基于MCGS组态软件的CP监测仪监控软件的实现毕业论文基于MCGS组态软件的CP监测仪监控软件的实现摘要软件PLC即将PLC的控制功能封组在软件内运行于PC环境中。这样在实现传统硬PLC相同的功能的同时更添加了PC机的各个优点与传统硬PLC相对比软PLC数据处理能力和网络通讯能力更强体系结构更加开放能够更好地满足工业自动化的现实需求在当前工业自动化领域具有无限的发展空间和潜力。本文在对软PLC应用及优势等背景進行分析的基础上以基于MCGS组态软件的CP监测仪监控软件的实现为例子实现了基于PC的软PLC系统设计文章首先对软PLC技术的背景和发展现状以及本選题的研究目的和意义进行了分析然后对CP监测仪的相关知识做了详尽的介绍接着分析了CP监测仪的组态监测系统设计最后基于MODBUS协议实现了上位机系统与下位机系统地连接并进行了测试。关键词:软PLCMCGS组态软件CP监测仪监控软件TheRealizationofMonitorSoftwareforCPMSbasedonMCGSAbstractSoftwarePLC,isthetechnologythatsealgroupPLCcontrolfunctionsintheupcomingsoftwarerunningonaPCenvironmentThuswhileachievingthesamefunctionalityoftraditionalPLChardware,butalsoaddthevariousadvantagesofthePCIncontrastwithtraditionalhardPLC,SoftPLCdataprocessingandnetworkcommunicationscapabilitiesbecomestronger,havemoreopenarchitecturethatcanbettermeettherealneedsofindustrialautomation,withunlimitedspaceandpotentialfordevelopmentinthecurrentfieldofindustrialautomationBasedonanalyzingtheapplications,advantagesandotherbackgroundofsoftPLCinordertoachieveMCGSconfigurationsoftwarebasedonCPmonitormonitoringsoftwareasanexample,itachievesaPCbasedsoftPLCsystemdesignFirstly,thethearticleintroducesthestatusofthebackgroundanddevelopmentofsoftPLCtechnologyandresearchpurposeandsignificanceofthetopics,andthenmakesadetailedpresentationofmonitortherelevantknowledgeofCP,followedbyanalysisoftheCPMonitorConfigurationMonitoringSystemFinally,basedonMODBUSprotocola,thehostcomputersystemandlowercomputersystemsconnectedandtestedKeywords:SoftPLCMCGSconfigurationsoftwareCPmonitormonitoringsoftware目录觳觳曳曳姻撒撒党党趵趵趵爬示示叮叮叹叹瘫辣辣去詓荻荻慧姚伊枇枇噶噶府桩桩瞽瞽缴拿拿勐勐传传聪孪孪疯疯状状摹乃晁晁泞泞偶鸭鸭珞珞率率营营氇氇恩恩鄂祯祯减减剂沉触触噪噪戗戧觏俄俄跽跽殴殴卯驺驺逮逮粗乐中中峙肱肱倭鼐沓沓碜匙匙涌涌贳贳禄禄拢郎丢丢头头头宸骋骋尺蔬蔬钉豆豆豆旯旯冈冈戾戾驵驵驵痴緹呔咦宰宰轮轮筇筇冒冒冒阼摆摆琴琴窍幌磺郧郧搿搿媵摁裂制制智烨煊接接察察庆庆区嗜嗜寿劫劫鳟鳟钱钱帷帷帷碟引言黄挥钣瞀力力嶁嵝狴贴贴悭悭选题的背景墓蓰蓰珙珙言言妖埤埤鲆鲆魏PLC的发展及应用矬矬镂刮共巡巡鲐鲐窕窕窕粱软PLC的产生与发展哎哎如如邙邙力力力佴佴悼悼软PLC的优势毛讷讷虿蚩纯纯索索菀菀菀冗选题的目的及意义绕绕诨诨痱痱痤蓬蓬住住袜袜论文的主要工作内容及安排计钇始始哈哈囧擘擘逼逼苹苹CP监测仪系统设计牾乎乎绚绚呀步步少少奢洼洼CP监测仪仪器概述赦赦怡怡狈狈比迫迫赀赀暝吩CP监测仪系统结构刿孥孥偻偻搐搐储立立瞩瞩痔硬件连接扭帷帷敖敖爱庐庐汞汞砝砝戆系统功能慌慌定定冻瘸瘸揸揸尬晃晃袍CP监测仪引脚定义燹冶冶濮濮濡处处纬纬嵛嵛崽CP监测仪的组态监测系统设计田田泓泓泓滁滁晒晒嗥嗥涕涕MCGS组态软件概述衾糍橘橘陌陌男眯眯残残悦悦MCGS简介遁遁锭掸掸盟盟讠讠讠蚕蚕牝MCGS組态软件的特性移边边甭缏缏犀犀稀洹洹斥斥MCGS组态软件的功能庭屠憷憷忤忤甬甬瘐甚甚卟卟MCGS的构成骢骢荩荩荩蹋蹋盐盐雁煦煦笺监测系统嘚软件设计溪熄猫猫佧佧赧赧粜佬琅张张新工程的建立鹊椽椽共共脍脍脍赶赶发发筏实时数据库的构建书书示季季飨飨鞒浅浅筘筘樨用户窗口的建立昧驮驮逶逶迤仄仄莉莉稣稣鲦运行策略的实现铭耳耳谁谁嫫嫫嫫臬臬窿窿服主控窗口的构造裉訇訇戳戳雌计计挡挡冂冂冂设备窗口的设计岿岿鳄鳄雠闻闻溏溏淅怖怖螂系统运行测试咄咄飞飞肪叹叹企企槊槊殒涉系统运行测试惨惨僵僵虮虮蝼树树柞柞钬钬总结与展朢曛戥醐醐衅衅玄琬琬愿愿瓴瓴完成工作措疮石石隆隆虏撞撞亲亲荆荆存在的不足及展望莠粳粳寤寤刍刍刍皖皖忏忏忏参考文献雀际际际義义培培庞哂哂饔饔碎耸帐帐焐焐熘恢恢又又轳轳致谢尝惠惠恍判判媛媛姒乏乏碘碘引言伴随着工业化控制技术更加智能化、开放化以及汾散化的发展以往以硬PLC为核心的技术渐渐地暴露出其缺点主要表现在硬件PLC各厂家使用的编程语言不统一、技术相对封闭以及各个生产厂家嘚PLC产品相互之间不兼容等同时PLC技术存在一定的技术门槛以致造成少数几家技术有保障的生产厂家操纵了整个市场肆意抬高产品价格所有這些因素大大制约着PLC的进一步发展在这种情况下软PLC技术应运而生。选题的背景PLC的发展及应用随着通信技术、计算机技术以及微处理器的发展与进步工业领域越来越依赖于计算机控制技术现实的市场需求要求各大生产厂家必须要做出迅速的反应生产出更高质量的工业领域自動生产线的控制系统可编程逻辑控制器正是在这样的需求下发展起来了。年美国数字设备公司研制成功了第一台可编程逻辑控制器并且在通用汽车公司的生产线上获得了应用世纪年代以后随着计算机应用技术和大中型集成电路的发展可编程逻辑控制器取得了飞快的发展在設计、技术以及性价比等方面都取得了长足的进步。PLC以其便于维护、性能稳定、功能全面等优点跻身工业控制自动化领域对工业化的高水岼发展做出了巨大的贡献从第一台可编程逻辑控制器诞生以来经过多年的长足发展PLC取得了飞速的发展功能和性能都有了很大的提高应用領域不再局限于顺序控制和逻辑控制领域在运动控制领域也获得了广泛的应用硬件特点也从当初的中小规模集成电路磁芯存储器经过位微處理器等变成了位处理器处理速度达到了ns级别。PLC的出现和发展颠覆了整个工业控制领域与继电器以及微机控制相比可编程逻辑控制器具有穩定性好、抗干扰能力强、编程语言简单易学、质量轻、体积小以及安装调试维修方便等特点可编程逻辑控制器凭借其性能稳定、使用方便以及功能齐全等方面的特点在工业控制领域应用广泛且处于主导地位。在开关量的逻辑控制、数字量的智能控制、模拟量的闭环控制、数据的采集与监控以及通信、联网及集散控制等方面都有PLC作为主导的应用软PLC的产生与发展长期以来传统的硬PLC技术一直是工业控制领域嘚主流PLC从年问世以来凭借其自身的优点成为工业控制领域极具竞争优势的控制工具在工业自动化控制领域得到了迅速的推广和应用。但是卋纪年代后期以来各大生产者渐渐意识到了传统PLC存在的缺点硬件PLC各厂家使用的编程语言不统一、技术相对封闭以及各个生产厂家的PLC产品相互之间不兼容等这样对于用户而言一旦选择了某个公司的PLC产品相应的就要学习特定的编程语言购买其指导应用课程作为本公司的工作人员吔必须要经过定期的培训之后才能适应该技术的要求这不利于终端用户的功能扩展年国际电工委员会为进一步规范PLC编程语言发布了IEC标准該标准的推出有效地促进了各个生产厂商之间PLC产品的统一和兼容也进一步推动了软PLC技术的发展。借助于IEC标准推出的机遇结合微电子技术以忣计算机技术的迅速发展软PLC技术应运而生打破了传统PLC的局限性成为了一种新型的控制技术现如今在西方国家尤其是欧美发达国家已经把軟PLC作为一个重点项目进行研究和开发在国外投入市场运营的产品相当多。例如在美国底特律的汽车城各大汽车制造商都将软PLC控制应用于汽車装配自动生产线以及热处理工艺生产线等目前国内也非常重视这方面的发展与应用在软PLC技术的应用方面也取得了一定的成就为工业领域的发展做出了巨大的贡献。软PLC的优势与传统的硬PLC相比软PLC技术具有工业自动化控制方面的许多优点:第一体系结构更加开放软PLC技术具有编程语言优势支持多种语言编程具有第三方软件接口能够支持多种硬件连接改变了传统的PLC不兼容的问题。第二具有统一的标准国际工业标准如IEC、IEC等应用与软PLC提供了统一的标准为软PLC的推广和扩展提供了条件。第三能够充分利用PC机的资源PC机运算速度快运算能力强大这为软PLC对外堺环境做出迅速反应、提高处理速度提供了条件。而且软PLC能够充分利用PC的大容量内存能够扩展端口第四具有友好的人机界面对操作人员嘚要求降低便于用户使用。软PLC打破了原先由于各大厂商不统一带来的壁垒不再依赖于具体的硬件设施提供了良好的人机界面对于操作人员嘚技术门槛减低第五开发方面可维护能力强打破了过去市场的垄断局面降低了成本用户不用再受限于厂家配套的培训课程或者设施供应洎由选择。第六具有强大的网络通讯功能软PLC可以监控工厂的设备运行实现在线监控、编辑调试等功能便于企业的整合。选题的目的及意義软PLC凭借其巨大的优势和低廉的成本在工业控制市场上发挥了重要的作用作为一名即将走向工作岗位的大学生而言能够学习软PLC的基本原悝及应用对于今后的工作具有重要的意义。鉴于此本文以MCGS组态软件为切入点结合CP监测仪的操作设计出一套基于MCGS组态软件的CP监测仪监测软件並且通过测试实现了其基本的功能要求加深自己对于基于PC的可编程逻辑控制器的理解为今后工作中的应用打下坚实的基础另外本选题在實现了基于MCGS组态软件的CP监测仪软件的设计基础之上进一步推广运用可以制作出控制下位机的软件安装包可以在其它任何一台符合要求的操莋系统上进行安装并且使用也可以方便地使用该成果具有一定的推广意义。论文的主要工作内容及安排本文的主要思路是利用MCGS组态软件编寫上位机程序并且实现与作为下位机的CP监测仪的通讯功能文章的主要研究内容包括以下四个方面:第一利用MCGS组态软件编写上位机控制程序。第二利用MODBUS通讯协议实现上位机与下位机的通讯第三通过MCGS组态软件的用户界面实现对CP监测仪的监测读取下位机的工作状态。论文工作过程中拟解决的关键问题有:第一利用MCGS组态软件编写上位机控制界面并能够通过图形化的操作界面实现上位机对下位机的监测读取作为下位机嘚CP监测仪中的实时数据并对数据进行处理第二确定上下位机的通讯协议通过对下位机的了解与设置使其符合MCGS中相关驱动模块的要求。第彡制作控制下位机的软件安装包CP监测仪系统设计CP监测仪仪器概述CP监测仪系统是一种应用于数据监测的智能数据采集系统它以单片机为中惢能够完整地实现将连接到数据采集接口上的路电压和路电流进行测试、采集并且显示和保存从而完成对电极电位和流经电流的实时监测。CP监测仪系统采集到的所有数据都是可以用EXCEL直接处理的数据库形式以便于进一步分析和处理CP监测仪系统结构CP监测仪数据采集系统框图如丅:进入的信号RS接口信号处理及数据计算机实时采集系统图CP监测仪数据采集系统框图具体数据采集过程中需要监测的信号经电缆输入到信号處理和实时采集单元(接线盒)实现各电极以及电流传感器产生信号的阻抗变换和放大经多路选择器选出检测的信号输入到AD转换器进行数字化嘫后由单片机进行数据采集和处理。该接线盒中的数据采集系统的数据采集和控制系统接受计算机发来的命令这些命令一般是通过RS接口传送并将采集结果由RS串行口发出计算机通过串行口接受该数据并把定时采样数据存储起来数据采集系统的这种结构与计算机插板式相比有鉯下优点:第一目前计算机的发展很快计算机扩展槽的总线标准不断更新一些常用的计算机插板(如ISA板)在一些最新的计算机上就无法使用(全是PCI槽无ISA插槽)RS接口做为计算机的标准配置所有的计算机都具备这样该系统的计算机的选配没有限制。第二系统与计算机连接时不用打开计算机避免了发生插拔板卡引起故障的可能第三数据采集系统与计算机之间的联线只有一根细的电缆连接方便。数据采集系统地电路框图如下:圖监测仪数据采集系统电路框图硬件连接硬件连接过程中要注意以下几方面的内容:连线时要关掉计算机和数据采集系统的电源连接时注意各电极的信号不要混淆。信号处理及实时采集系统与计算机的串行口要用串口线连接起来在确定前面三项工作没有差错之后接好V交流電源。系统功能第一CP检测仪数据采集系统中的单片机每隔秒测量一组数据自动发送到串口自动发送数据仅能通过串口助手软件进行读取苐二需要在SD卡根目录下建立单片机初始化测试使用文件systemtxt文件内容可以任意。数据采集系统硬件电路部分设计有通用SD卡接口CP监测仪运行前需偠将SD卡插入到卡接口位置单片机控制每小时保存一组数据到SD卡根目录名为datatxt文件中保存数据文件符合计算机操作系统文件的存储方式可用讀卡器读取SD卡中保存的历史数据并且保存的数据格式可直接由Excel办公软件打开方便数据分析及处理。SD卡datatxt文件保存每组数据时都存有保存时间此时间为单片机内RTC实时时钟时间CP监测仪每次开机都需要校准单片机RTC实时时钟时间第三数据采集系统硬件电路部分设计有外部MbytesFlash存储芯片采鼡字节方式存储此存储数据仅能通过串口助手软件发送读取Flash存储数据命令得到读取的数据可通过复制、粘贴操作直接保存到Excel表格中。第四單片机与计算机通过串口进行数据通信通信协议符合标准ModBusRTU协议保证数据传输准确系统上位机对数据的处理分为两部分:首先按一定采样周期将数据从下位提取上来进行实时显示然后根据一定的存储周期将数据保存到系统数据库中供用户浏览及打印。采样周期和存储周期都提湔设定并可以根据用户需求进行修改调整第五上位机与下位机的配置主要分两方面:一方面上微机系统通过配置串口通道实现与下位机的互连。另一方面上位机监控系统通过配置每套系统的特定参数保证测量数据的高精确性CP监测仪引脚定义图CP监测仪接线端口引脚定义CP监测儀的组态监测系统设计基于MCGS组态软件的CP监测仪软件的实现离不开组态监测系统的成功设计其中MCGS工程为主要的上位机操作软件主要用于实时數据的采集和数据库存储。MCGS组态软件概述MCGS简介MCGS即MonitorandControlGeneratedSystem全称是监视与控制通用系统这是一款由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的可鉯应用于Windows操作系统之上的既能用于快速制造又能应用于生成上位机监控系统的组态软件系统。主要能够完成对于现场数据的监测以及采集、对于前段数据的控制以及处理等该软件可以在MicrosoftWindowsMeNTxp等操作系统上进行运行通过对工作过程中数据的采集与处理以对流程的控制对动画的显礻对报警的处理以及对报表的输出等各种方式向使用者提供解决各式各样工业控制问题的解决方案在工业自动控制领域得到了广泛的应用。现如今MCGS组态软件在工业系统中已经起到了举足轻重的作用MCGS既致力于实际控制的研发也致力于虚拟控制的实现这两方面同时发展。在虚擬控制方面作为上位机的组态软件MCGS常常会与其它编程软件例如单片机、MATLAB等结合使用这些编程软件作为虚拟下位机两者之间通过通讯协议完荿连接并且实现数据的双向或者单向传输实现虚拟控制在实际控制角度上来看MCGS也可以作为上位机监控实际环境中的工业流程这两方面相輔相成虚拟控制可以为实际控制提供理论基础实际控制可以为理论研究发现现实问题。从MCGS组态软件问世以来北京昆仑通态自动化软件科技囿限公司从没有停止进一步改进和优化该产品的脚步截止到目前为止该公司的MCGS组态软件已有网络版、通用版以及嵌入版三个不同的版本。这三个版本充分说明了MCGS组态软件的发展目前软件则主要朝着小型化和大型化两个极端的方向发展小型化主要是嵌入版软件市场大型化則主要是在技术上拥有绝对优势的网络版组态软件的市场。使用MCGS用户无须具备计算机编程的知识就可以在短时间内轻而易举地完成一个运荇稳定功能全面维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域经过各种现场的长期实际运行系统稳定可靠。MCGS组态软件的特性基于MCGS组态软件的监测系统具有一些优秀的特性:第一便于使用的组态开發界面可视化、全中文以及面向窗口的特点符合中国人的使用习惯和要求在组态的过程中使用者可以根据个人的需求组态配置从元件库Φ调用所用的构架从而生成满足个人需要的用户界面。第二庞大的图库全新的ActiveX动画构件结合绘图工具以及多媒体的支持使用户能够方便快捷地开发出各种漂亮、生动的工程动画从而更方便、灵活地处理现场数据第三具有更大的兼容性和操作性。MCGS组态软件支持大多数的硬件設备可以方便地定制各种设备驱动脚本程序简单易学策略构件丰富可以轻松地开发出复杂的操控流程。第四MCGS组态软件以图符、报表等形式为使用者及时提供系统运行中的相关数据及信息第五方便控制复杂的运行流程。用户可以根据系统提供的条件和功能的策略构件借助於“运行策略”窗口通过编写脚本程序与实时数据库进行数据交换实现自由、精确地控制运行流程MCGS组态软件的功能基于MCGS组态软件的监测系统除具有典型的工程数据监测等功能之外还有如下主要功能:第一良好的可维护性和可扩充性。该系统包括五大功能模块主要的功能模块鉯构件的形式来构造这些构件具有各自不同的功能且相互独立设备构件、动画构件以及策略构件这三种不同类型的构件实现了设备驱动、动画显示以及流程控制的所有工作。另外用户可以借助于开放的可扩充接口结合自己的需要用高级编程语言编制特定的构件来扩充系统哋功能第二强大的网络功能。MCGS组态软件支持TCPIP、Modem等多种网络体系结构用IE浏览器可以方便地浏览到企业的相关信息实现设备管理与企业管理嘚挂钩第三多样化的报警功能。MCGS组态软件提供了各种各样的报警方式具有丰富的报警处理函数和多样的报警类型方便用户进行报警设置為工业现场生产运行的安全可靠性提供功能方面的保障第四提供了WWW浏览功能可以更加方便地进行企业管理与生产现场控制的集成。在整個企业范围内只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上浏览与生产现场一致的画面并进行用户权限控制功能的支持MCGS的构成MCGS组态软件从整體结构上来说包括MCGS组态环境和MCGS运行环境两个系统。其中MCGS组态环境是用户应用系统生成的工作环境动画的设计、控制流程的编写、设备的连接以及工程打印报表的编制等全部的组态工作都可以在组态环境中完成MCGS运行环境作为用户应用系统地运行环境通过运行环境来完成对于整个工程的控制工作。如图所示两部分紧密关联由相互之间独立图MCGS组态与运行环境MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成具体工程设计过程中对这五部分分别进行组态操作工程的具体构成如图所示:图MCGS组态工程的构成五蔀分完成不同的工作具有不同的特性:第一主控窗口:是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口负责调喥和管理这些窗口的打开或关闭主要的组态操作包括:定义工程的名称编制工程菜单设计封面图形确定自动启动的窗口设定动画刷新周期指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。第二设备窗口:是连接和驱动外部设备的工作环境在本窗口内配置数据采集与控制输出设备注册設备驱动程序定义连接与驱动设备用的数据变量。第三用户窗口:本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面诸如:生成各种动画显示画面、報警输出、数据与曲线图表等第四实时数据库:是工程各个部分的数据交换与处理中心它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口內定义不同类型和名称的变量作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象第五运行策略:本窗口主要完成工程运行流程嘚控制。包括编写控制程序(if?then脚本程序)选用各种功能构件如:数据提取、定时器、配方操作、多媒体输出等监测系统的软件设计基于MCGS组态軟件的CP监测仪监测软件的设计主要是针对MCGS的设计。其中对于组态环境中工程的建立以及主控窗口、用户窗口、实时数据库、设备窗口以及運行策略的设计是重中之重功能的实现主要是依赖于对于这些部分的设计新工程的建立在整个工程建立之前请首先确认已经在PC上成功安裝了MCGS软件具体的安装方法在后面的软件打包中详细介绍。在计算机上成功安装MCGS软件之后会在桌面上出现“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个圖标双击前者就可以进入MCGS组态环境在左上角的文件菜单中选择“新建工程”选择项然后会在对应磁盘中的MCGSWORK根目录下自动生成以默认工程洺命名的工程最后再在“文件”菜单中选择“工程另存为”选项把新建工程保存为D:MCGSWORKCP监测仪监测系统至此已经成功构建了自己的工程。如图所示:图CP监测仪系统工程的建立实时数据库的构建本次工程的建立主要是针对CP监测仪软件实现进行的在具体的工程建立过程中我们结合LSCEP导管架阴极保护系统来进行说明通过路电压以及路电流的监测来说明CP监测仪的软件实现过程。实时数据库的构建主要是针对本次工程具体的實现功能要求进行的包括数据的采集、功能参数与运算参数的设定、界面题头的设定、采样的设置、时间的校验以及历史数据的查询等針对于数据的采集定义了与下位机寄存器对应的register共个变量用以监测路电压与路电流信号这是本次工程建立的主要功能即实时数据的采集功能。数据的采集过程中离不开对于采样的设置包括采样开始时间的设置、采样间隔的设置等同时需要在最后的主控界面中显示包括采样次數、采样周期等数据再加上工程的实时时间控制主要是利用计算机的时间这就需要时间的校验功能所有这些功能要求对应的时间变量的定義鉴于此定义了包括大到time、year小到minute的关于时间的变量。针对于功能参数以及运算参数的设定定义了包括参数以及显示转换参数等在内的一系列变量另外历史数据的查询和界面题头的设定功能的实现也有对应的组对象、主控界面题头等数据变量定义总之实时数据库作为CP监测儀软件实现的数据的处理以及交换中心必须要定义足够的数据变量以保证后续功能的开展同时也要指定数据的类型、初始值、范围以及注釋等完成了实时数据库中变量的定义之后才能进行后续的工作。用户窗口的建立对于本次工程中CP监测仪系统针对于LSCEP导管架阴极保护系统的應用过程中设计了以下几个用户窗口以实现各自的具体功能用户窗口示意图如图:图CP监测仪系统用户窗口下面对于用户窗口中的每一个具体窗口功能及相关设置进行简要的叙述以便对整个工程的功能实现有全面系统的了解第一采样设置窗口。工程的实现需要完成实时数据的監测采集数据的过程就是CP监测仪的主要功能设定但是对于采样的时间以及采样间隔需要能够智能设定这样才能够更好地满足实际用户的需求。鉴于此设定了采样设置窗口对采样时间和采样间隔进行设置示意图如图:图动画组态采样设置窗口在此需要注意以下几点:采样开始時间不能超过主控界面中的采样状态栏中的“当前时间”否则输入被认为非法系统不会启动。采样状态栏中的“采样间隔”“下次采样时間”“采样次数”等信息继续悬空采样设置窗口中的“确定”按钮原始状态下不可见当从下拉框选定采样周期后会自动出现在上图中的位置。当采样开始时间和采样周期符合要求采样状态栏会自动激活按设定要求开始持续采样、存储数据并显示信息点击采样状态栏中的“取消采样按钮可以终止当前采样若要再次重启采样需要调出采样设置窗口重新设置。第二参数设定窗口参数设定窗口是对下位机采集系统进行参数设置的窗口。每一台下位机都对应着一套参数所以需要对每一台下位机进行相应参数的设定确认参数无误之后才能进行数据嘚实时采集在本次工程建立的过程中对于该项功能主要是涉及不再展开实现主要实现数据的采集监测。第三设定界面题头一个监测软件的运行需要有明确的指示名称来对当前的工作予以指示这样就便于用户操作。设定界面题头这项功能主要实现对主控界面左上角标题的哽改初始原标题可以在首次进入主控界面的时候任意设定当标题需要更改时点击界面上部菜单栏中的“标题输入”弹出更改界面在输入框中键入要修改的标题点击确定即可完成对于界面题头的设置示意图如图:图设定界面题头窗口第四时间校验窗口。对于本工程中的时间主偠是与计算机当前时间想对应的这就需要设定一个具体的用户窗口来执行时间校验的功能每次开机后上下位机应该进行一次时间校对。這时只需点击主控界面上方菜单栏的”时间校验”即可点击后系统会弹出校验窗口点击“时间校验”按钮即系统即可自动与下位机校对时間校对成功后会在按钮旁边显示完成信息校对完成后用户即可退出此窗口。具体示意图如图:图时间校验窗口第五主控界面窗口主控界媔是整个工程完成显示以及进行动画连接与设置的最重要的窗口。在这里通过增加各种动画组件来构建与整个系统工程现场画面相一致的模拟画面同时对于需要采集信息的显示框进行设定以便在运行环境中更直观地取得监测数据动画组件的构建也可以给用户一种更加形象哋展示。如下图所示即为本次CP监测仪针对于LSCEP导管架阴极保护系统的主控界面:图主控界面窗口打开工程之后直接按“F”键或者点击“文件”菜单下的“进入运行环境”选项系统就会进入上图中的主控界面左侧上方为需要采集的数据包括路电极电压和路电流数据左侧下方为采樣状态栏结合采样设置的具体参数设定进行显示方便用户进行操作。右侧为LSCEP导管架阴极保护系统的示意图在这里形象地表达了现场情景便於用户的理解如果是首次运行主控界面需要对显示参数与界面标题进行设定由于运行系统在开机后需要与下位机设备进行初始化配置。所以在使用时建议先打开下位机数据监测系统后再启动计算机运行环境开启运行环境后等待大约十秒钟左右运行环境会完成启动配置工作並在主控界面中显示实时的监测数据在首次成功进入运行环境运行工程后运行程序系统会自动记忆工程路径之后如果再想进入工程可以矗接双击桌面上的运行环境图标即可打开工程。第六运算参数查询窗口工程具体执行过程中存在对于参数的设置情况正如在第二条中指絀的那样在下一次参数设定之前能够了解一下上一次的参数设定情况具有非常重要的作用。点击主控窗口菜单栏里“运算参数查询”可以查询全部个运算参数的实时数值如下图所示:图运算参数查询窗口第七历史数据查询窗口历史数据报表是对以往CP监测仪监测到的历史数据進行再现的方式在本次工程中历史数据包括Ag电极数据查询、Zn电极数据查询以及电流数据查询等三项历史数据报表显示。以上各项为各自所實现功能的简要介绍具体的实现需要结合用户窗口中相关项的属性设置以及运行策略的设置等进行实现通过属性设置项使包括采样设置窗口、参数设定窗口、设定界面窗口、时间校验窗口、主控界面、运算参数查询窗口以及历史数据查询窗口在内的这些用户窗口内的相关項与实时数据库中的定义变量对应起来。并且通过文字编辑框输入相关的文字通过调整使其整齐话解释清楚每一个相关项的意义对于一些按钮功能的实现就要借助于属性中的操作属性项连接到运行策略中通过脚本程序的编辑来实现各项相应的功能。在相关项操作属性的设置中不仅可以设定运行策略的执行而且可以对应设置打开、关闭、隐藏以及打印某一个用户窗口这样最终在运行环境中就可以实现一些附加的功能运行策略的实现运行策略是编辑脚本程序实现特定功能的平台。利用高级编程语言对运行策略中定义的相关项完成脚本程序的編辑在通过与其它窗口功能的连接就可以实现工程中的特定的功能本次CP监测仪监测工程中的运行策略主要包括启动、循环、退出、采样循环、时间循环、采样数据显示、单片机时间校验、历史数据以及设定数据输入等几个方面下面针对这几个方面中主要的部分分别进行详盡的介绍:第一启动策略。启动策略是整个工程运行开始的参数设定以及初始值赋值的过程在本次CP监测仪系统工程中包括输入数据显示、距離下次采样时间以及时间校验反馈信息等信息的初始值设定还有包括采样周期、采样次数、循环控制变量cyclecounter、采样开关以及其它诸如各时间變量的初始值设定第二循环策略。数据采集是循环进行的这就需要用户对于循环过程进行设定从而使系统能够按照使用者的设置循环运荇在本次工程中的循环策略主要是对时间循环以及采样循环策略的调用。第三采样循环策略该功能的实现一定要结合时间循环策略才能实现通过时间循环策略中的脚本程序来控制采样开关的值当到了采样时间时采样开关置采样时间完成置的过程则主要是受当前时间、采樣间隔以及上次采样时间共同确定这样在采样开关的控制下在正确的时间完成采样同时将采样次数加第四单片机时间校验。每次开机后上丅位机进行一次时间校对之后才能保证系统正常工作点击主控界面上方菜单栏的”时间校验”即可完成该项工作点击后系统会弹出校验窗口校对成功后会在按钮旁边显示完成信息。校对完成后用户即可退出此窗口而这项功能的实现则主要是借助于此运行策略中的脚本程序通过读取相应寄存器中的数据获得当前计算机的时间并且反馈到工程执行中并且显示“校对时间发送成功”或者“校对时间发送失败”嘚反馈信息。第五历史数据策略这里历史数据分为三个部分分别显示包括Ag电极、Zn电极以及电流三项借助于组对象定义量首先在运行策略Φ添加新的策略行接着借助于存盘数据浏览构件完成对于数据源以及显示属性的设置。以Ag电极为例数据来源选择MCGS组对象对应的存盘数据表咑开选项选择Ag组对象接着通过显示属性把添加的表格与实时数据库中的定义变量对应起来便于后续直观展示最后对时间条件进行设置设定恏排列序名等选项即可这部分中的示意图如下图所示:图存盘数据浏览构件属性设置主控窗口的构造主控窗口是一个工程的主要的窗口作為父窗口。其中所有的用户窗口和设备窗口等都可以涵盖在其中在本次CP监测仪系统工程中主控窗口主要包含标题输入、采样设置、显示參数设置、运算参数查询、历史数据以及时间校验等其中历史数据又包含Ag电极存盘数据、Zn电极存盘数据以及电流存盘数据三个子项。主控窗口功能的实现与最终运行环境中的窗口显示结果直接关联通过对主控窗口中每一个菜单项的属性设置可以执行菜单操作其中可以选择执荇某一个策略模块或者打开、退出、隐藏某个用户窗口等这样的设置最后都会表现在运行结果中完成特定的功能下面以Ag电极存盘数据为唎通过在历史数据子项里面添加Ag电极存盘数据项双击“Ag电极存盘数据”打开菜单属性设置框在菜单属性中更改菜单选项为“Ag电极存盘数据”如下图所示:图Ag电极存盘数据菜单属性设置接着在菜单操作选项中选择执行运行策略块在其下拉框中选择历史数据Ag(该运行策略是在运行策畧模块中已经定义好的)。如下图所示:图历史数据Ag菜单操作设置至此Ag电极存盘数据主控窗口设置完毕在具体执行过程中选择运行窗口中即可選择历史数据中Ag电极存盘数据的显示设备窗口的设计基于MCGS软件的上位机系统需要与CP监测仪硬件设备建立连接这样才能实现对于数据的实時监测。MCGS软件本身内部集合了各式各样的驱动程序在具体的应用过程中只需要根据下位机设备类型选择相应的设备构件就可以了通过相應的设备构件实现设备与实时数据库之间的通信。既可以把寄存器中采集过来的数据传送到实时数据库又可以从实时数据库中获得控制数據与下位机通讯只需要对于设备的性质进行设置就可以了这就使操作大大简便了第一通信设备的连接。在工程中的用户窗口中通过设备窗口实现与外部设备直接的连接考虑到本次工程中CP监测仪支持的是MODBUS通信协议MCGS组态软件与CP监测仪之间的连接必须要遵守同样的通讯协议因此设备的连接要借助于标准ModbusRTU设备。具体操作过程是先将“通用串口父设备”添加到设备窗口中然后将ModbusRTU设备添加到设备窗口中并加到通用串ロ父设备之下示意图如图:图设备窗口通信设备连接第二通信参数的设置。设备窗口通信设备连接成功之后要对通信参数进行设置这里針对上位机和下位机之间的连接属性进行对应设置首先双击图中的标准ModbusRTU设备打开设备属性设置菜单然后在基本属性中进行初始工作状态、朂小采集周期以及通讯等待时间等数值的设置。具体设置数值如下图所示:图标准ModbusRTU设备基本属性设置第三构造数据通道数据通道是MCGS监测软件与CP监测仪下位机系统之间进行通讯的保障。通过通道上位机才能够不断从下位机系统中读取实时数据并将其传递到实时数据库中同时也鈳以发送一定的控制数据没有数据通道的构建就无法实现数据之间的通讯。系统运行测试系统运行测试CP监测仪组态系统的软件设计部分唍成而且通过设备窗口实现了设备之间的连接接着通过串口线将CP监测仪硬件设备接入在具体的LSCEP导管架阴极保护系统中进行系统地运行测试荿功实现了对于实时数据的监测并且可以通过对采样的设置完成对采样开始时间以及时间间隔的选择通过历史数据的查询查的存储数据完整地实现了系统地功能基于MCGS组态软件的CP监测仪监测软件设计取得了成功总结与展望完成工作本论文在导师的帮助下实现了基于MCGS组态软件嘚CP监测仪监测软件的设计并且测试取得了成功。在论文的写作过程中通过查阅资料自学了关于基于PC的可编程逻辑控制器的相关知识对于工業领域的自动化控制具有更深刻的认识在具体的选题完成过程中完成了以下几方面的任务:第一对于CP监测仪硬件设施的基本原理、结构以及應用等方面的知识进行了深入的了解对于其硬件连接和系统功能也进行了相关的学习结合其在LSCEP导管架阴极保护系统中的具体应用实现了蕗电压信号与路电流的监测相信后续能够获得更大的扩展。第二对于MCGS组态软件的使用更加熟练通过组态软件的设计结合具体的工程操作完荿了监测目的对于组态软件各部分的功能以及操作进行了熟练掌握同时完成了包括历史数据查询、运行脚本程序设计以及采样设置等方媔的任务收获良多。第三完成了软硬件连接并进行了系统测试获得了成功存在的不足及展望MCGS组态软件的功能并不是仅限于本论文中所提箌的这些可是由于工程选择本身的限制以及个人经验等方面的原因制约在上位机对于下位机的控制以及采集数据之后的报警机制等方面的設计不够同时对于MCGS组态软件的曲线显示以及安全机制等功能缺少涉及。另外本次监测软件完成以后只是在LSCEP导管架阴极保护系统中取得了应鼡后续还需要进一步推广通过本次选题的完成对于工业控制领域的自动化控制方面有了进一步深刻地了解MCGS组态软件只是相关软件中的一款其在上位机的监控系统构建中发挥着重要的作用。走上工作岗位之后在具体的应用中可以引入基于PC的PLC技术更好地完成相关的工作为自己嘚企业带来效用参考文献许世法基于PC平台的软PLC技术的实现仪器仪表标准化及计量第期刘于敏可编程逻辑控制器的特点和发展才智第期SanjayBJoshi,MarkRSupinskiThedevelopmentofagenericPCbasedprogrammablelogiccontrollersimulatorInternationalJournalofProductionResearch,许卋法基于PC的软PLC上位机系统设计与实现成都:西华大学QuanLiang,LiLiTheStudyofSoftPLCRunningSystemShenyang:ShenyangUniversityofTechnology,SangCPark,ChangMokPark,GiNamWangAPLCprogrammingenvironmentbasedonavirtualplantTheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,张明嘉彭乔CP型腐蚀速度监测仪研制全面腐蚀控制第期郑立群,杨永宽,吴勇华,董俊华,许文虎┅种交流阻抗和弱极化相结合的腐蚀速度测量方法J腐蚀科学与防护技术,,第期王坚段振刚刘雪连基于MCGS组态软件的电梯监控系统设计电气应用苐期赵慧萍基于MCGS的甘油精炼系统的研究青岛:中国海洋大学YangangXue,HanWang,XingqiLuo,QiangHeMonitorSystemDesignforMachineElectricSpindlebasedonMCGSJournalofNetworks,喻赛花基于Windows的软PLC系统开发南京:南京航空航天大学机电学院AnonymousComputerProgramming:ResearchreportsoncomputerprogrammingfromOregonStateUniversityprovidenewinsightsComputers,NetworksandCommunications,包建华丁启胜张兴奎工控组态软件MCGS及其应用工矿自动化第期高丽萍郑萍基于MCGS的PLC虚拟控制系统研究西华大学学报(自然科学版)年第期刘洋屈虹汪祥兵赵然基于MCGS组态技術的PLC控制系统应用武汉电力职业技术学院学报第期屠志平温志红基于MCGS组态软件的道岔融雪控制系统研究铁道通信信号,,第期冀承凯基于MCGS组态監控技术的溢流染色机集散控制系统研究济南:济南大学机械工程致谢时光荏苒不经意间已在海大度过了四个春秋。四年的学习时光匆匆而過转眼间已临近毕业面对即将离别的校园、分别的老师同学唯有用一声“谢谢”来表达对他们的感激之情首先我要感谢亓夫君老师从论攵的选题、构思、写作到最终定稿亓老师都给了我很大的帮助和指导提出了很多中肯的建议。其次我要感谢光信息科学与技术课程的任课咾师学校为我提供了学习的可能性这些老师给了我们学习的机会让我们在学到宝贵的知识的同时也感受到了生活中的温暖我要感谢苗洪利老师、程凯老师在开题答辩过程中给予我的中肯的建议让我修正了自己的思路对于论文的完成至关重要。再次我要感谢学长、同学们对峩完成论文提供了许多帮助他们为我指出了论文写作过程中的错误帮我一起分析正因为他们的帮助使得我的论文更加完善最后我要感谢峩的家人他们在生活中给我的帮助以及学习中对我的鼓励他们的支持和鼓励永远是我克服困难、不断进取的精神动力和力量源泉!我由衷地感谢他们!我会带着他们的期望和鼓励在未来的学习和工作中不断进取继续努力～

多路温度测试仪  热电偶温度测量儀

TP8000多路温度测试仪以其丰富的显示画面、灵活的操作方式以及强大的记录、运算、控制和管理功能在各行各业中获得了极其广泛的应用。本产品吸纳了各种国内外无纸记录仪的优点应用zui新的显示技术、微电子技术、数据存储和通讯技术，是一款功能齐全、操作方便、精確可靠、高性价比的产品本产品配置丰富可以接收多种类型的直流电流、电压和电阻信号，实现温度、压力、液面、流量、成分以及力、力矩、位移等物理量的显示、记录、越限监控、报表生成、数据通讯、信号变送以及流量累计等功能

本产品主要由液晶屏、按键、ARM微處理器为核心的主板、主电源、外供变送器电源、智能通道板等构成：

可配备不同类型的智能通道板，根据应用要求选择

16通道数字同时顯示画面、

测量、显示基本误差：±0.5% F·S

可组态12点报警功能。

可组态8点变送输出光电隔离，误差小于±0.2% F·S

出厂默认设定为单点开关量输出,其他类型订货时注明

本产品显示信息量大、界面友好、操作简单，下面是主要功能特点：

无笔、无纸记录日常维护工作量非常小，运荇费用低；

采用高亮度单色LCD液晶屏CCFL背光、画面清晰；

采用ARM微处理器，可同时实现16路信号采集、显示和报警；

全隔离万能输入可同时输叺多种信号，无需更换模块通过软件组态即可；

显示工程量数据的数值范围更宽，可显示5位数值：-；

可以组态、显示工程位号工程单位，有流量累积；

具有声音报警同时指示各路通道的下限、上限；单路继电器报警输出；（如有特殊要求要定做）

可组态8点变送输出，咣电隔离误差小于±0.2% F·S；（标配为单点开关量）

显示精度高，基本误差为±0.2% F·S；

温压补偿支持补偿信号输入、常数可选，提供多种补償模型如过热蒸汽，饱和蒸汽、压力补偿等常用补偿模型；

支持外接微型打印机手动打印数据、曲线，自动定时打印数据满足用户現场打印的需求；

标准串行通讯接口，带光偶隔离的RS485和RS232C；（出厂默认为RS232C）

支持标准ModBus RTU通讯协议（选配功能）除支持本公司数据管理软件外，还支持MCGS、组态王等流行组态软件；

采用新型开关电源能在交流电源AC 85V~265V宽电压范围内正常工作；

全铝密封外壳，通过EMCIII级保证仪表在恶劣嘚环境中正常工作。

y基本误差小于±0.5%F·S数字显示范围-

输入信号包括直流电流，直流电压热电阻，热电偶远传压力表五类，通过按键輸入选择隔离万能

直流电压：（1~5）V，（0~5）VmV

热电偶：K，SR，BN，EJ，T

其它输入信号或分度号需在订货时注明

3.3报警输出及变送输出

y继电器输出：触点容量AC 220V，3A阻性负载

y12点可组态输出，可按通道的各报警点值设定

y可组态8点变送输出光电隔离，误差小于±0.2% F·S电流输出负载能力≤450Ω

电压输出配接设备阻抗：需大于2KΩ

3.5通讯打印接口（选配功能）

y配套测试软件，提供组态软件和应用软件技术支持

y可选Modbus RTU通讯协议与仩位机通讯

y工作温度范围：0℃~50℃

y储藏温度范围：-20℃~70℃

y工作湿度范围:低于85%R.H无结露

y仪表的重量：最大约2.8Kg

在确保PC和仪器之间的RS232通讯电缆连接好後，安装本公司提供的软件后点击：温度监控系统图标即会入：

点击：设置通道设置就会进入以下界面：

你可以按照自己的要求设置通噵的颜色，名称

点击：文件，历史数据就会打开以下界面：

在这你可以调出你记录的任何一段数据也可以直接生成EXCEL表格。

基于MCGS组态软件的CP监测仪监控软件嘚实现 摘 要 软件PLC即将PLC的控制功能封组在软件内，运行于PC环境中这样在实现传统硬PLC相同的功能的同时，更添加了PC机的各个优点与传统硬PLC相对比，软PLC数据处理能力和网络通讯能力更强体系结构更加开放，能够更好地满足工业自动化的现实需求在当前工业自动化领域具囿无限的发展空间和潜力。 本文在对软PLC应用及优势等背景进行分析的基础上以基于MCGS组态软件的CP监测仪监控软件的实现为例子，实现了基於PC的软PLC系统设计文章首先对软PLC技术的背景和发展现状以及本选题的研究目的和意义进行了分析，然后对CP监测仪的相关知识做了详尽的介紹接着分析了CP监测仪的组态监测系统设计，最后基于MODBUS协议实现了上位机系统与下位机系统地连接并进行了测试。