工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識項目一MCGS組態(tài)工程液位控制系統(tǒng)概述

一、學習目標

1.知識目標

(1)掌握液位控制系統(tǒng)的基本知識。

(2)掌握計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組成及工作原理。

(3)掌握計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的接線。

(4)掌握計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握泓格7017模擬量輸入模塊的基本知識。

(6)掌握泓格7024模擬量輸出模塊的基本知識。項目一MCGS組態(tài)工程液位控制系統(tǒng)概述

一、學習目標

2.能力目標

(1)初步具備簡單工程的分析能力。

(2)初步具備簡單控制系統(tǒng)的構(gòu)建能力。

(3)增強獨立分析、綜合開發(fā)研究、解決具體問題能力。

(4)具備泓格7017模擬量輸入模塊的接線能力。

(5)具備泓格7024模擬量輸出模塊的接線能力。2.能力目標

(1)初步具備簡單工程的分析能力。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)檢測儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識。

(2)簡單控制系統(tǒng)的組成知識。

(3)計算機控制的基本知識。

(4)?A/D轉(zhuǎn)換的基本知識。

(5)?D/A轉(zhuǎn)換的基本知識。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)

2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

(2)變送器的調(diào)校技能。

(3)控制器的調(diào)校技能。2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

三、相關知識

1．模擬信號處理

在計算機控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程與計算機之間是通過輸入/輸出通道連接起來的。輸入通道將生產(chǎn)過程中的數(shù)字信號或模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機能夠接收的數(shù)字信號，送到計算機進行處理；輸出通道將計算機的控制信號轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場設備能夠接收的信號，去控制生產(chǎn)過程的自動運行。三、相關知識

1．模擬信號處理

在計算機控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，對于模擬量來說，首先要對現(xiàn)場的各種模擬信號進行采集，然后通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便送到計算機進行運算和處理。計算機將輸入的測量信號與預置的設定值進行比較、運算，將結(jié)果以數(shù)字信號的形式輸出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器后輸出模擬信號去控制執(zhí)行器。要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，對于模擬量來說，首先要對現(xiàn)場的各

2．模擬量輸入信號處理

模擬量輸入通道一般由傳感器(變送器)、放大器、多路轉(zhuǎn)換開關、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器以及接口電路等組成。典型的模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)如圖3-1-1所示。2．模擬量輸入信號處理

模擬量輸入通道一般由傳感器(圖3-1-1典型的模擬量輸入通道結(jié)構(gòu)圖3-1-1典型的模擬量輸入通道結(jié)構(gòu)在模擬量輸入通道中，傳感器用來檢測各種非電量過程變量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。多路轉(zhuǎn)換開關用來將多路模擬信號按要求分時輸出。放大器將傳感器輸出的微弱電信號放大到A/D轉(zhuǎn)換器所需要的電平。采樣保持器對模擬信號進行采樣，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換期間對采樣信號進行保持。在模擬量輸入通道中，傳感器用來檢測各種非電量過程變量，并一方面，保證A/D轉(zhuǎn)換過程中被轉(zhuǎn)換的模擬量保持不變，以提高轉(zhuǎn)換精度；另一方面，可將多個相關的檢測點在同一時刻的狀態(tài)量保持下來，以供分時轉(zhuǎn)換和處理，確保各檢測值在時間上的一致性。A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)字信號。接口電路提供模擬量輸入通道與計算機之間的控制信號和數(shù)據(jù)傳送通路。一方面，保證A/D轉(zhuǎn)換過程中被轉(zhuǎn)換的模擬量保持不變，以提

3．模擬量輸入信號采樣過程

計算機對某個隨時間變化的模擬量進行采樣，是利用定時器控制開關，每隔一定時間使開關閉合而完成一次采樣。開關重復閉合的時間間隔T稱為采樣周期，其倒數(shù)?s=1/T稱為采樣頻率。所謂采樣過程，是指將一個連續(xù)的輸入信號經(jīng)開關采樣后，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)生在采樣開關閉合瞬時0、T、2T…nT的一連串脈沖輸出信號?*(t)，如圖3-1-2所示。3．模擬量輸入信號采樣過程

計算機對某個隨時間變化的(3-1-1)式中，?*(t)——輸出脈沖序列；

?(kT)——輸出脈沖數(shù)值序列；

δ(t－kT)——發(fā)生在t=kT時刻的單位脈沖。(3-1-1)式中，?*(t)——輸出脈沖序列；圖3-1-2采樣過程圖3-1-2采樣過程單位脈沖函數(shù)的定義為(3-1-2)單位脈沖函數(shù)的定義為(3-1-2)根據(jù)理想單位脈沖函數(shù)的定義式(3-1-2)，在采樣開關閉合時，?(kT)與?(t)?的瞬時值相等，式(3-1-1)還可改寫成如下形式：(3-1-3)式(3-1-3)說明，數(shù)字控制系統(tǒng)中的采樣過程可以理解為脈沖調(diào)制過程。在這里，采樣開關只起著理想脈沖發(fā)生器的作用，通過它將連續(xù)信號?(t)調(diào)制成脈沖序列?*(t)。根據(jù)理想單位脈沖函數(shù)的定義式(3-1-2)，在采樣開關閉

4．香農(nóng)采樣定理

一個連續(xù)時間信號?(t)，設其頻帶寬度是有限的，其最高頻率為?max，如果在等間隔點上對該信號?(t)進行連續(xù)采樣，為了使采樣后的離散信號?*(t)能包含原信號?(t)的全部信息量，則采樣頻率只有滿足下面的關系：

?s≥2?max

(3-1-4)4．香農(nóng)采樣定理

一個連續(xù)時間信號?(t)，設其頻帶采樣定理表明，采樣頻率?s的選擇至少要比?max高兩倍，對于連續(xù)模擬信號?(t)，我們并不需要有無限多個連續(xù)的時間點上的瞬時值來決定其變化規(guī)律，而只需要有各個等間隔點上的離散抽樣值就夠了。另外，在實際工程中采樣頻率的選擇還跟采樣回路數(shù)和采樣時間有關，一般根據(jù)具體情況選用：

?s≥(5～10)?max(3-1-5)采樣定理表明，采樣頻率?s的選擇至少要比?max高兩倍，

5．數(shù)字濾波

計算機控制系統(tǒng)的過程輸入信號中，常常包含著各種各樣的干擾信號。為了準確地進行測量和控制，必須設法消除這些干擾。對高頻干擾，可采用RC低通濾波網(wǎng)絡進行模擬濾波。而對于中低頻干擾分量(包括周期性、脈沖性和隨機性的)采用數(shù)字濾波是一種有效的方法。5．數(shù)字濾波

計算機控制系統(tǒng)的過程輸入信號中，常常包與模擬濾波方法相比，它具有以下優(yōu)點：

(1)數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要硬件設備，所以可靠性高、穩(wěn)定性好。

(2)數(shù)字濾波可以濾除頻率很低的干擾，這一點是模擬濾波難以實現(xiàn)的。

(3)數(shù)字濾波可以根據(jù)不同的信號采用不同的濾波方法，使用靈活、方便。與模擬濾波方法相比，它具有以下優(yōu)點：

(1)數(shù)字濾

1)程序判斷濾波

在控制系統(tǒng)中，由于在現(xiàn)場采樣，幅度較大的隨機干擾或由變送器故障所造成的失真，將引起輸入信號的大幅度跳碼，從而導致計算機控制系統(tǒng)的誤動作，因此通常采用編制判斷程序的方法來去偽存真，實現(xiàn)程序判斷濾波。1)程序判斷濾波

在控制系統(tǒng)中，由于在現(xiàn)場采樣，當?|y(n)－y(n－

1)|≤b時，取y(n)輸入計算機；

當?|y(n)－y(n－

1)|＞b時，取y(n－

1)輸入計算機。

式中，y(n)——第n次采樣值；

y(n－

1)——第n－

1次采樣值；

b——給定的常數(shù)值。當?|y(n)－y(n－1)|≤b時，取y(n)輸入

2)中位值法濾波

中位值法濾波就是將某個被測變量在輪到它采樣的時刻，連續(xù)采3次(或3次以上)值，從中選擇大小居中的那個值作為有效測量信號。

中位值法對消除脈沖干擾和機器不穩(wěn)定造成的跳碼現(xiàn)象相當有效，但對于壓力、流量等快速變化的過程變量則不宜采用。2)中位值法濾波

中位值法濾波就是將某個被測變量在

3)遞推平均濾波

管道中的流量、壓力或沸騰狀液面的上下波動，會使其變送器輸出信號出現(xiàn)頻繁振蕩的現(xiàn)象。若將此信號直接送入計算機，會導致控制算式輸出紊亂，造成控制動作極其頻繁，甚至執(zhí)行器根本來不及響應，還會使控制閥因過分磨損而影響使用壽命，嚴重影響控制品質(zhì)。3)遞推平均濾波

管道中的流量、壓力或沸騰狀液面的上下頻繁波動的信號有一個特點，即它始終在平均值附近變化，如圖3-1-3所示。圖3-1-3中的黑點表示各個采樣值。對于這類信號，僅僅依靠一次采樣值作為控制依據(jù)是不正確的，通常采用遞推平均的方法，即第n次采樣的N項遞推平均值是n，(n－1)，…，(n－N+1)次采樣值的算術平均。上下頻繁波動的信號有一個特點，即它始終在平均值附近變化，如圖遞推平均算式為(3-1-6)式中，y——第n次N項的遞推平均值；

——往前遞推第i項的測量值；

N——遞推平均的項數(shù)。遞推平均算式為(3-1-6)式中，y——第n次N項的遞推平

4)加權(quán)遞推平均濾波

一個N項加權(quán)遞推平均算式為(3-1-7)式中，Ci——加權(quán)系數(shù)，各項系數(shù)應滿足下列關系：0≤≤1且

4)加權(quán)遞推平均濾波

一個N項加權(quán)遞推平均算式為(

5)一階慣性濾波

一階慣性濾波器的動態(tài)方程式為(3-1-8)式中，T——濾波時間常數(shù)；

y(t)——輸出值；

y(t)——輸入值。5)一階慣性濾波

一階慣性濾波器的動態(tài)方程式為(3則有(3-1-9)(3-1-10)則有(3-1-9)(3-1-10)令則有式中，a——濾波常數(shù)，0<a<1；

y(n)——第n次濾波輸出值；

y(n－1)——第n－1次濾波輸出值；

y(n)——第n次濾波輸入值。(3-1-11)令則有式中，a——濾波常數(shù)，0<a<1；(3-1-11)

6．模擬輸出信號的處理

1)一個通路設置一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式

微處理器和通路之間通過獨立的接口緩沖器傳送信息，這是一種數(shù)字保持的方案，如圖3-1-4所示。它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠，即使某一路D/A轉(zhuǎn)換器有故障也不會影響其他通路的工作。6．模擬輸出信號的處理

1)一個通路設置一個數(shù)/模圖3-1-4獨立的多通道D/A轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖3-1-4獨立的多通道D/A轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

2)多個通路共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式

圖3-1-5為多路信號共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，因此它必須在微處理器控制下分時工作，即依次把D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓(或電流)，通過多路開關傳送到下一級電路。這種結(jié)構(gòu)節(jié)省了數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，但因是分時工作，只適用于通路數(shù)量不多且速度要求不高的場合。因多路信號共用一個D/A轉(zhuǎn)換器，所以其可靠性較差。2)多個通路共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式

圖3-1-圖3-1-5多路信號共用一個D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖3-1-5多路信號共用一個D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)四、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-1-1。四、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-1-1五、理實一體化教學步驟

1.泓格7000智能模塊的功能

泓格ICP系列智能采集模塊通過串口通信協(xié)議(RS-232、RS-485等)或其他通信協(xié)議與PC相連，并與外界現(xiàn)場信號直接相連或與由傳感器轉(zhuǎn)換過的外界信號相連，由PC中的程序控制，實現(xiàn)采集現(xiàn)場的模擬信號、處理采集到的現(xiàn)場信號、輸出模擬控制信號、進行開關量輸入/輸出等功能。五、理實一體化教學步驟

1.泓格7000智能模塊的功能

2.泓格7017模擬量輸入模塊簡介

泓格ICP7017模塊是利用RS-485與上位機進行通信的

8通道模擬量輸入采集模塊，輸入信號有電壓輸入和電流輸入兩種類型，輸入范圍有?－150mV～150mV、－500mV

～500mV、－1V～1V、－5V～5V、－10V～10V、

－20mA～20mA。其引腳圖如圖3-1-6所示。2.泓格7017模擬量輸入模塊簡介

泓格ICP7圖3-1-6泓格ICP7017模擬量輸入模塊引腳圖圖3-1-6泓格ICP7017模擬量輸入模塊引腳圖如果輸入信號是電流信號，則先通過250Ω的標準電阻轉(zhuǎn)換成1V～5V的電壓信號。具體接線方式如圖3-1-7所示。圖3-1-7泓格ICP7017接線圖如果輸入信號是電流信號，則先通過250Ω的標準電阻轉(zhuǎn)換

3.泓格7024模擬量輸出模塊簡介

泓格ICP7024是利用RS-485與上位機進行通信的4通道模擬量輸出模塊，可輸出4路電壓信號或4路電流信號，電流輸出信號范圍為0～20mA、4mA～20mA，電壓輸出信號范圍為?－10?V～10?V、0～10?V、－5?V～5?V、0～5?V。其引腳圖如圖3-1-8所示。3.泓格7024模擬量輸出模塊簡介

泓格ICP7圖3-1-8泓格ICP7024模擬量輸出模塊引腳圖圖3-1-8泓格ICP7024模擬量輸出模塊引腳圖輸出信號的接線方式如圖3-1-9所示。圖3-1-9輸出信號的接線方式輸出信號的接線方式如圖3-1-9所示。圖3-1-9

4.?7000Utility軟件的使用說明

7000Utility軟件主要是為亞當模塊提供以下功能：

(1)檢測與主機相連的亞當7000模塊。

(2)設置亞當7000的相關配置。

(3)對亞當7000各個模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出。

(4)保存檢測到的亞當模塊的信息(文件格式為*.map)。4.?7000Utility軟件的使用說明

700

5.液位控制系統(tǒng)工藝流程圖

液位控制系統(tǒng)工藝流程圖見圖3-1-10。

圖3-1-10的液位控制系統(tǒng)是一個簡單的控制系統(tǒng)，上水箱是被控對象，液位是被控變量，在沒有干擾的情況下，液位的穩(wěn)定條件是進水流量等于出水流量，在出水閥開度一定的情況下，要使水箱里的液位穩(wěn)定，必須改變進水電動調(diào)節(jié)閥的開度，才能使液位穩(wěn)定。5.液位控制系統(tǒng)工藝流程圖

液位控制系統(tǒng)工藝流程圖圖3-1-10液位控制系統(tǒng)工藝流程圖圖3-1-10液位控制系統(tǒng)工藝流程圖

6.控制方案的設計

用泓格7017智能模塊、泓格7024智能模塊、PID控制軟設備實現(xiàn)對單容液位的定值控制，并用MCGS軟件實現(xiàn)對各種參數(shù)的顯示、存儲與控制功能。6.控制方案的設計

用泓格7017智能模塊、泓格7

7.實訓設備基本配置及接線

(1)實訓設備基本配置：

液位對象(有液位變送器和電動調(diào)節(jié)閥)一套

泓格7017模擬量輸入模塊 一塊

泓格7024模擬量輸出模塊 一塊

RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運行狗 一只

計算機 一臺/人7.實訓設備基本配置及接線

(1)實訓設備基本配

(2)實訓接線。實訓接線如圖3-1-11所示，如果沒有液位對象，可用信號發(fā)生器和電流表代替液位變送器和電動調(diào)節(jié)閥。(2)實訓接線。實訓接線如圖3-1-11所示，如果沒有圖3-1-11實訓接線圖圖3-1-11實訓接線圖

8.控制系統(tǒng)的組成及控制原理

1)控制系統(tǒng)的組成

單容液位定值控制系統(tǒng)采用計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)，其組成如圖3-1-12所示。圖3-1-12計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組成8.控制系統(tǒng)的組成及控制原理

1)控制系統(tǒng)的組成六、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容如表3-1-2

所示。六、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容如表3工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識課件七、注意事項

(1)磁力驅(qū)動泵的正、反轉(zhuǎn)方向不可弄錯。

(2)磁力驅(qū)動泵嚴禁無水運轉(zhuǎn)。

(3)強電的接線不要接錯，特別是220V和380V的接線。

(4)注意兩個智能模塊的接線要正確。七、注意事項

(1)磁力驅(qū)動泵的正、反轉(zhuǎn)方向不可弄錯。八、思考題

(1)計算機通過什么方式接收現(xiàn)場的模擬信號？

(2)計算機通過什么方式操縱現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥？八、思考題

(1)計算機通過什么方式接收現(xiàn)場的模擬信號項目二液位開環(huán)控制系統(tǒng)

一、學習目標

1.知識目標

(1)掌握MCGS工程的建立。 (2)掌握數(shù)據(jù)庫的組態(tài)。

(3)掌握設備的組態(tài)。(4)掌握用戶窗口的組態(tài)。

(5)掌握流程圖的組態(tài)。(6)掌握各類顯示的組態(tài)。

(7)掌握曲線的組態(tài)。(8)掌握切換按鈕的組態(tài)。

(9)掌握主控窗口的組態(tài)。項目二液位開環(huán)控制系統(tǒng)

一、學習目標

1.知

2.能力目標

(1)初步具備簡單工程的分析能力。

(2)初步具備處理輸入通道數(shù)據(jù)的能力。

(3)初步具備處理輸出通道數(shù)據(jù)的能力。

(4)初步具備繪制流程圖的能力。

(5)初步具備調(diào)試各類顯示、曲線、按鈕、菜單的能力。

(6)初步具備開環(huán)控制系統(tǒng)組態(tài)與裝置聯(lián)調(diào)的能力。2.能力目標

(1)初步具備簡單工程的分析能力。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)檢測儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識。

(2)開環(huán)控制系統(tǒng)的組成及工作原理。

(3)計算機輸入通道基本知識。

(4)計算機輸出通道基本知識。

(5)集散控制系統(tǒng)基本知識。

(6)泓格7017模擬量輸入模塊基本知識。

(7)泓格7024模擬量輸出模塊基本知識。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)

2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

(2)開環(huán)控制系統(tǒng)的組建技能。

(3)泓格7017模擬量輸入模塊的接線能力。

(4)泓格7024模擬量輸出模塊的接線能力。2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

三、相關知識

1．理想PID控制算法

按偏差的比例、積分和微分控制(以下簡稱PID控制)，是控制系統(tǒng)中應用最廣泛的一種控制規(guī)律。在系統(tǒng)中，引入偏差的比例控制以保證系統(tǒng)的快速性，引入偏差的積分控制以提高控制精度，引入偏差的微分控制來消除系統(tǒng)慣性的影響。其控制結(jié)構(gòu)如圖3-2-1所示。三、相關知識

1．理想PID控制算法

按偏差的比例、圖3-2-1理想PID控制結(jié)構(gòu)圖圖3-2-1理想PID控制結(jié)構(gòu)圖在時間連續(xù)的情況下，理想PID常用以下形式表示：(3-2-1)(3-2-1)式中，KP——控制器比例增益；

TI——積分時間；

TD——微分時間。在時間連續(xù)的情況下，理想PID常用以下形式表示：(3-2積分與求和的關系可用圖3-2-2說明。圖3-2-2e(t)曲線分割圖積分與求和的關系可用圖3-2-2說明。圖3-2-2e事實上，就是e(t)曲線與橫軸在0～t之間所包圍的曲邊梯形的面積，將此面積以采樣周期T為寬度分割成n段，當T很小時，每段面積近似為e(iT)T，按這種方法近似處理，則積分項(3-2-3)事實上，就是e(t)曲線與橫軸在0～t之間所包設采樣周期為T，取t=nT，dt≈T，de(t)≈e(nT)－e[(n－1)T]，，采用差分近似法分別代入式(3-2-1)中，得(3-2-4)(3-2-5)設采樣周期為T，取t=nT，dt≈T，de(t)≈e即令n=n－1，代入式(3-2-5)后得(3-2-6)用式(3-2-6)減去式(3-2-5)，得控制器輸出的增量表達式為(3-2-７)即令n=n－1，代入式(3-2-5)后得(3-2-6)

2．理想PID控制算法的改進

1)積分分離

在一般的PID控制中，當啟動、停車或大幅度改變設定值時，由于在短時間內(nèi)產(chǎn)生很大的偏差，往往會導致嚴重的積分飽和現(xiàn)象，以致造成很大的超調(diào)和長時間的振蕩。2．理想PID控制算法的改進

1)積分分離

在(3-2-9)在單位階躍信號的作用下，將積分分離式的PID控制與普通的PID控制響應結(jié)果進行比較，如圖3-2-3所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，前者超調(diào)小，過渡時間短。(3-2-9)在單位階躍信號的作用下，將積分分離式的PI圖3-2-3兩種控制效果比較圖3-2-3兩種控制效果比較

2)微分先行

微分先行是只對被控變量求導，而不對設定值求導。這樣，在改變設定值時，輸出不會突變，而被控變量的變化通?？偸潜容^和緩的。此時控制算法為(3-2-10)2)微分先行

微分先行是只對被控變量求導，而不對設與常規(guī)PID運算(如圖3-2-4)相比較，微分先行PID運算規(guī)律(如圖3-2-5所示)中，測量值PV經(jīng)過了微分(D)運算，而給定值SV只經(jīng)過了比例積分(PI)運算。與常規(guī)PID運算(如圖3-2-4)相比較，微分先行PID圖3-2-4常規(guī)PID運算框圖圖3-2-4常規(guī)PID運算框圖圖3-2-5微分先行PID運算框圖圖3-2-5微分先行PID運算框圖控制器輸出U(S)可用下式表示：(3-2-11)(3-2-12)控制器輸出U(S)可用下式表示：(3-2-11)(3-而(3-2-13)由上式可見SV項無微分作用，當人工改變SV值時不會給控制系統(tǒng)帶來附加擾動。而(3-2-13)由上式可見SV項無微分作用，當人工改變SV四、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-2-1。四、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-2-1五、理實一體化教學步驟

1.工程的建立

(1)打開MCGS組態(tài)環(huán)境。依次單擊“開始”→“程序”→

“MCGS組態(tài)軟件”→“MCGS組態(tài)環(huán)境”菜單項，打開MCGS組態(tài)環(huán)境。

(2)新建工程。選擇“文件”→“新建工程”菜單項，新建MCGS工程，如圖3-2-6所示。

(3)工程命名。將工程以“單容液位定值控制系統(tǒng).MCG”為文件名保存在相應的文件夾下。五、理實一體化教學步驟

1.工程的建立

(1)打圖3-2-6新建工程界面圖3-2-6新建工程界面

2.數(shù)據(jù)庫組態(tài)

1)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

數(shù)據(jù)庫規(guī)劃見表3-2-2。2.數(shù)據(jù)庫組態(tài)

1)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

數(shù)據(jù)庫規(guī)劃見

2)定義對象

(1)單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口，如圖3-2-7所示。圖3-2-7實時數(shù)據(jù)庫窗口2)定義對象

(1)單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”

(2)單擊“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”等(多次點擊該按鈕，可增加多個數(shù)據(jù)對象)。

(3)選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開數(shù)據(jù)對象屬性設置窗口。(2)單擊“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中增加圖3-2-8對象屬性設置圖3-2-8對象屬性設置

(4)如圖3-2-8所示，將“對象名稱”改為sv，“對象類型”選擇為數(shù)值型；在“對象內(nèi)容注釋”輸入框內(nèi)輸入“給定值

0～200mm”，然后單擊“確認”按鈕。

(5)按照此步驟，依次創(chuàng)建表3-2-2所列的數(shù)據(jù)對象。(4)如圖3-2-8所示，將“對象名稱”改為sv，“對

3)定義組對象

定義組對象與定義其他數(shù)據(jù)對象略有不同，需要對組對象成員進行選擇。

(1)單擊“新增對象”按鈕，對象屬性設置如圖3-2-9所示，完成后單擊“確認”按鈕。

(2)在數(shù)據(jù)對象列表中，雙擊“hh0”，打開“數(shù)據(jù)對象屬性設置”窗口。3)定義組對象

定義組對象與定義其他數(shù)據(jù)對象略有不

圖3-2-9新建組對象

圖3-2-9新建組對象

(3)如圖3-2-10所示，選擇“組對象成員”標簽頁，在左邊數(shù)據(jù)對象列表中選擇“pv”，點擊“增加”按鈕，數(shù)據(jù)對象pv被添加到右邊的組對象成員列表中。按照同樣的方法將sv、mv添加到組對象成員中。

(4)單擊“存盤屬性”標簽，在“數(shù)據(jù)對象值的存盤”選擇框中，選擇“定時存盤，并將存盤周期設為60秒”。

(5)單擊“確認”按鈕，組對象設置完畢。(3)如圖3-2-10所示，選擇“組對象成員”標簽頁，

圖3-2-10組對象屬性設置

圖3-2-10組對象屬性設置

3.設備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設備窗口”標簽頁，雙擊設備窗口，在空白處右擊鼠標，打開“設備工具箱”，添加如圖

3-2-11所示的設備。圖3-2-11設備窗口組態(tài)

3.設備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設備窗口”標

(2)通用串口父設備屬性設置如圖3-2-12所示。

圖3-2-12通用串口父設備屬性設置

(2)通用串口父設備屬性設置如圖3-2-12所示。圖

(3)?7017屬性設置如圖3-2-13所示。圖3-2-137017屬性設置(3)?7017屬性設置如圖3-2-13所示。圖3-2(4)?7024屬性設置如圖3-2-14所示。圖3-2-147024屬性設置(4)?7024屬性設置如圖3-2-14所示。圖3-2-1

4.用戶窗口組態(tài)

本窗口主要用于設置工程中人機交互的界面，可生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。

(1)單擊“用戶窗口”標簽，選擇新建窗口，在窗口屬性中將窗口名稱改為“單容定值”，如圖3-2-15所示。4.用戶窗口組態(tài)

本窗口主要用于設置工程中人機交互圖3-2-15用戶窗口屬性設置圖3-2-15用戶窗口屬性設置

(2)用同樣的方法新建如圖3-2-16所示的窗口總貌圖。圖3-2-16窗口總貌(2)用同樣的方法新建如圖3-2-16所示的窗口總貌圖

5.流程圖組態(tài)

(1)雙擊單容定值窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖3-2-17所示的圖形。5.流程圖組態(tài)

(1)雙擊單容定值窗口，打開動畫圖3-2-17流程圖圖3-2-17流程圖

(2)各種水箱的繪制。

①點擊工具箱中的矩形框按鈕，在動畫組態(tài)界面上畫一個矩形框，雙擊矩形框，設置矩形框?qū)傩?，如圖3-2-18

所示。圖3-2-18設置矩形框?qū)傩?2)各種水箱的繪制。

①點擊工具箱中的矩形框按②選擇填充顏色中的填充效果，設置填充效果，如圖3-2-19所示。

③按步驟①、②繪制其他水箱。圖3-2-19填充效果設置②選擇填充顏色中的填充效果，設置填充效果，如圖3-2-

(3)文本的繪制。

①單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。選擇“工具箱”內(nèi)的“標簽”按鈕，鼠標的光標呈“十”字形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形，在光標閃爍位置輸入文字“單容液位定值控制系統(tǒng)”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標點擊一下，文字輸入完畢。(3)文本的繪制。

①單擊工具條中的“工具箱”按雙擊文本框設置屬性，“填充顏色”選擇為“無填充色”，“字符顏色”選擇為“紅色”，如圖3-2-20所示。

②按步驟①繪制其他文本。雙擊文本框設置屬性，“填充顏色”選擇為“無填充色”，“字圖3-2-20文本框?qū)傩栽O置圖3-2-20文本框?qū)傩栽O置

(4)流動塊的繪制。點擊工具箱中的“流動塊”按鈕，在動畫組態(tài)界面上畫一個流動塊，流動塊的疊放次序可通過快捷菜單的排列選項菜單來設置，雙擊流動塊，設置流動塊屬性，如圖3-2-21所示，可根據(jù)具體情況調(diào)整相關數(shù)據(jù)。(4)流動塊的繪制。點擊工具箱中的“流動塊”按鈕，在動圖3-2-21流動塊屬性設置圖3-2-21流動塊屬性設置

(5)各種設備的繪制。

①從工具箱內(nèi)的插入元件按鈕中找出所需要的元件，如圖3-2-22所示，放在動畫組態(tài)界面上。(此項可將各種閥、泵及各種儀表放在動畫組態(tài)界面上。)(5)各種設備的繪制。

①從工具箱內(nèi)的插入元件按圖3-2-22插入元件圖3-2-22插入元件②選中插入的元件，右擊鼠標從快捷菜單中選擇排列中的分解單元，再右擊鼠標選擇排列中的分解圖符，將設備分解為很多圖符，如圖3-2-23所示。圖3-2-23分解單元

②選中插入的元件，右擊鼠標從快捷菜單中選擇排列中的分解③刪除多余的線條，繪制與現(xiàn)場一樣的設備，然后合成一個圖符，如圖3-2-24所示。

④利用工具箱繪出其他動畫組件，然后進行組合和設置，最終繪制出如圖3-2-17所示的流程圖。圖3-2-24繪制現(xiàn)場設備③刪除多余的線條，繪制與現(xiàn)場一樣的設備，然后合成一個圖

6.顯示組態(tài)

(1)條形顯示的繪制。

①點擊工具箱內(nèi)的“矩形框”按鈕，在動畫組態(tài)界面上畫六個矩形框，然后雙擊矩形框，設置矩形框?qū)傩?，如圖

3-2-25所示。圖3-2-25矩形框?qū)傩栽O置

6.顯示組態(tài)

(1)條形顯示的繪制。

①點②將其中三個填充顏色選擇為黑色，作為測量值、設定值和輸出值的底色，其余三個填充顏色選擇為紅色、綠

色、紫色，作為測量值、設定值和輸出值的顯示顏色，如圖3-2-26所示。圖3-2-26填充顏色選擇

②將其中三個填充顏色選擇為黑色，作為測量值、設定值和輸③測量值、設定值和輸出值的顯示矩形框除了設置填充顏色外，還需設置輸出特性。測量值的輸出特性設置如圖3-2-27所示。圖3-2-27測量值的輸出特性設置

③測量值、設定值和輸出值的顯示矩形框除了設置填充顏色外④設定值的輸出特性設置如圖3-2-28所示。圖3-2-28設定值的輸出特性設置

④設定值的輸出特性設置如圖3-2-28所示。圖3-2-

⑤輸出值的輸出特性設置如圖3-2-29所示。圖3-2-29輸出值的輸出特性設置⑤輸出值的輸出特性設置如圖3-2-29所示。圖3-2⑥設置完畢后，將三個彩色矩形框置于三個黑色矩形框上方。最后的結(jié)果如圖3-2-30所示。圖3-2-30條形顯示⑥設置完畢后，將三個彩色矩形框置于三個黑色矩形框上方

(2)刻度的設置。點擊工具箱中的“插入元件”按鈕，插入相應的刻度，刻度屬性選擇默認，最終效果如圖3-2-31

所示。圖3-2-31刻度顯示

(2)刻度的設置。點擊工具箱中的“插入元件”按鈕，插入

(3)設置數(shù)字顯示組態(tài)，如圖3-2-32所示。圖3-2-32數(shù)字顯示組態(tài)

(3)設置數(shù)字顯示組態(tài)，如圖3-2-32所示。圖3-2①繪制文字部分。

②數(shù)字顯示部分。選擇工具箱中的“標簽”按鈕，分別添加六個“標簽”，屬性設置中將“填充顏色”設為黑色，“邊線顏色”為“無色”，“字體顏色”為紅色，旁邊分別貼上如圖3-2-32所示的標簽，雙擊設置好的黑框，選擇“顯示輸出”，將表達式分別設為“sv”“pv”“mv”“k”“ti”“td”。如圖3-2-33所示為設定值標簽設置。①繪制文字部分。

②數(shù)字顯示部分。選擇工具箱中的圖3-2-33數(shù)字顯示設置圖3-2-33數(shù)字顯示設置③打開工具箱，選擇標準按鈕，在動畫組態(tài)界面上畫一個按鈕，然后雙擊按鈕設置屬性，將開關名稱改為設置。在開關上再繪制一個矩形框，設定值設置按鈕屬性設置如圖3-2-34所示。③打開工具箱，選擇標準按鈕，在動畫組態(tài)界面上畫一個按鈕圖3-2-34設定值設置按鈕屬性圖3-2-34設定值設置按鈕屬性④測量值設置按鈕屬性設置中，屬性設置標簽中的設置同設定值屬性，按鈕輸入標簽由sv改為pv，其余同設定值的設置。

⑤比例系數(shù)設置的按鈕屬性設置中，屬性設置標簽中的設置同設定值屬性，按鈕輸入標簽由sv改為k，輸入最大值改為9999，其余同設定值的設置。④測量值設置按鈕屬性設置中，屬性設置標簽中的設置同設定⑥積分時間設置的按鈕屬性設置中，按鈕輸入標簽由sv改為ti，其余同比例系數(shù)設置。

⑦微分時間設置的按鈕屬性設置中，按鈕輸入標簽由sv改為td，其余同比例系數(shù)設置。

(4)手動輸出。單擊工具箱中的“滑動輸入器”，在窗口中繪制滑動輸入器，然后雙擊滑動輸入器，設置其屬性，如圖3-2-35所示，將其對應數(shù)據(jù)對象名稱設置為“mv”。⑥積分時間設置的按鈕屬性設置中，按鈕輸入標簽由sv改為圖3-2-35滑動輸入器屬性設置圖3-2-35滑動輸入器屬性設置

(5)選擇“文件”→“進入運行環(huán)境”菜單項或單擊工具欄中的“進入運行環(huán)境”按鈕，用相應的設置按鈕設置sv、pv、mv的數(shù)值，驗證條形顯示、數(shù)字顯示、設置按鈕、滑動輸入器運行是否正常，如圖3-2-36所示。(5)選擇“文件”→“進入運行環(huán)境”菜單項或單擊工具欄圖3-2-36顯示組態(tài)效果圖圖3-2-36顯示組態(tài)效果圖

7.曲線組態(tài)

(1)實時曲線的繪制。

①打開實時曲線用戶窗口，點擊工具箱中的“實時曲線”按鈕，按住鼠標左鍵拖出一個矩形，然后松開鼠標即可。雙擊實時曲線網(wǎng)格，設置基本屬性，如圖3-2-37所示。7.曲線組態(tài)

(1)實時曲線的繪制。

①打圖3-2-37實時曲線基本屬性設置

圖3-2-37實時曲線基本屬性設置②單擊“標注屬性”標簽，屬性設置如圖3-2-38所示，注意“時間格式”與“最大值”的設置。

圖3-2-38實時曲線標注屬性設置

②單擊“標注屬性”標簽，屬性設置如圖3-2-38所示，③點擊“畫筆屬性”標簽，屬性設置如圖3-2-39所示，畫筆屬性中曲線的顏色應與條形顯示對應。圖3-2-39實時曲線畫筆屬性設置③點擊“畫筆屬性”標簽，屬性設置如圖3-2-39所示，④將實時曲線構(gòu)件的“可見度屬性”選為“可見”。

⑤繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設置如圖3-2-40所示。圖3-2-40按鈕的操作屬性設置④將實時曲線構(gòu)件的“可見度屬性”選為“可見”。

⑤⑥實時曲線窗口動畫組態(tài)效果如圖3-2-41所示。圖3-2-41實時曲線窗口動畫組態(tài)效果圖⑥實時曲線窗口動畫組態(tài)效果如圖3-2-41所示。圖3-

(2)歷史曲線組態(tài)。

①打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)，雙擊hh0組對象，“存盤屬性”設置如圖3-2-42所示。圖3-2-42組對象存盤屬性設置(2)歷史曲線組態(tài)。

①打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)，雙擊hh②組對象成員屬性設置如圖3-2-43所示。圖3-2-43組對象成員屬性設置②組對象成員屬性設置如圖3-2-43所示。圖3-2-4③關閉數(shù)據(jù)庫組態(tài)，打開歷史曲線窗口，進入動畫組態(tài)環(huán)境，單擊工具箱中的“歷史曲線”按鈕，按住鼠標左鍵

拖出一個矩形，然后松開鼠標即可。畫出的歷史曲線如圖

3-2-44所示。③關閉數(shù)據(jù)庫組態(tài)，打開歷史曲線窗口，進入動畫組態(tài)環(huán)境，圖3-2-44歷史曲線繪制圖3-2-44歷史曲線繪制④打開歷史曲線動畫組態(tài)界面，雙擊歷史曲線，分別設置各項屬性。

⑤基本屬性設置：將曲線的名稱改為歷史曲線，注意主劃線、次劃線數(shù)目要合理設置。

⑥存盤數(shù)據(jù)標簽設置如圖3-2-45所示。④打開歷史曲線動畫組態(tài)界面，雙擊歷史曲線，分別設置各項圖3-2-45歷史曲線屬性設置圖3-2-45歷史曲線屬性設置⑦“標注設置”標簽設置選擇MCGS時間，其余選擇默認。

⑧“曲線標識”標簽設置如圖3-2-45所示，注意曲線顏色應與條形顯示對應。

⑨“輸出信息”與“高級屬性”標簽采用系統(tǒng)默認設置。

⑩繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設

置參考下一項切換按鈕組態(tài)，歷史曲線的最后效果圖如圖

3-2-46所示。⑦“標注設置”標簽設置選擇MCGS時間，其余選擇默認。圖3-2-46歷史曲線的最后效果圖

圖3-2-46歷史曲線的最后效果圖

(3)進入運行環(huán)境，驗證實時曲線、歷史曲線運行是否正常。實時曲線運行圖如圖3-2-47所示。圖3-2-47實時曲線運行圖

(3)進入運行環(huán)境，驗證實時曲線、歷史曲線運行是否正常

8.切換按鈕組態(tài)

(1)繪制兩個畫面切換按鈕，如圖3-2-48所示。

圖3-2-48切換按鈕

8.切換按鈕組態(tài)

(1)繪制兩個畫面切換按鈕，如

(2)雙擊按鈕，在“基本屬性”標簽頁中將按鈕標題分別改為“實時曲線”、“歷史曲線”。

(3)在“操作屬性”標簽頁中選擇打開用戶窗口，分別選擇需要打開的窗口為實時曲線、歷史曲線，如圖3-2-49所示。

(4)在實時曲線、歷史曲線窗口中分別設置返回按鈕，以返回主界面。

(5)進入運行環(huán)境，驗證切換按鈕運行是否正常。(2)雙擊按鈕，在“基本屬性”標簽頁中將按鈕標題分別改

圖3-2-49按鈕操作屬性設置

圖3-2-49按鈕操作屬性設置

9.主控窗口組態(tài)

(1)主控窗口屬性設置。

①“基本屬性”設置采用默認值。

②“啟動屬性”設置如圖3-2-50所示。9.主控窗口組態(tài)

(1)主控窗口屬性設置。

圖3-2-50啟動屬性設置

圖3-2-50啟動屬性設置

(2)菜單設置。

①在主控窗口中，雙擊主控窗口，出現(xiàn)如圖3-2-51所示的對話框。圖3-2-51菜單設置對話框

(2)菜單設置。

①在主控窗口中，雙擊主控窗口，②右擊“系統(tǒng)管理”，選擇新增菜單項，雙擊操作標簽設置菜單屬性，如圖3-2-52所示。圖3-2-52菜單屬性設置②右擊“系統(tǒng)管理”，選擇新增菜單項，雙擊操作標簽設置菜③重復步驟②，依次增加單容定值、歷史曲線等菜單，運行時的菜單顯示如圖3-2-53所示。

(3)進入運行環(huán)境，驗證菜單切換是否正常。圖3-2-53菜單運行效果圖③重復步驟②，依次增加單容定值、歷史曲線等菜單，運行時

10.循環(huán)腳本程序

打開用戶窗口中的單容定值窗口，在窗口空白處雙擊或右擊選擇屬性，在循環(huán)腳本中輸入以下程序：

pv=(pv1/1000-1)*50

mv1=mv/6.25+410.循環(huán)腳本程序

打開用戶窗口中的單容定值窗口，

11.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

(1)啟動對象單元，啟動MCGS運行環(huán)境，進入單容液位定值控制主界面。

(2)改變滑動輸入器的輸出信號，觀察現(xiàn)場的電動調(diào)節(jié)閥的開度是否隨滑動輸入器的信號的變化而變化。

(3)改變水箱中的液位高度，觀察測量值的顯示是否隨水箱中液位信號的變化而變化。11.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

(1)啟動對象單元，啟動MCGS六、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容見表3-2-3。六、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容見表3工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識課件七、注意事項

(1)數(shù)據(jù)庫組態(tài)時一定要注意變量的數(shù)據(jù)類型是否正確。

(2)設備組態(tài)時要注意通道的連接是否正確。

(3)顯示組態(tài)時要注意各類顯示控件的連接是否正確。

(4)歷史曲線組態(tài)時注意組對象、單個對象的存盤屬性設置要正確。

(5)菜單、按鈕切換時要注意窗口的連接。

(6)各項組態(tài)必須在仿真機房調(diào)試通過。七、注意事項

(1)數(shù)據(jù)庫組態(tài)時一定要注意變量的數(shù)據(jù)類八、思考題

(1)條形顯示、數(shù)字顯示、曲線顯示各有什么特點？

(2)計算機如何顯示現(xiàn)場液位的高低？

(3)計算機如何控制現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥？

(4)如何繪制歷史曲線？

(5)如何實現(xiàn)畫面切換？分別用切換按鈕和菜單說明。八、思考題

(1)條形顯示、數(shù)字顯示、曲線顯示各有什么

項目三液位的報警與報表

一、學習目標

1.知識目標

(1)掌握報警的組態(tài)。

(2)掌握實時報表的組態(tài)。

(3)掌握存盤數(shù)據(jù)瀏覽的組態(tài)。

(4)掌握Access報表的組態(tài)。

(5)掌握Excel報表的組態(tài)。

(6)掌握用戶權(quán)限的設置。項目三液位的報警與報表

一、學習目

2.能力目標

(1)初步具備對控制系統(tǒng)中重要參數(shù)報警的組態(tài)能力。

(2)初步具備對控制系統(tǒng)中重要參數(shù)實現(xiàn)實時報表的組態(tài)能力。

(3)初步具備對控制系統(tǒng)中重要參數(shù)實現(xiàn)存盤數(shù)據(jù)瀏覽的組態(tài)能力。

2.能力目標

(1)初步具備對控制系統(tǒng)中重要參數(shù)

(4)初步具備將控制系統(tǒng)中重要參數(shù)導出到Access報表的組態(tài)能力。

(5)初步具備將控制系統(tǒng)中重要參數(shù)導出到Excel報表的組態(tài)能力。

(6)初步具備對報警及各類報表調(diào)試的能力。

(7)初步具備對用戶權(quán)限的設置技能。(4)初步具備將控制系統(tǒng)中重要參數(shù)導出到Access報二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)檢測儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識。

(2)開環(huán)控制系統(tǒng)的組成及工作原理。

(3)計算機輸入通道基本知識。

(4)計算機輸出通道基本知識。

(5)開環(huán)控制系統(tǒng)的組態(tài)。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)

2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

(2)開環(huán)控制系統(tǒng)硬件組建技能。

(3)開環(huán)控制系統(tǒng)的組態(tài)技能。

(4)開環(huán)控制系統(tǒng)的組態(tài)調(diào)試能力。

(5)開環(huán)控制系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)能力。2.必備技能

(1)熟練的計算機操作技能。

三、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-3-1。三、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-3-1四、理實一體化教學步驟

1.報警組態(tài)

(1)打開數(shù)據(jù)庫，建立相應的報警組對象BJ，添加組對象成員pv、sv、mv，分別選中每一個成員并對每一個成員設置上、下限報警值，上限為90%，下限為10%。四、理實一體化教學步驟

1.報警組態(tài)

(1)打開

(2)在用戶窗口里新建一個窗口，將窗口標題改為“報警”。打開報警窗口，進入動畫組態(tài)環(huán)境，單擊工具箱中的報警顯示按鈕，按住鼠標左鍵拖出一個矩形，然后松開鼠標即可。畫出的報警顯示如圖3-3-1所示。圖3-3-1報警顯示(2)在用戶窗口里新建一個窗口，將窗口標題改為“報警”

(3)雙擊報警顯示框，設置報警顯示構(gòu)件屬性，在“基本屬性”中，選擇對應的組對象的名稱為hh，報警顯示構(gòu)件的可見度屬性選擇為可見。(3)雙擊報警顯示框，設置報警顯示構(gòu)件屬性，在“基本屬

(4)報警應答：操作員對產(chǎn)生報警的對象作了相應的處理，同時，MCGS將自動記錄應答的時間(此項操作要選取數(shù)據(jù)對象的報警信息自動存盤屬性才有效)。選中報警窗口，點擊“窗口屬性”，選擇“循環(huán)腳本”標簽，再選擇“打

開腳本程序編輯器”→“系統(tǒng)函數(shù)”→“數(shù)據(jù)對象操作”→

“AnswerAlm()”，設置如圖3-3-2所示。(4)報警應答：操作員對產(chǎn)生報警的對象作了相應的處理，圖3-3-2報警應答設置圖3-3-2報警應答設置

(5)繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設置同實時曲線。

(6)報警動畫組態(tài)最后的效果圖如圖3-3-3所示。圖3-3-3報警動畫組態(tài)的效果圖(5)繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設

2.實時報表組態(tài)

(1)在用戶窗口中新建一個窗口，將窗口標題改為“實時報表”。打開實時報表窗口，進入動畫組態(tài)環(huán)境，單擊工具箱中的“自由表格”按鈕，按住鼠標左鍵拖出一個矩形，然后松開鼠標即可。畫出的自由表格如圖3-3-4所示。2.實時報表組態(tài)

(1)在用戶窗口中新建一個窗口圖3-3-4繪制的自由表格

圖3-3-4繪制的自由表格

(2)雙擊自由表格，根據(jù)需要增加或刪除其中的行和列。雙擊自由表格進入編輯狀態(tài)，雙擊A1、A2、A3分別填入測量值、給定值、輸出值；單擊A1，點擊右鍵選擇“連接”，在B*1*?右擊，在彈出的窗口中選擇sv，同理，在B*2*?選擇pv，在B*3*?選擇mv。

(3)繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設置選擇實時報表。

(4)實時報表最后的效果圖如圖3-3-5所示。(2)雙擊自由表格，根據(jù)需要增加或刪除其中的行和列。雙

圖3-3-5報表組態(tài)效果圖

圖3-3-5報表組態(tài)效果圖

3.存盤數(shù)據(jù)瀏覽

(1)在用戶窗口中新建一窗口，將窗口標題改為“存盤數(shù)據(jù)瀏覽”。

(2)雙擊此窗口進入動畫組態(tài)環(huán)境，單擊工具箱中的“存盤數(shù)據(jù)瀏覽”按鈕，按住鼠標左鍵拖出一個矩形，然后松開鼠標即可。存盤數(shù)據(jù)瀏覽界面如圖3-3-6所示。3.存盤數(shù)據(jù)瀏覽

(1)在用戶窗口中新建一窗口，圖3-3-6存盤數(shù)據(jù)瀏覽界面圖3-3-6存盤數(shù)據(jù)瀏覽界面

(3)雙擊存盤數(shù)據(jù)瀏覽界面，設置其屬性。

(4)“基本屬性”采用默認設置。

(5)數(shù)據(jù)來源選擇hh組對象。

(6)“顯示屬性”、“時間條件”設置如圖3-3-7所示。(3)雙擊存盤數(shù)據(jù)瀏覽界面，設置其屬性。

(4)圖3-3-7顯示屬性和時間條件設置圖3-3-7顯示屬性和時間條件設置

(7)其他屬性設置采用默認設置。

(8)繪制一個按鈕，按鈕名稱為“返回”，“操作屬性”設置為連接存盤數(shù)據(jù)瀏覽。

(9)存盤數(shù)據(jù)瀏覽運行效果如圖3-3-8所示。(7)其他屬性設置采用默認設置。

(8)繪制一個圖3-3-8存盤數(shù)據(jù)瀏覽運行效果圖圖3-3-8存盤數(shù)據(jù)瀏覽運行效果圖

4.?Access報表組態(tài)

(1)打開工作臺中的“運行策略”標簽，點擊“新建策略”按鈕，選擇“循環(huán)策略”，新建的策略如圖3-3-9所示。4.?Access報表組態(tài)

(1)打開工作臺中的圖3-3-9新建的策略圖3-3-9新建的策略(2)單擊“策略1”，點擊“策略屬性”，設置策略名稱為“Access報表”。

(3)雙擊“Access報表策略”，彈出策略組態(tài)窗口，右擊鼠標選擇“新增策略行”，再右擊鼠標選擇“策略工具箱”，如圖3-3-10所示。(2)單擊“策略1”，點擊“策略屬性”，設圖3-3-10選擇策略工具箱圖3-3-10選擇策略工具箱

(4)選中“存盤數(shù)據(jù)提取”，將其拖至策略行右邊的矩形框中并單擊，出現(xiàn)如圖3-3-11所示的組態(tài)。圖3-3-11添加策略(4)選中“存盤數(shù)據(jù)提取”，將其拖至策略行右邊的矩形框

(5)雙擊“存盤數(shù)據(jù)提取”矩形框，設置存盤數(shù)據(jù)提取構(gòu)件屬性，在“數(shù)據(jù)來源”標簽中選擇MCGS組對象hh對應的存盤數(shù)據(jù)表。

(6)在“數(shù)據(jù)選擇”標簽中將左邊可處理的數(shù)據(jù)列根據(jù)需要添加到右邊。

(7)在“數(shù)據(jù)輸出”標簽中選擇Access數(shù)據(jù)庫文件，輸入數(shù)據(jù)庫名“E:\hh.MDB”和數(shù)據(jù)表名“hh”。(5)雙擊“存盤數(shù)據(jù)提取”矩形框，設置存盤數(shù)據(jù)提取構(gòu)件

(8)在“時間條件”標簽中將時間列名選擇為“MCGS_Time”，并選擇“所有存盤數(shù)據(jù)”。

(9)在“數(shù)值條件”標簽中根據(jù)需要編制提取數(shù)據(jù)的數(shù)值條件。

(10)在“提取方式”標簽中根據(jù)需要編制輸出數(shù)據(jù)表列及提取方法，如圖3-3-12所示。(8)在“時間條件”標簽中將時間列名選擇為“MCGS_圖3-3-12數(shù)據(jù)表列及提取方法圖3-3-12數(shù)據(jù)表列及提取方法

(11)?MCGS運行后，在“E:\實訓\生產(chǎn)03\hh.MDB”文件中可看到如圖3-3-13所示的自動運行結(jié)果。圖3-3-13Access報表自動運行結(jié)果(11)?MCGS運行后，在“E:\實訓\生產(chǎn)03\h

5.?Excel報表組態(tài)

(1)打開工作臺中的“運行策略”標簽，點擊“新建策略”按鈕，選擇“循環(huán)策略”。

(2)單擊“策略1”，點擊“策略屬性”，設置策略名稱為“Excel報表”。

(3)雙擊“Excel報表策略”，彈出策略組態(tài)窗口，右擊鼠標選擇“新增策略行”，右擊鼠標選擇策略工具箱中的“Excel報表輸出”，將其拖至策略行右邊的矩形框中。5.?Excel報表組態(tài)

(1)打開工作臺中的“

(4)雙擊“Excel報表輸出”，設置Excel報表構(gòu)件屬性，在“數(shù)據(jù)來源”標簽中選擇MCGS組對象hh對應的存盤數(shù)據(jù)表。

(5)在“數(shù)據(jù)選擇”標簽中將左邊可處理的數(shù)據(jù)列根據(jù)需要添加到右邊。(4)雙擊“Excel報表輸出”，設置Excel報表構(gòu)

(6)在“操作方法”標簽中將操作內(nèi)容對應的Excel表格名設置為“E:\EXCEL.xls”，在操作方法標簽中選擇“輸出到Excel表格”，將對應的Excel表格名設置為“E:\\EXCEL.xls(EXCEL.xls文件需提前創(chuàng)建)”。

(7)在“數(shù)據(jù)輸出”標簽中根據(jù)需要編制輸出數(shù)據(jù)顯示格式及提取方法，如圖3-3-14所示。(6)在“操作方法”標簽中將操作內(nèi)容對應的Excel表圖3-3-14Excel報表數(shù)據(jù)輸出設置圖3-3-14Excel報表數(shù)據(jù)輸出設置

(8)?MCGS運行后在“E:\EXCEL.xls”文件中可看到如圖3-3-15所示的自動運行結(jié)果。圖3-3-15Excel報表自動運行結(jié)果(8)?MCGS運行后在“E:\EXCEL.xls”

6.用戶權(quán)限設置

(1)選擇“工具”→“用戶權(quán)限管理”菜單項，打開“用戶管理器”，如圖3-3-16所示。

圖3-3-16用戶管理器

6.用戶權(quán)限設置

(1)選擇“工具”→“用戶權(quán)限

(2)單擊“新增用戶”按鈕，設置用戶屬性，如圖3-3-17、圖3-3-18所示。

圖3-3-17用戶屬性設置(1)

(2)單擊“新增用戶”按鈕，設置用戶屬性，如圖3-3-圖3-3-18用戶屬性設置(2)

圖3-3-18用戶屬性設置(2)

(3)工程的用戶管理如圖3-3-19所示。

圖3-3-19工程的用戶管理

(3)工程的用戶管理如圖3-3-19所示。圖3-3-五、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容見表3-3-2。五、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容見表3工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識課件六、注意事項

(1)報警組態(tài)時要注意報警類型及數(shù)值的設置要符合工藝要求。

(2)實時報表組態(tài)時要注意選擇工藝上比較重要的變量。

(3)存盤數(shù)據(jù)瀏覽、Access報表、Excel報表組態(tài)時，選擇的組對象要有存盤數(shù)據(jù)存儲功能。六、注意事項

(1)報警組態(tài)時要注意報警類型及數(shù)值的設七、思考題

(1)實時報表是否可以顯示前一小時的數(shù)據(jù)？

(2)?Access報表組態(tài)時需要事先建立Access數(shù)據(jù)庫文件嗎？

(3)?Excel報表組態(tài)時需要事先建立Excel文件嗎？

(4)如何在Access報表、Excel報表中導出一些特定要求的數(shù)據(jù)？七、思考題

(1)實時報表是否可以顯示前一小時的數(shù)據(jù)？項目四液位閉環(huán)控制系統(tǒng)

一、學習目標

1.知識目標

(1)掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的組態(tài)。

(2)掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)設備的組態(tài)。

(3)掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)用戶窗口的組態(tài)。

(4)掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)循環(huán)腳本的組態(tài)。項目四液位閉環(huán)控制系統(tǒng)

一、學習目標

1.

2.能力目標

(1)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的組態(tài)能力。

(2)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)設備的組態(tài)能力。

(3)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)用戶窗口組態(tài)的能力。

(4)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)循環(huán)腳本組態(tài)的能力。

(5)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)的能力。2.能力目標

(1)初步具備對閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)檢測儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識。

(2)控制系統(tǒng)的組成及工作原理。

(3)計算機控制系統(tǒng)的基本知識。

(4)開環(huán)控制系統(tǒng)的組態(tài)知識。

(5)?PID控制原理。

(6)計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本知識。二、要求學生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)

2.必備技能

(1)開環(huán)控制系統(tǒng)硬件的組建技能。

(2)開環(huán)控制系統(tǒng)的組態(tài)技能。

(3)開環(huán)控制系統(tǒng)組態(tài)的調(diào)試能力。

(4)開環(huán)控制系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)能力。

(5)報警組態(tài)的技能。

(6)報表組態(tài)的技能。2.必備技能

(1)開環(huán)控制系統(tǒng)硬件的組建技能。三、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-4-1。三、理實一體化教學任務

理實一體化教學任務見表3-4-1四、理實一體化教學步驟

1.數(shù)據(jù)庫組態(tài)

閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫規(guī)劃見表3-4-2。四、理實一體化教學步驟

1.數(shù)據(jù)庫組態(tài)

閉環(huán)控制系

2.設備組態(tài)

在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎上添加PID控制軟設備。PID軟設備的設置如圖3-4-1所示。圖3-4-1PID軟設備的設置2.設備組態(tài)

在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎上添加PID控制

3.用戶窗口組態(tài)

在用戶窗口添加一個閉環(huán)控制的窗口，繪制如圖3-4-2所示的單容液位定值控制系統(tǒng)圖。圖3-4-2單容液位定值控制系統(tǒng)圖3.用戶窗口組態(tài)

在用戶窗口添加一個閉環(huán)控制的窗

(1)條形顯示：紅色顯示設定值sv，綠色顯示測量值pv，紫色顯示總輸出mv2；相應的實時曲線、歷史曲線也用紅色顯示設定值sv，綠色顯示測量值pv，紫色顯示總輸出mv2。相應的報表、報警也顯示設定值、測量值、總輸出mv2。(1)條形顯示：紅色顯示設定值sv，綠色顯示測量值pv

（2)數(shù)字顯示及設置按鈕分別連接k、ti、td、sv、pv、mv、op、mv2、mv1。

(3)手動切換按鈕的名稱為“手動”，其“操作屬性”設置如圖3-4-3所示，其余設置選擇默認。（2)數(shù)字顯示及設置按鈕分別連接k、ti、td、sv、圖3-4-3手動操作屬性設置圖3-4-3手動操作屬性設置

(4)自動切換按鈕的名稱為“自動”，其“操作屬性”設置如圖3-4-4所示，其余設置選擇默認。

(5)當前狀態(tài)顯示手動或自動。當手動按鈕按下時，顯示手動；當自動按鈕按下時，顯示自動。(4)自動切換按鈕的名稱為“自動”，其“操作屬性”設置圖3-4-4自動操作屬性設置圖3-4-4自動操作屬性設置

(5)當前狀態(tài)顯示手動或自動。當手動按鈕按下時，顯示手動；當自動按鈕按下時，顯示自動。

(6)繪制一個名為“手動”的文本，在屬性設置中選中可見度，可見度設置如圖3-4-5所示。

(7)繪制一個名為“自動”的文本，在屬性設置中選中“可見度”，可見度設置“表達式”為“qh”，選擇“對應圖符不可見”。(5)當前狀態(tài)顯示手動或自動。當手動按鈕按下時，顯示手圖3-4-5手動文本可見度設置圖3-4-5手動文本可見度設置

4.循環(huán)腳本程序

循環(huán)腳本程序如下：

pv=(pv1/1000-1)*50

ifqh=1then

mv2=mv

else

mv2=op

endif

mv1=mv2/6.25+44.循環(huán)腳本程序

循環(huán)腳本程序如下：

pv=(

5.其他組態(tài)

實時曲線、歷史曲線、報警、報表的組態(tài)，需將原先開環(huán)控制系統(tǒng)中的手動輸出值改為閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出值。5.其他組態(tài)

實時曲線、歷史曲線、報警、報表的組態(tài)

6.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

(1)啟動對象單元，啟動MCGS運行環(huán)境，進入單容液位定值控制系統(tǒng)主界面。

(2)將控制系統(tǒng)設置為手動運行狀態(tài)，改變滑動輸入器的輸出信號，觀察現(xiàn)場電動調(diào)節(jié)閥的開度是否隨滑動輸入器的信號的變化而變化。6.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

(1)啟動對象單元，啟動MCGS運

(3)將控制系統(tǒng)設置為手動運行狀態(tài)，使k=1，ti=20,pv=sv=100，按下自動切換按鈕，觀察現(xiàn)場的電動調(diào)節(jié)閥的開度是否隨自動輸出信號的變化而變化。

(4)改變k、ti、td的大小，觀察輸出曲線的變化。

(5)觀察計算機是否正確顯示測量值的大小。

(6)在時間允許的情況下，修訂控制系統(tǒng)的PID參數(shù)。(3)將控制系統(tǒng)設置為手動運行狀態(tài)，使k=1，ti=2五、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容如表3-4-3

所示。五、實操考核

項目考核采用步進式考核方式，考核內(nèi)容如工控組態(tài)技術及應用-MCGS模塊三MCGS模擬量組態(tài)基本知識課件六、注意事項

(1)在進行手動/自動切換組態(tài)時，當切向手動時，系統(tǒng)應該輸出手動輸出信號；當切向自動時，系統(tǒng)應該輸出PID軟設備的自動輸出信號。

(2)系統(tǒng)的曲線、報警、報表應全部選擇顯示閉環(huán)控制系統(tǒng)的總輸出。

(3)驗證組態(tài)時，需要顯示PID控制的階躍響應曲線。六、注意事項

(1)在進行手動/自動切換組態(tài)時，當切向七、思考題

(1)什么是比例調(diào)節(jié)規(guī)律，它有什么特點？

(2)什么是積分調(diào)節(jié)規(guī)律，它有什么特點？

(3)什么是微分調(diào)節(jié)規(guī)律，它有什么特點？

(4)常規(guī)的控制規(guī)律有哪些？七、思考題

(1)什么是比例調(diào)節(jié)規(guī)律，它有什么特點？

項目五單容液位定值控制系統(tǒng)

(ADAM4000系列智能模塊)

本項目主要討論單容液位定值控制系統(tǒng)的組成、工作原理、MCGS組態(tài)方法及統(tǒng)調(diào)等內(nèi)容，使學生具備組建簡單計算機直接數(shù)字控制系統(tǒng)的能力。項目五單容液位定值控制系統(tǒng)

(ADAM一、學習目標

1.知識目標

(1)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)