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1、MCGS组态软件MCGS组态软件概述 了解什么是了解什么是MCGS组态软件组态软件 了解了解MCGS组态软件的系统构成组态软件的系统构成 了解了解MCGS组态软件的功能和特点组态软件的功能和特点 了解了解MCGS组态软件面向对象的工作方式组态软件面向对象的工作方式什么是MCGS组态软件 lMCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，lMCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线
2、和报表输出以及企业监控网络等功能。什么是MCGS组态软件 l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行稳定，功能成熟，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。lMCGS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组态软件的系统构成组态软件的系统构成MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境组态环境”和“MCGS运行环境运行环境”两个系统组成。
3、两部分互相独立，又紧密相关。组态环境：组态环境：组态生成应用系统运行环境：运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。MCGS组态软件五大组成部分 主控窗口主控窗口设备窗口设备窗口用户窗口用户窗口实时数据库实时数据库运行策略运行策略MCGS工控组态软件工控组态软件菜单设计菜单设计设置工程属性设置工程属性
4、设定存盘结构设定存盘结构添加工程设备添加工程设备连接设备变量连接设备变量注册设备驱动注册设备驱动创建动画显示创建动画显示设置报警窗口设置报警窗口人机交互界面人机交互界面定义数据变量定义数据变量编写控制流程编写控制流程使用功能构件使用功能构件主控窗口主控窗口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，负责调度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。设备窗口设备窗口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
5、备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。用户窗口用户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、报警输出、数据与曲线图表等 实时数据库实时数据库实时数据库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。在本窗口内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。运行策略运行策略主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（ifthen脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。MCGS组态软件的功能和特点 全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面
6、，符合中国人的使用习惯和要求，真正的32位程序，可运行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统。庞大的标准图形库、完备的绘图工具集以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。全新的ActiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、通用棒图等，使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外，独特的组态环境调试功能与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。简单易学的类Basic脚本语言与丰富的MCGS策略
7、构件，使您能够轻而易举地开发出复杂的流程控制系统。MCGS组态软件的功能和特点 强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以及灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，MCGS 5.1还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系
8、结构。良好的可扩充性，可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展MCGS 5.1组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。MCGS组态软件的功能和特点提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览到与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势，生产报表等等，并提供完善的用户权限控制MCGS组态软件的工作方式 MCGS如何与设备进行通讯：如何与设备进行通讯：MCGS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
9、是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，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。MCGS如何产生动画效果如何产生动画效果MCGS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
10、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。详细情况请参阅后面第四讲中的动画连接。MCGS如何实施远程多机监控如何实施远程多机监控MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一
11、套MCGS工控组态软件。MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。如何对工程运行流程实施有效控制：如何对工程运行流程实施有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。报警显示与报警数据 MCGS把报警处理作为数据对象的
12、属性，封装在数据对象内，由实时数据库来自动处理。当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通知给系统的其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。报表输出 在工程应用中，大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘，统计分析，并根据实际情况打印出数据报表，所谓数据报表就是根据实际需要以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：实时数据报表、历史数据报表（班报表、日报表、月报表等）。数据报表在工控系统中是必不可少的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体
13、现，是整个工控系统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录和规律总结。曲线显示 在实际生产过程控制中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化规律，曲线处理在工控系统中也是一个非常重要的部分。安全机制安全机制MCGS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菜单、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还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，来保护用MCGS组态软件进行开发所得的成果，开发
14、者可利用这些功能保护自己的合法权益。MCGS实时数据库在MCGS中的数据不同于传统意义的数据或变量，它不只包含了变量的数值特征，还将与数据相关的其它属性（如数据的状态、报警限值等）以及对数据的操作方法（如存盘处理、报警处理等）封装在一起，作为一个整体，以对象的形式提供服务。这种把数值、属性和方法定义成一体的数据称为数据对象。MCGS实时数据库MCGS用数据对象来表述系统中的实时数据，用对象变量代替传统意义的值变量。把用数据库技术管理的所有数据对象的集合称为实时数据库。实时数据库是MCGS的核心，是应用系统的数据处理中心，如下图所示，系统各个部分均以实时数据库为公用区交换数据，实现各个部分协调动
15、作。设备窗口通过设备构件驱动外部设备，将采集的数据送入实时数据库；由用户窗口组成的图形对象，与实时数据库中的数据对象建立连接关系，以动画形式实现数据的可视化；运行策略通过策略构件，对数据进行操作和处理。设备窗口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，实现对工业过程的实时监控。MCGS实现设备驱动的基本方法是：在设备窗口内配置不同类型的设备构件，并根据外部设备的类型和特征，设置相关的属性，将设备的操作方法，如硬件参数配置、数据转换、设备调试等都封装在构件之内，以对象的形式与外部设备建立数据的传输通道连接。系统运行过程中，设备构件由设备窗
16、口统一调度管理，通过通道连接，向实时数据库提供从外部设备采集到的数据，从实时数据库查询控制参数，发送给系统其它部分，进行控制运算和流程调度，实现对设备工作状态的实时检测和过程的自动控制。脚本程序 用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。对于大多数简单的应用系统，MCGS的简单组态就可完成。只有比较复杂的系统，才需要使用脚本程序，但正确地编写脚本程序，可简化组态过程，大大提高工作效率，优化控制过程。MCGS数据后处理 MCGS中的数据后处理，其本质上
17、是对历史数据库的处理，MCGS的存盘历史数据库是原始数据的基本集合，MCGS数据后处理就是对这些原始数据的数据操作（修改、删除、添加、查询等数据库操作），数据后处理的目的是要从这些原始数据中提炼出对用户真正有用的数据和信息并以数据报表的形式展示出来。MCGS配方构件 在制造、生产领域，配方是用来描述生产一件产品所用的不同配料之间的比例关系，是生产过程中一些变量对应的参数设定值的集合。例如，在高等级公路、机场、市政、水利建设施工中，需要生产各种不同规格要求的稳定材料。原材料为：石屑、碎石、瓜子片、粉煤灰、石灰五种。配料系统：由五个受料斗和五组调速式皮带给料机（标准配套）组成。各种物料采用装载机装
18、入受料斗内，经给料机计量给料至皮带集料机。各种材料根据施工要求任意调节，料斗下部门开启高度用于粗调，再经过适当调节皮带速度，可方便地获得准确的级配精度。本课程记分方法每次课全勤计6分，迟到、早退、提前请假4分，事后请假2分，其它情况0分，三次点名不到扣25分大作业满分计64分大作业记分方法原则：围绕某一主题，看10篇以上现场总线相关文献，了解最新技术趋势。作业分3个等级分，要求如下：1、外文期刊，满分64分，能准确理解并总结出1、2点结论，结论能被所引文章证明。2、中文文献，满分57分，能准确理解并总结出1、2点结论，结论能被所引文章证明。3、外文翻译，满分50分，原文10页，抄袭扣分。文献要求全部为2005年以后发表，作业后面要给出每篇文献的出处，（作者名、文章标题、刊名、期号、页码），并在引用的地方标出。关键词:现场总线、局部总线、总线、基金会总线、控制局域网、CAN、fieldbus、FF、LonWorks、profibus、CCLink、AS-i、AnyBus、CBus、I-Bus、LIN、HART 等等4.15交