基于PLC運料小車裝置MCGS組態(tài)設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計 摘要隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器。隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC,變頻器,人機界面自動化器件來控制,因此自動化程度越來越高。送料小車控制系統(tǒng)使用了PLC控制，被控對象是送料車，屬于自動循環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能安全、可靠運行的情況，實現(xiàn)計算機自動監(jiān)控。 本次設(shè)計介紹了FX2N PLC機的性能及其特點，可編程序控制器（programmable controller）簡稱PLC。由于PLC的性能優(yōu)越，功能完備，靈活性強，通用性好和繼電接觸器控制簡單

2、易懂，維修方便等雙重優(yōu)點，形成以微電腦為核心的電子控制設(shè)備，可編程序控制器是近年來一種極為迅速，應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置?？删幊炭刂破鳎≒LC）具有編程軟件采自易學(xué)易懂的梯形圖語言，控制靈活方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠等特點，現(xiàn)在的工業(yè)自動化生產(chǎn)控制多采用可編程控制器來實現(xiàn)。該控制系統(tǒng)，根據(jù)實際要求利用PLC的實時控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，在本次論文中給出了控制系統(tǒng)的主電路圖及軟件設(shè)計關(guān)鍵詞：可編程序控制器(PLC) 計算機技術(shù) 自動送料小車 緒論二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以

3、來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全

4、球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），

5、然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達8000多個I

6、/O）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用軟件，在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。第一章 設(shè)計任務(wù)和要求1.1 課題的背景及意義隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC，變頻器，人機界面自動化器件來控制，因此自動化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到

7、迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動負擔(dān)，要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化，這就離不開控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個生產(chǎn)線的靈魂，對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進行，重者甚至發(fā)生人生安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。運料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來設(shè)計的，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于運料小車的運行，因此，運料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。運料小車能否正常運行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。 所以，對運料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計要予以重視。1.設(shè)計內(nèi)容及要求 本課題的主要設(shè)計內(nèi)容有：1) 確定運料小車

8、控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案； 2) 設(shè)計運料小車拖動電機的電器控制線路原理圖；3) 確定運料小車控制系統(tǒng)PLC的型號規(guī)格，確定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；4) 設(shè)計運料小車控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖，PLC程序的總體結(jié)構(gòu)圖和梯形圖（包括公用程序、控制程序、信號顯示和故障報警程序等。設(shè)計題目：PLC自動運料車 目的及要求：1） 熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)，學(xué)會定時器、計數(shù)器和特殊繼電器等等在實際中的應(yīng)用；2） 通過設(shè)計牢固掌握用功能圖設(shè)計梯形圖的方法、步驟及繪制梯形圖所遵循的規(guī)則和設(shè)計技巧：3） 學(xué)會時序控制程序的設(shè)計和調(diào)試方法：4） 學(xué)會PLC輸入/輸出點的分配、接線，對P

9、LC有系統(tǒng)的了解。第二章 總體方案設(shè)計本系統(tǒng)采用了PLC控制原理，設(shè)計總體控制方案，用組態(tài)軟件進行實時控制的監(jiān)控。21 送料車自動循環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)成送料車前進和后退用開關(guān)來控制。在裝料和卸料的地方有限位開關(guān)來實現(xiàn)，當(dāng)小車到達裝料出時，碰到限位開關(guān)SQ1，實現(xiàn)小車的裝料動作；當(dāng)小車到達卸料處時，碰到限位開關(guān)SQ2，實現(xiàn)小車的停車和卸料動作。 22 工作過程（1）第一次按下送料按鈕，預(yù)先裝滿料的小車前進送料到達卸料處（SQ2）自動停下并卸料；（2）經(jīng)過對卸料所需設(shè)定的時間2延時后，車子則自動的返回到裝料處（SQ1）；（3）經(jīng)過裝料所需設(shè)定的時間1延時后，車子自動的再次前進送料，卸完料后車子又自動返

10、回裝料，如此自動往返循環(huán)送料。當(dāng)輸入為停止信號時，系統(tǒng)將停止運行。工作過程如圖2.1所示。小車后退小車裝料小車卸料小車前進開始信號 圖2.1送料車工作過程流程圖23 方案設(shè)計1）根據(jù)控制目的和要求，經(jīng)過仔細分析各種因素，制定了整體的設(shè)計方案：以FX2N PLC為核心，完成對輸入輸出點的控制。監(jiān)控系統(tǒng)通過MODBUS通信協(xié)議與PLC進行I/O點的通信。輸入部分包括：啟動/停止按鈕輸入;輸出部分包括:裝料和卸料的控制。運料小車工作示意圖如圖2-2所示。圖2-2 運料小車工作示意圖2）PLC運料小車接線示意圖如圖2-3所示。 圖2-3 小車接線示意圖3)運料小車的工作流程圖如圖2-4所示。圖2-4

11、運料小車工作流程圖4）運料小車自動往返控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖2-5所示。圖2-5 運料小車自動往返圖2.4硬件設(shè)計根據(jù)控制要求，主控設(shè)備選用三菱PLC，小車的行程控制采用限位開關(guān)（2個），系統(tǒng)的啟動、停止、采用按鈕實現(xiàn)，輸出采用接觸器（2個）控制，一個實現(xiàn)前進，另一個完成后退功能。第三章 軟件設(shè)計31 PLC程序編寫根據(jù)控制要求和現(xiàn)有條件，使用實訓(xùn)室計算機已經(jīng)安裝的編程軟件，編寫PLC控制程序?？刂瞥绦虬▎?、停止按鈕、數(shù)據(jù)采集等等。本實驗要用到的是I/O數(shù)字量，實驗中采用了四個輸入四個輸出的I/O點，I/O點分配如表3.1。輸入點輸入點作用輸出點輸出點作用X0啟動按鈕SB0Y0前進KM1X1停止

12、按鈕SB1Y1卸料KM2X2前進限位開關(guān)SQ2Y2后退KM3X3后退限位開關(guān)SQ1Y3裝料KM4表3.1 I/O點分配32監(jiān)控軟件設(shè)計送料車自動往返循環(huán)控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面組態(tài)軟件作為開發(fā)平臺，主要有控制對象的圖形界面和數(shù)據(jù)庫變量組成，數(shù)據(jù)庫變量通過通信接口與PLC進行I/O聯(lián)接，完成數(shù)據(jù)交換。創(chuàng)建新的應(yīng)用程序關(guān)系式的一般過程是：繪制圖形界面、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、配置I/O數(shù)據(jù)聯(lián)接、建立動畫連接、運行及調(diào)試。33通訊軟件設(shè)計本實驗采用了MODBUS通信協(xié)議來實現(xiàn)PLC之間的通訊。本實驗用動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。它在同時運行的兩個應(yīng)用程序之間實現(xiàn)一種客戶端與服務(wù)器之間的關(guān)系，服務(wù)器應(yīng)用程序提供

13、數(shù)據(jù)，并接受對這些數(shù)據(jù)感興趣的任何其它應(yīng)用程序的請求。發(fā)出請求的應(yīng)用程序被稱為客戶端。3.4運料小車自動往返梯形如圖3-1所示。圖3-1 自動運料小車梯形圖3.5運料小車自動往返程序指令如表3.1所示。表3.1 自動運料小車程序步數(shù)指令步數(shù)指令0LD M800225SET S231SET S027STL S233STL S028OUT Y0034LD X00029OUT T1 K605SET S2032LD T17STL S2033OUT S08LDI X00135RET9OUT Y00036END10LD X00111SET S2113STL S2114OUT Y00115OUT T018L

14、D T019SET S2221STL S2222LDI X00223OUT Y00224LD X002 第四章 MCGS組態(tài)軟件MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其主要特征和功能大體為：具有簡單靈活的可視化操作界面、實時性強、有良好的并行處理性能、有豐富生動的多媒體畫面、開放式結(jié)

15、構(gòu)、廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能、完善的安全機制、強大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復(fù)雜的運行流程、良好的可維護性和可擴充性、設(shè)立對象元件庫組態(tài)工作簡單方便、能實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理等等。4.1 MCGS 組態(tài)軟件結(jié)構(gòu) 功能特點MCGS軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，用來幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶的制定方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)環(huán)境所設(shè)計的目標和功能。組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境的關(guān)系如圖4-1所示；運行環(huán)境：解釋執(zhí)行狀態(tài)結(jié)果組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)組態(tài)

16、結(jié)果數(shù)據(jù)庫圖4-1 組態(tài)環(huán)境運行和運行環(huán)境圖由MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分組成。如圖4-2所示。MCGS主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實時數(shù)據(jù)庫運行策略圖4-2 組態(tài)控制窗口MCGS的五大組成部分MCGS組態(tài)軟件建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，可以完成不同的工作，且具有不同的特性。（1）主控窗口主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓、運行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。在主窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，主控窗口負責(zé)調(diào)度和管理

17、這些窗口的打開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程名稱，編制工程菜單，設(shè)計封面圖形，確定啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。（2）設(shè)備窗口設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。設(shè)備窗口專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進來，送入實時數(shù)據(jù)庫中，然后再把數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。一個應(yīng)用系統(tǒng)只有一個設(shè)備窗口，運行時，系統(tǒng)自動打開設(shè)備窗口來管理和調(diào)度所有設(shè)備構(gòu)件才能正常工作，并在后臺獨立運行。（3）用戶窗口用戶窗口主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面。其中可以放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件

18、。圖元和圖符對象為用戶提供了一套完善的設(shè)計制作圖形畫面和定義動畫顯示與操作的模塊，用戶可以直接使用。通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對象來搭建多個窗口，用戶可以制作各種復(fù)雜的圖形界面，以便用不同的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的可視化。組態(tài)工程中的用戶窗口，最多可以定義512個。所以的用戶窗口均位于窗口內(nèi)，其打開時窗口可見，關(guān)閉時窗口不可見。允許多個用戶窗口同時處于打開狀態(tài)，其位置、大小和邊界等屬性可以隨意改變或設(shè)置。（4）實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，是MCGS系統(tǒng)的核心。它將MCGS工程各個部分連接成有機的整體。本窗口內(nèi)定義的不同類型和名稱的變量，將作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制

19、、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。MCGS用實時數(shù)據(jù)來管理所有的實時數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫進行報警處理和存盤處理。因此，實時數(shù)據(jù)庫所存儲的單元，不單單是變量的數(shù)值，還包括變量的特征參數(shù)（屬性）以及對該變量的操作方法（設(shè)置報警性、報警處理、存盤處理等）。這種將數(shù)值、屬性和方法封裝在一起的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)對象。實時數(shù)據(jù)庫采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，不僅僅為其他部分提供服務(wù)，還為系統(tǒng)各個功能部件提供數(shù)據(jù)共享。（5）運行策略運行策略是對系統(tǒng)運行的流程實現(xiàn)有效控制的手段。本窗口主要完成對工程運行流程定時器、配方操作和多媒體輸出等。運行策略本身是系統(tǒng)提供的一個框架，里面放置有策略條件構(gòu)件和由策略構(gòu)件

20、組成的策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫，控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。一個應(yīng)用系統(tǒng)有三個固定的運行策略：啟動策略、循環(huán)策略和退出策略，用戶也可以根據(jù)具體需要創(chuàng)建新的用戶策略、循環(huán)策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略，并且用戶最多可創(chuàng)建521個用戶策略。啟動策略在應(yīng)用系統(tǒng)開始運行時調(diào)用，退出策略在應(yīng)用系統(tǒng)退出運行時調(diào)用，循環(huán)策略由系統(tǒng)在運行過程中定時循環(huán)調(diào)用，用戶策略供系統(tǒng)中的其他部件調(diào)用。4.2 MCGS組態(tài)軟件功能及其特點MCGS的主要功能和基本功能如下：（1）簡單的可視化操作界面MCGS采用全中文、可視化、面

21、向窗口的開發(fā)界面，以窗口為單位，構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變符合中國人的使用習(xí)慣和要求。用戶可以使用系統(tǒng)的默認構(gòu)架，也可以根據(jù)自己的需要自己組態(tài)配置圖形界面，生成各種類型和風(fēng)格的圖形界面，包括DOS風(fēng)格和標準Windows風(fēng)格的圖形界面并且?guī)в袆赢嬓Ч墓ぞ邨l和狀態(tài)條等。（2）實時性強、良好的并行處理性能MCGS充分利用了32位Windows操作平臺的多任務(wù)、按優(yōu)先級分時操作的功能，以線程為單位，對在工程作業(yè)中實時性強的關(guān)鍵任務(wù)和實時性不強的非關(guān)鍵任務(wù)進行分時并行處理，使PC機在工程測控領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用成為可能。（3）豐富、生動的多媒體畫面MCGS以圖

22、像、圖符報表和曲線等多種形式展示，為操作員及時地提供系統(tǒng)運行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報警等有關(guān)信息；通過對圖形大小的變化、顏色的改變、明暗的閃爍、圖形的移動反轉(zhuǎn)等多種手段，增強畫面的動態(tài)顯示效果；在圖元、圖符對象上定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，實現(xiàn)動畫效果。MCGS還為客戶提供了豐富的動畫構(gòu)件，每個動畫構(gòu)件都應(yīng)一個特定的動畫功能。MCGS還支持多媒體功能，使能夠開發(fā)出集圖像、聲音、動畫為一體的漂亮、生動的工程畫面。（4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能MCGS采用開放式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，MCGS提供多種高性能的I/O驅(qū)動；支持Microsoft開放數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）接，

23、有強大的數(shù)據(jù)庫連接能力；全面支持OPC(OLE for Process Control)標準，即可作為OPL客戶端，也可以作為OPC服務(wù)器，可以與更多的自動化設(shè)備相連接；MCGS通過DDE(Dynamic Data Exchange,動態(tài)數(shù)據(jù)交換)與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，充分利用計算機豐富的軟件資源；MCGS全面支持ActiveX控制，提供極其靈活的面向?qū)ο蟮膭討B(tài)圖形功能，并且包含豐富的圖形庫。（5）完善的安全機制MCGS提供了良好的安全機制，為多個不同級別的用戶設(shè)定了不同的權(quán)限。此外MCGS還提供了工程密碼，鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，大大加強了保護組態(tài)開發(fā)者勞動成果的力度。（6）強大的

24、網(wǎng)絡(luò)功能MCGS支持TCP/IP、MODEN、RS-458/RS-422/RS-232等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；使用MCGS網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件，可以在整個企業(yè)范圍內(nèi)，用IE瀏覽器方便的瀏覽到實時和歷史的監(jiān)控信息，實現(xiàn)設(shè)備管理和企業(yè)管理的集成。（7）多樣化的報警功能MCGS提供多種不同的警報方式，具有豐富的警報類型和靈活多樣的警報處理函數(shù)。不僅方便用戶進行警報設(shè)置，并且實現(xiàn)了系統(tǒng)實時顯示、打印警報信息的功能。警報信息的存儲與應(yīng)答功能，為工業(yè)現(xiàn)場安全可靠地生產(chǎn)運行提供了有力的保障。（8）實時數(shù)據(jù)庫為用戶分步組態(tài)提供極大方便MCGS由主窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成，其中實時數(shù)據(jù)庫

25、是一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功能性構(gòu)件的功用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個系統(tǒng)的核心。各個部件獨立地向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時，每個部分均可分別進行組態(tài)配置，獨立創(chuàng)建，互不干擾；而在系統(tǒng)運行過程中，各個部分都通過實時數(shù)據(jù)庫交換，形成互相關(guān)連的整體。（9）支持多種硬件設(shè)備，實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”MCGS針對外部設(shè)備的特征，設(shè)備工具箱，定義多種設(shè)備構(gòu)件，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，賦予相關(guān)的屬性，實現(xiàn)對外部設(shè)備的驅(qū)動和控制。用戶在設(shè)備工具箱中可方便選擇各種設(shè)備。不同的設(shè)備構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過實時數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系；而建立時又是相互獨立的，即對某一構(gòu)件的操作或

26、改動，不影響其他構(gòu)件和整個系統(tǒng)。（10）控制方便復(fù)雜的運行流程MCGS開辟了“運行策略窗”口，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的策略構(gòu)件，用圖形化的方法和簡單的Basic語言構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實時數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)自由，準確地控制運行流程，同時也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴展系統(tǒng)的功能。（11）良好的可維護性和可擴充性MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨立。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了MCGS系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫構(gòu)件和流程控制）的所有

27、工作。除此之外，MCGS還提供了一套開放的可擴充接口，用戶可根據(jù)自己的用VB、VC等高級開發(fā)語言，編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能。（12）用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高MCGS中數(shù)據(jù)的存儲不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫來管理。組態(tài)時，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)構(gòu)是一個數(shù)據(jù)庫；運行時，系統(tǒng)自動生成一個數(shù)據(jù)庫，來保存和處理數(shù)據(jù)對象和報警信息的數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行效率；同時，也使其他應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接數(shù)據(jù)庫中完成數(shù)據(jù)存盤。（13）設(shè)立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便對象元件庫，實際上是分類儲存的各種組態(tài)對象的圖庫。組態(tài)時，可把制作好的數(shù)據(jù)對象（包括圖形對像、窗口對

28、象、策略對象以至位圖文件等）以元件的形式存入圖庫中，同樣也可把元件庫的各種對象取出，直接為當(dāng)前的工程所用。隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴大和豐富，這樣解決了對象元件庫的元件積累和元件重復(fù)利用等問題。組態(tài)工作將會變得更加簡單、方便。（14）實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理考慮到工控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢，MCGS充分運用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work，分布式計算機協(xié)通工作方式)技術(shù)，使分布在不同現(xiàn)場的采集設(shè)備和工作站之間實現(xiàn)協(xié)同工作，不同的工作站之間則通過MCGS實時交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制管理。4.3 新建工程和變量的定

29、義1) 首先雙擊桌面MCGS組態(tài)環(huán)境圖標，進入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺。2) 單擊文件菜單中“新建工程”選項，自動生成新建工程，默認的工程名為：“新建工程0.MCG”。3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。4) 在文件名一欄內(nèi)輸入“運料小車動態(tài)畫面”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。如圖4-3所示。圖4-3 運料小車建立窗口在MCGS中，變量也叫數(shù)據(jù)對象。實時數(shù)據(jù)庫是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對象是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)

30、變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。4.4變量定義的步驟1. 單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”選項卡，進入“實時數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖3-4所示。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對象”的名稱。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象?，F(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進去。2. 單擊工作臺右側(cè)“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加了一個新的數(shù)據(jù)對象，如圖4-4所示。3. 選中該數(shù)據(jù)對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。圖4-4 a實時數(shù)據(jù)庫窗口圖4-4 b實時數(shù)據(jù)庫窗口 圖4-5 數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置窗口1) 將“對象名稱”改為：啟動按鈕；“

31、對象初值”改為：0；“對象類型”選擇：開關(guān)型。2) 單擊“確定”。如圖4-5所示。3) 按照步驟25，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對象。4) 單擊“保存”按鈕。4.5指示燈的屬性設(shè)置1. 雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設(shè)置圖”窗口。2. 單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。圖4-6 指示燈屬性設(shè)置3. 單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“>”按鈕。4. 單擊“>”按鈕，彈出“動畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口。單擊“屬性設(shè)置”選項卡，進入該頁，如圖4-6所示。5. 選中“可見度”選項卡，其他項不選。4.6 MCGS與PLC的連接設(shè)備窗口是MCGS組態(tài)軟件的重要組成部分，負責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接

32、，使得MCGS能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對工業(yè)過程的實時監(jiān)控。在MCGS組態(tài)軟件開發(fā)平臺上，單擊“設(shè)備窗口”，再單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕進入設(shè)備組態(tài)。在“設(shè)備工具箱”中，選中“串口通訊父設(shè)備”和“三菱-FX系列”，添加到右面已選設(shè)備并對應(yīng)設(shè)備兩者的屬性，保持與PLC的I/O設(shè)置一致如圖4-7所示。圖4-7MCGS與PLC連接設(shè)置4.7 編制循環(huán)策略在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進入設(shè)置界面，雙擊圖標進入“策略屬性設(shè)置”，把“循環(huán)時間”設(shè)為：300ms。進入腳本程序編譯環(huán)境，程序如附錄二。按“確認”退出，完成腳本程序編寫。在菜單項“文件”中選“進入運行環(huán)境”或直接按工具條

33、中圖標，進入運行環(huán)境。4.8運料小車的組態(tài)設(shè)計。當(dāng)程序開始時，小車是裝滿料的，小車開始前進，此時組態(tài)界面的前進顯示燈亮，直到小車卸料處（SQ2）自動停下來卸料，此時組態(tài)界面的卸料顯示燈亮，經(jīng)過卸料所需設(shè)定的時間2延時后，車子開始后退，此時組態(tài)界面的后退顯示燈亮，直到小車到達裝料處（SQ1）自動停下來裝料，此時組態(tài)界面的裝料顯示燈亮，經(jīng)過裝料所需設(shè)定的時間1延時后，車子自動的再次前進送料，卸完料后車子又自動返回裝料，如此自動往返循環(huán)送料。當(dāng)輸入為停止信號時，系統(tǒng)將停止運行。在制作時共設(shè)置了4個按鈕,分別為裝料、前進、卸料、后退。分別雙擊各按鈕，此時出現(xiàn)動畫選擇對話框。選擇觸動鏈接 - 觸動按鈕

34、- 動作動畫鏈接，此時出現(xiàn)觸動 -> 動作腳本編輯器。確保選擇條件類型 = 鼠標左鍵/ 鍵按下時，此腳本在按下該按鈕之后產(chǎn)生一個動作。分別輸入以下腳本，腳本程序請看附錄1.4.9運行調(diào)試動畫界面PLC動畫界面如下圖所示，具體過程為：前進（圖4-8） 裝料（圖4-9） 后退（圖4-10） 卸料（圖4-11）。圖4-8 小車前進取料圖4-9 小車裝料圖4-10 小車后退圖4-11 小車卸料第五章 安裝調(diào)試過程51 安裝環(huán)境PLC適用于工業(yè)現(xiàn)場，為了保證其可靠性，延長使用壽命，安裝時要注意周圍環(huán)境：溫度055度，濕度在35%85%之間，周圍無易燃和腐蝕性氣體、過量的灰塵和金屬顆粒，避免過度的震

35、蕩和沖擊，避免太陽光的直射和水的濺射等等。52 安裝注意事項PLC的所有單元都要在斷電的情況下進行安裝和拆卸；切勿將導(dǎo)線頭、金屬屑落入機體內(nèi)；模塊周圍留出一定的空間，便于通風(fēng)和散熱；還有就是要盡量與產(chǎn)生高電子噪聲的設(shè)備（如變頻器）分開。PLC具有很完善的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，借助自診斷程序的提示功能可以方便的找到出現(xiàn)故障的部件，更換后就可以恢復(fù)正常工作。實踐表明，外部設(shè)備的故障率遠遠高于PLC，所以對PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)進行維護和檢查是必不可少的，一般每半年應(yīng)對PLC系統(tǒng)進行一次周期性檢查。53 調(diào)試中遇到的問題及解決辦法流程圖具有良好的可讀性，可以先看流程圖，然后再看程序，將程序仔細分析并預(yù)測結(jié)果，最后再上機運行程序，觀察運行結(jié)果，看是否符合控制要求。若出現(xiàn)問題，請具體分析。如果是局部問題，可充分利用監(jiān)控和預(yù)測功能進行功能調(diào)試；如果是出現(xiàn)整體錯誤，應(yīng)重新審核程序并進行修改。對照編程原則和變成方法以及自己的編程思路進行檢查。5.4 各狀態(tài)步的驅(qū)動處理的檢查運用監(jiān)控和測試手段，強制對應(yīng)的狀態(tài)元件激活，看負載是否能驅(qū)動。如果能正常驅(qū)動，表明驅(qū)動正常，問題在狀態(tài)轉(zhuǎn)移處理上；如果不能驅(qū)動，