基于mcgs组态屏的开口装置检测系统设计【字数：10860】
摘 要本课题主要是以MCGS组态屏为核心显示从设备发来的数据并且编写脚本程序处理。组态屏也能够及时反馈数据给从设备，控制与之通讯的部分从设备。主要功能是实时监控24路开口显示界面。一旦检测到从设备发上来的数据不正常，则立刻显示其错误的具体位置，以便使用者发现出错的问题，并且及时处理，避免不必要的损失。为了方便操作人员查看数据和控制设备，还编写设计了MCGS组态屏的上位机服务器交互界面，运行在电脑端名叫《MCGS网络版组态环境》的APP里面，通过局域网TCP/IP协议与下位机组态屏通讯，直接在电脑端看到分布在各个空间的组态屏的运行情况，并且可以控制组态屏，使得员工不必单个组态屏一一查看数据，节省了时间。
目录
1．引言 1
1.1课题背景与现状 1
1.2课题研究的应用前景 2
1.3 本次毕设任务与要求 2
2．下位机组态屏基础设计 5
2.1主页窗口 5
2.2设置窗口 8
2.3表格窗口 10
2.4其他窗口 11
3．组态屏运行策略 12
3.1运行策略数据的采集 12
3.2运行策略数据的处理 14
3.3运行策略数据的存盘 18
4．上位机服务器端的设计 19
4.1 组态屏端和上位机通讯 19
4.2 上位机主要界面 20
结语 23
参考文献 24
致谢 25
1．引言
1.1课题背景与现状
嵌入式触摸屏更新换代非常快，未来只会更加的强大，传统的显示仪表器件，不能够满足自动化显示的要求。组态屏是一种新型的人机交互界面，它不仅具有基本的显示和操作功能，而且还有风格独特的三维动画、动态图表实时刷新、丰富详细的数据记录、制作界面简单，生动形象。这些可视化操作界面满足了许多工业场景的应用需求。MCGS（Monitorand Control Generated System）是一套国产通用组态软件，以Windows95／98／2000为平台。通过这些平台就可以方便、快速、高效地建立起需求对象的全过程监控系统[5]。首先对现场数据采集和处理,然后以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
动态显示、报警提示、流程控制和报表控件输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的完整方案和工作平台,应用场景广泛。主要特点是速度快，型号为TPC7062KD的MCGS组态屏内置嵌入式高性能低功耗CPU作为核心处理器（ARM系列CPU，主频400兆赫兹）的触摸屏。具有准确的时间精度控制，能快速地完成从设备数据采集，满足实时监控系统的速度要求，其他具体优点：1.配置使用成本低：上位机系统运行只需最低配置的386单板计算机，大大降低了设备运行成本。2.屏幕稳定性高：屏幕的分辨率可以自行设置，运行时间长。3.功能强劲：提供中断处理，并且定时扫描精度可达到毫秒级别，从而提供对计算机内存，串行端口的快速访问。4.支持的通讯方式多样：内部集成串行通讯功能(RS232,RS485都支持)、TCP/IP以太网通讯、Modem远程诊断功能和Web浏览功能，可以实现与各种设备数据交换、远程采集和Web版浏览，并且可以在企业监测到需要的生产信息，设备管理和企业管理兼顾[8]。5.设备兼容性较强和操作简单：各种通讯的数据都可以集成化处理，厂商提供丰富的例程和应用软件，使得MCGS嵌入版组态屏的学习简单、操作方便、变化灵活。支持多种设备连接和兼容，提供了很多常用的硬件设备驱动。
MCGS嵌入版由五大功能模块组成，功能模块以构件的形式来构造设计，构件类型有动画构件、策略构件、设备构件。通过编程设计完成设备驱动、动画显示和流程控制等工作。
丰富、形象的多媒体画面。通过各种方式增强屏幕的动态表现力，例如大小变化、色彩渲染、明暗交替闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果[2]。
MCGS嵌入版由用户（界面）窗口、设备（通讯）窗口、主控（运行环境）窗口、实时数据（变量类型）库和运行策略五个部分。其中实时数据（变量类型）库是一个重要的数据变量存储中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的基础数据区。每个独立的部件都可以向实时数据库输入和输出数据，并完成综合的控制。在生成用户交互界面系统时，每一部分均可分别进行单独配置，不相关，独立构建。
在多数情况下，用户需要“设备无关”，这个也是可以实现的。组态屏根据外部设备的特征，用构件配置对应的属性，实现外部设备的控制和驱动，然后汇总到运行策略，进而建立联系，但是他们又是独立的，如果你对其中一个设备操作和改动了，不会干扰到其他设备和系统的结构。
1.2课题研究的应用前景
基于MCGS组态屏的开口装置检测系统设计有着很高的研究价值与非常广阔的应用前景，HMI相比以前，有了很大的进步，不仅做到人性化操作，而且功能非常的多和强大。在工业上面，机器设备的运行，需要得到有效的监控，一旦出现故障，没有得到及时的处理反馈，就有可能造成巨大的经济损失。此外，日常的机器设备运行，技术人员需要显示或者修改设备的需求。这些，MCGS组态屏都能够满足。MCGS组态屏上位机系统还能够远程控制许多个下位机组态屏，相当于知道许多台机器设备的运行状况。在办公室服务器电脑端，触摸一下屏幕，即可同时控制工厂各个地方的每个机器，提高了工作效率。
1.3 本次毕设任务与要求
本次毕业设计任务是针对常熟纺织机械厂开口装置检测需求，编写上位机和下位机后台组态软件和显示界面，用于检测24路开口装置的机械位置情况。如果机械位置偏了，组态屏就会控制对应灯显示红色，正常则显示绿色。上位机服务器程序运行在电脑的MCGS网络版运行环境软件上，而下位机程序运行在型号为TPC7062KD的组态屏上，上下位机的软件结构都如图12软件程序结构图所示。
下位机端MCGS组态屏作为主设备与各从设备之间采用RS485方式通讯，软件层采用的是Modbus协议。保证了各个设备通讯的有效性，不会出现错乱数据的问题，以下是三个从设备：
1、从设备1是主控板，也是主要向组态屏传输重要数据的设备，传输开口数据，编码器角度和其他数据。此外，一部分复杂的数据也是在高速的STM32主控板上处理，以减轻组态屏的运算量。
目录
1．引言 1
1.1课题背景与现状 1
1.2课题研究的应用前景 2
1.3 本次毕设任务与要求 2
2．下位机组态屏基础设计 5
2.1主页窗口 5
2.2设置窗口 8
2.3表格窗口 10
2.4其他窗口 11
3．组态屏运行策略 12
3.1运行策略数据的采集 12
3.2运行策略数据的处理 14
3.3运行策略数据的存盘 18
4．上位机服务器端的设计 19
4.1 组态屏端和上位机通讯 19
4.2 上位机主要界面 20
结语 23
参考文献 24
致谢 25
1．引言
1.1课题背景与现状
嵌入式触摸屏更新换代非常快，未来只会更加的强大，传统的显示仪表器件，不能够满足自动化显示的要求。组态屏是一种新型的人机交互界面，它不仅具有基本的显示和操作功能，而且还有风格独特的三维动画、动态图表实时刷新、丰富详细的数据记录、制作界面简单，生动形象。这些可视化操作界面满足了许多工业场景的应用需求。MCGS（Monitorand Control Generated System）是一套国产通用组态软件，以Windows95／98／2000为平台。通过这些平台就可以方便、快速、高效地建立起需求对象的全过程监控系统[5]。首先对现场数据采集和处理,然后以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
动态显示、报警提示、流程控制和报表控件输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的完整方案和工作平台,应用场景广泛。主要特点是速度快，型号为TPC7062KD的MCGS组态屏内置嵌入式高性能低功耗CPU作为核心处理器（ARM系列CPU，主频400兆赫兹）的触摸屏。具有准确的时间精度控制，能快速地完成从设备数据采集，满足实时监控系统的速度要求，其他具体优点：1.配置使用成本低：上位机系统运行只需最低配置的386单板计算机，大大降低了设备运行成本。2.屏幕稳定性高：屏幕的分辨率可以自行设置，运行时间长。3.功能强劲：提供中断处理，并且定时扫描精度可达到毫秒级别，从而提供对计算机内存，串行端口的快速访问。4.支持的通讯方式多样：内部集成串行通讯功能(RS232,RS485都支持)、TCP/IP以太网通讯、Modem远程诊断功能和Web浏览功能，可以实现与各种设备数据交换、远程采集和Web版浏览，并且可以在企业监测到需要的生产信息，设备管理和企业管理兼顾[8]。5.设备兼容性较强和操作简单：各种通讯的数据都可以集成化处理，厂商提供丰富的例程和应用软件，使得MCGS嵌入版组态屏的学习简单、操作方便、变化灵活。支持多种设备连接和兼容，提供了很多常用的硬件设备驱动。
MCGS嵌入版由五大功能模块组成，功能模块以构件的形式来构造设计，构件类型有动画构件、策略构件、设备构件。通过编程设计完成设备驱动、动画显示和流程控制等工作。
丰富、形象的多媒体画面。通过各种方式增强屏幕的动态表现力，例如大小变化、色彩渲染、明暗交替闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果[2]。
MCGS嵌入版由用户（界面）窗口、设备（通讯）窗口、主控（运行环境）窗口、实时数据（变量类型）库和运行策略五个部分。其中实时数据（变量类型）库是一个重要的数据变量存储中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的基础数据区。每个独立的部件都可以向实时数据库输入和输出数据，并完成综合的控制。在生成用户交互界面系统时，每一部分均可分别进行单独配置，不相关，独立构建。
在多数情况下，用户需要“设备无关”，这个也是可以实现的。组态屏根据外部设备的特征，用构件配置对应的属性，实现外部设备的控制和驱动，然后汇总到运行策略，进而建立联系，但是他们又是独立的，如果你对其中一个设备操作和改动了，不会干扰到其他设备和系统的结构。
1.2课题研究的应用前景
基于MCGS组态屏的开口装置检测系统设计有着很高的研究价值与非常广阔的应用前景，HMI相比以前，有了很大的进步，不仅做到人性化操作，而且功能非常的多和强大。在工业上面，机器设备的运行，需要得到有效的监控，一旦出现故障，没有得到及时的处理反馈，就有可能造成巨大的经济损失。此外，日常的机器设备运行，技术人员需要显示或者修改设备的需求。这些，MCGS组态屏都能够满足。MCGS组态屏上位机系统还能够远程控制许多个下位机组态屏，相当于知道许多台机器设备的运行状况。在办公室服务器电脑端，触摸一下屏幕，即可同时控制工厂各个地方的每个机器，提高了工作效率。
1.3 本次毕设任务与要求
本次毕业设计任务是针对常熟纺织机械厂开口装置检测需求，编写上位机和下位机后台组态软件和显示界面，用于检测24路开口装置的机械位置情况。如果机械位置偏了，组态屏就会控制对应灯显示红色，正常则显示绿色。上位机服务器程序运行在电脑的MCGS网络版运行环境软件上，而下位机程序运行在型号为TPC7062KD的组态屏上，上下位机的软件结构都如图12软件程序结构图所示。
下位机端MCGS组态屏作为主设备与各从设备之间采用RS485方式通讯，软件层采用的是Modbus协议。保证了各个设备通讯的有效性，不会出现错乱数据的问题，以下是三个从设备：
1、从设备1是主控板，也是主要向组态屏传输重要数据的设备，传输开口数据，编码器角度和其他数据。此外，一部分复杂的数据也是在高速的STM32主控板上处理，以减轻组态屏的运算量。
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