任务一
新建工程

一、知识储备

（一）什么是组态软件？

组态软件，又称组态监控系统软件，译自英文Supervisory Control and Data Acquisition（SCADA，数据采集与监视控制）。它是数据采集与过程控制的专用软件。

组态软件是处于自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等。在电力系统以及电气化铁道上组态软件又称远动系统。

“组态”的含义是“配置”“设定”“设置”等，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序。有时组态也称为“二次开发”，组态软件也称为“二次开发平台”。

“监控（Supervisory Control）”即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。

（二）国内外组态软件介绍

1.国外软件

（1）InTouch:Wonderware（万维公司）是Invensys PLC“生产管理”部的一个运营单位，是全球工业自动化软件的领先供应商。 Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。

（2）WinCC：西门子自动化与驱动集团（A&D）是西门子股份公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。 Siemens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。 WinCC内嵌OPC支持，可对分布式控制进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好接受Siemens的培训以掌握WinCC的应用。

（3）Movicon：由意大利自动化软件供应商PROGEA公司开发。该公司自1990年开始开发基于Windows平台的自动化监控软件，可在同一开发平台完成不同运行环境的需要。最具特色之处在于完全基于XML，又集成了VBA兼容的脚本语言及类似STEP-7指令表的软逻辑功能。

2.国内软件

（1）世纪星：由北京世纪长秋科技有限公司开发，产品自1999年开始销售。

（2）三维力控：由北京三维力控科技有限公司开发，核心软件产品初创于1992年。

（3）组态王KingView：由北京亚控科技发展有限公司开发，该公司成立于1997年。1991年开始创业，1995年推出组态王1.0版本，目前在市场上广泛推广KingView6.53、KingView6.55版本。

（4）紫金桥Realinfo：由紫金桥软件技术有限公司开发。

（5）MCGS：由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发，主要是搭配硬件销售。

（6）态神：南京新迪生软件技术有限公司开发，核心软件产品初创于2005年，是首款3D组态软件。

（7）威纶通：由台湾威纶通科技有限公司开发，专注于中国HMI市场，已广泛应用于机械、纺织、电气、包装、化工等行业。

（三）组态软件的特点和功能

（1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需要作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。

（2）封装性（易学易用）。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需要掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。

（3）通用性。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。

组态软件一般都能完成以下几个功能：

①实时数据采集（数字量、模拟量）；

②动态显示数据（文本、曲线、图、表等方式）；

③数据的实时运算处理（内置数字处理+脚本支持）；

④过程控制（脚本实现控制策略，流程控制）；

⑤历史数据记录；

⑥报警功能；

⑦网络通信功能（TCP / IP、Modem）；

⑧开放式结构（可扩充性，允许二次开发）。

（四）什么是MCGS软件？

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。

MCGS组态软件由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司出品，分通用版、网络版和嵌入版，可在公司官方网站上下载30 min学习版和相关学习资料。

（五）MCGS软件的结构

MCGS软件由组态环境和运行环境两个系统组成，如图1-1所示。

MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录下的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为. mcg的工程文件，又称组态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成用户应用系统，统称为“工程”。

MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录下的Program子目录中，在运行环境中完成对工程的控制工作。

（六）MCGS软件的组成

MCGS软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，如图1-2所示，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。

用MCGS软件组建新工程的一般过程如图1-3所示。

（七）MCGS软件简介

1. MCGS软件界面

MCGS软件界面如图1-4所示。

2.制作图形画面

制作图形画面如图1-5所示。

3.定义数据对象

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。

数值：名称不超过32个字符（16个汉字）初值负数从-3.402823 ×10 ³⁸ 到-1.401298 ×10 ^-45 ，正数从1.401298×10 ^-45 到3.402823×10 ³⁸ 。

4.建立动画连接

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，如图1-6所示。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现图形的动画效果。

在图1-6中，选择“按钮动作”选项后，在一个工程的用户窗口中添加一个按钮，用以控制系统的启动和停止。当按下该按钮后，系统开始运行；当系统运行中按下该按钮，则系统停止运行。

输入框的作用是在MCGS运行环境下为用户从键盘输入信息，通过合法性检查之后，将它转换适当的形式，赋予实时数据库中所连接的数据对象。输入框同时也可以作为数据输出的器件，显示所连接的数据对象的值。

5.策略编程

在MCGS运行过程中，循环策略由系统按照设定的循环周期自动循环调用，循环体内所需执行的操作和任务由用户设置。一个系统中至少应该有一个循环策略。

脚本程序的编程语法类似于普通的Basic语言。“数据对象=表达式”即把“=”右边表达式的运算值赋给左边的数据对象。赋值号左边必须是能够读写的数据对象，如：开关型数据、数值型数据、字符型数据以及能进行写操作的内部数据对象。

二、任务实操

三、任务评价