第４章采用MCGS组态软件设计立体仓库监控演示界面
4.1 基于MCGS仿真实现的意义
利用MCGS可视化仿真技术，可以实现满足要求的在仿真界面，能提供一个多角度、多层次的观察仿真过程。计算机上实现工程的模拟测试和仿真，用户可以根据需要直接修改各种仿真参数，从而大大降低了开发费和难度。同时可以通过组态仿真使读者能够设计出更加实用的控制系统，从而可以在较短的时间内，以较少的代价完成较好的效果。
基于MCGS组态软件设计的基本步骤可以概括为以下几点：
①查看资料，组织材料。
②设计窗口。
③建立设备管理和构造实时数据库。
④制作工程动画和动画连接。
⑤编写脚本控制流程程序。
⑥整体运行、程序调试。
4.2 MCGS实现立体仓库工程画面
MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库窗口和运行策略五部分构成，每一部分分别进行不同的组态设计，完成不同的工作，具有不同的特性。组成MCGS公车各要素间的关系如图4-1所示。
图4-1 MCGS工程各要素间的关系
工程画面的制作是整个工程制作的主要步骤之一，其主要目的是以实际的控制对象为模板通过绘制和动画功能的设置能够实时模拟系统的运行。它是在用户窗口中完成，由新建窗口组建。立体仓库画面制作具体步骤如下：
（1）在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”，如图4-2所示：
图4-2新建画面窗口
（2）选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。
（3）将窗口名称改为：“立体仓库”；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。
图4-3 画面建立
（4）在“用户窗口”中，选中“立体仓库监控系统”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。如图4-3所示：
最后生成的画面如图4-4所示：
图4-4最后生成的组态监视画面
4.3 MCGS实时数据库的读写实现
4.3.1 MCGS实时数据库简介
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。我们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，系统各部分均以实时数据库为数据公用区，进行数据交换、数据处理和实现数据的可视化处理。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。
4.3.2 数据对象的类型
在MCGS组态软件中，数据对象有开关型、数值型、字符型、事件型、组对象等五种类型。不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同。
①开关型：记录开关信号（0或非0）的数据对象称为开关型数据对象，通常与外部设备的数字量输入输出通道连接，用来表示某一设备当前所处的状态，也用于表示MCGS 中某一对象的状态，如对应于一个图形对象的可见度状态。
②数值型：数值型数据对象除了存放数值及参与数值运算外，还提供报警信息，与外
部设备的模拟量输入输出通道连接。数据对象的数值范围是：负数是从-3.402823E38 到
-1.401298E-45，正数从1.401298E-45 到3.402823E38。
③字符型：字符型数据对象是存放文字信息的单元，用于描述外部对象的状态特征，其值为多个字符组成的字符串，字符串长度最长可达64KB。
④事件型：用来记录和标识某种事件产生或状态改变的时间信息。事件型数据对象的值是19个字符组成的定长字符串，用来保留当前最近一次事件所产生的时刻：“年，月，日，时，分，秒”。
⑤组对象：数据组对象是MCGS引入的一种特殊类型的数据对象，类似于一般编程语言中的数组和结构体，用于把相关的多个数据对象集合在一起，作为一个整体来定义和处理。
4.3.3 立体仓库控制系统数据库的构造
MCGS中定义的数据对象的作用域是全局的，像通常意义的全局变量一样，数据对象的各个属性在整个运行过程中都保持有效，系统中的其它部分都能对实时数据库中的数据对象进行操作处理。而数据对象是实时数据库的基本单元。构造实时数据库的过程，就是定义数据对象的过程。
通过对2*3立体仓库工作要求的分析，要实现对仓库控制系统的仿真我们需要以下实时数据库及数据对象。如下图4-5所示：
图4-5立体仓库部分实时数据库
4.4 MCGS与PLC设备的通信
设备窗口是MCGS系统的重要组成部分，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，实现对应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。系统运行过程中，设备构件由设备窗口统一调度管理，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。
MCGS设备目录的分类方法，为了用户在众多的设备驱动中方便快速的找到需要的设备驱动，MCGS所有的设备驱动都是按合理的分类方法排列的，分类方法如图4-6所示：
图4-6 MCGS设备驱动分类方法
在本次设计中，要进行设备通信的步骤是：打开“设备窗口”，双击“设备窗口”，选中设备工具箱，单击设备管理，选中本组态设计中需要的“通用串口父设备”、“西门子S7-200PPI”如图4-7所示：
图4-7 MCGS中设备通信的选择
双击“通用串口父设备”对其设备属性进行编辑，其中“最小采集周期”为200ms，“串口端口号”为“0-COM1”，“数据校验方式”为“2-偶校验”，如图4-8再点击确认：
图4-8 通用串口父设备的设置
双击“PLC-{西门子S7-200PPI}”，对MCGS数据与PLC中的数据进行连接，由于本次设计中需要的输入口、输出口较多，为满足通道要求，需要增加输入输出口，具体步骤为：在PLC-{西门子S7-200PPI}中选中“设置设备内部属性”，选择“增加通道”，根据本次设计的需要，增加合适的通道值，点击确认。增加通道后如图4-9所示：
