徐州师范大学本科生毕业设计 基于PLC的自动分拣控制系统设计
4 监控画面的设计
4.1 组态控制技术
工控组态软件能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
本系统采用MCGS作为上位机的监控软件。材料分拣MCGS组态软件设计是对分拣系统的实时采集以及监控，从而实现操作者可以远离操作现场就能实现对生产线的控制。组建工程的总体规划是先建立一个用户窗口，其次是编辑画面和定义数据对象，再次是动画连接和编写控制流程，最后是设备的连接和调试。MCGS组态软件是由北京昆仑自动化有限公司研制开发的，其英文全称为Monitor and Control Generated System，即“监视与控制通用系统”。MCGS系统包括组态环境和运行环境两部分。
用户的所有组态配置过程都在组态环境中运行，组态环境相当于一套完整的工具软件，它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件，称为组态结果数据库。
运行环境是一个独立的运行系统，按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义，必须与组态结果数据库一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成，运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。
组态结果数据库完成了MCGS系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的关系如图4-1所示。
组态环境：组态生成应用系统 运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库
图4-1 组态环境向运行环境的过渡
由MCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分组成，如图4-2所示。其中，运行时只有用户窗口是可见的，常被称为“前台”，其余部分被称为“后台”[29] 。
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MCGS主控窗口设备窗口用户窗口实时数据库运行策略系统菜单设备构件1图元数据对象启动策略??循环策略图符报警处理退出策略系统参数启动参数设备构件n动画构件存盘处理自定义策略
图4-2 MCGS组态环境的结构
MCGS的主要特点和基本功能如下：
（1）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。
（2）丰富、生动的多媒体画面。MCGS以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等有关信息;通过对图形大小的变化、颜色的改变、明暗的闪烁、图形的移动翻转等多种乎段，增强画面的动态显示效果。
（3）实时数据库为用户分步组态提供极大方便。MCGS构成的五个部分中实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区，是整个系统的核心。
总之，MCGS组态软件功能强大，界面友好。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题，集中精力去解决工程问题本身，组态配制出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统[27] 。
4.2 模型的建立
打开MCGS组态环境这个软件，进入它的主界面。设计出监控的画面如下：
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图4-3 监控的主控画面
在上图中，材料分拣系统的各部分的结构如下： 1、转接面板 2、单向感应电动机 3、三菱PLC
4、调压阀、空气滤器、油雾器与气压指示表 5、内置电源 6、传送带 7、挡板 8、料槽
9、先导式电磁换向阀
10、气缸回位限位开关（磁感应开关） 11、气缸1
12、判断材质传感器 13、下料传感器 14、导料轨道
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4.3 动画连接
所谓动画连接，实际上是将用户窗口内创建的图形对象与实时数据库中定义的数据对象，建立起对应的关系，在不同的数值区间内设置不同的图形状态属性（如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等），将物理对象的特征参数以动画图形方式来进行描述。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。
动画组态的设置主要有颜色动画连接、位置动画连接、输入输出连接和特殊动画连接。材料分拣组态设计中的动画设计也是在这四种连接方式的基础上设置的[26] 。
1、颜色动画连接
所谓颜色动画连接就是指将图形对象的颜色属性与数据对象值之间建立相关性关系，使图元、图符对象的颜色属性随着数据对象值的变化而变化，用这种方式实现颜色不断变化的动画效果。如在监控图中，当铁质的材料传送至对应位置时，对应传感器上方的指示灯由红色变为绿色，其设置如图4-4所示。
图4-4 颜色动画的连接
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2、位置动画连接
位置动画连接包括图形对象的水平移动、垂直移动和大小变化三种属性，使图形对象的位置和大小随着数据对象值的变化而变化。用户只要控制数据对象值的大小和值的变化速度，就能精确地控制所对应图形对象的大小、位置及其变化速度。用户可以定义一种或多种动画连接，图形对象的最终动画效果是多种动画属性的合成效果。
平行移动的方向包含水平和垂直两个方向，其动画连接的方法相同。首先要确定对应连接对象的表达式，然后再定义表达式的值所对应的位置偏移量。材料分拣系统中物料的移动就是按位置动画连接的方法设定的。其水平移动的设置如图4-5所示。
图4-5 水平移动动画连接
3、输入输出连接
输入输出连接包括显示输出、按键输入、按钮动作三种方式。在材料分拣系统中物料的计数用到显示输出连接，输出值选择数值量输出，把物料的总数num的数值以数值量表示出来，如图4-6所示。
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