基于MCGS的船閘監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)

印玲

摘 要：在上、下游水位相差較大的河流上，船閘的建設(shè)對于航運(yùn)有著十分重要的作用。早期的船閘控制系統(tǒng)普遍存在功能弱、故障多、壽命不長等缺陷。如今的船閘控制系統(tǒng)普遍采用了基于PLC的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。為了能夠使得管理人員更好地對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測和集成管理，在PLC控制的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)介紹利用MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：組態(tài) 船閘監(jiān)控 數(shù)據(jù)畫面

中圖分類號：TU261 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0029-02

1 組態(tài)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

組態(tài)界面設(shè)計(jì)時，需要一個能夠?qū)Υl運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時模擬的運(yùn)行窗口以及對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時記錄的數(shù)據(jù)界面。同時為了滿足控制的需要，實(shí)時數(shù)據(jù)庫以及運(yùn)行策略都是必不可少的。整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 組態(tài)、用戶界面設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際工程中需要監(jiān)控的工況以及數(shù)據(jù)，并結(jié)合MCGS軟件的具體功能，本次設(shè)計(jì)中共設(shè)計(jì)出了3個用戶窗口，分別是主畫面，數(shù)據(jù)顯示（上行）畫面，數(shù)據(jù)顯示（下行）畫面。

2.1 主畫面設(shè)計(jì)

船閘控制主畫面中主要對船閘的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了模擬。通過接收由下位機(jī)采集到的信號，將船閘的實(shí)際運(yùn)行情況顯示在窗口中，主要設(shè)計(jì)了以下三個部分。

第一部分是船閘運(yùn)行過程的整體模擬部分。該部分主要由2個閘門、2個閥門以、3個水位以及2個通行指示燈組成。通過MCGS軟件中的繪圖工具以及元件庫，繪制出了簡易的船閘模擬圖。

第二部分是船閘運(yùn)行過程的控制部分。該部分主要由8個按鈕組成，其中4個按鈕控制上行過程，另外4個按鈕控制下行過程。每個按鈕對應(yīng)不同的功能，起到不同的控制效果，從而滿足船閘運(yùn)行時的需要。

第三部分是船閘運(yùn)行過程中的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示。設(shè)計(jì)時采用了MCGS軟件中自帶的自由表格制作系統(tǒng)，通過鏈接實(shí)時數(shù)據(jù)庫中采集到的數(shù)據(jù)，及時準(zhǔn)確的顯示在實(shí)時數(shù)據(jù)表格中。

2.2 下行數(shù)據(jù)窗口以及上行數(shù)據(jù)窗口設(shè)計(jì)

這兩個窗口中包含的內(nèi)容一致，唯一的區(qū)別就是下行數(shù)據(jù)窗口中顯示的是整個下行過程中的各數(shù)據(jù)的變化，上行數(shù)據(jù)窗口中顯示的是整個上行過程中的各數(shù)據(jù)的變化。以下行數(shù)據(jù)窗口為例，結(jié)合MCGS組態(tài)軟件的功能及船閘運(yùn)行時的實(shí)際需要，共設(shè)計(jì)了以下三個部分。

（1）實(shí)時數(shù)據(jù)顯示報(bào)表。

這一部分和上一節(jié)中船閘控制窗口的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示表格效果一致，主要用于顯示船閘運(yùn)行過程中的實(shí)時水位變化以及閘門開度的變化。數(shù)據(jù)列中的1|0也同樣表示顯示數(shù)據(jù)時帶有一位小數(shù)。

（2）實(shí)時水位過程線。

實(shí)時水位過程線可以使船閘運(yùn)行中的水位變化更加直觀的通過曲線、折現(xiàn)表達(dá)出來。每個折點(diǎn)與折點(diǎn)之間都清晰的表示出了水位的整體變化過程。X軸代表時間，本次設(shè)計(jì)中為了便于演示，時間的間隔僅設(shè)置為3s，而實(shí)際運(yùn)行時則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置；Y軸代表水位，單位為（m）。其中藍(lán)色線代表上游水位，紅色線代表下游水位，而綠色線則代表閘室水位。

（3）歷史數(shù)據(jù)記錄報(bào)表。

歷史數(shù)據(jù)記錄報(bào)表也是數(shù)據(jù)記錄中很重要的一個部分。通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，可以觀察分析出數(shù)據(jù)是否正確，同時也可以分析出船閘運(yùn)行過程中是否有故障或問題發(fā)生。采集時間可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要進(jìn)行設(shè)置，如每隔10min進(jìn)行一次數(shù)據(jù)存盤，那么每10min內(nèi)的水位以及閘門開度均會被記錄在歷史數(shù)據(jù)報(bào)表中。

3 用戶界面設(shè)計(jì)效果

最終的用戶界面如圖2所示。

用戶界面的左半部分就是船閘運(yùn)行的側(cè)面示意圖。初始水位的高低設(shè)置為：下游水位4m，閘室水位2m，上游水位10m，即可顯示出圖2中水位差效果。船閘側(cè)面圖右方是船閘升降過程的正面動態(tài)演示圖。當(dāng)上下游船閘開啟關(guān)閉時，船閘正面動態(tài)圖會隨之一起開啟關(guān)閉，使顯示效果更加直觀。

用戶界面的的右半部分則是船閘運(yùn)行時的參數(shù)顯示以及控制部分。通行指示燈和閘門開啟關(guān)閉時同步，當(dāng)閘門開度達(dá)到最大時，相應(yīng)的指示燈就會由紅變綠，當(dāng)閘門開始關(guān)閉時通行指示燈就會再度變成紅色。而上行下行控制過程按鈕則對應(yīng)了船閘各個運(yùn)行過程，按下相應(yīng)按鈕即可實(shí)現(xiàn)船閘的動作。限位報(bào)警在平時顯示為綠色，只有當(dāng)閘門開啟到限位開度之上時才會變?yōu)榧t色。實(shí)時數(shù)據(jù)報(bào)表則是對實(shí)時水位數(shù)據(jù)以及開度數(shù)據(jù)的同步顯示，能讓工作人員更直接的了解實(shí)時數(shù)據(jù)。

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