基于MCGS组态软件的一氧化碳气体监控系统研究

李杨 金美娜 张开

摘 要：为了使各个监控地点进行集中实时监控，对每个地点进行可视化管理。使用MCGS组态软件中设备窗口添加驱动进行通讯，通过设置实时数据库、用户窗口、运行策略，可以对采集信号进行处理，实时显示现场气体探测器气体浓度值，实时曲线图，浏览报警信息，浏览历史数据，对报警点设置。结果表明：基于MCGS组态软件的一氧化碳气体监控系统能够有效提示各个监控地点的实时状态，具备稳定性高，可视性好，界面简洁，操作简单等特点。结论：基于MCGS组态软件的一氧化炭气体监控系统能够可以减少工人巡检，实时监控各地点气体浓度，声光报警提示工作人员危险等级，保障工人生命安全。

关键词：监控系统;组态软件;MCGS

中图分类号：TP277 文献标志码：A

引言

在冶金、化学、石墨电极制造以及家用煤气或煤炉、汽车尾气中均有一氧化碳存在。一氧化碳是无色无味气体，密度与空气非常接近，极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使其血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。一氧化碳会对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其是对大脑皮质的影响最为严重，如果本身物料泄漏，会产生大量的一氧化碳气体混合入空气中，让人在不知不觉中毒。所以，需要对有工人工作的地方对现场一氧化碳浓度进行统一监控、管理、控制。

1、MCGS工业组态软件结构简介

MCGS全中文工业自动化控制组态软件（以下简称MCGS工控组态软件或MCGS）为用户建立全新的过程测控系统提供了一整套解决的方案。MCGS工控组态软件是一套32位工控组态的软件，可稳定运行于Windows、XP等多种操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多强大的功能于一身，并支持国内外的众多数据采集设备与输出设备。

2、基于MCGS组态软件的一氧化碳气体监控系统的设计流程

2.1 设备窗口

设备窗口是负责组态系统与外部设备链接的窗口，通过设备窗口从外部设备读取数据并控制外部设备，从而能进行实时监控。PC机与气体探头之间建立链接后，点击设备窗口工具箱，在设备管理中点击通用串口设备父设备，再双击标准ModbusRTU设备。在设备窗口中，就会出现通用父设备0，在通用父设备下出现子设备0-设备标准ModbusRTU设备，有几个子设备根据实际情况添加几个子设备。各个子设备地址不可以重复，否则出现通讯错误。

对通用串口父设备和子设备，地址根据下位机设备为准，其参数及通道设置根据下位机子设备通讯参数设定，波特率：9600、无校验、通讯地址与子设备一致、32位浮点数，寄存器地址为1等。通过调试，可以判断是否可以正常通讯，从而进行参数设置、优化。

2.2实时数据库变量

在实时数据库里需要添加定义变量，名称自定义，对对象类型进行选择（如：开关、数值、字符、事件、组对象），添加对象数量可自定义。在使用变量时，例如：用户窗口添加的构件时，添加柱状图则需要实现动画效果，则应该分别与对应建立的变量进行链接，通过采集的数据或脚本进行控制。柱状图的动画链接比较简单，这里就不一一说明了，需要注意的就是量程要与子设备量程一致，刻度需要与构件的大小对应，避免显示过于拥挤或过于稀疏，背景、填充、字符等颜色，可根据需求进行设置。

2.3组态脚本程序

为了可以对采集到的数据进行自动分析控制，对系统增加了报警判断，如果小于24umol/mol，则大小正常及白色，大于等于24umol/mol（大于等于160umol/mol）会出现报警提示变大（更大），黄色（红色）提示，报警处并出现变色、放大便于观察，并且输出报警控制，直到有人解除报警为止。运行程序为：

！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用戶窗口设置

在用户窗口中新建窗口，进入窗口，选中工具箱中的 “报警显示”，在动画组态页面中选择合适位置，拉至适合大小（右下角显示位置及构件大小），当有报警时，出现报警提示。再分别在工具箱中添加的“百分比构件”、“标签”等绘制柱状图、数值显示，以便更直观观察。用户界面中对数值标签进行显示、变色、放大，添加单位等。在动态动画属性里分别勾选填充颜色、大小变化、显示输出，分别对勾选的功能进行设置，在表达式里面对应数据库添加变量。填充显色：在添加颜色链接上选择不同颜色并一一对应的数值与表达式变量对应，根据表达式变量数值控制填充颜色变化;大小变化：大小变化连接下，最大（最小）百分比与表达式的变量值一一对应，通过表达式的变量值变化，从而控制构件大小;输出显示：在表达式里添加数值变量，根据需求选择数值类型、输出格式等进行设置即可，确认。

3、结束语

本文通过MCGS组态软件实现了一个简单的一氧化碳在线监控系统，可获得较好的检测功能、判断功能，更精度和稳定性，具有重要的工业应用价值。提高人员安全，减少事故发生。MCGS的画面制作，变量定义、动画链接及脚本程序的应用，反映了MCGS组态软件丰富的画面显示功能。整个系统方案可行，运行正常。在以后具有一氧化碳气体中，设计人员还会增加显示气体浓度变化的实时曲线图、设置的报警值、浏览报警信息、浏览历史数据等功能。

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[6]李刚.基于 MCGS 组态软件的智能消防监控系统设计[J].福建 建材，2018（3）：36- 38.

作者简介：

李杨（1993—），男，河北唐山，助理工程师，本科，主要从事电气系统控制及信息技术方面的研究。E-mail：1510625541@qq.com