PLC及MCGSMCGS組態(tài)軟件具有動畫顯示流程控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備控制與輸出工程報表數(shù)據(jù)與曲線等強大功

組態(tài)技術(shù)簡介MCGSMCGS工業(yè)自動化的靈魂。MCGSMCGS全中文組態(tài)軟件是用于工業(yè)過程控制和實時監(jiān)測的通用電腦系統(tǒng)軟件。其功能和特點可分析歸納如下:1)MCGS運行于Windows特征(即屬性)參數(shù)設(shè)置、動畫連接,可做出較逼真直觀的動態(tài)顯示效果。(2)實時數(shù)據(jù)庫。它是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理中心,可存儲不同類型整體。3)MCGS類似于普通的Basic可編寫特定的流程控制和操作處理程序,增強系統(tǒng)的靈活性。4)MCGS其成為“與設(shè)備無關(guān)”的系統(tǒng);利用其相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件并設(shè)置相關(guān)屬性,可以對多種硬件設(shè)備包括各種PLC進行驅(qū)動,實現(xiàn)系統(tǒng)和工控設(shè)備的連接。因此,基于MCGS軟件的上述功能和特點,通過組態(tài)編程,可以對控制系統(tǒng)進行實時圖形顯示監(jiān)控、報警顯示;此外,利用MCGS的其它功能模塊,還能完成所需的報表輸出、曲線顯示、安全機制等各項功能。(5)應(yīng)用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)PLC工作狀態(tài)監(jiān)控的方法?；贛CGS組態(tài)軟件的PLC監(jiān)控系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)如圖1-1所示,PLC與上位機(普通PC機或工業(yè)IPC機)之間通過RS232或RS485PLC作為可靠性實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。學(xué)習(xí)文檔僅供參考上位機上位機通信連接PLCPLC……現(xiàn)場通信傳感器執(zhí)行原件圖1-1PLC監(jiān)控系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)圖1-1PLC監(jiān)控系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)軟件方面,上位機中既裝有與PLC配套的編程軟件,又裝有MCGS組態(tài)軟件。利用MCGS提供的工具,一般經(jīng)過以下步驟實現(xiàn)PLC工作狀態(tài)的電腦圖形監(jiān)控功能:1)MCGS可在用戶窗口內(nèi)“組合”成控制現(xiàn)場中的各種主要元件的畫面圖形,例如泵、控制閥、液壓缸、行程開關(guān)、運動部件等。繪制的現(xiàn)場元件動畫圖形應(yīng)在形狀、相對位置等方面與控制系統(tǒng)的實際情況相對應(yīng)。(2)的數(shù)值類型、屬性及其操作方法,由各數(shù)據(jù)對象組成實時數(shù)據(jù)庫。(3)進行動畫連接。即設(shè)置圖形的顏色、大小、位置移動、可見度、閃爍效果等動畫屬性,將圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中定義的數(shù)據(jù)對象建立對應(yīng)連接關(guān)系,用數(shù)據(jù)對象值的變化來驅(qū)動圖形對象,使系統(tǒng)在運行過程中,產(chǎn)生形象逼真的動畫效果,以直觀描述外界現(xiàn)場控制對象的狀態(tài)變化,特別是直觀顯示故障環(huán)節(jié)。(4)編寫控制流程。對于比較復(fù)雜的工程控制系統(tǒng),僅用常規(guī)組態(tài)方法可能難以實現(xiàn)相應(yīng)的控制和計算任務(wù),這就需要采用MCGS提供的類似Basic的內(nèi)置編程語言,編制各種特定的流程控制程序和操作處理程序,從而有助于優(yōu)化控制過程。5)與外部PLCPLC首先設(shè)置相關(guān)的設(shè)備屬性;再設(shè)定和配置PLC設(shè)備的輸入輸出通道與系統(tǒng)中數(shù)PLC學(xué)習(xí)文檔僅供參考是否與現(xiàn)場實際動作同步等。在完成整個工程的組態(tài)編程并測試現(xiàn)場工程各部分的工作情況后,即可實現(xiàn)工程現(xiàn)場PLCPLC控制系統(tǒng)安全可靠的運行。MCGSMCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)。如圖1-2：〔1〕系統(tǒng)構(gòu)成〔2〕工程構(gòu)成

圖1－2MCGS系統(tǒng)構(gòu)成MCGS1-3：圖1-3MCGS工控組態(tài)學(xué)習(xí)文檔僅供參考設(shè)計目的要求及任務(wù)設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計的主要目的是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計實踐，了通過設(shè)計也有助于復(fù)習(xí)、穩(wěn)固以往所學(xué)的知識，到達(dá)靈活應(yīng)有的目的。電氣設(shè)結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念。畢業(yè)設(shè)計應(yīng)強調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，還要注意其他幾方面能了的培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力，解決實際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫及時報告和編制技術(shù)資料的能力。設(shè)計要求1、利用組態(tài)MCGS軟件監(jiān)控PLC實現(xiàn)對工件的自動加工控制；2、用PLC進行控制；3、PLC控制器的使用方法；設(shè)計任務(wù)1PLC制定控制方案；2、繪制順序功能圖；3、根據(jù)所給出的程序清單〔語句表〕編制出梯形圖；4、根據(jù)控制工藝及要求做好組態(tài)動畫；5、相關(guān)元器件的計算與選型，制定元器件明細(xì)表與I/O分配表；6、編寫設(shè)計說明書；系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成1、可編程控制器一個〔S7200-224〕；2、工件的自動加工控制板一塊；3、編程軟件STEP7-Micro/WIN32；4、組態(tài)MCGS軟件；5、PC/PPI電纜一根；設(shè)計順序功能圖原理順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制學(xué)習(xí)文檔僅供參考轉(zhuǎn)換112轉(zhuǎn)換11212圖2-1圖2-1轉(zhuǎn)換2130sY1M1B1=1〔鉆臂繼續(xù)向下鉆孔〕后，鉆比返回。鉆臂在B1停止。轉(zhuǎn)換22、鉸孔加工：加工臺在左邊時，壓上限位開關(guān)S5，延時10s，此時汽缸Y2M2B2=1〔鉸臂繼續(xù)向下絞孔〕后，鉸臂返回。鉸臂在B23、小車傳送：當(dāng)鉆臂在B1B2左、右行，壓上期限為開關(guān)后停止。4S3S0期的報警信號。加工工藝及控制過程工作方式：單周期、連續(xù)循環(huán)、手動控制輸入設(shè)備：按鈕、開關(guān)輸出設(shè)備：指示燈、電機轉(zhuǎn)動控制過程動作程序：1、處在初始位置，且在右限位，此時S4=1；2S4S2M1下運動；3、定時30s到達(dá)工件外表時，工件外表傳感器〔B1=1〕動作，且鉆頭繼續(xù)學(xué)習(xí)文檔僅供參考下移開始鉆孔；4、定時5s后，鉆頭開始向上運動，即鉆臂返回；5B1鉆孔完畢；6、同時送料小車向左移動；7S5M2始下移；8、定時10sB2=1下移開始鉸孔；9、定時5s后，鉸刀開始向上運動10、當(dāng)鉸臂在B2孔完成；11、此時按下復(fù)位按鈕S3，行任務(wù)；12、系統(tǒng)原位及報警：初次加工時,系統(tǒng)應(yīng)處于原位,由原位指示燈是否SB3S0或電機過載報警時,加工停止,同時報警指示燈亮,蜂鳴器鳴叫。由于帶動氣缸上下運動的電機(M1、M2)M1、M2M3PLCPLCI/O

I/O的分配表請參考表3-1輸入輸入輸出PLC地址電氣符號狀態(tài)功能說明PLC地址電氣符號狀態(tài)功能說明S0 NC 急停按鈕 K1M 鉆頭電機RF1NC送料小車電機過載K2M鉸刀電機RF2NC鉆頭、鉸刀電機過載K3MS1NC停止按鈕K4MS2S3NONO啟動按鈕復(fù)位按鈕Y1Y2送料小車右行左行鉆臂下移鉸臂下移學(xué)習(xí)文檔僅供參考S4S4NONO送料小車右限位開關(guān)開關(guān)感器感器H1指示燈S5BJD報警燈B1NOB2NOPLC根據(jù)PLCI/O本系統(tǒng)選用S7200(CPU224),本機數(shù)字量I/O為24/16,滿足設(shè)計要求。PLC接線圖如3-2所示：PLC

圖3-2PLC外部接線PLC程序設(shè)計主要是安裝工藝要求進行編程，系統(tǒng)分手動和自動兩種工作方學(xué)習(xí)文檔僅供參考PLCMCGS程序設(shè)計時考慮了軟件和硬件連鎖，以保證設(shè)備和人生安全。自動方式下部分PLC3-33-4PLC〔個人電腦/PLCCPU聯(lián)機調(diào)試完成后即可使用。圖3-3PLC梯形圖學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖3-4PLC梯形圖調(diào)試結(jié)果學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考組態(tài)設(shè)計在組態(tài)時，首先要根據(jù)工藝要求建立MCGS數(shù)據(jù)庫變量表見表4-1然后新建學(xué)習(xí)文檔僅供參考PLCPLC通略和腳本程序。開關(guān)開關(guān)開關(guān)開關(guān)感器感器啟動間開關(guān)型1，0數(shù)值型定時器計時時間小車行程程鉸刀行程數(shù)值型小車型做模擬數(shù)值型鉆臂運動模擬時間到開關(guān)型0控制定時器復(fù)位，1復(fù)位數(shù)值型絞臂運動模擬定時器復(fù)位開關(guān)型變量名類型變量說明變量名類型變量說明稱稱S1開關(guān)型停止按鈕K1M開關(guān)型鉆頭電機S2開關(guān)型啟動按鈕K2M開關(guān)型鉸刀電機S3開關(guān)型復(fù)位按鈕K3M開關(guān)型送料小車右行送料小車右限位S4 開關(guān)型 K4M開關(guān)型送料小車左行送料小車左限位S5 開關(guān)型 Y1開關(guān)型鉆臂下移鉆臂下移到位傳B1 開關(guān)型 Y2開關(guān)型鉸臂下移鉸臂下移到位傳B2 開關(guān)型 H1開關(guān)型加工正常指示燈建立工程建立如圖4-2所示的工件自動加工控制工程運行效果圖。鼠標(biāo)單擊文件菜單中“新建工程”選項，如果MCGSD表示新建工程的順序號，如：0、1、2選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。完畢。學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖4-2工件自動加工主界面建立工件自動加工工程0”4-3圖4-3新建用戶窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設(shè)置”。[3]位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”，如圖4-4圖4-4 用戶窗口屬性設(shè)置學(xué)習(xí)文檔僅供參考[4]在“用戶窗口”中，選中“工件自動加工”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項，將該窗口設(shè)置為運行時自動加載的窗口。如圖4-5：編輯畫面

圖4-5設(shè)置啟動窗口選中“工件自動加工”窗口圖標(biāo)，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。〔1〕制作文字框圖單擊工具條中的“工具箱” 按鈕，打開繪圖工具箱。選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形。在窗口任意位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入完畢。選中文字框，作如下設(shè)置：為：小初

〔填充色〕按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充；〔線色〕按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。〔字符字體〕按鈕，設(shè)置文字字體為：宋體；字型為：粗體；大小點擊〔字符顏色〕按鈕，將文字顏色設(shè)為：黑色，如圖4-6〔2〕制作電機4-7：

圖4-6字形演示〔插入元件〕圖標(biāo)，彈出對象元件管理對話框，學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖4-7 對象元件庫依照電機的選擇方式選取以下各元件。230〕。232〕。選中工具箱內(nèi)的常用符號圖標(biāo) 單擊圖標(biāo) 當(dāng)鼠標(biāo)的光標(biāo)“十字形拖動適合距離后點擊鼠標(biāo)左鍵生成一鉆頭用同樣的方法制成一鉸刀382〕。24[7]利用繪圖工具箱的按鈕工具增加兩個按鈕。使用工具箱中的 圖標(biāo)，分別對元件進行文字注釋。4-8圖4-8工件自動加工演示工程畫面學(xué)習(xí)文檔僅供參考定義數(shù)據(jù)對象定義數(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)值范圍限等。4-1MCGS下面以數(shù)據(jù)對象“鉆頭電機”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對象的步驟：單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。單擊“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”4-9：圖4-9實時數(shù)據(jù)庫窗口選中對象，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。將對象名稱改為：小車行程，對象類型選擇：數(shù)值型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“小車行走模擬”，單擊“確認(rèn)”。如圖4-10：學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖4-10 小車行程對象屬性設(shè)置4-1134-11動畫連接

圖4-11數(shù)據(jù)對象設(shè)置結(jié)果工件自動加工控制工程中的動畫連接學(xué)習(xí)文檔僅供參考.1鉆頭電機、鉸刀電機的動畫連接5-1圖5-1鉆頭電機屬性設(shè)置單擊“動畫連接鉸刀電機的動畫連接。鉆臂汽缸、鉸臂氣缸和小車行程的動畫連接5-25-3圖5-2小車水平移動設(shè)置 圖5-3鉆頭垂直移動設(shè)置按鈕和限位開關(guān)的屬性設(shè)置5-45-5學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖5-4按鈕屬性設(shè)置 圖5-5 限位開關(guān)屬性設(shè)置定時器的屬性設(shè)置單擊工作臺“運行策略”選項卡，進入“運行策略，選中“循環(huán)策略，單擊右側(cè)“策略屬性”按鈕，彈出“策略屬性設(shè)置”窗口，在“定時循環(huán)執(zhí)行，環(huán)時[ms]”一欄中，填入200。單擊“確定”按鈕。選中“循環(huán)策略，單擊右側(cè)的“策略組態(tài)，彈出“策略組態(tài)：循環(huán)策略”窗口。再單擊工具箱按鈕，彈出“策略工具箱，在工具欄找到“新增策略行”按鈕 單擊，在循環(huán)策略窗口出現(xiàn)了一條新策略，選中策略工具箱中的定時器如圖5-6所示。圖5-6新增定時器策略雙擊定時器出現(xiàn)定時器屬性設(shè)置如圖5-7所示。學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖5-7設(shè)置定時器利用定時器和腳本程序?qū)崿F(xiàn)工件自動加工控制回到組態(tài)環(huán)境，進入“循環(huán)策略”窗口單擊“新增策略行”按鈕 ，選中序編輯窗口。定時器控制程序清單如下：IFS1=1THEN /停止按鈕S3=0S2=0計時時間=計時時間ENDIFIFS3=1THEN /復(fù)位按鈕/定時器復(fù)位=1鉆頭行程=鉆頭行程-鉆頭行程鉸刀行程=鉸刀行程-鉸刀行程S2=0EXITENDIFIFS2=1ANDS3=0THENS1=0定時器復(fù)位=0定時器啟動=1 /S2=1，定時器啟動ENDIFIFS2=0THEN定時器啟動=0EXITENDIFIFS2=1AND計時時間>=40THEN定時器啟動=0計時時間=0 /計時時間>40，定時器停止ENDIFIF定時器啟動=1THEN學(xué)習(xí)文檔僅供參考

，出現(xiàn)腳本程計時時間=計時時間+1 /定時器開始計時ENDIFIF計時時間<3THENK3M=0 /小車右行開關(guān)斷開/S4=1 /右限位開關(guān)斷開/Y1=1 /鉆臂汽缸啟動/K1M=1 /鉆頭電機啟動EXITENDIFIF計時時間<4THENB1=1 /鉆臂下移到位傳感器啟動EXITENDIFIF計時時間<6THEN鉆頭行程=鉆頭行程+2 /鉆臂下移EXITENDIFIF計時時間<7THENB1=0 /鉆臂下移到位傳感器停止EXITENDIFIF計時時間<9THEN鉆頭行程=鉆頭行程-2 /鉆臂上移/K4M=1 /送料小車左行開關(guān)啟動K1M=0EXITENDIFIF計時時間<18THEN小車行程=小車行程-5 /送料小車左行EXITENDIFIF計時時間<19THENK2M=1 /鉸臂電機啟動/學(xué)習(xí)文檔僅供參考Y2=1/鉸臂氣缸啟動/EXITENDIFIF計時時間<20THENB2=1/鉸臂下移到位傳感器啟動/EXITENDIFIF計時時間<22THEN鉸刀行程=鉸刀行程+2 /鉸臂下移EXITENDIFIF計時時間<23THENB2=0 /鉸臂下移到位傳感器停止EXITENDIFIF計時時間<25THEN鉸刀行程=鉸刀行程-2 /鉸臂上移K3M=1EXITENDIFIF計時時間<34THEN小車行程=小車行程+5 /送料小車右行EXITENDIFIF計時時間>35THEN定時器復(fù)位=1 /定時器復(fù)位，開始循環(huán)執(zhí)行控制過程計時時間=計時時間-計時時間小車行程=小車行程=5EXITENDIF5-8學(xué)習(xí)文檔僅供參考圖5-8工件自動加工運行畫面學(xué)習(xí)文檔僅供參考設(shè)計順序功能圖原理轉(zhuǎn)換1121轉(zhuǎn)換11212圖2-1圖2-1轉(zhuǎn)換2130sY1M1B1=1〔鉆臂繼續(xù)向下鉆孔〕后，鉆比返回。鉆臂在B1停止。轉(zhuǎn)換22、鉸孔加工：加工臺在左邊時，壓上限位開關(guān)S5，延時10s，此時汽缸Y2M2B2=1〔鉸臂繼續(xù)向下絞孔〕后，鉸臂返回。鉸臂在B23、小車傳送：當(dāng)鉆臂在B1B2左、右行，壓上期限為開關(guān)后停止。4S3S0期的報警信號。加工工藝及控制過程工作方式：單周期、連續(xù)循環(huán)、手動控制輸入設(shè)備：按鈕、開關(guān)輸出設(shè)備：指示燈、電機轉(zhuǎn)動控制過程動作程序：1