基于MCGS组态软件开发水位控制系统

2008年8月第14卷第3期安庆师范学院学报(自然科学版)Journal of Anqing Teachers College (Natural Science Edition )Aug.2008Vol.14No.3基于MCGS 组态软件的PID 液位控制吴文进,张　杰(安庆师范学院物理与电气工程学院,安徽安庆246133) 摘　要:以T HJ -2高级过程控制实验装置为基础,采用串级PID 控制方法设计建立了双容水箱的数学模型,构成了以上水箱液位为副参数、下水箱液位为主参数的液位串级控制系统,在组态软件MCGS 中进行了实现,实验测试结果表明,系统实现了对过程参数的无稳态误差控制,具有良好的稳态性能和动态性能。

关键词:液位;串级控制;PID 控制;组态软件中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-4260(2008)03-0050-04图1　双容水箱 0　引言液位控制问题是工业生产过程中的一类常见问题,例如在饮料、食品加工、溶液过滤、化工生产等多种行业的生产加工过程中都需要对液位进行适当的控制。

通过液位的检测与控制,可以了解容器中的原料 半成品或成品的数量,以便调节容器内的输入输出物料的平衡,保证生产过程中各环节的物料搭配得当[1]。

通过控制计算机可以不断监控生产的运行过程,即时显示容器的液位,保证产品的质量和数量。

本文将以T HJ -2高级过程控制实验装置为基础,采用串级PID 控制方法来设计液位控制方案,并利用MC GS 组态软件来实现计算机监控,使控制系统具有良好的稳态性能和动态性能。

1　被控对象建模图1是两个串联单容水箱构成的双容水箱,其输入量为调节阀1产生的阀门开度变化△u ,而输出量为第二个水箱的液位增量△h 2。

文献[2,3]中详细推出了双容水箱的传递函数:G (S )=△H 2(S )△U (S )=K T 1T 2S2+(T 1+T 2)S +1=K 13K 2(T 1s +1)(T 2s +1)(1)其中K 1和K 2为两个水箱的传递系数。

一、设计目的利用MCGS工控组态软件，结合试验系统，完成上位机监控系统的设计。

学生通过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组态技术，为从事计算机控制方面的工作打下基础。

二、设计要求1．先按照后边《MCGS组态软件学习指导书》的要求，完成其中的组态内容，初步掌握组态软件的构成、作用及其使用方法。

2.计算机控制实验系统，也为控制是由仪表控制完成，计算机作为上位机发挥监控作用，计算机与仪表之间进行串行通信，通过计算机可以读取仪表的各个参数，也可以设置仪表的参数。

本设计要求实现如下界面（参考）：（1）实现水的流动动画，计算机与仪表通讯动画；（2）当前液位显示、控制量输出显示；（3）液位实时显示曲线；（4）液位超限报警记录表，报警指示灯显示；（5）液位设定值、PID三个参数的设置（利用按钮clic k事件，写脚本程序）。

三、原理框图四、实验内容1.实验界面2、系统数据变量的定义和设置（1）点击工作台上的“实时数据库”，按“新增对象”按钮，在“对象属性”中更改对象各个属性。

（2）点击工作台上的“设备窗口”，添加系统使用的设备到当前的系统窗口，在设备的通“道连接”中为系统变量添加变量定义，例如com一般用于后米娜工程中显示通讯状态。

（3）参数设置脚本读信号：！Setdevise（设备1,6，“read（aa，bb）”）写参数：！Setdevise（设备1,6，“write（cc，dd）”）注意点：符号的输入法为英文状态下输入。

控制量写入：比例参数：！Setdevise（设备1,6，“read（07，ai808p）”）积分参数：！Setdevise（设备1,6，“read（08，ai808i）”）微分参数：！Setdevise（设备1,6，“read（09，ai808d）”）设定值设定：！Setdevise（设备1,6，“read（0，ai808sv）”）3、报警显示部分在实时数据库中，对于aipv,在报警属性中，选中“允许进行报警处理”；上限报警设置报警值为10，并添加报警注释，下限报警设置报警值为1，并添加报警注释。

MCGS组态软件课程设计题目：自动供水系统姓名：学号：学院：电气工程学院专业班级：08级电气（1）班指导教师：同组人：2011 年 6 月21 日目录1.1课题背景 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计思路 (4)2.1建立主窗口文件 (5)2.1.1建立用户窗口 (5)2.1.2确定实时数据库 (6)2.1.3系统界面设计 (7)2.2运行策略 (9)2.2.1 PID定义 (9)2.2.2达下限时开关的动作 (9)2.2.3水箱1的水位 (9)2.2.4水箱2的水位 (10)2.2.5水箱3的水位 (10)2.2.6水箱4的水位 (11)2.3调节曲线 (11)2.4数据显示和报警 (13)2.5历史记录 (15)组态图 (19)控制窗口 (19)运行情况 (20)运行程序 (21)PID程序 (21)水位控制 (21)致谢 (25)自动供水系统摘要随建筑物高层智能化技术进步,社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺,低碳生活成为一种生活时尚,采用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,使得不同领域的恒压供水系统达到高性能、高节能成为技术的发展趋势。

本文针对这个问题，运用MCGS设计了一套恒压供水系统。

MCGS页面直观，可直观显示系统运行的情况。

本设计可广泛应用于生活供水。

关键词恒压供水 PID调节自动供水MCGSABSTRACTBuilding intelligent technology progress with the top of the rapid development of economy, society, people on the water quality and water supply system reliability requirements are improving; Plus the current energy shortages, low carbon life become a kind of life style, and the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, makes the different areas of constant pressure water supply system to achieve high performance, high energy saving become the development trends of the technology. In this paper, by using the problem MCGS designed a set of constant pressure water supply system. MCGS page, intuitive, and the operation of the system can bevisual display. This design can be widely used in life water supply.Key Words: Constant Pressure Water Supply PID Control Automatic Water Supply MCGS1.绪论1.1课题背景随建筑物高层智能化技术进步,社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺,低碳生活成为一种生活时尚,采用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,使得不同领域的恒压供水系统达到高性能、高节能成为技术的发展趋势。

实验1 建立一个新工程1.1建立工程通过一个水位控制系统的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。

通过本讲及后续几讲学习，您将会应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。

本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操作。

水位控制需要采集二个模拟数据：液位1（最大值10米）液位2（最大值6米）三个开关数据：水泵、调节阀、出水阀。

工程效果图工程组态好后，最终效果图如下：在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。

如下图：您可以在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D：\MCGS\WORK\水位控制系统。

祝贺您，已经成功地建立了自己的工程!1.2 设计画面流程建立新画面在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，即：选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：水位控制；将“窗口标题”改为：水位控制；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。

选中刚创建的“水位控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。

工具箱单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱，图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27种常用的图符对象。

图形对象放置在用户窗口中，是构成用户应用系统图形界面的最小单元，MCGS中的图形对象包括图元对象、图符对象和动画构件三种类型，不同类型的图形对象有不同的属性，所能完成的功能也各不相同。

为了快速构图和组态，MCGS系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。

MCGS水位控制系统实验MCGS水位控制系统实验实验1 建立一个新工程1.1建立工程通过一个水位控制系统的组态过程，介绍如何应用MCGS组态软件完成一个工程。

通过本讲及后续几讲学习，您将会应用MCGS组态软件建立一个比较简单的水位控制系统。

本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操作。

水位控制需要采集二个模拟数据：液位1（最大值10米）液位2（最大值6米）三个开关数据：水泵、调节阀、出水阀。

工程效果图工程组态好后，最终效果图如下：11在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。

如下图：11您可以在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：D ：\MCGS\WORK\水位控制系统。

祝贺您，已经成功地建立了自己的工程!1.2 设计画面流程建立新画面在MCGS 组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，即：选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：水位控制；将“窗口标题”改为：水位控制；在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。

选中刚创建的“水位控制”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。

11工具箱单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱，图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27种常用的图符对象。

图形对象放置在用户窗口中，是构成用户应用系统图形界面的最小单元，MCGS 中的图形对象包括图元对象、图符对象和动画构件三种类型，不同类型的图形对象有不同的属性，所能完成的功能也各不相同。

为了快速构图和组态，MCGS 系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。

摘要计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。

组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。

由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。

采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。

随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大,要求越来越高。

一方面要求界面简单明了、宜于操作、数据采集实时性好以及高可靠监控性,同时还要求开发周期短,系统便于更改、扩充、升级。

工控组态软件正是符合这些要求而在工业领域得到广泛应用。

本文对组态技术进行了一些研究，对其发展概况进行了比较全面的了解。

利用组态软件对双储液罐水位控制系统进行监控系统设计。

关键词：组态软件;双储液罐水位控制;监控系统目录摘要前言第一章双储液罐水位控制系统控制方案1.1 采用组态软件控制方案1.2 组态软件简介1.3 组态软件的系统构成及其简介1.3.1. 结构以使用软件的工作阶段划分1.3.2. 结构按照成员构成划分1.4 组态软件的功能现在的状况及将来的发展趋势1.4.1. 总的发展趋势1.4.2. 组态软件功能的变迁1.4.3. 推动组态软件发展的动力1.4.4. 用户对组态软件的需求变化1.4.5. 影响组态软件发展的因素1.4.6. 未来技术走势1.4.7. 国际化及入世的影响第二章基于MCGS组态软件开发水位控制系统简介2.1 MCGS 5.1概述2.1.1 特点及组成2.1.2 运用MCGS 5.1建立运行程序的一般过程2.2水箱水位控制系统的设备组成2.2.1 属性设置2.2.2 设备命令2.2.3 设备命令的实现方法2.2.4 设备调试2.3采用MCGS 开发双储液罐水位控制系统结语第三章 双储液罐水位控制系统硬件组成及设备的选择3.1水箱对象3.1.1．水箱3.1.2. 水泵3.1.3调节阀3.1.4出水阀3.2水位、温度检测与控制设备3.2.1 水位传感器3.2.2温度变送器3.2.3.配电器3.2.4稳压电源3.2.5接触器3.2.6电加热器3.3 I/O 接口设备3.4 接线端子板3.4.1 PCLD9138端子板简介3.4.2 PCLD-880研华螺丝端子板简介3.5计算机第四章 双储液罐水位控制系统主电路及设备连接4.1系统组成4.1.1系统组成4.1.2罐上检测及控制元件名称及作用4.2系统信号流向4.3控制电路4.3.1控制要求及控制电路4.3.2自动控制策略4.4硬件连接第五章基于MCGS 组态软件开发水位控制系统的设计5.1建立工程5.2定义变量5.2.1变量分配5.2.2变量定义步骤5.5.3设备与变量连接5.3 画面的设计和编辑5.3.1建立画面5.3.2 编辑画面5.3.3动画连接5.4水位对象的控制5.4.1水罐对象特征5.4.2控制程序编写5.5 报警显示5.51组对象的定义5.5.2报警属性的定义5.5.3实时报警5.5.4 历史报警5.5.5报警极限值的修改5.5.6． 报警提示5.6曲线显示5.6.1实时曲线5.6.2历史曲线5.7 控制程序的编写第六章 程序调试运行及安全机制6.1 模拟调试6.2 在线调试6.3安全机制6.3.1建立安全机制的必要性6.3.2． 如何建立安全机制总结参考文献致谢前言随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。

新疆工程学院课程设计题目基于MCG组态软件的水位控制系统目录前言 (1)1.设计概述 (2)1.1设计任务介绍 (2)1.2设计系统组成框图 (2)1.3设计分析 (2)14设计所用软件介绍 (3)1.4.1什么是MCGS组态软件 (3)1.4.2 MCGS组态软件的系统构成 (3)1.4.3 MCGS组态软件的功能和特点 (5)1.4.4 MCGS组态软件的工作方式 (5)2设计思路 (6)3组态画面的设计 (7)3.1工程建立 (7)3.2建立流程画面 (7)3.3定义数据对象 (8)3.4.动画连接 (9)3.5模拟设备连接 (9)3.6 控制流程 (10)3.7 报警显示 (10)3.8 报表输出 (12)3.9 趋势曲线显示 (12)3.10 安全机制 (13)3.11 水位控制系统总效果 (15)4 总结 (17)5 参考文献 (18)、八、•前言计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCG工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。

MCGS 是一种流行的组态软件开发环境，组态技术是计算机控制技术综合发展的结果，是技术成熟化的标志。

MCGS 通用版组态软件主要完成通用工作站的数据采集和加工，实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务。

对工作站软件的要求主要是系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。

由于组态技术的介入，计算机控制系统的应用速度大大加快了。

采用组态控制技术的计算机控制系统最大的特点是从硬件设计到软件开发都具有组态性，因此系统的可靠性和开发速度提高了，开发难度却下降了。

随着国内工业生产技术的进步以及自动化技术的发展,人们对自动化监控系统的需求越来越大, 要求越来越高。

实训报告 MCGS组态水位控制系统李明哲普11生产过程自动化1.实训目的依托水位控制系统，全面掌握MCGS组态软件开发项目的一般方法。

2.实训要求1）熟悉水位控制系统的背景及MCGS的监控要求规划。

2）熟悉和掌握MCGS环境结构及安装过程。

3）掌握MCGS建立水位控制系统工程的方法。

4）掌握定义数据变量的方法。

5）掌握动画连接的方法。

6）掌握设备连接的方法。

7）掌握编写控制流程的方法。

8）掌握报警显示的方法。

9）掌握报表输出的方法。

10）掌握曲线显示的方法。

11）掌握设置安全机制方法。

3.实训步骤（1）下载安装MCGS软件，打开软件创建一个新工程。

如图1-1所示；文件->新建工程->新建窗口图1-1（2）打开新建窗口，进行制作仿真。

1）打开新建窗口中的窗口0，就会弹出一个编辑画面。

如果画面中没有工具栏，可以从中调出工具栏（3）打开工具箱单击工具条中的【工具箱】按钮，则打开动画工具箱，图标对应于选择器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；图标用于打开和关闭常用图符工具箱，常用图符工具箱包括27 种常用的图符对象。

（4）输入文字：建立矩形框后，光标在其内闪烁，可直接输入水位控制系统演示工程文字，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入过程结束。

如果用户想改变矩形内的文字，先选中文字标签，按回车键或空格键，光标显示在文字起始位置，即可进行文字的修改。

（5）对象元件库管理单击工具菜单，选中对象元件库管理或单击工具条中的工具箱按钮，则打开动画工具箱,工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象；图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。

原件库中选择对应的元件，然后确定。

再者就是把各个元件调出来。

6）定义数据变量鼠标点击工作台的实时数据库窗口标签，进入实时数据库窗口页。

按新增对象按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮，则增加多个数据变量，系统缺省定义的名称为Data1、 Data2、Data3等选中变量，按“对象属性”按钮或双击选中“变量”，则打开“对象属性设置窗口”。

1、打开MCGS组态软件，单击文件—新建工程-在用户窗口一栏新建窗口-右击“窗口属性"，在窗口名称中输入“水位控制系统"2、双击重新命名的窗口进入动画组态窗口中编辑—在工具箱中找到插入元件一项，单击—进入对象元件库管理中选择合适的元件放到动画组态窗口，再在“工具栏”单击“流动块图标"，把泵，罐和阀连在一起。

在“工具箱”中单击“常用符号”构件,在它的工具箱中选中“凹平面图标”，当鼠标变为“十”后，拖动鼠标到适当大小，再选中“矩形"图标，在凹平面上拖动适当大小，留出凹平面四周轮廓，在“工具箱”中选中“滑动输入器图标”，当鼠标变为“十"后，在以上“填充效果”框内拖动鼠标到适当大小，然后双击进入属性设置。

在“工具箱”中单击“旋转仪表图标”，调整大小放在水罐下面，双击进行相应的属性设置.在“工具箱”中单击“标签”图标，输入对应点数据名称。

单击“工具箱”中的“插入元件图标"，进入“对象元件库管理”,从“指示灯”中选取如下图：，调整大小放在适当位置。

在“用户窗口”中选中“水位控制”,单击鼠标右键，点击“设置为启动窗口”．３．定义数据变量实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心.数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。

定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等.变量名称类型注释水泵开关型控制水泵“启动”、“停止”的变量调节阀开关型控制调节阀“打开”、“关闭”的变量出水阀开关型控制出水阀“打开”、“关闭”的变量液位1数值型水罐1的水位高度，用来控制1#水罐水位的变化液位2数值型水罐2的水位高度，用来控制2#水罐水位的变化液位1上限数值型用来在运行环境下设定水罐1的上限报警值液位1下限数值型用来在运行环境下设定水罐1的下限报警值液位2上限数值型用来在运行环境下设定水罐2的上限报警值液位2下限数值型用来在运行环境下设定水罐2的下限报警值液位组组对象用于历史数据、历史曲线、报表输出等功能构件按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮，则增加多个数据变量。

信 息 技 术7科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON MCGS(monitorand controlgenerated system,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件,能实现对现场数据的采集处理,通过动画显示,报警处理,流程控制、报表输出和曲线显示帮助用户控制和分析现场系统,广泛应用于自动化领域。

MCGS软件系统包括组态环境和运行环境。

二者是相互独立又密切相关的:用户使用组态环境设计和开发应用系统,生成组态结果数据库;运行环境作为独立的运行系统,按照组态结果数据库中用户指定的各种方式进行处理,完成用户组态设计的目标和功能。

MCGS软件系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略组成,每一部分完成组态的不同的工作。

本文以储液罐水位监控系统为例,介绍MCGS的人机界面设计。

[1]1 储液罐水位监控系统控制要求储液罐在工厂很多见,本系统为双储液罐系统,罐1中液体由泵输入,液体在其内按照工艺要求进行处理后送罐2,在罐2中进一步处理后送其他设备。

对储液罐对象有如下控制要求:(1)水位监测:实时监测储液罐中水位,并在计算机中进行动态显示。

(2)水位控制:将水罐1水位H1控制在1～9m,将水罐,2水位H2控制在1～6m。

(3)水位报警:当水位超出以上控制范围时报警。

(4)当H2低于0.5m时采取必要保护措施。

(5)报表输出:生成水位参数的实时报表和历史报表,供显示和打印。

(6)曲线显示:生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线。

2 储液罐水位监控系统人机界面设计人机界面可实现使用者和计算机间有效的信息交流,是文字、图形和控件的综合处理。

各个功能模块具体的界面及功能下面将分别详细进行介绍。

2.1用户登录界面登录界面是进入监控画面的第一步骤,用户输入正确用户名和密码才能进入运行画面。

监控系统权限分为用户级、操作员级和管理员级三个层次,不同用户有不同权限,可进行不同操作。

目录1 MCGS组态软件介绍 (1)1.1 什么是MCGS组态软件 (1)1.2 MCGS的主要特点和基本功能 (1)1.3 MCGSS组态软件的系统构成 (3)1.4 MCGS组态的五大组成部分 (5)2 水位控制系统的设计 (5)2.1 建立一个新工程 (5)2.1.1 建立一个新工程 (5)2.1.2 设计画面流程 (7)2.2 让动画动起来 (8)2.2.1 定义数据变量 (8)2.2.2 动画连接 (9)2.2.3 编写控制流程 (12)2.3 报警显示与报警数据 (14)2.3.1 定义报警 (14)2.3.2 报警显示 (14)2.3.2 报警数据 (15)2.3.3 修改报警值 (16)2.3.4 报警动画 (18)3 报表输出 (18)3.1 实时报表 (18)3.2 历史表报 (20)4 曲线显示 (21)4.1 实时曲线 (21)4.2 历史趋势 (22)1 MCGS组态软件介绍1.1 什么是MCGS组态软件MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，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，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。

1.2 MCGS的主要特点和基本功能MCGS的主要特点和基本功能如下：简单灵活的可视化操作界面。

MCGS采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS的组态工作既简单直观，又灵活多变。

用户可以使用系统的缺省构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格的图形界面、标准Windows风格的图形界面以及带有动画效果的工具条和状态条等。

第1章系统总体方案选择在工业生产过程中，液体贮槽设备如进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等应用十分普遍，为保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡，因此工艺要求贮槽内的液位需维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出，要求设计一个液位控制系统。

对分析设计的要求，生产工艺比较简单要求并不高，所以采用单回路控制系统进行设计。

单回路控制系统又称简单控制系统，是指由一个被控系统、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个执行器所构成的闭合系统。

单回路控制系统是最简单、最基本、最成熟的一种控制方式。

单回路控制系统根据被控量的系统、液位单回路控制系统等。

1.1 被控参数的选择根据设计要求可知，水箱的液位要求保持在一恒定值。

所以，可以直接选取水箱的液位作为被控参数。

1.2 控制参数的选择影响水箱液位有两个量，一是流入水箱的流量。

二是流出水箱的流量。

调节这两个流量的大小都可以改变液位高低，这样构成液位控制系统就有两种控制方案。

对两种控制方案进行比较，假如系统在停电或者失去控制作用时，第一种通过控制水箱的流入量的方案将出现的情况是：水箱的水将流干；第二种通过控制水箱的流出量的方案则会形成水长流或者水溢出的情况，因此，选择流入量作为控制参数更加合理。

1.3 调节阀的选择在工程中，当系统的控制作用消失时，如果调节阀没有关闭则会造成水的浪费甚至出现事故，因此，需要关闭调节阀。

故选择电动气开式调节阀。

1.4 控制规律的选择一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。

比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。

比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。

摘要应用组态软件设计一个仿真实验监控系统,实现对实际工程问题的过程控制,现在我们的具体问题是实现对水箱液位过程控制。

为了能设计一个解决实际工程问题的仿真实验监控系统,我们可以基于各种组态软件来设计这个仿真平台.而MCGS组态软件具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能等突出特点,它可以快速构造和生成上位机监控系统，并可稳定运行于多种操作系统.。

以MCGS组态软件为开发平台,设计一个仿真实验监控平台来实现对实际工程问题的控制.不仅能对水箱的液位进行监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。

为了能够很好的实现对水箱液位控制系统的仿真,综合考虑多方面的因素,本文将用MCGS组态软件设计一个仿真实验监控平台来对其进行实时控制.具体地,要将MCGS组态软件实现此方案。

在该系统中,利用MCGS组态软件完成数据采集、控制信息输出以及人机交互等工作，完成仿真实验监控平台的设计,最终达到对水箱液位实时监控,实验数据采集,报表的输出和数据的同步显示。

关键词： MCGS组态软件；液位系统；仿真实验AbstractTo design a simulation experiment monitoring platform with application configuration software, realizing the actual engineering problems of process control, currently, our concrete problem is to achieve the temperature of the boiler and water tank level process control.In order to be able to solve real engineering problems to design a simulation experiment monitoring platform, we can base on a variety of configuration software to design this simulation platform. The MCGS configuration software has simple operation, perfect visibility, strong maintainability, high performance and other salient features. It can construct and generate host computer monitoring system quickly, and can be run on different kinds of operating systems steadily.With MCGS configuration software development platform, designing a simulation experiment monitor platform to achieve the process control of the actual engineering problems. Not only can monitor the level of the water tank and the temperature of the boiler, gathering the experiment data and establishing experiment reports, but also can do the off-line simulation experiment, simulation control.In order to control the water tank level and the water temperature of boiler well. Take a comprehensive consideration on various factors; this article will design a simulation experiment monitoring platform with MCGS configuration software to achieve the real-time control for this system. Specifically, we should use MCGS configuration software to implement this program. In this system, realizing the data acquisition, controlling information output, as well as the human-machine interaction by the MCGS configuration software, and accomplishing the design of the simulation experiment monitoring platform, which can to achieve the level of the water tank and the water temperature of the boiler in real-timemonitoring, experimental data collection, report forms of the output and synchronized curve display ultimately.Key Words： MCGS configuration software; liquid level system; simulation experiment目录1绪论.................................................. 错误!未定义书签。

MCGS水位控制系统设计与制作摘要：在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。

水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。

而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。

本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。

利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置。

关键词：水位控制、MCGS、PLC目录1.引言 (14)2.方案论证 (15)2.1方案一:利用浮球液位开关进行对水箱液面的感应 (15)2.2方案二:利用水位传感器对水箱液面进行感应 (16)3．MCGS组态软件开发水位控制系统 (18)3.1 MCGS5.1工控组态软件概述 (18)3.2水位控制系统的组成 (19)3.3建立水位工程系 (20)3.4设置水位报警 (25)3.5实时报表的添加 (27)3.6曲线显示 (29)3.7工程安全机制 (30)4.各电路设计和论证 (32)4.1水位检测原理图 (32)4.2基于PLC控制的水箱水位控制系统 (33)4.3主电路及接线图 (39)4.4系统流程图及梯形图 (39)5.PLC与组态软件的连接 (43)5.1概述 (43)5.2通用串口设备设置 (43)5.3硬件连接 (43)5.4设备属性设置 (44)5.5设备调试 (44)6．小结 (45)1.引言在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。

但是，在一般的情况下，往往需要测量的水箱或水塔和控制室都有相当长的距离，常常需要架设在上百米或者上千米的输电和控制线路，很显然上述性的工作如果是人工完成的话无论从时间和资金上都将造成很大的浪费。

给测量和控制带来了一定的麻烦和不便，同时也容易出差错。