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會員注冊一、實(shí)訓(xùn)目的
1. 學(xué)習(xí)MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組態(tài)過程、操作方法和實(shí)現(xiàn)功能等環(huán)節(jié)。
2. 使用MCGS嵌入版組態(tài)軟件設(shè)計實(shí)現(xiàn)對鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)的模擬控制。
3．熟悉MCGS嵌入版組態(tài)軟件的動畫制作、控制流程的設(shè)計、腳本程序的編寫、數(shù)據(jù)對象的設(shè)計等多項組態(tài)過程。
二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備
計算機(jī)1臺、MCGS嵌入版組態(tài)軟件1套、. TP717B型MCGS觸摸屏1臺、數(shù)據(jù)通信線2根、西門子S7-200PLC 1臺、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6軟件1套。
三、工藝過程及控制要求
1．鍋爐運(yùn)行時當(dāng)鍋爐高水位，高水位燈亮；當(dāng)鍋爐水位低時，缺水燈亮并開啟進(jìn)水閥。
2．鍋爐運(yùn)行時當(dāng)壓力高時，超壓指示燈亮，鍋爐停止運(yùn)行。當(dāng)壓力低，鍋爐
（送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)-、加煤、出渣、爐排）程序進(jìn)行自動控制運(yùn)轉(zhuǎn)。此時燃燒正常燈亮。
3．當(dāng)鍋爐水位達(dá)到高水位時，延時10S，水泵停止運(yùn)行。
4．送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、上煤、出渣、爐排，可以手動或自動控制。
5．設(shè)置用戶權(quán)限管理。
6．實(shí)時曲線、歷史曲線、實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)。
四、畫面設(shè)計與制作
01工程框架結(jié)構(gòu)
鍋爐液位監(jiān)控工程共由八大窗口組成，建立了一個用戶組、兩個登陸用戶，四個主菜單和三十一個變量，一起構(gòu)成了工程的基本骨架。八大窗
口：主畫面、鍋爐手動、鍋爐自動、實(shí)時曲線、歷史曲線、實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警。一個用戶組：命名為“工作組”。兩個用戶：分別命名為a、b，均為“工作組”組。四個主菜單：分別是畫面、曲線顯示、數(shù)據(jù) 顯示、報警顯示。三十一個變量：分別是：（開關(guān)型：S1、S2、高水位燈、低水位燈、超壓燈、低壓燈、燃燒正常燈、計時條件、計時狀態(tài)、 復(fù)位條件、水泵、水泵2、進(jìn)水閥、加煤、送煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、 出渣、爐排）、（數(shù)值型：當(dāng)前值、設(shè)定值、鍋爐水位、鍋爐水位2、壓力、壓力2、高水位、低水位、超壓、低壓）、（組對象：液位組、液位組1）。畫面由鍋爐體、送煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、進(jìn)水閥、出渣、 爐排、定時器、高水位燈、低水位 燈、超壓燈、低壓燈、燃燒正 常燈、流動快、標(biāo)簽組成。
?鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)既可以人工手動控制工作方式，也可實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行工作方式。并有實(shí)時數(shù)據(jù)反應(yīng)鍋爐內(nèi)液位和壓力的當(dāng)前值，歷史數(shù)據(jù)記錄一定周期內(nèi)的液位和壓力的變化情況方便操作人員記錄與觀察。實(shí)時曲線反應(yīng)實(shí)時液位和壓力的曲線變化情況，歷史曲線為提供歷史信息曲線趨勢變化情況。報警顯示功能，讓操作人員知道鍋爐是否正常運(yùn)行。
02工藝流程?鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計主要是針對熱水鍋爐的液位監(jiān)控進(jìn)行設(shè)計開發(fā)的。鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)工程滿足以下要求：當(dāng)鍋爐處于高水位，高水位燈亮。當(dāng)水位低，缺水燈亮，同時開啟進(jìn)水閥；當(dāng)壓力高時，超壓指示燈亮，鍋爐停止運(yùn)行。當(dāng)壓力低時鍋爐（送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)-、加煤、出渣、爐排）程序進(jìn)行自動控制運(yùn) 轉(zhuǎn)，此時燃燒正常燈亮；當(dāng)鍋爐水位達(dá)到高水位時，延時10S水泵停止運(yùn)行；送 風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、上煤、出渣、爐排，可以手動或自動控制。此工程還設(shè)有用戶權(quán)限管理，只有指定的人才能運(yùn)行；并有實(shí)時曲線、歷史曲線、實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)顯示，設(shè)計、制作、調(diào)試鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)。
03建立工程進(jìn)入MCGS 嵌入版組態(tài)軟件新建工程,在菜單“文件”中選擇“工程另存為”選項, 把新建工程存為: D：\MCGSE\WORK\鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。進(jìn)入MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組態(tài)平臺單擊“新建窗口”按鈕，分別創(chuàng)建8個新的用戶窗口以圖標(biāo)形 式進(jìn)行顯示，分別命名為“主畫面”、“報警窗口”、“實(shí)時曲線窗口”、“歷史曲線窗 口”、“實(shí)時報表窗口”、“歷史報表窗口”、“鍋爐手動”、“鍋爐自動”。用戶窗口如圖實(shí)訓(xùn)7-1所示。鍋爐自動窗口如圖實(shí)訓(xùn)7-2所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-1 用戶窗口
圖實(shí)訓(xùn)7-2 監(jiān)控主窗口
建立工程；打開MCGS嵌入版組態(tài)軟件進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，建立一個全新的工程。選擇觸摸屏類型“TPC1262H”并將工程保存命名為“鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計”。雙擊“鍋爐自動窗口” 窗口進(jìn)入動畫組態(tài)，單擊工具箱中的“插入元件”按鈕，進(jìn)入“對象元件庫管理”，如圖實(shí)訓(xùn)7-3所示，選擇畫面中所需要的各種元件。
鍋爐手動窗口主要由一個鍋爐體、一個送煤機(jī)、一個送風(fēng)機(jī)、一個排風(fēng)機(jī)、一個水泵、一個進(jìn)水閥、一個爐排箱、一個定時器、兩個百分比填充、十二個標(biāo)簽、十二個按鈕、十二個流動快、五個指示燈組成。最后把各元件放到相應(yīng)的位置并進(jìn)行整體的組合，然后在窗口屬性中設(shè)置合適的背景色。“鍋爐手動”、“鍋爐自動”窗口的制作同上。“鍋爐手動”運(yùn)行的畫面設(shè)置完成，如圖實(shí)訓(xùn)7-4所示。
圖實(shí)訓(xùn) 7-3對象元件管理圖
圖7-4 實(shí)訓(xùn)鍋爐手動畫面圖
實(shí)時數(shù)據(jù)庫是工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時數(shù)據(jù)庫基本單元，建立實(shí)時數(shù)據(jù)庫的過程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)。此時要將各變量的名稱、類型正確編寫。在鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程中建立31個變量，其中19個為開關(guān)型變量、10個為數(shù)值型變量和2個組對象。數(shù)據(jù)對象如圖實(shí)訓(xùn)7-5所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-5 變量定義圖
鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程中共建立了兩個組對象變量。數(shù)據(jù)對象的建立以液位組變量的屬性設(shè)置為例進(jìn)行講解: 組對象的基本屬性，將對象名稱為：液位組；對象類型為：組對象；其他屬性設(shè)置不變。組變量的存盤屬性中數(shù)據(jù)對象存盤選中定時存盤，存盤周期設(shè)為5秒。
圖實(shí)訓(xùn)7-6 液位組基本屬性窗口圖
圖實(shí)訓(xùn)7-7 液位組成員選擇窗口圖
鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程需要把各個圖素與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)變量建立聯(lián)系，才能使畫面動起來。組態(tài)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的變量變化，圖形對象可以按照動畫連接的要求變化。以下是鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程的監(jiān)控主窗口的動態(tài)連接過程；
（1）鍋爐水位的屬性設(shè)置；在用戶窗口中，雙擊自動窗口 進(jìn)入，選中鍋爐鍋爐水位構(gòu)件雙擊則彈出單元屬性設(shè)置窗口。把表達(dá)式的值改為鍋爐水位 最小表達(dá)式的值改為0 最大表達(dá)式的值改為100。具體設(shè)置參照如圖實(shí)訓(xùn)7-8所示。
（2）開關(guān)型構(gòu)件的屬性設(shè)置；在用戶窗口中雙擊自動窗口 進(jìn)入，選中水泵變量雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中 組合圖符單擊
則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置，按圖實(shí)訓(xùn)7-9所 示設(shè)置。其他開關(guān)型構(gòu)件的設(shè)置如進(jìn)水閥變量、排風(fēng)機(jī)變量、送風(fēng)機(jī)變量、送煤機(jī)變量跟水泵變量屬性設(shè)置方法相同。如 圖實(shí)訓(xùn)7-10所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-8 鍋爐水位的屬性設(shè)置
圖實(shí)訓(xùn)7-9 排氣閥Y1變量的屬性設(shè)置
圖實(shí)訓(xùn)7-10 其他開關(guān)型變量的屬性設(shè)置
（3）流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置：在用戶窗口中雙擊自動窗口進(jìn)入，選中水泵上面的 流動塊雙擊則彈出流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口。水泵上側(cè)的流動塊在流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口中，表達(dá)式為：水泵，其他屬性不變。其余流動塊也相同進(jìn)行設(shè)置即可，如圖實(shí)訓(xùn)7-11所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-11 流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置
在“運(yùn)行策略”中雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，把“循環(huán)時間”設(shè)為：200ms按確定即可。在策略組態(tài)中單擊工具條中的“新增策略行”圖標(biāo)，再添加策略工具箱中的1個定時器策略和1個腳本程序策略。顯示循環(huán)策略如圖實(shí)訓(xùn)7-12所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-12 循環(huán)策略圖
循環(huán)策略窗口中腳本程序的編寫是在的腳本程序?qū)傩栽O(shè)置窗口完成的。打開循環(huán)腳本編輯窗口；設(shè)定循環(huán)時間為
100ms，腳本程序如下進(jìn)行編輯操作。腳本程序是用來完成
特定操作和處理的程序。本條腳本程序作用是用來修改報警限值的，腳本程序如下所示。
!SetAlmValue( 鍋爐水位2,高水位,80)
!SetAlmValue( 鍋爐水位2,低水位,20)
!SetAlmValue( 壓力2,超壓燈,80)
!SetAlmValue( 壓力2,低壓燈,50)
定時器的屬性設(shè)置：雙擊“定時器”進(jìn)行基本屬性設(shè)置，連接相應(yīng)的變量進(jìn)行如下屬性設(shè)置。循環(huán)策略中有2個定時器，2 個定時器設(shè)定值都改為10即可。其他定時器屬性設(shè)置參考圖實(shí)訓(xùn)7-13所示進(jìn)行相應(yīng)的屬性設(shè)置。
圖實(shí)訓(xùn)7-13 定時器屬性設(shè)置
在用戶窗口中也編輯了腳本程序，這個腳本程序是用來完成特定操作和處理的程 序。腳本程序設(shè)計的動畫效果，來控制 “鍋爐自動”窗口的屬性中的循環(huán)腳本程序。打開方式如圖實(shí)訓(xùn)7-14所示。循環(huán)腳本程序如圖實(shí)訓(xùn)7-15所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-14 用戶窗口的腳本程序窗口
圖實(shí)訓(xùn)7-15 腳本程序圖
（1）實(shí)時數(shù)據(jù)表格。
實(shí)時數(shù)據(jù)是實(shí)時地將當(dāng)前的數(shù)據(jù)對象變量值按一定的報告格式顯示出來。實(shí)時表格的設(shè)置如下：進(jìn)入“實(shí)時數(shù)據(jù)”窗口點(diǎn)擊工具箱中的，在窗口中 拉出一個實(shí)時數(shù)據(jù)報表，放于合適的位置。再通過增加行或刪除列，將 表格設(shè)置為七行兩列形式。然后在第一列中添加如下七個變量：鍋爐水 位2 、壓力2、進(jìn)水閥、送煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、水泵2，最后在下一列各自連接對應(yīng)變量：鍋爐水位2 、壓力2、進(jìn)水閥、送煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、水泵2，實(shí)時數(shù)據(jù)表格設(shè)置完成，如圖實(shí)訓(xùn)7-16所示。
（2）歷史數(shù)據(jù)表格。
歷史數(shù)據(jù)是從歷史數(shù)據(jù)庫中提取存盤數(shù)據(jù)的記錄，鍋爐的歷史數(shù)據(jù)通過 滾動條的形式顯示，可以通過歷史數(shù)據(jù)表格掌握鍋爐每一個時間段的值。進(jìn)入“歷史數(shù)據(jù)”窗口點(diǎn)擊工具箱中的，在窗口中拉出一個歷史數(shù)據(jù)報表 放于合適的位置，再通過增加行或刪除列的功能。在歷史數(shù)據(jù)報表的第 一行中添加如下七個變量：采集時間、鍋爐水位2 、壓力2、進(jìn)水閥、送煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)，最后再合并單元格，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的連接設(shè)置， 設(shè)置數(shù)據(jù)來源為液位組1，歷史數(shù)據(jù)表格設(shè)置完成，如圖實(shí)訓(xùn)7-17所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-16 實(shí)時數(shù)據(jù)圖
圖實(shí)訓(xùn)7-17 歷史數(shù)據(jù)圖
（1）實(shí)時曲線的設(shè)置。
在實(shí)際生產(chǎn)控制過程中，對實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看和分析是不可缺少的工作。但對大量數(shù)據(jù)僅做定量的分析還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息并畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的規(guī) 律，同時曲線處理在控制系統(tǒng)中也是一個非常重要的部分。
實(shí)時曲線的設(shè)置如下：進(jìn)入“實(shí)時曲線”窗口設(shè)置合適的背景色后，制作一個名為“實(shí)時曲線”的標(biāo)簽。點(diǎn)擊工具箱中的實(shí)時曲線按鈕，在窗口中拉出一個適合大小的實(shí)時曲線圖，放于合適的位置再進(jìn)行曲線構(gòu)建的屬性設(shè)置，設(shè)置“時間格式”為MM:SS并且“時間單位”為秒鐘。對設(shè)置畫筆的表達(dá)式和屬性可以根據(jù)不同的設(shè)計要求，對曲線的顏色、線型進(jìn)行改動。正確的實(shí)時曲線顯示，用來清楚地表達(dá)變量此時的變化形式實(shí)時曲線設(shè)置完成，如圖實(shí)訓(xùn)7-18所示。
（2）歷史曲線的設(shè)置。
歷史曲線的設(shè)置如下：進(jìn)入“歷史曲線”窗口設(shè)置合適的背景色后，制作 一個名為“歷史曲線”的標(biāo)簽，再點(diǎn)擊工具箱中的歷史曲線按鈕。在窗口 中拉出一個適合大小的歷史曲線圖，放于合適的位置。再進(jìn)行歷史曲線構(gòu)建的屬性設(shè)置，設(shè)置存盤數(shù)據(jù)位液位組，時間格式為分:秒，時間單位為秒。再對曲線標(biāo)識進(jìn)行設(shè)置，還可以根據(jù)自己的意愿對曲線的顏色和線型進(jìn)行改動，歷史曲線設(shè)置完成，如圖實(shí)訓(xùn)7-19所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-18 實(shí)時曲線圖
圖實(shí)訓(xùn)7-19 歷史曲線圖
報警信息是為能保障鍋爐正常、安全的運(yùn)行。有了報警提示，操作人員才能更加放心地讓
鍋爐安全運(yùn)行同時可以減少不必要的損失。
報警窗口的設(shè)置如下：進(jìn)入“報警”窗口用標(biāo)簽作標(biāo)題名為“報警”，然后單擊工具箱中的報警 顯示按鈕和報警瀏覽按鈕，分別制作實(shí)時報警和歷史報警。在合適的位置在“實(shí)時報警”屬 性中，將“實(shí)時報警數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)連接設(shè)置為“液位組”，在“歷史報警”中將“對應(yīng)數(shù)據(jù)對象”設(shè) 為“液位組”。然后再插入四個指示燈、四個輸入框、四個標(biāo)簽，一起構(gòu)成報警顯示，報警 窗口效果圖如圖實(shí)訓(xùn)7-20所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-20 報警畫面圖
為了保證整個系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，防止與工程系統(tǒng)無關(guān)的人員進(jìn)入或退出工程系統(tǒng)需要對系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行管理。
通過菜單欄中的工具進(jìn)入用戶權(quán)限管理，新建兩個用戶名：命名為“a”和“b”，并設(shè)置密碼分別為a和b；新建一個用戶組：命名為“工作組”，將“a”和“b”設(shè)置為“工作組”組。然后在主控窗口的基本屬性中的“權(quán)限設(shè)置”設(shè)為“工作組”，設(shè)置“運(yùn)行權(quán)限”為“進(jìn)入登錄，退出不登錄”，如圖實(shí)訓(xùn)7-21所示。
11主菜單建立主菜單的建立如下：雙擊打開 主控窗口 新增四個操作集，分別命名為“畫面”、“曲線顯示”、“數(shù)據(jù)顯示”、“報警顯示”。在“畫面”下，新增三個操作，分別命名為“主畫面”、“鍋爐手動”、“鍋爐自動”。在“曲線顯示”提示 框新增的兩個操作；分別命名為“實(shí)時曲線”、“歷史曲線”。在“數(shù)據(jù)顯示” 提示框下新增兩個操作；分別命名為“實(shí)時數(shù)據(jù)”、“歷史數(shù)據(jù)”。在“報警 顯示”提示框下新增一個操作；命名為“報警”。然后分別對它們的菜單屬性進(jìn)行設(shè)置，設(shè)“打開用戶窗口”為各自對應(yīng)的窗口分別為“主畫面”、“鍋 爐手動”、“鍋爐自動”、“實(shí)時曲線”、“歷史曲線”、“實(shí)時數(shù)據(jù)”、“歷史數(shù) 據(jù)”、“報警”。最后在“主控窗口”的屬性設(shè)置中“菜單設(shè)置”設(shè)為”有菜單”。鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程的主菜單就完成了，如圖實(shí)訓(xùn)7-22所示。實(shí)際效果圖如圖實(shí)訓(xùn)7-22 所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-21 主控窗口屬性圖
圖實(shí)訓(xùn)7-22 主菜單圖
最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的組態(tài)工作。打開下載配置窗口選擇“模擬運(yùn)行”點(diǎn)擊“通信測試”，測試通信是否正常。如果通信成功在返回信息框中將提示“通信測 試正常”，同時彈出模擬運(yùn)行環(huán)境窗口在任務(wù)欄中顯示。如 果通信失敗將在返回信息框中提示“通信測試失敗”。點(diǎn)擊“工程下載”將工程下載到模擬運(yùn)行環(huán)境中。如果工程正常下載將提示：“工程下載成功！”成功后與觸摸屏進(jìn)行連機(jī)運(yùn)行點(diǎn)擊“啟動運(yùn)行”按鈕，模擬運(yùn)行環(huán)境啟動。模擬環(huán)境最大化顯示，即可看到工程正在運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)功能。
點(diǎn)擊下載配置中的“停止運(yùn)行”按鈕，或模擬運(yùn)行環(huán)境窗口中的停止按鈕工程停止運(yùn)行；點(diǎn)擊模擬運(yùn)行環(huán)境窗口中的關(guān)閉按鈕使窗口關(guān)閉。下載過程圖如圖實(shí)訓(xùn)7-23所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-23 下載配置窗口
按照以上12個步驟利用MCGS嵌入版組態(tài)軟件完成的鍋爐液位監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)
計。模擬工廠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的主畫面圖如圖實(shí)訓(xùn)7-24所示。
圖實(shí)訓(xùn)7-24 模擬工廠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的主畫面圖
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