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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展监控,采集实验数据建立实验报表,而且能够脱机进展仿真实验、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展实时控制.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,最终到达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 hostputer 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 monitorthe 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 prehensive 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 acplishing 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-time monitoring, 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。
综合实验报告实验名称自动控制系统综合实验题目单容水箱液位定值控制系统指导教师王巧玲设计起止日期2013 年 1 月 7 日～1 月 18 日系别自动化学院控制工程系专业学生姓名班级学号成绩目录第一章MCGS 简介 (1)一、MCGS 组态软件的系统构成 (1)1、MCGS 组态软件的整体结构 (1)2、MCGS 组态软件的五大组成部分 (1)二、MCGS 组态软件的工作方式 (2)1、MCGS 如何与设备进行通讯 (2)2、MCGS 如何产生动画效果 (2)3、MCGS 如何实施远程多机监控 (2)4、如何对工程运行流程实施有效控制 (2)三MCGS 组态软件的一般组态过程 (2)工程项目系统分析 (2)工程立项搭建框架 (3)设计菜单基本体系 (3)制作动画显示画面 (4)编写控制流程程序 (4)完善菜单按钮功能 (4)编写程序调试工程 (4)第二章综合实验纲要 (6)一、综合实验的目的 (6)二、综合实验的基本要求 (6)三、实验前的准备及安全操作规程 (6)安全操作规程 (6)四、综合实验内容要求 (7)硬件系统设计 (7)软硬件测试 (7)数据 I/O 及通信设计 (7)监控组态界面设计 (7)控制算法设计 (8)系统调试和完善 (8)撰写设计报告 (8)第三章单容水箱液位定值控制系统 (9)概况 (9)实验所需设备以及所需软件 (9)要求 (9)实验原理 (9)第四章实验设计 (10)一、实时数据库的设计 (10)二、添加设备 (10)三、添加运行策略 (11)四、添加用户窗口 (12)主窗口属性 (13)五、设计主页面 (14)添加设定值 SV、测量值 PV 以及输出值 OP 的动态条显示 (14)添加变量设定栏 (15)添加变量显示栏 (16)添加手自动按钮 (16)添加历史曲线按钮 (17)添加实时曲线显示 (17)六、历史曲线页面 (18)第五章实验结果 (19)一、PID 调试过程 (19)二、PID 参数确定 (19)三、加扰动、测性能 (20)第六章总结 (20)第七章参考资料文献 (20)第一章MCGS简介一、MCGS组态软件的系统构成1、MCGS组态软件的整体结构MCGS（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，可运行于 Microsoft Windows95/98/NT/2000/XP 等操作系统。
题目基于MCGS的水箱液位的自适应PID控制系：专业：自动化班级：学生姓名：导师姓名：诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日一、基本任务及要求：本系统以下水箱液位为主调节参数，上水箱液位为副调节参数，构成串级控制系统。
当压力传感器检测的液位信号与给定液位值进行比较后，侧输入模糊PID控制器，其输出作为比例积分调节器的给定值，当与上水箱液位传感器检测到的液位信号比较后，再送入比例积分调节器，其输出侧可控制电动调节阀的开度，调节进水流量，实现水箱液位的控制。
二、进度安排及完成时间：1、第一周至第三周：明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义。
2、第三周：查阅相关资料，自学相关内容，确定课题总体方案，分配课题任务，确定个人研究重点，做好选题报告。
3、第四周至第五周：根据自己研究的方向，确定自己的总体设计方案，根据对象特性进行各种控制方法的研究，并设计硬件总体模块图及软件模块图。
4、第六周至第十二周：完成系统的控制方法研究，软、硬件设计。
5、第十三周至第十四周：系统仿真及调试。
6、第十五周至第十六周：整理资料，完成毕业论文编写，进行毕业答辩。
摘要随着时代的发展，水箱控制系统在国内各行各业的应用已经十分广泛，水箱的控制可以作为研究更为复杂的非线性系统的基础，又具有较强的理论性，属于应用基础研究。
同时，它具有较强的综合性，涉及控制原理、智能控制、流体力学等多个学科。
水箱控制系统是著名的智能实验设备之一，在国外很多大学和实验室都已得到了广泛的应用，国内也有包括清华大学、浙江大学、吉林大学等高I校。
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。
水箱液位控制系统演示工程操作步骤一、创建新工程1、双击桌面中的图标，进入MCGS组态环境工作台，如图1所示。
2、点击图1中的“新建窗口”，出现“窗口0”图标。
3、点击“窗口0”鼠标右键，选择“属性”，按照图2进行设置，则窗口名称变为“水箱液位控制系统”，如图2右图所示。
图2二、画面设计1、在“水箱液位控制”窗口点击菜单中的【工具箱】图标，单击插入元件按钮，打开【对象元件管理】中的【储藏罐】，选择罐17，点击确定。
如图3所示，则所选中的罐出现在桌面的左上角，用鼠标改变其大小及位置。
图32、按照同样的方法，【储藏罐】选中2个罐（罐17，罐53），【阀】选中2个阀（阀58，阀44），1个泵（泵40）。
按图4放置。
图43、选中工具箱中的【流动快】按钮，单击鼠标并移动光标放置流动快。
如图5所示设置流动快。
图54、选中流动块，点击鼠标右键【属性】，按图6设置属性。
图65、添加文字，选中工具箱中的【标签】按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任意位置拖曳鼠标，拉出一个一定大小的矩形。
建立矩形框后，鼠标在其内闪烁，可直接输入“水箱液位控制系统演示工程”文字。
选中文字，鼠标右键【属性】，按图7设置。
图76、点击菜单中的，可变更字体大小。
按图5添加其他文字。
三、MCGS数据对象设置2、单击工作台【实时数据库】按钮，进入【实时数据库】窗口。
单击窗口右边的【新增对象】按钮，在窗口的数据对象列表中，就会增加新的数据对象。
双击选中对象，按图8设置数据对象属性。
图83、按照图9设置其他数据对象属性。
图94、双击【液位组】，存盘属性按图10设置，组对象成员按图11设置。
图10图11四、动画连接（一）水罐动画连接1、在【用户窗口】中，双击【水箱液位控制】，进入窗口后双击水罐1，弹出【单元属性设置】窗口，如图12所示。
图122、单击【动画连接】，选中折线，则出现。
单击按钮进入【动画组态属性设置】窗口，各项设置如图13所示，单击确认后，水罐1的对象变量连接就成功了。
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。
单罐液位控制系统（MCGS组态）
效果图如图所示。
要求通过泵开关控制流动块流动，模拟液体的加入；通过阀开关控制流动块流动，模拟液体的流出；利用滑动输入器手动控制液位的变化。
（1）设置设备组态
（2）设置实时数据库对象
泵：开关量
储藏罐：（液位）数值量
阀：开关量
以泵为例进行设置：
单击“新增对象”、“对象属性”，出现对话框，如下图所示。
在对象名称、对象类型输入相应内容。
（3）添加构件
按照效果图添加标签、泵、储藏罐、阀、油罐车、管道。
（4）设置动画组态连接
标签；泵、左流动块；阀、两个右流动块；储藏罐液位用滑动输入器手动控制。
1）标签
闪烁效果
2）泵
3）左流动块
4）储藏罐
5）阀
6）右流动块
7）滑动输入器
（5）下载工程并运行阿。
