw/Span+E）

式中：Rnom為工程實(shí)際值的歸一化值；Rraw為工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)形式，未歸一化處理；E對(duì)于單極性值，取0；對(duì)于雙極性值，取0.5；Span為大允許值減去小允許值，通常?。?2000（對(duì)于單極性），64000（對(duì)于雙極性）。

將回路控制輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值。

    回路控制的輸出，相對(duì)于被控對(duì)象來(lái)說(shuō)，為一個(gè)控制量。注意：回路控制輸出為在[0.0，1.0]范圍內(nèi)的歸一化實(shí)數(shù)格式，它必須先轉(zhuǎn)換為16位按工程量標(biāo)定的值后方可用于驅(qū)動(dòng)實(shí)際裝置。這一轉(zhuǎn)換實(shí)際上為歸一過(guò)程的逆過(guò)程。*步是用下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的實(shí)數(shù)格式：

                        Rscal=(Mn-E)*Span

式中：Rscal為已按工程量標(biāo)定的實(shí)數(shù)格式的回路輸出；Mn為歸一化格式的回路輸出；E對(duì)于單極性模擬量，取為0.0；對(duì)雙極性模擬量，取為0.5；Span為大允許值減去小允許值，通常取：32000（單極性），64000（雙極性）



3.7.3 程序流程圖 

本程序分為三部分：主程序、子程序、中斷程序。邏輯運(yùn)算放在主程序。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣節(jié)省掃描時(shí)間。利用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出部分。

3.8 MCGS組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)過(guò)程

計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，為工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)辟了廣闊的發(fā)展空間，用戶可以方便快捷地組建的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過(guò)采用遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷、雙機(jī)熱備等技術(shù)，使系統(tǒng)更加安全可靠，在這方面，MCGS工控組態(tài)軟件提供強(qiáng)有力的軟件支持。

MCGS全中文工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱MCGS工控組態(tài)軟件或MCGS）為用戶建立全新的過(guò)程測(cè)控系統(tǒng)提供了一整套解決方案。MCGS工控組態(tài)軟件是一套32位工控組態(tài)軟件，集動(dòng)畫(huà)顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)熱備、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多*功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械、紡織、航天、建筑、材料、制冷、交通、通訊、食品、制造與加工業(yè)、水處理、環(huán)保、智能樓宇、實(shí)驗(yàn)室等多種工程領(lǐng)域。 

MCGSWW服務(wù)器版本，集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的集散控制和各類歷史、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及相關(guān)曲線的WWW發(fā)布于一體，可以解決整個(gè)企業(yè)的Internet/Intranet方案，也可以非常方便的與您已有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)相銜接，讓您從具體的技術(shù)環(huán)節(jié)和繁雜的數(shù)據(jù)堆中脫身，隨時(shí)隨地掌握工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，了解所需的各項(xiàng)信息，大幅度提高工作效率，實(shí)現(xiàn)成功決策。 

MCGS即"監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)"，英文全稱為Monitor and Control Generated System。MCGS是為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域服務(wù)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能*、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。

3.8.1 MCGS工控組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)

1、概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過(guò)短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。用戶可避開(kāi)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟硬件問(wèn)題，集中精力解決工程本身的問(wèn)題，按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

2、功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。MCGS為解決工程監(jiān)控問(wèn)題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫(kù)可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和組態(tài)配置，即可生成用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

3、實(shí)時(shí)性與并行處理。MCGS充分利用了Windows操作平臺(tái)的多任務(wù)、按優(yōu)先級(jí)分時(shí)操作的功能，使PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)控領(lǐng)域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要及時(shí)收集，即時(shí)處理，在計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域稱其為實(shí)時(shí)性任務(wù)關(guān)鍵任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和異常處理等。另外許多工作則是非實(shí)時(shí)性的，或稱為非時(shí)間關(guān)鍵任務(wù)，如畫(huà)面顯示，可在主機(jī)運(yùn)行周期時(shí)間內(nèi)插空進(jìn)行。而像打印數(shù)據(jù)一類的工作，可運(yùn)行于后臺(tái)，稱為脫機(jī)作業(yè)。MCGS是真正的32位系統(tǒng)，可同時(shí)運(yùn)行于Microsoft Windows95，98和Microsoft Windows NT平臺(tái)，以線程為單位進(jìn)行分時(shí)并行處理。

4、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成。其中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”是整個(gè)系統(tǒng)的核心。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干；而在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)部分都通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個(gè)部分及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯(cuò)控制。

5、設(shè)立“設(shè)備工具箱”，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶從中選擇某種“構(gòu)件”，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)于不同的構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立，而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的，即對(duì)某一構(gòu)件的操作或改動(dòng)，不影響其它構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從這一意義上講，MCGS是一個(gè)“設(shè)備無(wú)關(guān)”的系統(tǒng)，用戶不必因外部設(shè)備局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。

6、“面向窗口”的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變。用戶可以使用系統(tǒng)的缺省構(gòu)架，也可以根據(jù)需要自己組態(tài)配置，生成各種類型和風(fēng)格的圖形界面，包括DOS風(fēng)格的圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)Windows風(fēng)格的圖形界面以及帶有動(dòng)畫(huà)效果的工具條和狀態(tài)條。

7、利用豐富的“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。以圖象、圖符、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等有關(guān)信息。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動(dòng)翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強(qiáng)畫(huà)面的動(dòng)態(tài)顯示效果。圖元、圖符對(duì)象定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果。同時(shí)，MCGS為用戶提供了豐富的動(dòng)畫(huà)構(gòu)件，模擬工程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)中常用的物理器件的動(dòng)作和功能。每個(gè)動(dòng)畫(huà)構(gòu)件都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)畫(huà)功能。如：實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報(bào)警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。

8、引入“運(yùn)行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。MCGS開(kāi)辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)自由、地控制運(yùn)行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開(kāi)或關(guān)閉，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。

9、MCGS系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構(gòu)件的形式來(lái)構(gòu)造。不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了MCGS系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫(huà)顯示和流程控制）的所有工作。用戶也可以根據(jù)需要，定制特定類型構(gòu)件，使MCGS系統(tǒng)的功能得到擴(kuò)充。這種充分利用“面向?qū)ο?rdquo;的技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。

10、支持OLE Automation技術(shù)。MCGS允許用戶在Visual Basic中操作MCGS中的對(duì)象，提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用VB編制特定的功能構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。

11、MCGS中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理一切。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象、報(bào)警信息的存儲(chǔ)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，同時(shí)，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的存盤數(shù)據(jù)。

12、設(shè)立“對(duì)象元件庫(kù)”，解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問(wèn)題。所謂對(duì)象元件庫(kù)，實(shí)際上是分類存儲(chǔ)各種組態(tài)對(duì)象的圖庫(kù)。組態(tài)時(shí)，可把制作完好的對(duì)象（包括圖形對(duì)象，窗口對(duì)象，策略對(duì)象，以至位圖文件等等）以元件的形式存入圖庫(kù)中，也可把元件庫(kù)中的各種對(duì)象取出，直接為當(dāng)前的工程所用。隨著工作的積累，對(duì)象元件庫(kù)將日益擴(kuò)大和豐富，組態(tài)工作將會(huì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單方便。

13、提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持。考慮到工控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)，MCGS充分運(yùn)用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技術(shù)，即分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同工作方式，來(lái)使分散在不同現(xiàn)場(chǎng)之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。通過(guò)MCGS，不同的工作站之間可以實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。



3.8.2 MCGS工程的五大部分

MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。

1、主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開(kāi)或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫(huà)刷新周期，數(shù)據(jù)庫(kù)存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。

2、設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。

3、用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。

4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫(huà)連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。

5、運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫控制程序（if…then腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。

3.8.3 MCGS組態(tài)過(guò)程

使用MCGS完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，首先必須在MCGS的組態(tài)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)的組態(tài)生成工作，然后將系統(tǒng)放在MCGS的運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行。本章逐步介紹在MCGS組態(tài)環(huán)境下構(gòu)造一個(gè)用戶應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程，以便對(duì)MCGS系統(tǒng)的組態(tài)過(guò)程有一個(gè)全面的了解和認(rèn)識(shí)。

3.8.3.1 工程整體規(guī)劃

在實(shí)際工程項(xiàng)目中，使用MCGS構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)之前，應(yīng)進(jìn)行工程的整體規(guī)劃，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。

對(duì)工程設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，首先要了解整個(gè)工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程，弄清測(cè)控對(duì)象的特征，明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實(shí)現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實(shí)現(xiàn)何種動(dòng)畫(huà)效果以及如何在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時(shí)還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)及用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示的等問(wèn)題。作好工程的整體規(guī)劃，在項(xiàng)目的組態(tài)過(guò)程中能夠盡量避免一些無(wú)謂的勞動(dòng)，快速有效地完成工程項(xiàng)目。

 

3.8.3.2 工程建立

MCGS中用“工程”來(lái)表示組態(tài)生成的應(yīng)用系統(tǒng)，創(chuàng)建一個(gè)新工程就是創(chuàng)建一個(gè)新的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，打開(kāi)工程就是打開(kāi)一個(gè)已經(jīng)存在的應(yīng)用系統(tǒng)。工程文件的命名規(guī)則和Windows系統(tǒng)相同，MCGS自動(dòng)給工程文件名加上后綴“.mcg”。

保存新工程時(shí)，可以隨意更換工程文件的名稱。缺省情況下，所有的工程文件都存放在MCGS安裝目錄下的Work子目錄里，用戶也可以根據(jù)自身需要存放工程文件的目錄。

3.8.3.3 構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS系統(tǒng)的核心，也是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)各部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò)程，就是構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。

定義數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，在組態(tài)環(huán)境工作臺(tái)窗口中，選擇“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)，顯示已定義的數(shù)據(jù)對(duì)象，置增加一個(gè)新的對(duì)象時(shí)，可在該處選定數(shù)據(jù)對(duì)象，鼠標(biāo)單擊“新增對(duì)象”按鈕，則在選中的對(duì)象之后增加一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象；如不位置，則在對(duì)象表的后增加一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象。新增對(duì)象的名稱以選中的對(duì)象名稱為基準(zhǔn)，按字符遞增的順序由系統(tǒng)缺省確定。對(duì)于新建工程，定義的數(shù)據(jù)對(duì)象。缺省名稱為Data1。需要注意的是，數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱中不能帶有空格，否則會(huì)影響對(duì)此數(shù)據(jù)對(duì)象存盤數(shù)據(jù)的讀取。數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置

MCGS把數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性封裝在對(duì)象內(nèi)部，作為一個(gè)整體，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理。對(duì)象的屬性包括基本屬性、存盤屬性和報(bào)警屬性?；緦傩詣t包含對(duì)象的名稱、類型、初值、界限（大小）值、工程單位和對(duì)象內(nèi)容注釋等項(xiàng)內(nèi)容。

表2  定義變量

符號(hào)	地址	備注
Kz	M0.0	控制方式
Ee	VD136	偏差
e_1	VD140	偏差前值
e_2	VD144	偏差前前值
Mnp	VD148	比例值
Mni	VD152	積分值
Mnd	VD156	微分值
dMn	VD160	PID增量
Mn_1	VD164	輸出前值
Mn	VD168	輸出值
Kc	VD172	比例系數(shù)
Ti	VD176	積分時(shí)間常數(shù)
Td	VD180	微分時(shí)間常數(shù)
Ts	VD184	采樣周期
Pvn	VD200	測(cè)量值
Spn	VD208	給定值
max	VW220	測(cè)量值大值

   圖13  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口

在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口頁(yè)中，可以象在Windows95的文件操作窗口中一樣，能夠以大圖標(biāo)、小圖標(biāo)、列表、詳細(xì)資料四種方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中已定義的數(shù)據(jù)對(duì)象，可以選擇按名稱的順序或按類型順序來(lái)顯示數(shù)據(jù)對(duì)象，也可以剪切、拷貝、粘貼的數(shù)據(jù)對(duì)象，還可以直接修改數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱。

為了快速生成多個(gè)相同類型的數(shù)據(jù)對(duì)象，可以選擇“成組增加”按鈕，彈出“成組增加數(shù)據(jù)對(duì)象”對(duì)話框，一次定義多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，如上圖所示。成組增加的數(shù)據(jù)對(duì)象，名稱由主體名稱和索引代碼兩部分組成。其中，“對(duì)象名稱”一欄，代表該組對(duì)象名稱的主體部分，而“起始索引值”則代表*個(gè)成員的索引代碼，其它數(shù)據(jù)對(duì)象的主體名稱相同，索引代碼依次遞增。成組增加的數(shù)據(jù)對(duì)象，其他特性如數(shù)據(jù)類型、工程單位、大小值等都是一致的。

3.8.3.4 組態(tài)用戶窗口

1、創(chuàng)建用戶窗口

選擇組態(tài)環(huán)境工作臺(tái)中的用戶窗口頁(yè)，所有的用戶窗口均位于該窗口頁(yè)內(nèi)，如圖14所示：

圖14  用戶窗口

按“新建窗口”按鈕，或執(zhí)行菜單中的“插入”→“用戶窗口”命令，即可創(chuàng)建一個(gè)新的用戶窗口，以圖標(biāo)形式顯示。開(kāi)始時(shí)，新建的用戶窗口只是一個(gè)空窗口，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置窗口的屬性和在窗口內(nèi)放置圖形對(duì)象。

2、設(shè)置用戶窗口屬性

選擇待定義的用戶窗口圖標(biāo)，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵選擇屬性，也可以單擊工作臺(tái)窗口中的“窗口屬性”按鈕，或者單擊工具條中的“顯示屬性”按鈕 ，或者操作快捷鍵“Alt+Enter”，彈出“用戶窗口屬性設(shè)置”對(duì)話框，按所列款項(xiàng)設(shè)置有關(guān)屬性。

用戶窗口的屬性包括基本屬性、擴(kuò)充屬性和腳本控制（啟動(dòng)腳本、循環(huán)腳本、退出腳本），由用戶選擇設(shè)置。窗口的基本屬性包括窗口名稱、顯示標(biāo)題、背景顏色、窗口位置、窗口邊界、窗口內(nèi)容注釋等項(xiàng)內(nèi)容。

窗口的擴(kuò)充屬性包括窗口的外觀、位置坐標(biāo)和視區(qū)大小等項(xiàng)內(nèi)容。窗口的視區(qū)是指實(shí)際可用的區(qū)域，與屏幕上所見(jiàn)的區(qū)域可以不同，當(dāng)選擇視區(qū)大于可見(jiàn)區(qū)時(shí)，窗口側(cè)邊附加滾動(dòng)條，操作滾動(dòng)條可以瀏覽窗口內(nèi)所有的圖形對(duì)象。

腳本控制包括啟動(dòng)腳本，循環(huán)腳本和退出腳本，啟動(dòng)腳本在用戶窗口打開(kāi)時(shí)，循環(huán)腳本是在窗口打開(kāi)期間以的間隔循環(huán)執(zhí)行，退出腳本則是在用戶窗口關(guān)閉時(shí)執(zhí)行。

3、創(chuàng)建圖形對(duì)象

MCGS提供了三類圖形對(duì)象供用戶選用， 即圖元對(duì)象、圖符對(duì)象和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。這些圖形對(duì)象位于常用符號(hào)工具箱和動(dòng)畫(huà)工具箱內(nèi)，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對(duì)象，配置在用戶窗口內(nèi)，可以創(chuàng)建各種復(fù)雜的圖形。

4、編輯圖形對(duì)象

圖形對(duì)象創(chuàng)建完成后，要對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行各種編輯工作，如：改變圖形的顏色和大小，調(diào)整圖形的位置和排列形式，圖形的旋轉(zhuǎn)及組合分解等項(xiàng)操作，MCGS提供了*的編輯工具，使用戶能快速制作各種復(fù)雜的圖形界面，以圖形方式表示外部物理對(duì)象。

5、定義動(dòng)畫(huà)連接

定義動(dòng)畫(huà)連接，實(shí)際上是將用戶窗口內(nèi)創(chuàng)建的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象建立對(duì)應(yīng)連接關(guān)系，通過(guò)對(duì)圖形對(duì)象在不同的數(shù)值區(qū)間內(nèi)設(shè)置不同的狀態(tài)屬性（如顏色、大小、位置移動(dòng)、可見(jiàn)度、閃爍效果等），用數(shù)據(jù)對(duì)象的值的變化來(lái)驅(qū)動(dòng)圖形對(duì)象的狀態(tài)改變，使系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生形象逼真的動(dòng)畫(huà)效果。因此，動(dòng)畫(huà)連接過(guò)程就歸結(jié)為對(duì)圖形對(duì)象的狀態(tài)屬性設(shè)置的過(guò)程。

6、圖元圖符對(duì)象連接

在MCGS中，每個(gè)圖元、圖符對(duì)象都可以實(shí)現(xiàn)11種動(dòng)畫(huà)連接方式。可以利用這些圖元、圖符對(duì)象來(lái)制作實(shí)際工程所需的圖形對(duì)象，然后再建立起與數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定義圖形對(duì)象的一種或多種動(dòng)畫(huà)連接方式，實(shí)現(xiàn)特定的動(dòng)畫(huà)功能。

7、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件連接

為了簡(jiǎn)化用戶程序設(shè)計(jì)工作量，MCGS將工程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)中常用的物理器件，如按鈕、操作桿、顯示儀表和曲線表盤等，制成獨(dú)立的圖形存儲(chǔ)于圖庫(kù)中，供用戶調(diào)用，這些能實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)畫(huà)功能的圖形稱為動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。

在組態(tài)時(shí)，只需要建立動(dòng)畫(huà)構(gòu)件與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能完成動(dòng)畫(huà)構(gòu)件的連接，如對(duì)實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件，需要指明該構(gòu)件運(yùn)行時(shí)記錄哪個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的變化曲線；對(duì)報(bào)警顯示構(gòu)件，需要指明該構(gòu)件運(yùn)行時(shí)顯示哪個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的報(bào)警信息。

電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制窗口如圖15：

圖15  電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制窗口

 

電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史曲線窗口如圖17： 

圖17  電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史曲線窗口

電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史數(shù)據(jù)窗口如圖18：

圖18 電動(dòng)閥單閉環(huán)液位控制歷史數(shù)據(jù)窗口

3.8.3.5 組態(tài)主控窗口

主控窗口是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的主窗口，也是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架，展現(xiàn)工程的總體外觀。主控窗口提供菜單命令，響應(yīng)用戶的操作。主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度設(shè)備窗口的工作、管理用戶窗口的打開(kāi)和關(guān)閉、驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)圖形和調(diào)度用戶策略的運(yùn)行等工作。主控窗口組態(tài)包括菜單設(shè)計(jì)和主控窗口中系統(tǒng)屬性的設(shè)置。

1、系統(tǒng)菜單設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)新建的工程，MCGS提供了一套缺省菜單，用戶也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)自己的菜單。

2、主控窗口屬性設(shè)置

選中“主控窗口”圖標(biāo)，鼠標(biāo)單擊“工作臺(tái)”窗口中的“系統(tǒng)屬性”按鈕，或者單擊工具條中的“顯示屬性”按鈕，或者選擇“編輯”菜單中的“屬性”菜單項(xiàng)，顯示“主控窗口屬性設(shè)置”對(duì)話框。分為下列五種屬性，按頁(yè)設(shè)置。

3.8.3.6 組態(tài)設(shè)備窗口

設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與作為測(cè)控對(duì)象的外部設(shè)備建立的后臺(tái)作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的通道，把外部設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，供系統(tǒng)其它部分調(diào)用，并且把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作與控制。

MCGS為用戶提供了多種類型的“設(shè)備構(gòu)件”，作為系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行的媒介。進(jìn)入設(shè)備窗口，從設(shè)備構(gòu)件工具箱里選擇相應(yīng)的構(gòu)件，配置到窗口內(nèi)，建立接口與通道的連接關(guān)系，設(shè)置相關(guān)的屬性，即完成了設(shè)備窗口的組態(tài)工作。

運(yùn)行時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)自動(dòng)裝載設(shè)備窗口及其含有的設(shè)備構(gòu)件，并在后臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，設(shè)備窗口是不可見(jiàn)的。

1、選擇設(shè)備構(gòu)件

在工作臺(tái)的“設(shè)備窗口”頁(yè)中：鼠標(biāo)雙擊設(shè)備窗口圖標(biāo)（或選中窗口圖標(biāo)，單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕），彈出設(shè)備組態(tài)窗口；選擇工具條中的“工具箱”按鈕，彈出設(shè)備工具箱；鼠標(biāo)雙擊設(shè)備工具箱里的設(shè)備構(gòu)件，或選中設(shè)備構(gòu)件，鼠標(biāo)移到設(shè)備窗口內(nèi)，單擊，則可將其選到窗口內(nèi)。

設(shè)備工具箱內(nèi)包含有MCGS目前支持的所有硬件設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)不支持的硬件設(shè)備，需要預(yù)先定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，才能對(duì)其進(jìn)行操作。MCGS將不斷增加新的設(shè)備構(gòu)件，以提供對(duì)更多硬件設(shè)備的支持。

我所選的設(shè)備為：

設(shè)備0[口通訊父設(shè)備]、設(shè)備1[西門子S7-200PPI]

2、設(shè)置設(shè)備構(gòu)件屬性

選中設(shè)備構(gòu)件，單擊工具條中的“屬性”按鈕或選擇“編輯”菜單中的“屬性”命令，或者鼠標(biāo)雙擊設(shè)備構(gòu)件，彈出所選設(shè)備構(gòu)件的“屬性設(shè)置”對(duì)話框，進(jìn)入“基本屬性”窗口頁(yè)，按所列項(xiàng)目設(shè)定。

不同的設(shè)備構(gòu)件有不同的屬性，一般都包括如下三項(xiàng)：設(shè)備名稱、輸入輸出（I/O）端口地址、數(shù)據(jù)采集周期。系統(tǒng)各個(gè)部分對(duì)設(shè)備構(gòu)件的操作是以設(shè)備名為基準(zhǔn)的，因此各個(gè)設(shè)備構(gòu)件不能重名。與硬件相關(guān)的參數(shù)必須正確設(shè)置，否則系統(tǒng)不能正常工作

圖25  設(shè)備0屬性窗口

設(shè)備1屬性設(shè)置：

圖26  設(shè)備1基本屬性窗口

3、設(shè)備通道連接

把輸入輸出裝置讀取數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的通道稱為設(shè)備通道，建立設(shè)備通道和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程稱為通道連接。建立通道連接的目的是通過(guò)設(shè)備構(gòu)件，確定采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的什么地方，或從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中什么地方取用數(shù)據(jù)。

在屬性設(shè)置對(duì)話框內(nèi)，選擇“通道連接和設(shè)置”窗口頁(yè)，按表中所列款項(xiàng)設(shè)置。

 

圖27  設(shè)備1通道連接窗口

3.8.3.7 組態(tài)運(yùn)行策略

運(yùn)行策略是指對(duì)監(jiān)控系運(yùn)行流程進(jìn)行控制的方法和條件，它能夠?qū)ο到y(tǒng)執(zhí)行某項(xiàng)操作和實(shí)現(xiàn)某種功能進(jìn)行有條件的約束。運(yùn)行策略由多個(gè)復(fù)雜的功能模塊組成，稱為“策略塊”，用來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程的自由控制，使系統(tǒng)能按照設(shè)定的順序和條件，進(jìn)行操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，控制用戶窗口的打開(kāi)、關(guān)閉以及控制設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等一系列工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程的控制及有序的調(diào)度管理。

用戶可以根據(jù)需要來(lái)創(chuàng)建和組態(tài)運(yùn)行策略。

1、創(chuàng)建運(yùn)行策略

每建立一個(gè)新工程，系統(tǒng)都自動(dòng)創(chuàng)建三個(gè)固定的策略塊：?jiǎn)?dòng)策略、循環(huán)策略和退出策略，它們分別在啟動(dòng)時(shí)、運(yùn)行過(guò)程中和退出前由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度運(yùn)行。

2、設(shè)置策略屬性

進(jìn)入運(yùn)行策略窗口頁(yè)，選擇某一策略塊，單擊“策略屬性”按鈕，或按工具條中的“顯示屬性”按鈕，即可彈出“策略塊屬性設(shè)置”對(duì)話框，設(shè)置的項(xiàng)目主要是策略名稱和策略內(nèi)容注釋。其中的“循環(huán)時(shí)間”一欄，是專為循環(huán)策略塊設(shè)置循環(huán)時(shí)間用的。

3、組態(tài)策略內(nèi)容

無(wú)論是用戶創(chuàng)建的策略塊還是系統(tǒng)固有的三個(gè)策略塊，創(chuàng)建時(shí)只是一個(gè)有名無(wú)實(shí)的空架子，要使其成為獨(dú)立的實(shí)體，被系統(tǒng)其他部分調(diào)用，必須對(duì)其進(jìn)行組態(tài)操作，策略塊所要完成的功能。

每一個(gè)策略塊都具有多項(xiàng)功能，每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，都以特定的條件為前提。MCGS把“條件—功能”結(jié)合成一體，構(gòu)成策略塊中的一行，稱為策略行，策略塊由多個(gè)策略行構(gòu)成。策略塊的組態(tài)操作包括：

創(chuàng)建策略行：組態(tài)操作的*步是創(chuàng)建策略行，目的是先為策略塊搭建結(jié)構(gòu)框架。用鼠標(biāo)單擊窗口上端工具條中的“新增策略行”按鈕（），或單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出右鍵菜單中選擇“新增策略行菜單”，或直接按下快捷鍵“Ctrl+I”，增加一個(gè)空的策略行。一個(gè)策略塊中多可創(chuàng)建1000個(gè)策略行。

配置策略構(gòu)件：每個(gè)策略行都由兩種類型的構(gòu)件串接而成，前端為條件構(gòu)件，后端為策略構(gòu)件。一個(gè)策略行中只能有一個(gè)策略構(gòu)件，但可以有多個(gè)條件構(gòu)件。在MCGS的“策略工具箱”中，為用戶提供了多種常用的策略構(gòu)件，用戶從工具箱中選擇所需的條件構(gòu)件和策略構(gòu)件，配置在策略行相應(yīng)的位置上。

設(shè)置策略構(gòu)件屬性：鼠標(biāo)雙擊策略構(gòu)件；或者單擊策略構(gòu)件，按工具條中的“屬性按鈕”，彈出該策略構(gòu)件的屬性設(shè)置對(duì)話框。不同的策略構(gòu)件，屬性設(shè)置的內(nèi)容不同。

3.8.3.8 組態(tài)結(jié)果檢查

要保證組態(tài)生成的應(yīng)用系統(tǒng)能夠正確運(yùn)行，必須保證組態(tài)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。 MCGS提供了多種措施來(lái)檢查組態(tài)結(jié)果的正確性，希望密切注意系統(tǒng)提示的錯(cuò)誤信息，養(yǎng)成及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的習(xí)慣。

1、隨時(shí)檢查

各種對(duì)象的屬在組態(tài)過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的組態(tài)會(huì)導(dǎo)致各種無(wú)法預(yù)料的結(jié)果，性設(shè)置，是組態(tài)配置的重要環(huán)節(jié)，其正確與否，直接關(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為此，MCGS大多數(shù)屬性設(shè)置窗口中都設(shè)有“檢查(C)”按鈕，用于對(duì)組態(tài)結(jié)果的正確性進(jìn)行檢查。每當(dāng)用戶完成一個(gè)對(duì)象的屬性設(shè)置后，可使用該按鈕，及時(shí)進(jìn)行檢查，如有錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示相關(guān)的信息。這種隨時(shí)檢查措施，使用戶能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并且容易查找出錯(cuò)誤的原因，迅速糾正。

2、存盤檢查

在完成用戶窗口、設(shè)備窗口、運(yùn)行策略和系統(tǒng)菜單的組態(tài)配置后，一般都要對(duì)組態(tài)結(jié)果進(jìn)行存盤處理。存盤時(shí)，MCGS自動(dòng)對(duì)組態(tài)的結(jié)果進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)提示相關(guān)的信息。

3、統(tǒng)一檢查

全部組態(tài)工作完成后，應(yīng)對(duì)整個(gè)工程文件進(jìn)行統(tǒng)一檢查。關(guān)閉除工作臺(tái)窗口以外的其它窗口，鼠標(biāo)單擊工具條右側(cè)的“組態(tài)檢查”按鈕，或執(zhí)行“文件”菜單中的“組態(tài)結(jié)果檢查”命令，即開(kāi)始對(duì)整個(gè)工程文件進(jìn)行組態(tài)結(jié)果正確性檢查。

4、工程測(cè)試

新建工程在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成（或部分完成）組態(tài)配置后，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)試運(yùn)行，進(jìn)行綜合性測(cè)試檢查。鼠標(biāo)單擊工具條中的“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境”按鈕，或操作快捷鍵F5，或執(zhí)行“文件”菜單中的“進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境”命令，即可進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，啟動(dòng)當(dāng)前正在組態(tài)的工程，對(duì)于要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行測(cè)試。在組態(tài)過(guò)程中，可隨時(shí)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，完成一部分測(cè)試一部分，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改。

3.8.3.9 MCGS安全機(jī)制

MCGS系統(tǒng)的操作權(quán)限機(jī)制和Windows NT類似，采用用戶組和用戶的概念來(lái)進(jìn)行操作權(quán)限的控制。在MCGS中可以定義多個(gè)用戶組，每個(gè)用戶組中可以包含多個(gè)用戶，同一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組。操作權(quán)限的分配是以用戶組為單位來(lái)進(jìn)行的，即某種功能的操作哪些用戶組有權(quán)限，而某個(gè)用戶能否對(duì)這個(gè)功能進(jìn)行操作取決于該用戶所在的用戶組是否具備對(duì)應(yīng)的操作權(quán)限。

MCGS系統(tǒng)按用戶組來(lái)分配操作權(quán)限的機(jī)制，使用戶能方便地建立各種多層次的安全機(jī)制。如：實(shí)際應(yīng)用中的安全機(jī)制一般要?jiǎng)澐譃椴僮鲉T組、技術(shù)員組、負(fù)責(zé)人組。操作員組的成員一般只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常操作；技術(shù)員組負(fù)責(zé)工藝參數(shù)等功能的設(shè)置；負(fù)責(zé)人組能對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；各組的權(quán)限各自獨(dú)立，但某用戶可能因工作需要，能進(jìn)行所有操作，則只需把該用戶同時(shí)設(shè)為隸屬于三個(gè)用戶組即可。

1、定義用戶和用戶組

在MCGS組態(tài)環(huán)境中，選取“工具”菜單中的“用戶權(quán)限管理”菜單項(xiàng)，在MCGS中，固定有一個(gè)名為“管理員組”的用戶組和一個(gè)名為“負(fù)責(zé)人”的用戶，它們的名稱不能修改。管理員組中的用戶有權(quán)利在運(yùn)行時(shí)管理所有的權(quán)限分配工作，管理員組的這些特性是由MCGS系統(tǒng)決定的，其它所有用戶組都沒(méi)有這些權(quán)利。

在用戶管理器窗口中，上半部分為已建用戶的用戶名列表，下半部分為已建用戶組的列表。當(dāng)用鼠標(biāo)激活用戶名列表時(shí)，在窗口底部顯示的按鈕是“新增用戶”、“復(fù)制用戶”、“刪除用戶”等對(duì)用戶操作的按鈕；當(dāng)用鼠標(biāo)激活用戶組名列表時(shí)，在窗口底部顯示的按鈕是“新增用戶組”、“刪除用戶組”等對(duì)用戶組操作的按鈕。按新增用戶按鈕，彈出如下用戶屬性設(shè)置窗口，在該窗口中，用戶對(duì)應(yīng)的密碼要輸入兩遍，用戶所隸屬的用戶組在下面的列表框中選擇（注意：一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組）。當(dāng)在用戶管理器窗口中按“屬性”按鈕時(shí)，彈出同樣的窗口，可以修改用戶密碼和所屬的用戶組，但不能夠修改用戶名。

單擊新增用戶按鈕，可以添加新的用戶名，選中一個(gè)用戶時(shí)，點(diǎn)擊屬性或雙擊該用戶，會(huì)出現(xiàn)用戶屬性設(shè)置窗口

2、系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置

為了更好的保證工程運(yùn)行的安全、穩(wěn)定可靠，防止與工程系統(tǒng)無(wú)關(guān)的人員進(jìn)入或退出工程系統(tǒng)，MCGS系統(tǒng)提供了對(duì)工程運(yùn)行時(shí)進(jìn)入和退出工程的權(quán)限管理。

3、操作權(quán)限設(shè)置

MCGS操作權(quán)限的組態(tài)非常簡(jiǎn)單，當(dāng)對(duì)應(yīng)的動(dòng)畫(huà)功能可以設(shè)置操作權(quán)*，在屬性設(shè)置窗口頁(yè)中都有對(duì)應(yīng)的“權(quán)限”按鈕，作為缺省設(shè)置，能對(duì)某項(xiàng)功能進(jìn)行操作的為所有用戶，即：如果不進(jìn)行權(quán)限組態(tài)，則權(quán)限機(jī)制不起作用，所有用戶都能對(duì)其進(jìn)行操作。在用戶權(quán)限設(shè)置窗口中，把對(duì)應(yīng)的用戶組選中（方框內(nèi)打勾表示選中），則該組內(nèi)的所有用戶都能對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行操作。注意：一個(gè)操作權(quán)限可以配置多個(gè)用戶組。

3、工程安全管理

使用MCGS工具菜單中工程安全管理菜單項(xiàng)的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程（組態(tài)所得的結(jié)果）進(jìn)行各種保護(hù)工作。該菜單項(xiàng)包括：工程密碼設(shè)置；鎖定軟件狗；工程運(yùn)行期限設(shè)置。

工程密碼：給正在組態(tài)或已完成的工程設(shè)置密碼，可以保護(hù)該工程不被其它人打開(kāi)使用或修改。當(dāng)使用MCGS來(lái)打開(kāi)這些工程時(shí)，首先彈出輸入框

 

要求輸入工程的密碼，如密碼不正確則不能打開(kāi)該工程，從而起到保護(hù)勞動(dòng)成果的作用。

鎖定軟件狗：鎖定軟件狗可以把組態(tài)好的工程和軟件狗鎖定在一起，運(yùn)行時(shí)，離開(kāi)所鎖定的軟件狗，該工程就不能正常運(yùn)行。隨MCGS一起提供的軟件狗都有一個(gè)*的序列號(hào)，鎖定后的工程在其它任何MCGS系統(tǒng)中都無(wú)法正常運(yùn)行，充分保護(hù)的權(quán)利。

設(shè)置工程運(yùn)行期限：為了方便的利益得到及時(shí)的回報(bào)，MCGS提供了設(shè)置工程運(yùn)行期限的功能，到一定的時(shí)間后，如得不到應(yīng)得的回報(bào)，則可通過(guò)多級(jí)密碼控制系統(tǒng)的運(yùn)行或停止。

MCGS工程試用期限的限制是和本系統(tǒng)的軟件狗配合使用的，簡(jiǎn)單地改變計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘改變不了本功能的實(shí)現(xiàn)。“設(shè)置密碼”按鈕用來(lái)設(shè)置進(jìn)入本窗口的密碼。有時(shí)候，MCGS組態(tài)環(huán)境和工程必須一起交給終用戶，該密碼可用來(lái)保護(hù)本窗口中的設(shè)置，卻又不影響終用戶使用MCGS系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

 

  [1].《MCGS工控組態(tài)軟件》  北京昆侖通態(tài)公司

 

[2].《可編程序控制器教程》溫照方 主編  北京理工大學(xué)出版社

 

[3].《可編程序控制器入門教程》鐘肇新 主編華南理工大學(xué)出版社

 

[4].《過(guò)程控制及儀表》  邵裕森 主編 上海交通大學(xué)出版社

 

[5].《組態(tài)軟件MCGS在鍋爐液位控制中的應(yīng)用》  馬兵智、孫志毅、趙志成

 

[6].《MCGS組態(tài)軟件在電廠油區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用》 

附錄A

MAIN主程序：

      LD     SM0.1

CALL   initiate

LD     SM0.0

CALL   sift

LDB=   SMB8, 16#19               //檢查EM235擴(kuò)展模塊是否存在

R      M0.1, 1

NOT

S      M0.1, 1

LDB=   SMB9, 16#00               //檢查EM235擴(kuò)展模塊是否錯(cuò)誤

R      M0.2, 1

NOT

AB=    SMB9, 16#04

S      M0.2, 1

LD     M0.1

O      M0.2

JMP    0

LDW=   sy, +1                      //單閉環(huán)手動(dòng)輸出

AN     kz

DTCH   10

MOVR   u1, AC0

/R     100.0, AC0

*R     25600.0, AC0

ROUND  AC0, AC0

DTI    AC0, AC0

+I     +6400, AC0

MOVW   AC0, AQW0

LDW=   sy, +2                      //串級(jí)手動(dòng)輸出

AN     kz

DTCH   10

MOVR   u2, AC0

/R     100.0, AC0

*R     25600.0, AC0

ROUND  AC0, AC0

DTI    AC0, AC0

+I     +6400, AC0

MOVW   AC0, AQW0

LD     kz                           //自動(dòng)控制 

ENI

LDW=   sy, +0

R      kz, 1

LD     kz

EU

ATCH   INT_0, 10

LD     kz

ED

DTCH   10

LBL    0

Initiate初始化子程序：

      LD     SM0.0                        //實(shí)驗(yàn)初始化

MOVW   +0, sy

LD     SM0.0                        //中斷

MOVB   100, SMB34

ATCH   INT_0, 10

LD     SM0.0                         //pv1濾波初始化

MOVW   +0, VW0                     //計(jì)數(shù)器清零

MOVW   +128, VW2                   //預(yù)置采樣次數(shù)

MOVD   +0, VD10                     //當(dāng)前采樣值清零

MOVD   +0, VD14                     //當(dāng)前采樣和清零

MOVD   +0, VD18                     //平均值清零

LD     SM0.0                         ////pv2濾波初始化

MOVW   +0, VW30                    //計(jì)數(shù)器清零

MOVW   +128, VW32                  //預(yù)置采樣次數(shù)

MOVD   +0, VD40                     //當(dāng)前采樣值清零

MOVD   +0, VD44                     //當(dāng)前采樣和清零

MOVD   +0, VD48                     //平均值清零

Sift濾波子程序： 

      LD     SM0.0

MOVW   AIW0, VW12                  //放置模擬量輸入值

LDW>=  VW12, +0                     //檢查輸入信號(hào)

MOVW   +0, VW10                    //把輸入值轉(zhuǎn)換為雙字

NOT                            //VD10=模擬量輸入值（當(dāng)前采樣值）

MOVW   16#FFFF, VW10

      LD     SM0.0

+D     VD10, VD14                   //把當(dāng)前采樣值加到采樣和中

INCW   VW0                         //采樣計(jì)數(shù)器值加一

LDW>=  VW0, VW2                    //若達(dá)到采樣次數(shù)把采樣和VD1VD18中

MOVD   VD14, VD18

ENCO   VW2, AC1                    //計(jì)算移位數(shù)

SRD    VD18, AC1               //用移位數(shù)實(shí)現(xiàn)除法，求采樣平均值

MOVD   +0, VD14                    //重新初始化，即采樣和清零

MOVW   +0, VW0                     //采樣計(jì)數(shù)器清零

DTR    VD18, VD18                   // 模擬量輸入平均值=VW20

      -R     6000.0, VD18

/R     26000.0, VD18

MOVR   dih1, pv1

*R     VD18, pv1

LD     SM0.0

MOVW   AIW2, VW42                  //放置模擬量輸入值

LDW>=  VW42, +0                     //檢查輸入信號(hào)

MOVW   +0, VW40                     //把輸入值轉(zhuǎn)換為雙字

NOT                            //VD40=模擬量輸入值（當(dāng)前采樣值）

MOVW   16#FFFF, VW40

LD     SM0.0

+D     VD40, VD44                   //把當(dāng)前采樣值加到采樣和中

INCW   VW30                         //采樣計(jì)數(shù)器值加一

LDW>=  VW30, VW32 //若達(dá)到采樣次數(shù)把采樣和VD44復(fù)制到VD48中

MOVD   VD44, VD48

ENCO   VW32, AC1                   //計(jì)算移位數(shù)

SRD    VD48, AC1               //用移位數(shù)實(shí)現(xiàn)除法，求采樣平均值

MOVD   +0, VD44                     //重新初始化，即采樣和清零

MOVW   +0, VW30                    //采樣計(jì)數(shù)器清零

DTR    VD48, VD48                  // 模擬量輸入平均值=VW50

-R     6000.0, VD48

/R     26000.0, VD48

MOVR   dih2, pv2

*R     VD48, pv2

pid0單閉環(huán)子程序：

      LD     SM0.0

MOVR   e1_1, e1_2

MOVR   e1, e1_1

LD     SM0.0                          //求e1

MOVR   sv1, AC0

-R     pv1, AC0

MOVR   AC0, e1

LD     SM0.0                          //求p1

MOVR   e1, AC0

-R     e1_1, AC0

*R     kc1, AC0

MOVR   AC0, p1

LD     SM0.0                          //求i1

MOVR   e1, AC0

*R     ts, AC0

*R     kc1, AC0

/R     ti1, AC0

MOVR   AC0, i1

LD     SM0.0                            //求d1

MOVR   e1, AC0

-R     e1_1, AC0

-R     e1_1, AC0

+R     e1_2, AC0

*R     td1, AC0

*R     kc1, AC0

/R     ts, AC0

MOVR   AC0, d1

LD     SM0.0                               //求det_u1

MOVR   p1, AC0

+R     i1, AC0

+R     d1, AC0

MOVR   AC0, det_u1

LD     SM0.0                               //求u1

MOVR   u1, u1_1

MOVR   u1_1, AC0

LDW=   sy, +1

+R     det_u1, AC0

LDR>=  AC0, 100.0

MOVR   100.0, AC0

LDR<=  AC0, 0.0

MOVR   0.0, AC0

LD     SM0.0

MOVR   AC0, u1

LD     SM0.0                                //轉(zhuǎn)換輸出

MOVR   u1, AC0

/R     100.0, AC0

*R     25600.0, AC0

ROUND  AC0, AC0

DTI    AC0, AC0

+I     +6400, AC0

MOVW   AC0, AQW0

INT_0中斷子程序：

      LD     SM0.0

MOVR   ts, AC0

*R     10.0, AC0

ROUND  AC0, AC0

DTI    AC0, AC0

MOVW   AC0, tim

LD     SM0.0

INCW   times

LDW<=  times, tim

JMP    0

LDW>=  times, tim

MOVW   +0, times

LDW=   sy, +1                         //調(diào)單閉環(huán)子程序

CALL   pid0

LDW=   sy, +2                         //調(diào)串級(jí)子程序

CALL   pid1

LBL    0

 

附錄B

 

功率損耗
+5V DC(從I/O總線)	30mA
從L+	60mA(帶輸出20mA)
L+電壓范圍，第2級(jí)或DC傳感器供電	20.4～28.8
LED指示器	24V DC狀態(tài)  亮=*，滅=無(wú)24V DC電源
模擬量輸入特性
模擬量輸入點(diǎn)數(shù)	4
隔離(現(xiàn)場(chǎng)與邏輯電路間)	無(wú)
輸入類型	差分輸入
輸入范圍  電壓(單極性)  電壓(雙極性)  電流	0～10V，0～5V，  0～1V，0～500mV,  0～100mV,0～50mV  ±10V，±5V，±2.5V，  ±1V，±500mV,  ±250mV,±100mV  ±50mV,±25mV  0～20mA
輸入分辨率  電壓(單極性)  電壓(雙極性)  電流	12.5μV(0～50mV)  25μV(0～100mV)  125μV(0～500mV)  250μV(0～1V)  1.25mV(0～5V)  2.5mV(0～10V)  12.5μV(±25mV)  25μV(±50mV)  50μV(±100mV)  125μV(±250mV)  250μV(±500mV)  500μV(±1V)  1.25mV(±2.5V)  2.5mV(±5V)  5mV(±10V)  5μA(0～10mA時(shí))
模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間	＜250μs
模擬量輸入響應(yīng)	1.5ms～95%
共模抑制	40dB,DC to 60Hz  EM 235
共模電壓	信號(hào)電壓+共模電壓(必須小于等于12V)
數(shù)據(jù)字格式  單極性，全量程范圍 -32000～+32000  雙極性，全量程范圍 0～32000	-32000～+320000  0～32000
輸入阻抗	大于等于10MΩ
輸入濾波器衰減	-3db@3.1KHz
大輸入電壓	30V DC
大輸入電流	32mA
分辨率	12位A/D轉(zhuǎn)換器
模擬量輸出特性
模擬量輸出點(diǎn)數(shù)	1
隔離(現(xiàn)場(chǎng)側(cè)到邏輯線路)	無(wú)
信號(hào)范圍  電壓輸出  電注輸出	±10V  0 到 20mA
數(shù)據(jù)字格式  電壓  電流	-32000～+32000  0～+32000
分辨率，滿量程  電壓  電流	12位  11位
精度  壞情況，0～55℃  電壓輸出  電流輸出	滿量程的±2%  滿量程的±2%
典型值，25℃  電壓輸出  電流輸出	滿量程的±0.5%  滿量程的±0.5%
設(shè)置時(shí)間  電壓輸出  電流輸出	100μs  2mS
大驅(qū)動(dòng)@24V用戶電源  電壓輸出  電流輸出	小 5000Ω  大500Ω

與本文相關(guān)的論文有：五陽(yáng)煤礦應(yīng)用閥門案例