基于MCGS組態軟件的一氧化碳氣體監控系統研究

李楊 金美娜 張開

摘 要：為了使各個監控地點進行集中實時監控，對每個地點進行可視化管理。使用MCGS組態軟件中設備窗口添加驅動進行通訊，通過設置實時數據庫、用戶窗口、運行策略，可以對采集信號進行處理，實時顯示現場氣體探測器氣體濃度值，實時曲線圖，瀏覽報警信息，瀏覽歷史數據，對報警點設置。結果表明：基于MCGS組態軟件的一氧化碳氣體監控系統能夠有效提示各個監控地點的實時狀態，具備穩定性高，可視性好，界面簡潔，操作簡單等特點。結論：基于MCGS組態軟件的一氧化炭氣體監控系統能夠可以減少工人巡檢，實時監控各地點氣體濃度，聲光報警提示工作人員危險等級，保障工人生命安全。

關鍵詞：監控系統;組態軟件;MCGS

中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A

引言

在冶金、化學、石墨電極制造以及家用煤氣或煤爐、汽車尾氣中均有一氧化碳存在。一氧化碳是無色無味氣體，密度與空氣非常接近，極易與血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使其血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用，造成組織窒息，嚴重時死亡。一氧化碳會對全身的組織細胞均有毒性作用，尤其是對大腦皮質的影響最為嚴重，如果本身物料泄漏，會產生大量的一氧化碳氣體混合入空氣中，讓人在不知不覺中毒。所以，需要對有工人工作的地方對現場一氧化碳濃度進行統一監控、管理、控制。

1、MCGS工業組態軟件結構簡介

MCGS全中文工業自動化控制組態軟件（以下簡稱MCGS工控組態軟件或MCGS）為用戶建立全新的過程測控系統提供了一整套解決的方案。MCGS工控組態軟件是一套32位工控組態的軟件，可穩定運行于Windows、XP等多種操作系統，集動畫顯示、流程控制、數據采集、設備控制與輸出、網絡數據傳輸、雙機熱備、工程報表、數據與曲線等諸多強大的功能于一身，并支持國內外的眾多數據采集設備與輸出設備。

2、基于MCGS組態軟件的一氧化碳氣體監控系統的設計流程

2.1 設備窗口

設備窗口是負責組態系統與外部設備鏈接的窗口，通過設備窗口從外部設備讀取數據并控制外部設備，從而能進行實時監控。PC機與氣體探頭之間建立鏈接后，點擊設備窗口工具箱，在設備管理中點擊通用串口設備父設備，再雙擊標準ModbusRTU設備。在設備窗口中，就會出現通用父設備0，在通用父設備下出現子設備0-設備標準ModbusRTU設備，有幾個子設備根據實際情況添加幾個子設備。各個子設備地址不可以重復，否則出現通訊錯誤。

對通用串口父設備和子設備，地址根據下位機設備為準，其參數及通道設置根據下位機子設備通訊參數設定，波特率：9600、無校驗、通訊地址與子設備一致、32位浮點數，寄存器地址為1等。通過調試，可以判斷是否可以正常通訊，從而進行參數設置、優化。

2.2實時數據庫變量

在實時數據庫里需要添加定義變量，名稱自定義，對對象類型進行選擇（如：開關、數值、字符、事件、組對象），添加對象數量可自定義。在使用變量時，例如：用戶窗口添加的構件時，添加柱狀圖則需要實現動畫效果，則應該分別與對應建立的變量進行鏈接，通過采集的數據或腳本進行控制。柱狀圖的動畫鏈接比較簡單，這里就不一一說明了，需要注意的就是量程要與子設備量程一致，刻度需要與構件的大小對應，避免顯示過于擁擠或過于稀疏，背景、填充、字符等顏色，可根據需求進行設置。

2.3組態腳本程序

為了可以對采集到的數據進行自動分析控制，對系統增加了報警判斷，如果小于24umol/mol，則大小正常及白色，大于等于24umol/mol（大于等于160umol/mol）會出現報警提示變大（更大），黃色（紅色）提示，報警處并出現變色、放大便于觀察，并且輸出報警控制，直到有人解除報警為止。運行程序為：

！SetAlmValue（Data1，24，3）

！SetAlmValue（Data1，160，4）

！SetAlmValue（Data2，24，3）

！SetAlmValue（Data2，160，4）

IF Data1 < 24 THEN

CO1=1

CO11=0

ENDIF

IF Data1 >=24 THEN

CO1=2

CO11=1

BJ=1

ENDIF

IF Data1 >=160 THEN

CO1=3

CO11=2

BJ=1

ENDIF

IF Data2 < 24 THEN

CO1=1

CO11=0

ENDIF

IF Data2 >=24 THEN

CO1=2

CO11=1

BJ=1

ENDIF

IF Data2 >=160 THEN

CO1=3

CO11=2

BJ=1

ENDIF

2.4用戶窗口設置

在用戶窗口中新建窗口，進入窗口，選中工具箱中的 “報警顯示”，在動畫組態頁面中選擇合適位置，拉至適合大小（右下角顯示位置及構件大小），當有報警時，出現報警提示。再分別在工具箱中添加的“百分比構件”、“標簽”等繪制柱狀圖、數值顯示，以便更直觀觀察。用戶界面中對數值標簽進行顯示、變色、放大，添加單位等。在動態動畫屬性里分別勾選填充顏色、大小變化、顯示輸出，分別對勾選的功能進行設置，在表達式里面對應數據庫添加變量。填充顯色：在添加顏色鏈接上選擇不同顏色并一一對應的數值與表達式變量對應，根據表達式變量數值控制填充顏色變化;大小變化：大小變化連接下，最大（最小）百分比與表達式的變量值一一對應，通過表達式的變量值變化，從而控制構件大小;輸出顯示：在表達式里添加數值變量，根據需求選擇數值類型、輸出格式等進行設置即可，確認。

3、結束語

本文通過MCGS組態軟件實現了一個簡單的一氧化碳在線監控系統，可獲得較好的檢測功能、判斷功能，更精度和穩定性，具有重要的工業應用價值。提高人員安全，減少事故發生。MCGS的畫面制作，變量定義、動畫鏈接及腳本程序的應用，反映了MCGS組態軟件豐富的畫面顯示功能。整個系統方案可行，運行正常。在以后具有一氧化碳氣體中，設計人員還會增加顯示氣體濃度變化的實時曲線圖、設置的報警值、瀏覽報警信息、瀏覽歷史數據等功能。

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作者簡介：

李楊（1993—），男，河北唐山，助理工程師，本科，主要從事電氣系統控制及信息技術方面的研究。E-mail：1510625541@qq.com