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组态技术应用教程第1章 MCGS嵌入版组态软件介绍2【学习目标】了解MCGS嵌入版组态软件系统的构成和运行方式。了解MCGS嵌入版组态软件操作平台的五个窗口。能在MCGS嵌入版组态环境下构建用户应用系统。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1 MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.641.1.1什么是MCGS嵌入版组态软件？MCGSE(Monitor and Control Generated System for Embeded，嵌入式通用监控系统)是一种用于快速构造和生成监控系统的组态软件。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。51.1.2 MCGS嵌入版软件的安装 嵌入版的组态环境与通用版基本一致，是专为Microsoft Windows系统设计的32位应用软件，可以运行于Windows XP、10等版本的操作系统中，其模拟环境也同样运行在Windows XP、10的操作系统中。MCGS嵌入版组态软件可以从昆仑通态公司官网（）下载MCGS嵌入版7.7完整安装包，具体安装步骤参见教材。61.1.3 MCGS嵌入版组态软件的体系结构 MCGS嵌入版组态软件的体系结构包括组态环境、运行环境、模拟运行环境三部分。文件McgsSetE.exe对应于组态环境，文件McgsCE.exe对应于运行环境，文件CEEMU.exe对应于模拟运行环境。其中，组态环境和模拟运行环境安装在上位机中；运行环境安装在下位机中。组态环境是用户组态工程的平台。模拟运行环境可以在PC机上模拟工程的运行情况，用户可以不必连接下位机，对工程进行检查。运行环境是下位机真正的运行环境。1.1.3 MCGS嵌入版组态软件的体系结构 运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义，必须与组态工程一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成，并且将组态好的工程通过串口或以太网下载到下位机的运行环境中，组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。1.1.3 MCGS嵌入版组态软件的体系结构 由MCGS嵌入版生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如图1-1所示。图1-1 MCGS的五大组成部分91.1.4 MCGS软件的工作方式1.MCGS嵌入版如何与设备进行通讯：MCGS嵌入版通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS嵌入版负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。1.1.4 MCGS软件的工作方式2.MCGS嵌入版如何产生动画效果：MCGS嵌入版为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.6121.2 MCGS嵌入版组态过程使用MCGS完成一个实际的应用系统，首先必须在MCGS的组态环境下进行系统的组态生成工作，然后将系统放在MCGS的运行环境下运行。131.2.1工程的建立 MCGS中用“工程”来表示组态生成的应用系统，创建一个新工程就是创建一个新的用户应用系统，打开工程就是打开一个已经存在的应用系统。工程文件的命名规则和Windows系统相同，MCGS嵌入版自动给工程文件名加上后缀“.mce”。每个工程都对应一个组态结果数据库文件。141.2.2 建立实时数据库 实时数据库是MCGS嵌入版系统的核心，也是应用系统的数据处理中心，系统各部分均以实时数据库为数据公用区，进行数据交换、数据处理和实现数据的可视化处理。15 数据对象是实时数据库的基本单元。在MCGS嵌入版生成应用系统时，应对实际工程问题进行简化和抽象化处理，将代表工程特征的所有物理量，作为系统参数加以定义，定义中不只包含了数值类型，还包括参数的属性及其操作方法，这种把数值、属性和方法定义成一体的数据就称为数据对象。构造实时数据库的过程，就是定义数据对象的过程。在实际组态过程中，一般无法一次全部定义所需的数据对象，而是根据情况需要逐步增加。MCGS嵌入版中定义的数据对象的作用域是全局的，像通常意义的全局变量一样，数据对象的各个属性在整个运行过程中都保持有效，系统中的其它部分都能对实时数据库中的数据对象进行操作处理。161.2.3 组态用户窗口 MCGS嵌入版以窗口为单位来组建应用系统的图形界面，创建用户窗口后，通过放置各种类型的图形对象，定义相应的属性，为用户提供漂亮、生动、具有多种风格和类型的动画画面。171.2.4 组态主控窗口 主控窗口是用户应用系统的主窗口，也是应用系统的主框架，展现工程的总体外观。主控窗口提供菜单命令，响应用户的操作。主控窗口负责调度设备窗口的工作、管理用户窗口的打开和关闭、驱动动画图形和调度用户策略的运行等工作。主控窗口组态包括菜单设计和主控窗口中系统属性的设置。181.2.5 组态设备窗口 设备窗口是MCGS嵌入版系统与作为测控对象的外部设备建立联系的后台作业环境，负责驱动外部设备，控制外部设备的工作状态。系统通过设备与数据之间的通道，把外部设备的运行数据采集进来，送入实时数据库，供系统其它部分调用，并且把实时数据库中的数据输出到外部设备，实现对外部设备的操作与控制。MCGS嵌入版为用户提供了多种类型的“设备构件”，作为系统与外部设备进行联系的媒介。进入设备窗口，从设备构件工具箱里选择相应的构件，配置到窗口内，建立接口与通道的连接关系，设置相关的属性，即完成了设备窗口的组态工作。1.2.5 组态运行策略 运行策略是指对监控系统运行流程进行控制的方法和条件，它能够对系统执行某项操作和实现某种功能进行有条件的约束。运行策略由多个复杂的功能模块组成，称为“策略块”，用来完成对系统运行流程的自由控制，使系统能按照设定的顺序和条件，进行操作实时数据库，控制用户窗口的打开、关闭以及控制设备构件的工作状态等一系列工作，从而实现对系统工作过程的精确控制及有序的调度管理。用户可以根据需要来创建和组态运行策略。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.621 MCGS嵌入版组态软件提供了一套完善的安全机制，用户能够自由组态控制按钮和退出系统的操作权限，只允许有操作权限的操作员才能对某些功能进行操作。MCGS嵌入版还提供了工程密码功能，来保护使用MCGS嵌入版组态软件开发所得的成果，开发者可利用这些功能保护自己的合法权益。MCGS嵌入版系统的操作权限机制是采用用户组和用户的概念来进行操作权限的控制。在MCGS嵌入版中可以定义多个用户组，每个用户组中可以包含多个用户，同一个用户可以隶属于多个用户组。操作权限的分配是以用户组为单位来进行的，即某种功能的操作哪些用户组有权限，而某个用户能否对这个功能进行操作取决于该用户所在的用户组是否具备对应的操作权限。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.6231.4.1 历史曲线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。对于历史数据的变化有一个很好的体现和描述，详见MCGS嵌入版参考手册。241.4.2 实时曲线 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，像笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。实时曲线构件可以用绝对时间为横轴标度，此时，构件显示的是数据对象的值与时间的函数关系。实时曲线构件也可以使用相对时钟为横轴标度，此时，须指定一个表达式来表示相对时钟，构件显示的是数据对象的值相对于此表达式值的函数关系。在相对时钟方式下，可以指定一个数据对象为横轴标度，从而实现记录一个数据对象相对另一个数据对象的变化曲线。251.4.3 报警显示报警显示构件专用于实现MCGS嵌入版系统的报警信息管理、浏览和实时显示的功能。构件直接与MCGS嵌入版系统中的报警子系统相连接，将系统产生的报警事件显示给用户。报警显示构件具有可见与不可见两种显示状态，当指定的可见度表达式被满足时，报警显示构件将呈现可见状态，否则，处于不可见状态。报警显示构件在可见的状态下，类似一个列表框，将系统产生的报警事件逐条显示出来。报警显示构件显示的报警信息包括报警开始，报警应答和报警结束等。261.4.4 报警条和报警浏览报警条构件用于滚动显示报警注释信息，可关联单个数据对象与组对象，当报警对象栏留空时，显示所有对象的报警注释信息，可设置构件字体颜色及信息滚动速度等属性。实时报警信息可以通过报警显示构件或者报警浏览构件来显示，这里以报警浏览构件为例对组态过程进行说明。组态时，在用户窗口中双击报警浏览构件可将其激活，进入该构件的属性设置对话框。基本属性页显示模式中，选择实时报警，可设置关联单个数据对象或组对象，此栏留空时，表示关联所有数据对象的报警信息，运行时，设置关联的数据的报警信息会显示在此构件。此页还可设置数据的滚动方向、基本显示等信息。1.4.5 输入框和组合框 输入框构件用于接受用户从键盘输入的信息，通过合法性检查之后，将它转换适当的形式，赋予实时数据库中所连接的数据对象。输入框构件也可以作为数据输出的器件，显示所连接的数据对象的值。形象地说，输入框构件在用户窗口中提供了一个观察和修改实时数据库中数据对象值的窗口。用户对系统的操作中往往会遇到大量数据选择的情况，在个人计算机领域，微软公司提供的一个下拉列表构件给用户提供了方便操作，而应用在工控机领域的MCGS嵌入版，组合框构件也因此油然而生。MCGS嵌入版的组合框构件包括了4种类型（下拉组合框，列表组合框，策略组合框以及窗口组合框），不同类型的组合框有不同的处理处理策略。1.4.6 动画按钮 动画按钮构件是一种特殊的按钮构件，专用于实现类似多档开关的效果。构件与实时数据库中的数据对象相连接，通过多幅图像、文字显示对应数据对象的值所处的范围、状态。构件也可以接受用户的按键输入，在规定的多个状态之间切换，也可以执行一定的操作来改变关联数据对象的值。数值操作的功能：包括加、减、循环加、循环减、设置常数、兼容老版本操作。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.630 1.5.1 系统变量 MCGS嵌入版内部定义了一些数据对象，我们称之为MCGS嵌入版系统变量。在进行组态时，可直接使用这些系统变量。为了和用户自定义的数据对象相区别，系统变量的名称一律以“$”符号开头。MCGS嵌入版系统变量多数用于读取系统内部设定的参数，它们只有值的属性，没有最大值、最小值及报警属性。31 1.5.2 模拟设备 模拟设备是MCGS嵌入版软件根据设置的参数产生一组模拟曲线的数据，以供用户调试工程使用。模拟设备构件可以产生标准的正弦波，方波，三角波，锯齿波信号，且其幅值和周期都可以任意设置。目录CONTENTSMCGS嵌入版组态软件入门1.1MCGS嵌入版组态过程1.2MCGS嵌入版安全机制1.3MCGS嵌入版动画构件1.4MCGS嵌入版设备构件1.5MCGS嵌入版内部函数1.6331.6.1 字符串操作函数 MCGS嵌入版内部函数一共提供了!Mid(str,n,k)等24种字符串操作函数。!Mid(str,n,k)函数意义：是指从字符型数据对象str左边第n个字符起，取k个字符。数字字符时，从零开始算起。其中：返 回 值：字符型。参数：str，字符型，源字符串；n，数值型，起始位置；k，数值型，取字符数。实例：!Mid(ABCDEFG，3，2)=CD。!StrComp(str1,str2)函数意义：比较字符型数据对象str1和str2是否相等，返回值为0时表示相等，不相等时返回值为1，不区分大小写字母。实例：!StrComp(ABC,abc)=0。!Left(str,n)函数意义：字符型数据对象str左边起，取n个字符。返回值为字符型。实例：!Left(ABCDEFG,2)=AB结合!Mid(str,n,k)函数可以实现字符高低位交换，拆分一个字符串，然后位置颠倒相加，就达到了高低位交换功能。1.6.2 定时器操作函数 可用的系统定时器范围为1到127，即系统内嵌127个系统定时器。用户可以随意使用其中的任意一个。定时器返回时间值为数值型，单位为秒、分、时，但是小数位最多可以表示到毫秒。因为采用浮点数表示，随着数值增大会略有误差。MCGS嵌入版内部函数一共提供了11种例如!TimerRun()等定时器操作函数。1.6.3 系统操作函数 系统操作函数包括!WaitFor(Dat1,Dat2)等18种函数。!WaitFor(Dat1,Dat2)函数意义：在脚本程序中等待设置的条件满足，脚本程序再向下执行。只能在策略中使用，否则造成系统响应缓慢。其中返回值为数值型。返回值=0表示调用成功；返回值不等于0表示调用失败。参数Data1为条件表达式，例如D=15；参数Data2为数值型，表示等待条件满足的超时时间，单位为ms。当Data2为0则无限等待。实例：!WaitFor（D=15,12000），表示当变量D的值等于15后，程序再继续执行，如果在12秒后条件仍然没有满足，也自动继续执行。此函数通常用于做实验时，等待某个条件满足，然后再接着执行实验流程。他与Sleep函数以及While循环语句、其他循环策略配合，能够实现复杂的流程调度。注意：!WaitFor函数只能用于策略中，而不能直接在窗口控件的脚本程序中使用。1.6.4 运行环境操作函数运行环境操作函数包括!SetCurrentLanguageIndex(开关型)等25种函数。1.!SetCurrentLanguageIndex(开关型)函数意义是指通过索引项设定当前语言环境。其中参数为开关型数据对象，表示语言索引值。如果索引参数值超出当前选择语言范围，那么函数不生效。实例：!SetCurrentLanguageIndex(1)，表示设置当前语言为英文（选择语言为CH，EN）。1.6.5 用户登录操作函数用户登录操作函数包括!logon()等9种函数。1.!LogOn()函数意义：弹出登录对话框。实例：!LogOn()。2.!GetCurrentUser()函数意义：读取当前登录用户的用户名。返 回 值：字符型，当前登录用户的用户名，如没有登录返回空。实例：!GetCurrentUser()。1.6.6 数学函数数学函数包含有!BitTest(x,y)等19种函数。其中!BitTest(x,y)函数意义是指检测x对应二进制的指定位，位置从x二进制的第y位开始计算。函数返回值为开关型。实例：!BitTest(9,3)=1。组态技术应用教程第2章 抢答器监控系统2【学习目标】熟悉用MCGS软件建立抢答器监控系统的整个过程。掌握简单界面设计、完成动画连接及脚本程序编写。学会用MCGS软件、PLC联合调试抢答器监控系统。目录CONTENTS控制要求与方案设计2.1抢答器系统硬件电路设计2.2 抢答器系统组态软件设计2.3MCGS组态软件和三菱FX2N型PLC的通讯调试2.442.1.1 控制要求 某五路抢答器控制系统，1个儿童组有2人X1、X2，1个大人组有2人X3、X4，3个学生组有3人X5、X6、X7。1个报警灯Y0，5组选手分别有5个桌灯Y1、Y2、Y3、Y4、Y5,5个记分牌，1个电铃Y6,1个显示当前答题组号码的显示牌，要求用MCGS组态软件和PLC进行整体设计。5 2.1.1 控制要求 本系统要求实现以下控制要求：（1）五路抢答器，1个儿童组，1个大人组，3个学生组。其中儿童组有2个按钮X1、X2，无论按哪只都算成功抢答；大人组也有2个按钮X3、X4，必须都按下才算成功抢答；3个学生组每组都只有1个按钮，按下就成功抢答。只要有1组成功抢答，则其他组抢答无效。（2）主持人打开比赛开关X14，抢答器开始工作，每组选手的初始分为50分。当主持人说完题目并按下“抢答开始”按钮X10才可以抢答，若提前抢答则犯规，报警灯Y0亮，抢答选手的桌灯亮，并且显示该组的号码。62.1.1 控制要求 （3）当主持人宣布抢答开始后10秒之内若有人抢答，则该组的桌灯亮，电铃Y6响2秒，并且显示该组的号码，该组有15秒的时间作答，答对加10分，答错减10分，若超过15秒仍未答完，则报警灯Y0亮，本轮抢答无效。（4）主持人宣布抢答开始后，若10秒之内无人抢答，则报警灯Y0亮，本轮抢答无效，选手无法再抢答。（5）每轮抢答后可以利用X0复位。2.1.2 方案设计 整个设计的下位机采用PLC控制，它比数字电路控制和单片机控制更加稳定和易于修改，上位机采用MCGS7.7组态软件嵌入版进行设计，具有很好的通用性。该设计完成的主要内容是：硬件电路的设计和PLC程序的编写以及调试；组态监控界面的设计；上位机和下位机的连接调试。通过在实验室的连接和调试，证明了设计方案的可行性。目录CONTENTS控制要求与方案设计2.1抢答器系统硬件电路设计2.2 抢答器系统组态软件设计2.3MCGS组态软件和三菱FX2N型PLC的通讯调试2.492.2.1 系统硬件设计根据抢答器监控系统的设计要求，硬件设计如下：（1）主持人控制区有1个开关和4个按钮，分别为比赛开关、抢答开始按钮、加分按钮、减分按钮、复位按钮。（2）选手控制区有7个按钮，分别为儿童1按钮、儿童2按钮、大人1按钮、大人2按钮、学生1按钮、学生2按钮、学生3按钮。10（3）显示部分：一个电铃，一个报警灯，一个用来显示当前答题组号码的LED显示器，每组选手桌上各有一只桌灯，每组选手桌前各有一组LED显示记分牌，基本分为50分。所以，硬件设计应有12个输入点，50个输出点，由于实验室环境中PLC一般都是小型PLC，输入输出点数不多，因此本设计只做1组的记分牌，其余4组同理。这样本设计就有12个输入，22个输出。112.2.2 PLC的选择 在本控制系统中，所需的开关量输入为12点，输出为22点，选择模块式PLC，因为一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。在众多小型PLC中，日本三菱公司生产的FX2N系列PLC功能强大，应用广泛，非常适合本次PLC系统的设计，因此选用三菱FX2N系列PLC作控制单元来控制整个系统。122.2.3 PLC I/O分配表的设计 表2-1 抢答器系统输入/输出地址分配输入点地址功能输出点地址功能X0复位按钮Y0报警灯X1儿童按钮1Y1儿童组桌灯X2儿童按钮2Y2大人组桌灯X3大人按钮1Y3学生1桌灯X4大人按钮2Y4学生2桌灯X5学生按钮1Y5学生3桌灯X6学生按钮2Y6电铃X7学生按钮3Y7-Y15记分牌十位X10抢答开始按钮Y16记分牌个位X11加分按钮Y17-Y25当前组号显示牌X14比赛开关132.2.4 PLC外部接线图的设计 图2-3 抢答器系统外部接线图142.2.5 抢答器PLC程序的编写 本程序用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件编写，编好程序后可以与可编程控制器进行通讯。程序参加教材图2-36。目录CONTENTS控制要求与方案设计2.1抢答器系统硬件电路设计2.2 抢答器系统组态软件设计2.3MCGS组态软件和三菱FX2N型PLC的通讯调试2.416 抢答器组态监控工程主要的要求是对抢答器系统下位机的输出数据进行实时采集，从而实现监控。设计过程包括监控画面的编辑、数据对象的定义、脚本程序的编写以及进行系统的模拟仿真运行和调试。172.3.1 创建工程可以按以下步骤建立工程：（1）双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，屏幕中间窗口为工作台。（2）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:MCGSEWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCE”(X表示新建工程的顺序号，如0、1、2等)。（3）选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。（4）在文件名一栏内输入“抢答器监控系统”，点击“存盘”按钮，工程创建完毕。182.3.2 定义数据对象 1.分配数据对象 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。分配数据对象即定义数据对象前需要对系统进行分析，确定需要的数据对象。本系统数据对象分配表见表2-2。表2-2 数据对象分配表202.定义数据对象步骤（1）单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页，窗口中列出了已有系统内部建立数据对象的名称。（2）单击工作台右侧“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺省定义的名称为“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次点击该按钮，则可增加多个数据对象。（3）选中对象，单击右侧“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。(4)将对象名称改为：比赛开关；对象类型选择：开关型；在对象内容注释输入框内输入“控制比赛开始和停止的开关”，单击“确认”。按照上述步骤，根据表2-2，设置其他数据对象。212.3.3 制作工程画面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”按钮，弹出“用户窗口属性设置”窗口。（3）将“基本属性”页的窗口名称改为：抢答器系统；窗口标题改为：抢答器系统；窗口位置选中“任意摆放”，其他不变，单击“确认”按钮，关闭窗口。（4）在“用户窗口”中，“窗口0”图标已变为“抢答器系统”。选中“抢答器系统”，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，则当MCGS运行时，将自动加载该窗口。（5）单击“存盘”按钮。2.编辑画面 MCGS提供了基本的绘图工具，例如画直线、画矩形等，同时也提供了元件库，用于提供较复杂但常用的元件图形，例如电磁阀、指示灯等。编辑画面就是利用这些工具，对它所提供的这些图形对象（直线、矩形、元件等）进行组态而已。（1）进入编辑画面环境。（2）制作文字框图。（3）制作抢答器组态画面。图2-21 抢答器组态效果图2.3.4 动画连接 动画连接，实际上是将用户窗口内创建的图形对象与实时数据库中定义的数据对象建立对应连接关系，通过对图形对象在不同的数值区间内设置不同的状态属性（如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等），用数据对象的值的变化来驱动图形对象的状态改变，使系统在运行过程中，产生形象逼真的动画效果。因此，动画连接过程就归结为对图形对象的状态属性设置的过程。例如本例中抢答犯规，报警灯Y0亮。下面介绍电铃、桌灯、记分牌的动画连接。1.比赛开关动画连接 (1)双击比赛开关，弹出单元属性设置窗口。(2)单击“动画连接”选项，在动画连接属性页中，分别设置组合图符按钮输入和可见度的动态属性。同理，设置标签的字符颜色，动态属性“0”信号对应的是白色，“1”信号对应的是黑色。2.报警灯动画连接(1)双击报警灯，弹出单元属性设置窗口。(2)单击“动画连接”选项，在动画连接属性页中，设置组合图符填充颜色的动态属性，“0”信号对应的是红色，“1”信号对应的是绿色。3.电铃动画连接 (1)双击电铃，弹出属性设置窗口。对其属性和填充颜色进行设置，包括边线颜色，边线类型，静态填充颜色以及动态填充颜色。(2)将静态填充颜色设置为红色，边线颜色设置为黑色，边线线型设置为较粗。（3）动态属性中，“0”信号对应的是红色，“1”信号对应的是绿色。4.组号显示器动画连接(1)双击组号显示器，弹出单元属性设置窗口。(2)单击“动画连接”选项，在动画连接属性页中，在动画连接属性页中，设置组合图符填充颜色的动态属性，“0”信号对应的是白色，“1”信号对应的是红色。5.桌灯动画连接 (1)双击学生 1桌灯，弹出属性设置窗口。对其属性和填充颜色进行设置，包括边线颜色，边线类型，填充颜色。(2)将填充颜色设置为背景色，边线颜色设置为黑色，边线线型设置为默认线型。（3）动态属性中，可见度的设置是红灯在“0”信号的时候可见，绿灯是在“1”信号时可见。6.记分牌动画连接(1)双击记分牌，弹出单元属性设置窗口。(2)单击“动画连接”选项，在动画连接属性页中，设置标签填充颜色的动态属性，“0”信号对应的是白色，“1”信号对应的是红色。2.3.5 模拟仿真运行与调试1.脚本程序简介 脚本程序是组态软件中的一种内置编程语言引擎。当某些控制和计算任务通过常规组态方法难以实现时，通过使用脚本语言，能够增强整个系统的灵活性，解决其常规组态方法难以解决的问题。在MCGS中，脚本语言是一种语法上类似Basic的编程语言。可以应用在运行策略中，把整个脚本程序作为一个策略功能块执行，也可以在菜单组态中作为菜单的一个辅助功能运行，更常见的方法是应用在动画界面的事件中。因本例只要求实现监控，无动态效果，所以脚本程序编写比较简单。因为考虑到实验室环境，通常只能实现一组记分牌的加减，所以，为了美观，让另外四组记分牌也能有显示，就要通过写脚本来实现。2.编写脚本程序（1）根据抢答器监控系统要求，完成一个循环需60ms，首先将定时器定时时间修改为60。（2）将脚本程序添加到策略行。（3）脚本程序编辑注意事项。（4）脚本程序清单。（5）调试程序。目录CONTENTS控制要求与方案设计2.1抢答器系统硬件电路设计2.2 抢答器系统组态软件设计2.3MCGS组态软件和三菱FX2N型PLC的通讯调试2.433 抢答器监控系统以三菱FX2N型PLC为控制单元，利用MCGS组态软件将控制系统的控制状态可视化，通过上位机实时接收和处理现场信号，并驱动上位机控制界面中的图形控件，使监控画面实时显示现场状态。首先建立MCGS组态软件与三菱FX2N型PLC之间的通信连接，用三菱编程电缆连接PLC与上位PC机。在组态软件的设备窗口中加入通用串口父设备及三菱PLC，组态完成之后，进入运行环境就能实现对抢答器监控系统的上位机监控功能。34 2.4.1 编制并调试PLC的控制程序 （1）编辑梯形图程序。（2）按照PLC程序调试，直至调试结果正确。2.4.2 添加PLC设备 在MCGS系统中,由设备窗口负责建立系统与外部硬件设备的连接，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对应工业过程的实时监控。因此MCGS与PLC设备的联接是通过设备窗口完成的。2.4.3 设置PLC设备属性 （1）双击左侧“设备窗口”的“通用串口父设备0-通用串口父设备”，进入“通用串口设备属性编辑”窗口，在“基本属性”页设置。串口父设备用来设置通信参数和通信端口。通信参数必须设置成与PLC的设置一样。否则就无法通信。三菱PLC常用的通信参数：波特率9600，1位停止位，偶校验，7位数据位。（2）双击“设备0-三菱FX系列编程口”，在“基本属性”页进行设置。采集周期：为运行时MCGS对设备进行操作的时间周期，单位为毫秒，一般设为100ms。初始工作状态：用于设置设备的起始工作状态，设置为启动时，在进入MCGS运行环境时，MCGS即自动开始对设备进行操作，设置为停止时，MCGS不对设备进行操作，但可以用MCGS的设备操作函数和策略在MCGS运行环境中启动或停止设备。CPU类型选择为FX2NCPU。（3）单击“内部属性”之后出现的“”按钮，弹出窗口，列出了PLC的通道及其含义。内部属性用于设置PLC的读写通道，以便后面进行设备通道连接，从而把设备中的数据送入实时数据库中的指定数据对象或把数据对象的值送入设备指定的通道输出。三菱PLC设备构件把PLC的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把PLC中的数据读入到MCGS的实时数据库中，只写通道用于把MCGS实时数据库中的数据写入到PLC中，读写则可以从PLC中读数据，也可以往PLC中写数据。2.4.4 设置PLC设备属性 本构件对PLC设备的调试分为读和写两个部分，如在“通道连接”属性页中，显示的是读PLC通道，则在“设备调试”属性页中显示的是PLC中这些指定单元的数据状态；如在“通道连接”属性页中显示的是写PLC通道，则在“设备调试”属性页，把对应的数据写入到指定单元PLC中。注意：对于读写的PLC通道，在设备调试时不能往下写。（1）单击“通道连接”选项卡，进入“通道连接设置”页，按照表2-1的I/O分配进行设置。（2）选中通道1,双击”对应数据对象”栏,在其中输入在实时数据库中建立的与之对应的数据名“比赛开关”,单击“确认”按钮就完成了MCGS中的数据对象与PLC内部寄存器间的连接,具体的数据读写将由主控窗口根据具体的操作情况自动完成。图2-39 通道连接412.4.5 设备调试抢答器系统的调试步骤如下：1.下位机的调试（1）按图2-3将硬件电路连接好。（2）打开FXGP-WIN-C编程软件，将抢答器的程序写入。（3）打开可编程序控制器的电源开关并将其状态按扭打到STOP状态。（4）在PLC编程软件中将抢答器的程序写入可编程序控制器中。（5）将可编程序控制器的状态打到RUN使PLC开始运行。（6）将LED的开关打开，X14打到开，抢答器系统就可开始工作。2.上下位机的连调（1）将三菱FX2N上的开关拨至“RUN”，按下“启动”按钮后，观察PLC输出是否正确，如果运行不正确，打开“FXGP-WIN-C”软件调试PLC，直至运行正确，打开抢答器监控系统设备。（2）双击设备窗口中的“三菱FX系列编程口”图标，打开设备属性设置框，单击“设备调试”按扭，查看通道值是否在变化。如果通道值在变化，说明数据可以采集到了。（3）进入工程运行环境，观察MCGS监控画面中五路抢答器的记分牌显示和组号显示是否正确，报警灯和电铃设置是否无误，如果不正确，查找原因并修正。（4）退出MCGS运行环境，完成调试工作。图2-40图2-44是抢答器系统的几张监控图。组态技术应用教程第3章 液体混合搅拌系统2【学习目标】熟悉用MCGS软件建立液体混合搅拌监控系统的整个过程。掌握简单界面设计、完成动画连接及脚本程序编写。学会用MCGS软件、PLC联合调试液体混合搅拌监控系统。目录CONTENTS控制要求与方案设计3.1液体混合搅拌系统硬件电路设计3.2液体混合搅拌系统组态软件设计3.3MCGS组态软件和欧姆龙CPM2AH PLC的通讯调试3.443.1.1 控制要求 某液体混合控制系统设备，有3个进料阀 YV1、YV2、YV3；出料阀YV4；搅拌电机M；加热器H；3个液位传感器L1、L2、L3。要求用MCGS组态软件和PLC进行整体设计。5 3.1.1 控制要求本系统要求实现以下控制要求：（1）初始状态。容器是空的，各个阀门YVl、YV2、YV3、YV4均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。（2）启动操作。按下启动按扭SB0，开始下列操作:YV1=ON，液体A注入容器。当液面达到L3时，使YV1=OFF，YV2=ON，即关闭YV1阀门，打开液体B的阀门YV2。当液面达到L2时，使YV2=OFF，YV3=ON，即关闭YV2阀门，打开液体C的阀门YV3。63.1.1 控制要求 当液面达到L1时，YV3=OFF，M=ON，即关闭阀门YV3，搅拌机M启动，开始搅拌。经10s钟搅匀后，M=OFF，停止搅动，H=ON，加热器开始加热。当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀YV4=ON，开始放出混合液体。液面低于L3时，L3从ON到OFF,再经过10s，容器放空，使YV4=OFF，开始下一循环。（3）停止操作。按下停止按钮SB0，无论处于什么状态均停止当前工作。3.1.2 方案设计 整个设计过程是按实际工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。系统利用MCGS在上位机建立运行画面，实现对下位机的监控，下位机则利用PLC编程对执行元件直接控制。目录CONTENTS控制要求与方案设计3.1液体混合搅拌系统硬件电路设计3.2液体混合搅拌系统组态软件设计3.3MCGS组态软件和欧姆龙CPM2AH PLC的通讯调试3.4 液体混合搅拌系统主要完成三种液体的自动混合搅拌并控制液体的温度，系统结构如图所示。该系统需要控制的元器件有：其中L1、L2、L3为液位传感器，液面淹没该点时为ON。YV1、YV2、YV3、YV4为电磁阀，M为搅拌电机，T为温度传感器，H为加热器。所有这些元件的控制都属于开关量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。103.2.1 系统硬件结构1液位传感器的选择2.温度传感器的选择3.电磁阀的选择113.2.2 PLC的选择 在本控制系统中，所需的开关量输入和输出各为6点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式PLC。由于本系统的控制是顺序控制，选用日本欧姆龙公司生产的CPM2AH PLC作控制单元来控制整个系统。之所以选择这种PLC，主要考虑CPM2AH系列PLC是欧姆龙公司生产的小型整体式可编程控制器。其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在小规模控制中已获广泛应用。123.2.3 PLC I/O分配表的设计 表3-1液体混合装置输入/输出地址分配输入点地址功能输出点地址功能00000SB0启动按钮01000电磁阀YV100001L1液位传感器01001电磁阀YV200002L2液位传感器01002电磁阀YV300003L3液位传感器01003电磁阀YV400004T温度传感器01004搅拌机M00005SB1停止按钮01005加热器H133.2.4 PLC外部接线图的设计 图3-6 液体混合系统外部接线图目录CONTENTS控制要求与方案设计3.1液体混合搅拌系统硬件电路设计3.2液体混合搅拌系统组态软件设计3.3MCGS组态软件和欧姆龙CPM2AH PLC的通讯调试3.4153.3.1 创建工程可以按以下步骤建立工程：（1）双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，屏幕中间窗口为工作台。（2）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:MCGSEWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCE”(X表示新建工程的顺序号，如0、1、2等)。（3）选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。（4）在文件名一栏内输入“抢答器监控系统”，点击“存盘”按钮，工程创建完毕。163.3.2 定义数据对象 1.分配数据对象 172.定义数据对象步骤（1）单击工作台中的“实时