3. HMI(人機界麵)設計
   1. MCGS 組態軟件簡介

工業控製組態軟件在工業界有著相當廣泛的應用，組態軟件允許用戶在圖形界麵下對控製係統的各種采樣點、過程輸出設備、生產車間、控製回路、文件報警、生產報表、控製策略、網絡設備和生產工藝畫麵進行定義與組態。

監控與控製通用係統 MCGS(Moni tor and Control Generated System)是為工業控製領域服務的工業控製組態軟件，是一套基於WindowS 平台的， 用於快速構造和生成上位機監控係統的組態軟件係統， 可運行於 Microsoft windows 95/98/Me/NT/2000 等操作係統。 MCGS 為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平台，能夠完成現場數據采集、實時和曆史數據處理、報警和安全機製、流程控製、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。

MCGS  具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點己成功應用於石油化工、鋼鐵行業、電力係統、水處理、環境監測、機械製造、交通運輸、能源原材料、農業自動化、航空航天等領域，經過各種現場的長期實際運行，係統穩定可靠。

1. 2. MCGS 組態軟件的組成

MCGS 組態軟件由“MCGS 組態環境”和“MCGS 運行環境”兩個係統組成。 兩部分相互獨立，又緊密相關，MCGS 組態環境是生成用戶應用係統的的工作環境，用戶在組態環境中完成動畫設計、設備連接，編寫控製流程、編製工程和打印報表等。 全部組態後生成擴展名為 MCG 的工程文件，又稱為組態結果數據庫，其與 MCGS 運行環境一起構成了用戶應用係統，統稱為工程。

MCGS 運行環境是用戶應用係統的運行環境。可由執行程序 McgsRun.exe 支持，其存放於 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。在運行環境中完成對工程的控製工作。

1. 3. MCGS 工程的五大組成部分

MCGS    組態軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五部分構成，每部分分別進行組態，完成不同的工作，具有不同的特性。 主控窗口是工程的主窗口或主框架。 在主窗口中可以放置一個設備窗口和多個用戶窗口，負責調度和管理這些窗口的打開或關閉。     主要的的組態操作包括：定義工程的名稱，編製工程菜單，設計封麵圖形，設定自動啟動的窗口， 設定動畫刷新周期，製定數據庫存盤文件名稱及存盤時間等。

設備窗口是連接和驅動外部設備的工作環境。  在本窗口內配置采集數據與控製輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數據變量。 用戶窗口主要用於設備工程中人機交互的界麵，如生成各種動畫顯示畫麵、報警輸出、數據與曲線圖標。

實時數據庫是工程各個部分的數據交換與處理中心，它將 MCGS 工程的各個部分連接成有機的整體。 在窗口內定義不同類型和名稱的變量，用作數據采集、處輸出控製、動畫連接及設備驅動的對象。 運行策略主要完成工程運行流程的控製，包括編寫控製程序(腳本程序)，選用各種功能構件(如數據提取、曆史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等)。

1. 4. 係統界麵設計

本係統人機界麵軟件采用 MCGS 組態軟件進行設計，為滿足不同產品及不同工藝要求，上位機可以顯示設備工藝流程，主要工藝參數的設定值，動態監控各單元運行狀態，對各種信息歸檔，如果需要改變被包裝的產品參數，可以很方便的在上位機進行修改設置，本係統上位機硬件采用昆侖通態 INTOUCH 工控機，軟件使用 MCGS 組態。

4. SIMOTION D 與上位機通訊設計

SIMION 下位機， 以 UDP 子程序接收主機的命令， 解析並根據讀寫命令實現與 SIMOTION D 的數據的交互。 SIMOTION D 對UDP 數據收發是利用 Byte 數組形式實現的。 而最終 SIMOTION D 與 nTouch 交互的數據有不同長度及格式的組合，並要求可組態修改。為方便以後擴展的要求，整個方案參考目前 PLC 讀寫的結構，並對通訊協議作了相應的簡化，以減少下位機編程的難度。數據對應的類型及格式

由 SIMOTION D 方麵編程實現後，上位機按其數據列表組態通過驅動構件的內部屬性添加實現。

此方案以 nTouch 為上位主機。 上位主機驅動的組態形式類似於 PLC，可在內部屬性中添加地址並設置讀寫、數據類型等(類似於 S7200 的 V 寄存器的操作)。 完成添加，連接通道變量並進行相應組態後，上位機將按所添加通道進行組碼，並下發讀取命令數據包，並將收到的正確數據解析後以通道形式返回並按用戶組態要求顯示存儲等。

SIMOTION   D  收到指令後響應，如是寫命令，為從機，當上位主機向從機發送指令，要求讀取或寫入相應數據，從機並根據不同指令回應，如果是讀指令，則按要求回發主機所需要的數則寫數據並回應寫成功指令。

5. 軟件結構

本係統軟件在 Simotion SCOUT V4.0 平台下編寫，運動控製程序由 MCC 語言編寫，通訊部分程序用 ST 語言編寫，程序的執行有以下特點：

1. 1. 執行係統中的 BackgroudTask 任務被操作係統周期調用，其作用類似於PLC 中的 OBI。
   2. Teehnologiea1FaultTask 任務是當係統中出現報警時被調用，Peri1hPera1FaultTask 是外部 I/O 出錯時被調用，如果這兩個任務沒有程序，係統將停機，所以將一個空程序分配給這兩個任務。
   3. MotionTask 啟動一個運動任務，如定位等，MotionTask 與 BackgroundTask 的區別在於 MotionTask 被調用後隻執行一次，該任務可以使用等待指令在執行中無限期等待，但執行完後不會自動再次執行。
   4. BackgroundTask 任務中不能使用等待指令，否則 BackgroundTask 運行超時會造成係統死機。

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