MCGS组态软件在化工原理精馏实验中的开发与应用
MCGS组态软件介绍
MCGS组态软件介绍首先，MCGS组态软件具有灵活的人机界面设计功能。
用户可以通过简单的拖拽操作，将按钮、开关、图表等工控元素放置在界面上，并通过连接不同元素，实现数据显示、功能控制等操作。
针对不同行业和应用需求，MCGS提供了丰富的图形库和样式库，用户可以根据实际需求自由选择，并可以自定义样式和图形。
其次，MCGS组态软件支持多种数据采集方式。
它可以与PLC、DCS、仪器仪表等设备进行连接，实时采集和监控数据。
不仅如此，MCGS还支持与数据库、MES系统等进行数据交互，实现数据的存储、查询和分析。
通过数据采集功能，用户可以实时了解设备运行状况，及时发现并解决问题。
MCGS组态软件还具有强大的报警功能。
它可以对设备状态和数据进行实时监测，一旦发现异常情况，就会自动触发报警机制，向操作人员发送报警信息，以便及时处理。
并且，MCGS支持多种报警方式，包括声音、闪烁、弹窗等，用户可以根据实际需求自定义报警方式。
此外，MCGS还可以对报警信息进行记录和分析，以便后期查阅和分析。
另外，MCGS组态软件还具有强大的历史数据查询功能。
它可以对采集到的数据进行存储和管理，用户可以通过界面直接查询历史数据，也可以通过编写SQL语句定制查询条件。
而且，MCGS还可以将历史数据以图表、报表等形式展示，帮助用户直观了解数据变化趋势和分析数据关联性。
除了上述功能外，MCGS组态软件还支持远程访问和控制。
用户可以通过局域网或互联网连接到远程设备，并进行监控和控制操作。
通过远程访问功能，用户可以实现对设备的随时随地的监控和维护，提高工作效率和降低成本。
总结起来，MCGS组态软件是一款功能强大的工业自动化软件，拥有灵活的人机界面设计、多样的数据采集方式、强大的报警功能、丰富的历史数据查询功能和便捷的远程访问功能。
它可以帮助用户快速构建稳定可靠的工控系统，并提高生产效率和降低生产成本。
无论是在制造业、能源行业还是交通运输等领域，MCGS都能够发挥重要的作用，为用户提供良好的工控体验。
MCGS工控组态软件实例教程
MCGS工控组态软件实例教程MCGS（Macro Control Graphic System）是一款功能强大的工控组态软件，可用于设计和开发人机界面（HMI）与自动化控制系统。
它提供了直观、易于使用的开发界面，使用户能够轻松创建自定义的仪表板和监控界面。
本篇文章将为您提供一个MCGS工控组态软件的实例教程，帮助您入门并了解其基本用法。
首先，在您的电脑上安装MCGS软件，并启动它。
在启动界面上，您可以选择创建一个新项目或打开一个现有项目。
在本教程中，我们将从头开始创建一个新项目。
在创建新项目时，您需要选择一个存储位置和一个项目名称。
接下来，您将被带到主界面，在这里您可以开始设计您的人机界面。
第一步是创建一个新的页面。
在主界面的"基本元件"选项卡下，您可以找到各种用于设计界面的元件。
例如，文本框、按钮、图表等。
从中选择一个元件，然后将其拖动到页面上。
接下来，您可以通过双击该元件来设置其属性。
例如，您可以设置文本框的大小、字体、颜色等。
您还可以设置按钮的样式和触发动作。
除了基本元件，MCGS还提供了丰富的图像和动画元素，以及数据显示和控制元件，如进度条、开关等。
您可以根据自己的需要添加和设置这些元件。
在设计界面时，您还可以使用排列工具和对齐功能来调整元件的位置和布局。
这将确保您的界面整齐、美观。
一旦您完成了界面的设计，您可以通过点击"运行"按钮来查看实际效果。
您也可以在MCGS软件中使用模拟数据来测试您的界面。
除了设计界面，MCGS还提供了强大的数据采集和处理功能。
您可以通过连接PLC或其他自动化设备来获取实时数据，并在界面上实时显示。
您还可以使用MCGS提供的逻辑控制和算法来处理数据，并进行报警和记录。
当您满意于您的界面设计和功能设置后，您可以将其部署到目标设备上。
MCGS支持多种目标设备，包括工控机、嵌入式系统和触摸屏等。
在部署过程中，您可以选择不同的运行模式，如全屏模式或窗口模式。
化工原理精馏实验
化工原理精馏实验化工原理精馏实验是化工工程中的一项重要实验内容，它主要用于分离和提纯混合物中的组分。
本文将介绍化工原理精馏实验的基本原理、实验步骤以及实验中需要注意的事项。
1. 实验目的化工原理精馏实验的主要目的是通过温度差异，利用液体蒸汽和凝结的原理，将混合物中的组分分离并得到纯净的产品。
通过这个实验，我们可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
2. 实验原理化工原理精馏实验的基本原理是利用混合物中各组分的不同沸点，通过升温使其中具有较低沸点的组分先蒸发，然后通过冷凝使其变为液体，从而实现分离。
在实验过程中，我们需要使用精馏塔，该塔内部设置有填料，用于增加混合物和蒸汽之间的交流面积，并实现更充分的分离。
3. 实验步骤(1) 准备实验所需设备和药品，包括精馏装置、混合物、填料等。
(2) 将混合物加入精馏瓶中，并将瓶塞密封。
(3) 将冷凝管和进料管连接到精馏瓶上，确保连接牢固。
(4) 将精馏瓶放入加热设备中，逐渐升温。
(5) 观察精馏瓶内的液体是否开始蒸发，当温度上升到某一点时，开始收集冷凝液。
(6) 根据实验需要，调整加热温度和收集冷凝液的时间，以实现所需组分的分离和提纯。
4. 实验注意事项(1) 在进行化工原理精馏实验前，需先对所需设备进行检查和清洁，确保实验过程的安全性。
(2) 在实验操作中，热量的传递速度会影响分馏过程的效果，因此需要掌握合适的加热速率。
(3) 为了避免精馏烧坏填料或其他设备，需要控制温度，确保温度在安全范围内。
(4) 实验结束后，应将设备进行清洗和消毒，防止残留物对下次实验的影响。
5. 实验结果分析通过化工原理精馏实验，可以得到分离出的纯净组分，并进行定量分析。
根据实验结果，可以进一步探讨精馏的分离效果、提纯效率等指标，并对所得纯净组分进行性质分析。
总结：化工原理精馏实验是一项重要的实验内容，通过实验可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
在实验过程中，需要注意设备的清洁和安全操作，合理控制加热温度和加热速率，以达到较好的分馏效果。
工控组态技术及应用-MCGS模块三MCGS模拟量组态基本知识
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
3
2. 能力目标 (1) 初步具备简单工程的分析能力。 (2) 初步具备简单控制系统的构建能力。 (3) 增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题能力。 (4) 具备泓格7017模拟量输入模块的接线能力。 (5) 具备泓格7024模拟量输出模块的接线能力。
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
12
3．模拟量输入信号采样过程 计算机对某个随时间变化的模拟量进行采样，是利用定 时器控制开关，每隔一定时间使开关闭合而完成一次采样。 开关重复闭合的时间间隔T称为采样周期，其倒数ƒs=1/T称 为采样频率。所谓采样过程，是指将一个连续的输入信号经
开关采样后，转变为发生在采样开关闭合瞬时0、T、
2T…nT的一连串脉冲输出信号ƒ*(t)，如图3-1-2所示。
25
上下频繁波动的信号有一个特点，即它始终在平均值附近变 化，如图3-1-3所示。图3-1-3中的黑点表示各个采样值。对 于这类信号，仅仅依靠一次采样值作为控制依据是不正确的， 通常采用递推平均的方法，即第n次采样的N项递推平均值
是n，(n－1)，…，(n－N+1)次采样值的算术平均。
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
34
图3-1-5 多路信号共用一个D/A转换器的结构
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
35
四、理实一体化教学任务 理实一体化教学任务见表3-1-1。
任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 任务六 任务七 任务八
表 3-1-1 理实一体化教学任务
泓格 7000 智能模块的功能 泓格 7017 模拟量输入模块 泓格 7024 模拟量输出模块 7000Utility 软件的使用 掌握液位控制系统工艺流程 液位控制系统控制方案的设计 液位控制系统接线 控制系统的组成及控制原理
16508Chemcad在化工课程设计中的应用
Chemcad在化工课程设计中的应用摘要：介绍了化工流程模拟软件Chemcad的特点、作用，以精馏过程的工艺设计为实例说明其应用。
关键词：Chemcad软件，设计，应用化工课程设计是学习化工设计基础知识、培养学生化工设计能力的重要教学环节。
计算机辅助化工过程设计以成为化工设计的基本手段，有效地利用化工模拟设计软件进行化工设计工作可以极大地提高工作效率。
将模拟软件用于过程设计或过程模拟，对于当代的化工过程工程师已是一件很普通的工作。
基于此，本院购进美国Chemstations公司化工流程模拟软件Chemcad。
本文主要介绍该软件特点、模块功能作用，并以精馏过程的工艺设计实例较详细地对该软件的应用进行说明。
1.CHEMCAD软件概述：CHEMCAD系列软件是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件。
使用它，可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
1.1使用CHEMCAD可以做的工作主要有以下几项：A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗C.评估新建/旧装置对环境的影响D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统1.2CHEMCAD中的单元操作：CHEMCAD提供了大量的操作单元供用户选择，使用这些操作单元，基本能够满足一般化工厂的需要。
对反应器和分离塔，提供了多种计算方法。
ChemCAD可以模拟以下单元操作：蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、反应蒸馏、反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机等50多个单元操作。
1.3热力学物性计算方法：CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法，包含39种K值计算方法，和13种焓计算方法。
K值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类，其中活度系数法包含有UNIFAC 、UPLM (UNIFAC for Polymers)、Wilson 、T. K. Wilson 、HRNM Modified Wilson 、Van Laar 、Non-Random Two Liquid (NRTL) 、Margules 、GMAC (Chien-Null) 、Scatchard-Hildebrand (Regular Solution)等。
mcgs工程组态实训心得
mcgs工程组态实训心得mcgs工程组态实训心得MCGS实训总结经过连续两周的训练我对组态（MCGS)软件的运行及使用有了较初步的认识。
近几年，科技迅速发展，自动化产品层出不穷，掌握组态控制技术是必要的。
现在我就简单先总体介绍一下组态技术。
组态控制技术属于一种计算机控制技术。
它是利用计算机监控某种设备使其按照控制要求工作。
利用组态控制技术构成的计算机组态监控系统主要由被控对象、传感器、I/O接口、计算机及执行机构等部分组成。
本次实训是借助MCGS组态软件平台来完成组态监控系统人机界面制作和程序的设计的。
MCGS(Monitor and Control Generated System, 通用监控系统）组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的基于Window平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、报表输出等和多种方式向用户提供解决实际工程问题的开发平台。
由于是国人开发的软件，所以它是全中文的，很适合我们使用，还有它可提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，此外还提供上千个精美的图库元件及渐进色等多种动画方式可以快速的构建精美的动画，它还支持温控曲、计划曲线、时实曲线、历史曲线、XY等多种工控曲线。
总之使用MCGS软件可以较快速的完成一个运行稳定、功能成熟、维护量小并且具备专业水准的计算机监控控制系统的开发工作。
下面我来介绍在使用MCGS组态软件来完成任务的详细过程及遇到的问题和解决的办法。
任务一水位控制系统2.1工程分析在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
工程框架：1． 2个用户窗口：水位控制、数据显示2．4个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据、报警数据3． 4个子菜单：登录用户、退出登录、用户管理、修改密码 4． 5个策略：启动策略、退出策略、循环策略、报警数据、历史数据数据对象：水泵、调节阀、出水阀、液位1、液位2、液位1上限、液位1下限、液位2上限、液位2下限、液位组图形制作：1．水位控制窗口[1] 水泵、调节阀、出水阀、水罐、报警指示灯：由对象元件库引入[2] 管道：通过流动块构件实现[3] 水罐水量控制：通过滑动输入器实现[4] 水量的显示：通过旋转仪表、标签构件实现[5] 报警实时显示：通过报警显示构件实现[6] 动态修改报警限值：通过输入框构件实现流程控制：通过循环策略中的脚本程序策略块实现安全机制：通过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现2.2建立工程可以按如下步骤建立样例工程：鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在D盘根目录下，则会在D：\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等) ? 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。
MCGS组态软件经典教程详解
• 用旋转仪表构件显示水箱、水罐中的水位
与“水箱水位”对应的旋转仪表构件(+90度~-90度) 与“水罐水位”对应的旋转仪表构件(+90度~-90度)
• 用文字构件显示水箱、水罐中的水位
文字构件—显示输出
练习
MCGS组态软件实现一个简单的水位控制
练习
在循环策略中实现控制流程（运行 策略—循环策略—策略属性改为 200ms，新增策略行，添加脚本程 序）
MCGS组态软件实现一个简单的水位控制
工程简介 工程建立 流程画面 定义数据对象 动画连接 设备连接 流程控制 报警显示 报表输出 显示曲线 安全机制
请与此编号保 持一致！
练习
MCGS组态软件实现一个简单的简介 工程建立 流程画面 定义数据对象 动画连接 设备连接 流程控制 报警显示 报表输出 显示曲线 安全机制
定义数据对象
变量名称
水泵 调节阀 出水阀 水箱水位 水罐水位 水位组 水箱水位上限
MCGS组态环境的五大组成部分
MCGS组态环境
主控窗口
设备窗口
用户窗口
实时数据库
运行策略
菜单设计 设置工程属性 设定存盘结构
添加工程设备 连接设备变量 注册设备驱动
创建动画显示 设置报警窗口 人机交互界面
定义数据变量 定义中间变量
编写控制流程 使用功能构件
MCGS组态软件的工作方式 MCGS如何与设备进行通讯
• MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括 数据采集和发送设备指令。每个驱动程序独占一个线程， 达到互不干扰的目的。
MCGS如何产生动画效果
• MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如： 一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等， 每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性， 实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等 状态的特征参数。
化工原理精馏的应用
化工原理精馏的应用一、精馏的基本原理精馏是一种常见的分馏技术，广泛应用于化工工业中。
它基于物质的不同挥发性，在恒定的温度和压力条件下，将混合物中的组分分离出来。
精馏的基本原理是利用不同物质的沸点差异，通过加热混合物使之煮沸，然后利用冷凝装置将蒸汽转化为液体，从而实现分离。
二、精馏的应用领域精馏广泛应用于化工工业中的物质分离和纯化过程中。
以下列举了一些常见的应用领域：1. 石油炼制工业在石油炼制过程中，原油经过初步处理后，通常会进行精馏过程，以将其分离成不同沸点范围内的馏分。
通过多级精馏塔，可以得到石油气、汽油、柴油、煤油等不同的产品。
2. 酒精生产工业酒精生产工业中的精馏过程主要用于酒精的纯化。
发酵产生的液体经过精馏，可以去除其中的杂质，提高酒精的纯度。
这在制造白酒、伏特加等高纯度酒精产品时尤为重要。
3. 化学品生产工业在化学品生产过程中，精馏常被用于分离混合物中的各种组分。
例如，用于制造酸、碱、有机溶剂和涂料等化学品的原材料通常需要进行精馏来获得高纯度的产品。
4. 精细化工工业在精细化工工业领域，精馏技术被广泛应用于制药、医药等行业中。
通过精馏过程，可以提取药物中的有效成分，纯化药物和去除其中的杂质，以满足药品的安全和纯度要求。
5. 生物燃料工业精馏技术在生物燃料工业中可以用于提取生物质燃料中的乙醇或生物柴油等有机物。
这不仅可以提高生物燃料的能量效率，还可以减少环境污染。
三、精馏过程的关键因素精馏过程的效果受到许多因素的影响，下面列举了其中几个关键因素：1.温度：温度的控制是精馏过程中非常重要的因素。
合适的温度可以促使混合物中的组分充分汽化，并实现高效的分离。
2.压力：压力对精馏过程的影响也非常显著。
较低的压力有助于降低沸点，提高挥发性较高的组分的分离效率。
3.塔板数量和间距：在多级精馏塔中，塔板的数量和间距对分离效果起着重要作用。
适当的塔板数量和间距可以增加混合物的接触面积和停留时间，提高分离效果。
MCGS组态软件在钢铁厂铁水处理系统中的应用
MCGS组态软件在钢铁厂铁水处理系统中的应用一、工艺描述在炼钢工艺中，从高炉来的混铁车铁水在倒罐站进入铁水罐，由300t吊车将铁水罐送至1#、2#铁水脱硫站的处于座罐位的铁水罐倾翻车上。
此前，相关脱硫站已经做好了所有准备工作，如：公用设施风、水、电、燃气的供给并达到要求的参数；喷吹罐已经准备好足够的符合要求的钝化镁粒；各种机电液设备都可靠好用；全部电控系统包括自动控制和计算机操作、专家系统及检测仪表系统都正常可靠，烟气除尘系统已经启动，等等。
铁水罐车开至喷吹工位，到位信号将传至喷镁操作室的自动操作系统，系统允许开始自动运行。
测温取样装置可根据工艺需要在铁水中进行测温或取样，温度将快速显示在现场的大屏幕数码表上，同时信号传至操作室的计算机操作系统被纪录和显示。
样块被送至化验室作成分的快速分析，并将结果——铁水成分立即反馈到操作室，操作人员在计算机上输入该罐铁水罐号，铁水重量、铁水温度、铁水初始硫、目标硫参数，或具备和二级站连网功能。
专家系统将自动确定该次喷吹的镁粒喷吹量和喷吹时间，在专家系统完成计算并确定喷吹参数之后即可启动自动喷吹按钮，开始按照程序进行喷吹，到达设定值后会自动停止喷镁。
在喷吹过程中可以通过彩色大屏幕监视器监视铁水罐中铁水反应情况，系统具有根据需要在喷吹中调整喷镁速度的功能。
喷吹是当喷枪在上极限高位时开始喷吹氮气，随后下枪至铁水中预定深度停枪并开始喷镁，喷镁结束后停止喷镁但是不停止喷吹氮气，继续吹氮气几十秒钟搅拌铁水然后提枪至上极限。
喷枪的升降由电力驱动和大节距双排链传动系统完成，升降力达10000kgf。
喷枪的换枪机构采用固定式双枪分别驱动升降形式，双枪用一备一。
换枪喷吹用铁水罐车移动的方式实现。
喷枪和测温取样枪采用了四项实用先进技术：①编码器枪位检测；②事故（如停电）提枪技术；③热敏法测铁水液面高度；④喷枪张力检测技术（当罐底结渣时触包停枪，再提枪到喷吹位），确保喷枪和铁水、铁水罐的安全。
浅析精馏技术的原理及在化工生产中的应用
2019年11月浅析精馏技术的原理及在化工生产中的应用白尹白新伟（六盘水师范学院，贵州六盘水553004）摘要：随着国民经济的不断增长，科学技术的不断创新，化工产业建设发展得到了质的飞跃。
精馏技术应用作为化工生产过程的重中之重，是一项必不可缺的关键技术，能够帮助化工企业最大程度降低能源损耗，确保在最低成本下创造出最大社会经济效益。
因此，现代化工企业必须积极转变自身生产管理理念，正确认识到将精馏技术应用在化工实践生产中的重要性，严格督促化工生产人员规范使用相关技术与设备，全面提高化工生产质量和效率。
文章将进一步对精馏技术的原理及其化工生产中的应用展开分析与探讨。
关键词：精馏技术；原理；化工生产；实践应用1精馏技术的原理分析精馏技术是基于利用回流促使液体混合物有效得到高纯度分离的一种蒸馏方法，该项技术被普遍应用在液体混合物分离操作中。
工作人员根据精馏技术的生产工艺和工质特点，将精馏技术技术科学划分为了直接塔顶式热泵精馏和间接式热泵精馏。
热泵精馏技术是一种基于对机械功能有效补偿和消耗，将精馏塔塔顶部的低温区域内热量成功传递至塔釜高温区域，这样一来就能够促使精馏塔塔顶区域的低温蒸汽有效转换为塔底再沸器的热源。
不同类型的热泵精馏在化工生产中有着不一样的适用范围，间接式热泵精馏通常被化工企业工作人员勇于精馏塔内物质有腐蚀性或者对温度较为敏感的情况。
1.1直接塔顶式热泵精馏系统在化工生产领域中，化工企业经常运用的直接塔顶式热泵精馏系统构成主要包括了精馏塔、压缩机、蒸发器以及驱动器等。
当化工企业工作人员将直接塔顶式热泵精馏系统实践应用在化工生产过程中，需要提供现成的载热工质，并且为了实现系统能够顺利进行热量交换，工作人员还需要在系统内部合理设置一个高质量的热交换器。
在直接塔顶式热泵精馏系统运行中，压缩机的作用在于其能够帮助降低整个精馏塔运行过程的功能损耗，同时大大提升压缩效率。
除此之外，直接塔顶式热泵精馏系统还有着本身结构简单的优势特点，无需安排大量工作人员进行检修维护，操作简单方便，从而有效降低了化工企业的生产管理成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
堡塑！Ｑ丝二塑堑ＣＮｌｌ一２０３４／Ｔ实验技术与管理
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ第２５卷第５期２００８年５月Ｖ０１．２５Ｎｏ．５Ｍａｙ２００８
ＭＣＧＳ组态软件在化工原理精馏实验中的开发与应用
刘雪莲，吴正舜，王储备（华中师范大学化学学院，湖北武汉４３００７９）
摘要：介绍了基于ＭＣＧＳ组态软件开发的化工原理精馏实验监控系统软件。概述了其程序运行过程，总结了该监控系统软件对实验教学的帮助，探索了计算机在化工原理实验教学领域中新的应用。关键词：ＭＣＧＳ组态软件；化工原理；精馏；实验教学中图分类号：Ｇ４３４文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－４９５６（２００８）０５－０１０８－０３
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭＣＧＳｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｔｈｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ＬＩＵＸｕｅ—ｌｉａｎ，ＷＵＺｈｅｎｇ－ｓｈｕｎ，ＷＡＮＧＣｈｕ—ｂｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨｕａｚｈｏｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｔｔｈａｎ
４３００７９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｃｔｉｅｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＭＣＧＳｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ｏｕｄｉｎｅｓｉｔｓｐｒｏｃｅｄｕｒｅｍｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｈｅｌｐ
ｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｔｈｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｎｅｗａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ．ＭＣＧＳｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ；ｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ
精馏实验是化工原理实验中的重要内容，通过实验可使学生了解精馏塔的结构，掌握精馏塔的流程和操作方法，观察塔内各种传质状态，学习实验数据处理方法，加深对化工原理精馏过程的认识，培养其运用所学知识解决实际问题的能力。为改善实验教学效果，我们基于ＭＣＧＳ组态软件开发了针对该实验的监控系统软件，取得了良好的应用效果。１ＭＣＧＳ组态软件介绍ＭＣＧＳ组态软件是北京昆仑通态自动化科技有限公司研发的一套基于ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／ＮＴ操作系统（或更高版本），可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统…。它为用户提供了收稿日期：２００７．０８．２０作者简介：刘雪莲（１９７９一）。女，湖北省随州市人，硕士研究生，研究方向为化工与计算机模拟通讯作者：吴正舜（１９６５一），男，湖北省汉川市人，博士后，副教授，研究方向为能源与化工技术．从设备驱动、数据采集到数据处理、流程控制、动画显示、报警和安全机制等解决实际工程问题的完整方案和操作工具呤Ｊ，具有多任务、多线程功能。其系统框架采用ＶＣ＋＋语言编程，通过ＯＬＥ技术向用户提供ＶＢ编程接口，提供丰富的设备驱动构件、动画构件、策略构件，用户可随时扩充系统功能。ＭＣＧＳ工控组态软件系统包括组态环境和运行环境两大部分，用户所有的组态配置过程都是在组态环境中进行。运行系统按照“组态结果数据库”中的组态方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能口Ｊ。两部分互相独立，又紧密相关ＭＪ，
ＭＣＧＳ软件系统结构如图１所示。
２精馏实验监控系统软件的开发我院精馏实验所采用的分离物质是“乙醇一正丙醇”二元物系，精馏装置是直径５４ｍｍ，筛孑Ｌ直径２ｍｍ，共７块塔板的筛板塔。塔内径为５０ｍｍ，板间距为１００ｍｍ，塔高１ｊ５ｍ。在各块塔板上侧设取样口，用注射器取样，通过阿贝折射仪分
万方数据刘雪莲，等：ＭＣＧＳ组态软件在化工原理精馏实验中的开发与应用１０９
多任务多线程？…一一一一一一一一一一…一１
ｒ……－……－１ｒ……－一＿ｌ…一一１
组态环境；；运行环境：
ｌ塑塞垫堕卜—一臣蕉夏卜
实组实臣茧亟卜
时态时
数软数
臣亟匾）一据件据
库核库
心陬蘸赢广卜
图１ＭＣＧＳ软件系统结构图
析塔板液体组成，加料采用往复式计量泵，用４块仪表显示及控制多个参数。该装置可以在全回流和部分回流条件下进行连续精馏塔分离效率的测试。对于实验数据处理，要求学生结合所学理论知识，应用图解法与逐板法求取理论塔板数。由于该实验仪器庞大，需记录的数据较多，数据处理过程较繁琐，因此我们通过计算机控制系统和ＭＣＧＳ组态软件实现系统的软连接，监控精馏过程的电压，各塔板温度，回流比等。加强对实验中不断变化参数的有效监测，保证实验安全可靠、准确、快速。精馏实验监控系统的主要任务是：对精馏实验过程的各种数据量、模拟量、状态量等进行自动采集，并进行整理、存储；根据精馏的要求，对采集的数据进行计算；将实验数据传送给计算机，进人数据库保存。需要采集的信号有：塔釜液位、塔釜温度、进料温度、第２，３，４，５，７块板的温度等。需要控制的信号有：加热电压、进料流量、回流时间、塔釜液位、采出时间等。２．１建立新工程在计算机桌面上打开“ＭＣＧＳ组态环境”，在菜单“文件”中选择“新建工程”，选择存放路径，定义新工程名为“精馏实验监控系统”。２．２系统监控界面设计在ＭＣＧＳ组态平台上，建立“精馏实验监控系统”窗口并设置好窗口属性。通过绘图工具箱中的工具绘制出组建系统所需的精馏装置元件，调用系统控件制作控制按钮，利用文字标签对相应元件进行注释。设置系统菜单和参数，以便调度、管理这些用户窗口的打开或关闭。２．３定义数据变量数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。数据对象有开关型、数值型、字符型、事件型和组对象等５种类型。不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同＂Ｊ。如加热电压，塔板温度为数值型，回流，回流比通讯为开关型，输入开始时间为字符型。２．４动画连接由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。ＭＣＧＳ实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。本实验对塔釜液位以及气液在整个系统中的传质状态设置成动画，形象直观生动。２．５设备连接设备窗口是ＭＣＧｓ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连接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对精馏过程的实时监控。首先必须建立一个父设备，后面挂子设备。设置子设备的最小采集周期、设备地址、通信等待时间等参数，要特别注意的是子设备的某些设置必须与父设备一致。在通道连接属性中，将要采集的信号与系统变量连接起来。‘２．６运行策略组态运行策略窗口主要完成精馏运行流程的控制。对系统的“启动策略”、“循环策略”、“退出策略”进行组态与设置，使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。２．７运行与调试当以上步骤完成以后，先进行组态检查通过后就可以进入运行环境调试。３程序运行进入“精馏实验监控画面”的界面，输入加热电压值，点击“电加热开”按钮，精馏塔开始按输入电压进行全回流操作，系统将采集到各塔板的温度和进料液的温度，如图２所示。待操作稳定后，通过阿贝折射仪分析进料液、馏出液、釜液的组成，点击“手动计算”，填入相应数据，点击“全回流”得到全回流理论塔板分析图３，然后返
万方数据１１０实验技术与管理回监控画面，再点击“部分回流”“蠕动泵手控”，设置进料量转速，加热电压及回流比的回流时间和
采出时间，点击“泵运转”精馏塔开始按设置条件进行部分回流操作，同时采集到各塔板的温度，如图４所示。同理待操作稳定后分析各液体组成，点击“手动计算”填入相应数据，再点击“部分回流”得到部分回流理论塔板分析图５。实验结束后退出系统。
图２全回流状态图３全回流下理论塔板分析图４精馏实验监控系统软件的优点４．１直观性该实验所采用的精馏装置是不锈钢做成的，学生无法看到塔内结构及气液传质状况，通过ＭＣＧＳ软件绘出的界面图及动画连接能使学生清楚地了解精馏装置的结构及塔内气液动态流动状况。４．２安全性该软件中设置的报警系统，如塔釜液位报警，可以防止液面过高引起淹塔。塔釜温度报警，防止
图４部分回流状态图５部分回流下理论塔板分析图温度过高造成暴沸。４．３高效性由于该实验须记录的数据多，数据处理繁琐，如用手工记录和计算很费时，而且容易出错。加上装置少，学生多，完成此实验要花很长时间。该软件自动采集数据并存储，计算与绘图均使用计算机自动进行，瞬间即可完成，其计算与绘图精度也高于手工处理，大大节约了实验完成的时间，同时也减轻了教师的工作量４．４功能扩展性由于时间关系，一般情况下学生无法对精馏实验进行深入研究。例如塔板温度的变化情况，各参数的变化对全塔效率的影响，回流比、进料温度、进料流量等参数的变化对操作线及理论塔板数的影响等。学生在实验之余利用该软件，可针对各参数的变化进行分析研究，弥补实验的局限性。该特性（下转第１３３页）
万方数据