昆仑通态专题（十六）：变电所网络监控系统的设计

显示全部楼层 · 2024-3-14 14:56:53

01目的
•1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对变电所网络监控系统的模拟控制。

•2. 用TP717B型MCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。

•3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。

•4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。
02设备

•计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。
03工艺过程及控制要求
•1、供电网络进线由2路电源供电，出线有6条线路。

•2、每条支路由指示灯、控制开关，检测信号灯组成。

•3、供电网络同时检测变压器、供电线路的保护状态。

•4、控制方式由触摸屏、PLC共同控制。

•5、当供电网络出现保护动作时，由系统自动切换线路。

•6、设置用户权限管理、报警信息管理。

1工程分析及工艺流程
•供电网进线由2路电源供电，出线有6条线路，运行线路有4 条。初始状态只有电源1开启，电源2备用。在正常情况下电源1供电时，由电源1直接向负载提供电源，电源2一直工作在睡眠状态。电源1的供电控制开关开关1、开关2、开关3、开关4都为“1”。当电源1的A-B电路出现故障，则开关1、开关2立即跳闸，开关3、开关4、开关9闭合；当电源1的B-C电路出现故障，则开关3、开关4立即跳闸，开关7、开关8、开关9闭合；当变压器1出现故障，则开关3、开关4立即跳闸，开关7、开关8、开关9闭合；当电源2的D-E电路出现故障，则开关5、开关6立即跳闸，开关3、开关4、开关9闭  合；当电源2的E-F电路出现故障，则开关7、开关8立即跳闸，开关3、开关4、开关9闭合；当变压器1出现故障，开关7、开关8立即跳闸，开关3、开关4、开关9闭合；当B-E电路出现故障，则开关9立即跳闸，电源1开启；当出路的G-H 电路出现故障，则开关10立即跳闸，其他出路照常工作。

2建立新画面
•双击“MCGS组态环境”图标，进入MCGS嵌入版组态软件环境工作台。在MCGS组态工作台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，选中“窗口0”，单击右边的窗口属性按钮，并将窗口名改为“主窗口”。  同理建立“报表”，“报警”，“封面”窗口，整体框图如图实训4-1至图实训4-4所示。

图4-1       MCGS工作台窗口

图4-2       工作主窗口

图4-3       报警主窗口

图4-4       报表主窗口

3定义数据变量
•进入MCGS嵌入版组态软件工作台的“实时数据库”窗口，打开实时数据库窗口页面。点击“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中增加新的数据变量，增加多个数据变量。选中变量点击“对象属性”按钮打开对象属性设置窗口，对所有的对象属性进行设置新增对象如表4-1所示。

•以故障组变量属性设置为例进行说明：进入数据对象设置的基本属性中，对象名称为：液位组；对象类型为：组对象；其他设置不变。在存盘属性中数据对象值的存盘设置中选择定时存盘，存盘周期设置为2秒。在组对象成员中选择“故障1”，“故障2”， “故障3”，“故障4”， “故障5”，“故障6”， “故障7”，“故障8” 故障组变量属性设置完成。

表实训4-1       数据变量

变量名称	类型	注释
电源1	开关型	控制电路1“开启”、“断开”的变量
电源2	开关型	控制电路2“开启”、“断开”的变量
开关1	开关型	电路中的开关
故障1	开关型	控制电路A~B故障“开启”、“断开”的变量
故障 2	开关型	控制电路B~C故障“开启”、“断开”的变量
故障 3	开关型	控制变压器1故障“开启”、“断开”的变量
故障 4	开关型	控制电路D~E故障“开启”、“断开”的变量
故障 5	开关型	控制电路E~F故障“开启”、“断开”的变量
故障 6	开关型	控制变压器2故障“开启”、“断开”的变量
故障 7	开关型	控制电路B~E故障“开启”、“断开”的变量
故障 8	开关型	控制电路G~H故障“开启”、“断开”的变量
变压器1	开关型	控制变压器1的“开启”、“断开”的变量
变压器2	开关型	控制变压器2的“开启”、“断开”的变量
故障	组对象	用于历史数据、报表输出等功能构件

4动画连接
•变电所网络监控系统主要的动画连接就是供电网络的停送电的切换。动画的实现在组态环境里面使用流动块来完成的。动画连接的设置如下：双击流动块，弹出“流动块构件属性设置”窗口进行流动块的“流动属性”设置。修改“表达式”连接的对象变量名称，其他属性不变。2个变压器：双击“变压器”选中“数据对象”进行数据对象连接。对2个电源按钮进行设置：双击“电源1”按钮进行数据对象连接。8个故障标签：双击“故  障1”标签进行单元属性设置，左边8个输出标签：双击“A-B电路故障”标签进行单元属性设置。单击选择变量按钮选中变量“故障1”确定。设置其他输出标签。15个开关：双击开关，选中“按钮输入”，则会出现选择变量按钮，单击选中开关确定。17个指示灯进行相应的变量连接即可。变压器进行数据对象连接使用相同方法进行动画连接。流动块的设置如图4-5所示。

图4-5       流动块的设置窗口

5运行策略设置
•打开“运行策略”窗口的“循环策略”进入“策略属性设置”，把“循环时间”设为：200ms，按确定即可。在策略组态中，单击工具条中的“新增策略行”图标，再添加策略工具箱中的1个脚本程序策略。显示循环策略如图实训4-6所示。

图4-6循环策略图

在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，需要把“循环时间”设为：200ms，按确定即可完成。进入脚本程序编辑环境，脚本程序如下。

IF 开关1 = 1 AND 开关2 = 1 AND 开关3 = 1 AND 开关4 = 1 THEN

IF 故障1 = 1 THEN 开关1 = 0，开关2 = 0，开关3 = 1，开关4 = 1，开关5 = 1，开关6 = 1，开关9 = 1 ENDIF

IF 故障2 = 1 THEN开关3 = 0，开关4 = 0，开关1 = 1，开关2 = 1，开关7 = 1，开关8 = 1

开关9 = 1 ENDIF

IF 故障3= 1 THEN变压器1 = 0，开关3 = 0，开关4 = 0，开关1 = 1，开关2 = 1，开关7 = 1

开关8 = 1，开关9 = 1 ENDIF ENDIF

6实时数据表格与历史数据表格
•（1）实时数据表格。

•实时数据是实时地将数据对象变量值按报告格式显示出来。实时表格的设置如下：进入“报表”窗口，点击工具箱中的自由表格图标，拖放到窗口适当位置并调整大小。在窗口中拉出一个实时数据报表，再通过增加行，删除列，表格设置为七行两列形式，然后在第一列添加如下6个变量：。最后在后一列各自连接对应变量：电源1 、电源2、故障1、故障2、故障3、故障4完成实时数据的连接，完成实时数据的制作。如图实训4-7所示。

•（2）历史数据表格。

•历史数据表格的创建：在“工具箱”中单击“历史表格” 图标，拖放到桌面适当位置。拖动鼠标从R2C1到R5C3，表格会反黑。表格中单击鼠标右键，单击“连接”或直接按“F9”，从菜单中单击“表格”，单击“合并表元”或直接单击工具条中“编辑条” 图标，从编辑条中单击“合并单元” 图标，会出现反斜

杠，双击表格中反斜杠处，弹出“数据库连接”窗口，单击“基本属性”中的“存盘数据源组态设置”，弹出“数据源配置”，设置完毕后按“确认”退出完成。

图4-7报表显示效果图

7报警显示
•（1）设置数据对象的报警属性。

•在实时数据库中，对变量“故障1”、“故障2”、“故障3” “故障4”、“故障5”、

“故障6”、 “故障7”、“故障8”、进行报警属性设置。

•（2）实时报警。

•报警窗口的设置如下：进入“报警”窗口，用标签作标题名为“报警”。然后单击工具箱中的报警显示按钮，用来制作实时报警窗口内容。从“工具箱” 中单击“报警浏览” 图标，变“十”后用鼠标拖动到适当位置与大小。在“报警浏览构件属性设置”中，把“实时报警数据”的变量改为：“故障”。在“实时报警”属性设置中，将“实时报警数据 ”设为“液位组”。在“历史报警”中，将“对应数据对象”设为“液位组”。然后再插入1个标签为报警，设置完成报警实时显示报警显示设置完成。报警窗口效果图如图4-8所示。

•（3）历史报警。

•历史报警使用报警浏览按钮制作的，报警浏览按钮从“工具箱”中单击图标，变“十”后用鼠标拖动到适当位置大小。在“报警显示构件属性设置”  中，把“对应的数据对象的名称”改为：“故障”，按“确认”后，则历史报警设置完毕。在运行环境中单击“报警”菜单，打开“报警窗口”可以查看实时报警和历史报警的相关信息。

图4-8报警窗口

8主菜单建立
•系统工程的主菜单建立如下：双击打开“主控窗口”新增3个操作集，分别命名为“用户管理”、“报表”、“报警”。在“用户管理”下新增4个操作，分别命名为“用户登录”、“用户退出”、“修改密码”、“用户管理”。然后分别对它们的菜单属性进行设置，在“主控窗口”的属性设置 “菜单设置”设为”有菜单”，供电监控系统工程的主菜单完成如图4-9所示。

图4-9       主控窗口属性菜单

9设备连接
•设备窗口是MCGS组态系统的重要组成部分，在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的链接关系。使系统工程能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对监控过程的实时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。MCGS嵌入版组态软件提供了多种类型的“设备构件”，作为系统与外部设备进行联系的媒介。进入设备窗口从设备构件工具箱里选择相应的构件，建立接口与通道的连接关系，设置相关的属性即完成了设备窗口的组态工作。运行时应用系统自动装载设备窗口及其含有的设备构件，并在后台独立运行设备窗口是不可见的，如图4-10所示。

图4-10 设备窗口属性设置

10工程综合测试
•最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作。打开下载配置窗口，选择“模拟运行”点击“通信测试”，测试通信是否正常。如果通信成功，在返回信息框中将提示“通信测试正常”，同时弹出模拟运行环境窗口，将以最小化形式在任务栏中显示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下载”，将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载，将提示：“工程下载成功！”。成功后与触摸屏进行连机运行，点击“启动运行”，模拟运行环境启动。模拟环境最大化显示可看到工程正在运行，实现了供电网络监控系统功能。

•点击下载配置中的“停止运行”按钮，或者模拟运行环境窗口中的停止按钮，工程停止运行；点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图4-11所示。

图4-11       下载配置窗口

11整体画面

•按照以上11个步骤利用MCGS组态软件做成的供电网监控系统工程设计总图。如图4-12所示。

图4-12 供电网监控系统工程设计的主画面图

（文章来源网络，仅供参考。评论处大家可以补充文章解释不对或欠缺的部分）

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