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基于MCGS 组态软件的空压机组监控软件开发 包建华，张兴奎，丁启胜 （徐州师范大学电气工程及自动化学院，江苏 徐州 221116 ） 摘要：介绍了工控组态软件MCGS 及其在煤矿空压机组集散监控系统中的应用。阐述了该系统 的工程背景、硬件组成、控制方法、组态过程及实现功能。实践证明，该系统具有界面友好、自 动化程度高、监控可靠、扩展性强等优点，对其它同类项目开发具有较强的借鉴意义。 关键词：组态软件；MCGS ；空压机；计算机监控 中图分类号：TP273 文献标识码：A 1. 引言 随着微型计算机技术和自动控制技术的不断进步与发展，许多领域中都引入了计算机自动检 测与控制技术。在煤矿中，甚至许多有风动机械的企业，因工作性质的需要，都离不开空气压缩 机。现代化的煤矿，要求空压机装置有较高的自动化水平，采用微机控制是空压机发展的必然趋 势，它可以减轻操作人员的劳动强度，对空压机的可靠安全运行起到保证和促进作用。按照《煤 矿安全规程》的有关要求，空压机必须具有四保护（即超压、超温、断油、断水保护）装置，煤 矿迫切需要一整套较完善、且灵敏可靠的检测保护装置。在充分调研的基础上，我们和徐州矿务 集团某下属国有重点煤矿签署“空压机组集散监控系统”项目研究合同。该煤矿压风机房有 5 台活塞式空气压缩机和1 台英格索兰螺杆式压缩机，需要监控的空压机运行参数有温度、压力、 流量及供电参数等，其中对英格索兰空压机还进行了低压变频控制。 2. 系统硬件构成 系统主要由上位机、打印机、三菱 PLC 、传感/变送器、宇光智能仪表、电磁阀、多芯电缆 组成。遵照空压机控制流程要求，PLC 完成对每台空压机的单独手动控制和整个空压机组的自 动编组运行控制。传感器、变送器将空压机的压力、温度、流量和供电参数等模拟量转化为4-20mA 标准信号送宇光智能仪表，宇光智能仪表主要完成多路测量信号的实时显示与报警，同时通过 RS485 通讯模块将测量信号送上位机，上位机负责空压机组集散监控系统的组态界面显示，包括 空压机运行动画界面、各监控参数的实时数据、历史数据、状态曲线、报警显示、参数设置、故 障分析与诊断等。系统硬件结构框图见图1 所示。 图1 系统硬件结构图 3. 系统的组态设计及功能实现 组态软件是近年来在工业自动化领域兴起的一种新型的软件开发技术，它具有二次开发简 便、开发周期短、通用性强、可靠性高等优点。在本项目的监控软件开发中，我们选用国内应用 1 较为普遍的北京昆仑通态公司的MCGS5.5 版组态软件。全中文工控组态软件MCGS 是一套基于 Microsoft Windows 98/Me/NT/2000 操作系统，可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态软件 系统，它为用户提供了从设备驱动、数据采集到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报 表输出等解决实际工程问题的完整方案和开发平台。 MCGS 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件， 帮助用户设计和构造自己的应用系统；运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定 的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。 3.1 系统组态 MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略 五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 （1）主控窗口组态 主控窗口是应用系统的父窗口和主框架。通过对系统菜单和系统参 数的定义和设置来调度与管理运行系统，反映出应用工程的总体概貌。 （2 ）用户窗口组态 主要用于设置工程中的人机交互界面，用户窗口中的监控画面由静 态和动态画面两部分组成。本工程组态的用户窗口有主控界面、各空压机分界面、报警显示、故 障诊断、参数设置、曲线图、数据打印、远程控制等。空压机组集散监控系统的主控界面如图2 所示。 图2 系统主控界面 （3 ）实时数据库组态 实时数据库是MCGS 的核心，工程各个部分均以实时数据库为公 用区交换数据，实现各个部分协调动作。按照系统设计的实际需要，本工程定义和设置了数值型、 开关型、组对象三