1、引言 過去工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的軟件功能都靠軟件人員編程實現(xiàn)。工作量大，軟件通用性差，且易產(chǎn)生錯誤。隨著工業(yè)控制要求的不斷提高，專門用于工業(yè)控制的組態(tài)軟件應運而生，它是一套功能齊全的組態(tài)生成工具軟件，通用性強，而且系統(tǒng)的執(zhí)行程序代碼部分一般固定不變，為適應不同的應用對象只需改變數(shù)據(jù)實體即可。目前國內(nèi)外有很多公司開發(fā)出不少優(yōu)秀產(chǎn)品，如Intellution 公司的Fix，Ci 公司的Citect，清華紫光的組態(tài)王等。 MCGS 是眾多監(jiān)控軟件中的一種，它具有許多優(yōu)點，可用于任何監(jiān)控系統(tǒng)。 2、MCGS 介紹 MCGS 是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft 的各種32位Windows 平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際問題的方案，在工業(yè)控制領域有著廣泛的應用。 2.1 MCGS 的整體結構 MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，用戶可以利用它設計和開發(fā)自己的應用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結果是一個數(shù)據(jù)庫文件，即組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫。運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能，組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境互相獨立，又密切相關，如圖1 所示。 2.2 MCGS 的組成 MCGS 軟件系統(tǒng)由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略組成，每一部分分別進行組態(tài)，完成不同的工作。 主控窗口：是工程的主窗口，負責調(diào)度和管理這些窗口的打開或關閉。 設備窗口：是連接和驅(qū)動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集和控制輸出設備；注冊設備驅(qū)動程序；定義連接與驅(qū)動設備用的數(shù)據(jù)變量。 用戶窗口：主要用于設置工程中人機交互的界面，如系統(tǒng)流程圖、曲線圖、動畫等。 實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分數(shù)據(jù)交換和處理的中心，它將MCGS 工程的各個部分連成有機的整體。 運行策略：主要完成工程運行流程的控制，如編寫控制程序、選用各種功能構件等。 3、MCGS 的應用 MCGS 在實際中應用非常廣泛，本文以大連海事大學的鍋爐計算機監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹MCGS 的具體應用。 鍋爐計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用先進的分層式的集散型網(wǎng)絡結構，系統(tǒng)由現(xiàn)場控制層、車間監(jiān)控層、工廠管理層三層網(wǎng)絡構成，同時通過系統(tǒng)提供的web 服務功能，授權用戶可從企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)或Internet 上瀏覽鍋爐系統(tǒng)的運行情況。具體結構如圖2 所示。 現(xiàn)場控制層完成對鍋爐和系統(tǒng)公共部分的數(shù)據(jù)采集及控制；車間監(jiān)控層設置兩臺操作員站、一臺工程師站。操作員站采用研華奔騰工業(yè)控制微機，主要用于鍋爐系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示及進行控制操作，兩臺操作站同時工作互為熱備用。工程師站用于進行系統(tǒng)參數(shù)設定及系統(tǒng)維護；工廠管理層為可選的功能，可進行系統(tǒng)運行分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計、優(yōu)化等；本系統(tǒng)設有web服務器，可通過Internet 瀏覽系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)。 3.1 監(jiān)控畫面的設計 MCGS 平臺下監(jiān)控畫面采用了面向?qū)ο蟮募夹g、模板技術、ActiveX 控件技術、子窗口技術和多任務技術，改變了傳統(tǒng)的做圖方式，縮短了開發(fā)周期。 大連海事大學的鍋爐計算機控制系統(tǒng)的畫面由靜態(tài)和動態(tài)兩部分組成。靜態(tài)畫面一般反映系統(tǒng)中主要設備的配置情況。動態(tài)畫面則反映設備和系統(tǒng)的實時運行情況。根據(jù)生產(chǎn)實際的需要和本工程的主要功能要求12 幅單元流程畫面，5 個監(jiān)視高低壓配電間的運行狀況的畫面。另外還設計了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、故障診斷和操作管理畫面。 3.2 監(jiān)控畫面的功能 為了更好地實現(xiàn)鍋爐的優(yōu)化運行管理，進行了下列功能開發(fā)：數(shù)據(jù)報表生成、趨勢曲線顯示、報警管理、遠程控制、系統(tǒng)運行管理及系統(tǒng)安全。 （1）數(shù)據(jù)報表生成功能 掌握與鍋爐有關的一些重要數(shù)據(jù)每天每月的情況，能更有效的安排設備的運行及運行時間的長短，達到節(jié)能增效的目的。本系統(tǒng)的報表把MCGS 和Microsoft Excel 及Microsoft Access 結合起來，利用動態(tài)數(shù)據(jù)交換、ODBC 技術和RSView32 內(nèi)裝的Microsoft Visual Basic 形成了格式靈活、且可查詢的報表。報表分為三類：當前報表、日報表、月報表。 （2）趨勢曲線顯示功能 趨勢曲線用來顯示各模擬量值的變化趨勢。操作者不僅可看到過去的趨勢，且可看到當前的趨勢。通過趨勢圖可看出汽包水位、汽包壓力等參數(shù)的變化趨勢，從而，操作員可做出控制預測。 （3）報警管理功能 報警是在設備或生產(chǎn)過程在可接受的、預設定的范圍內(nèi)停止運行時發(fā)出信號，表明故障、磨損或出現(xiàn)預定序列以外的操作。報警類別包括模擬量的超限報警和離散量的狀態(tài)報警。 （4）系統(tǒng)運行管理功能 除了和生產(chǎn)過程有關的信息顯示和操作，監(jiān)控系統(tǒng)本身（監(jiān)控站軟件）的信息也需要掌握，以便進行相關的設置、參數(shù)修改等，及時調(diào)整監(jiān)控站以良好的運行狀態(tài)進行各種工作。因此，監(jiān)控軟件設計了系統(tǒng)工具畫面。此畫面包含維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫安全性的工具和一些在系統(tǒng)開發(fā)中可進入高層MCGS 功能的工具。 （5）系統(tǒng)安全管理功能 由于監(jiān)控軟件采用GUI（圖形用戶接口）界面設計，簡化了操作過程；同時由于功能較多，也容易造成誤操作，所以設計一個功能完善，使用可靠的安全保護體系是完全必要的。 本系統(tǒng)通過下述方法保障系統(tǒng)安全：設置控制權限、MCGS 監(jiān)控軟件平臺屬性設置及使用桌面鎖。 3.3 應用效果 大連海事大學的鍋爐計算機監(jiān)控系統(tǒng)在實際運行中工作情況良好，數(shù)據(jù)反映準確，系統(tǒng)功能齊備，操作方便快捷。體現(xiàn)在以下幾方面： （1）工藝流程畫面顯示了鍋爐工作流程，為操作員監(jiān)視流程中生產(chǎn)設備的運行狀態(tài)和進行控制提供了生動簡潔的人機交換界面。 （2）監(jiān)控系統(tǒng)反映模擬量的趨勢圖，能直觀的重現(xiàn)被檢測量過程數(shù)據(jù)的過去和現(xiàn)在，實踐證明、這確實給生產(chǎn)管理帶來了極大的方便。 （3）報警功能齊備，處理能力強。自投運以來，發(fā)生了近500 個數(shù)字量報警和100 多個模擬量報警，覆蓋了廠區(qū)幾乎所有生產(chǎn)設備，極大地方便了報警處理和故障分析工作；如圖3 所示。 （4）使用靈活的報表在實際運行中更體現(xiàn)了其優(yōu)越性，為廠方提供了調(diào)整生產(chǎn)的重要依據(jù)。如圖4所示。 4、結語 實際應用證明， 由MCGS 所提供的一些功能諸如模板，圖庫以及向?qū)Э梢允褂脩艚M態(tài)系統(tǒng)所需的時間縮短，同時使系統(tǒng)功能得到增強。用戶可以為任何一種工業(yè)應用組建基于MCGS 的實時監(jiān)控系統(tǒng)。MCGS 在設計思想上的開放性，使得用戶可以設計使用靈活、編輯簡便、畫面質(zhì)量和表現(xiàn)形式豐富多樣的監(jiān)控系統(tǒng)。