《工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用》課件模塊二

模塊二MCGS開關(guān)量組態(tài)工程

項(xiàng)目一按鈕指示燈控制系統(tǒng)項(xiàng)目二基于泓格i-7060模塊的交通燈控制系統(tǒng)項(xiàng)目三電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)項(xiàng)目四燈塔控制系統(tǒng)項(xiàng)目五搶答器控制系統(tǒng)項(xiàng)目六攪拌機(jī)控制系統(tǒng)項(xiàng)目七自動滅火控制系統(tǒng)項(xiàng)目一按鈕指示燈控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備按鈕指示燈控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備PLC按鈕指示燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識。

(2)數(shù)字量輸入通道基本知識。

(3)數(shù)字量輸出通道基本知識。

(4)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識。

(5)組態(tài)技術(shù)基本知識。

2.必備技能

(1)數(shù)字量輸入通道構(gòu)建的基本技能。

(2)數(shù)字量輸出通道構(gòu)建的基本技能。

(3)熟練的PLC接線操作技能。

(4)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(5)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識

1.數(shù)字信號的處理

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程與計(jì)算機(jī)之間是通過輸入/輸出通道連接起來的。輸入通道將生產(chǎn)過程中的數(shù)字信號或模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的數(shù)字信號，送到計(jì)算機(jī)中去處理；輸出通道將計(jì)算機(jī)的控制信號轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場設(shè)備能夠接收的信號，去控制生產(chǎn)過程的自動運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，對于數(shù)字量來說，首先要將現(xiàn)場的各種數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字量輸入通道的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的數(shù)字信號后再送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后送出數(shù)字控制信號，經(jīng)數(shù)字量輸出通道進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后去控制現(xiàn)場的設(shè)備。

2．?dāng)?shù)字量輸入信號的處理

計(jì)算機(jī)不能直接接收生產(chǎn)現(xiàn)場的狀態(tài)量(如開關(guān)、電平高低、脈沖量等)，因此，必須通過輸入通道將狀態(tài)信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量送入計(jì)算機(jī)。

典型的開關(guān)量輸入通道通常由信號變換電路、整形電路、電平變換電路和接口電路等幾部分組成。信號變換電路將過程的非電開關(guān)量轉(zhuǎn)換為電壓或電流的高低邏輯值。整形電路將混有干擾毛刺的輸入高低邏輯信號或其信號前后沿不合要求的輸入信號整形為接近理想狀態(tài)的方波或矩形波，然后再根據(jù)系統(tǒng)要求變換為相應(yīng)形狀的脈沖。電平變換電路將輸入的高低邏輯電平轉(zhuǎn)換為與CPU兼容的邏輯電平。

3．?dāng)?shù)字輸出信號的處理

數(shù)字信號的輸出必須通過數(shù)字量輸出通道。數(shù)字量輸出通道的任務(wù)是根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號去控制接點(diǎn)的通、斷或數(shù)字式執(zhí)行器的啟、停等，簡稱DO(DigitalOutput)通道。其中最為常用的數(shù)字控制信號是開關(guān)量和脈沖量信號，圖2-1-1為開關(guān)量輸出通道的結(jié)構(gòu)框圖。圖2-1-1開關(guān)量輸出通道的結(jié)構(gòu)框圖隔離器一般采用光電隔離器，如TLP521系列；輸出驅(qū)動器將計(jì)算機(jī)輸出的信號進(jìn)行功率放大，以滿足被控對象的要求；繼電器、晶閘管(或大功率晶體管)、TTL電平輸出等為需要開關(guān)量控制信號的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過這些開關(guān)器件的通、斷可控制被控對象。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-1-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.按鈕指示燈控制系統(tǒng)控制要求

按鈕指示燈控制系統(tǒng)由啟動按鈕、停止按鈕和指示燈組成，如圖2-1-2所示，按下啟動按鈕SB1，指示燈亮；按下停止按鈕SB2，指示燈熄滅。圖2-1-2按鈕指示燈控制系統(tǒng)

2.按鈕指示燈控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

按鈕指示燈系統(tǒng) 一套

24V直流穩(wěn)壓電源 一臺

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運(yùn)行狗一個

計(jì)算機(jī)一臺/人

三菱FX2N系列PLC一臺

(2)三菱FX2N系列PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖2-1-3所示。圖2-1-3三菱FX2N系列PLC按鈕指示燈控制系統(tǒng)接線圖

3.按鈕指示燈控制系統(tǒng)I/O分配

按鈕指示燈控制系統(tǒng)I/O分配見表2-1-2。

4.按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組成及控制原理

按下啟動按鈕SB1后，接在PLC上的指示燈點(diǎn)亮，同時MCGS組態(tài)界面的指示燈點(diǎn)亮；按下停止按鈕SB2后，接在PLC上的指示燈熄滅，同時MCGS組態(tài)界面的指示燈熄滅。在MCGS組態(tài)界面，按下啟動按鈕，接在PLC上的指示燈點(diǎn)亮，同時MCGS組態(tài)界面的指示燈點(diǎn)亮；按下停止按鈕，接在PLC上的指示燈熄滅，同時MCGS組態(tài)界面的指示燈熄滅。

5.按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC控制程序

按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC控制程序如圖2-1-4所示。圖2-1-4按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC控制程序

6.按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

(1)打開MCGS組態(tài)環(huán)境。選擇“開始”→“程序”→“MCGS組態(tài)軟件”→“MCGS組態(tài)環(huán)境”菜單項(xiàng)，打開MCGS組態(tài)環(huán)境。

(2)新建工程。選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建MCGS工程，如圖2-1-5所示。

(3)工程命名。將工程以“按鈕指示燈控制系統(tǒng).MCG”為文件名保存在相應(yīng)的文件夾下。

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

數(shù)據(jù)庫規(guī)劃：實(shí)時數(shù)據(jù)庫是MCGS系統(tǒng)的核心，也是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。系統(tǒng)各部分均以實(shí)時數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。按鈕指示燈控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃見表2-1-3。定義對象：

(1)單擊工作臺中的“實(shí)時數(shù)據(jù)庫”標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時數(shù)據(jù)庫窗口，如圖2-1-6所示。

(2)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”、“Data2”、“Data3”等(多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個數(shù)據(jù)對象)。圖2-1-6實(shí)時數(shù)據(jù)庫窗口

(3)選中對象，單擊“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。

(4)如圖2-1-7所示，將對象名稱改為M1，對象類型選擇為開關(guān)型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入“啟動”，然后單擊“確認(rèn)”按鈕。

圖2-1-7對象屬性設(shè)置

(5)按照上述步驟，依次創(chuàng)建圖2-1-8所列的數(shù)據(jù)對象。

圖2-1-8按鈕指示燈控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，單擊“設(shè)備管理”，在彈出的設(shè)備管理窗口中選擇“PLC設(shè)備→三菱→三菱FX-232”，添加如圖2-1-9所示的設(shè)備。

圖2-1-9按鈕指示燈控制系統(tǒng)設(shè)備窗口組態(tài)

(2)雙擊“設(shè)備0-[三菱Fx-232]”，在彈出的“設(shè)備屬性設(shè)置”窗口選擇“基本屬性”中的“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”，右擊[…]，添加相應(yīng)的PLC通道。按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置如圖2-1-10所示。圖2-1-10按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

(1)窗口的創(chuàng)建：

①單擊“用戶窗口”標(biāo)簽，選擇新建窗口，在窗口屬性中將窗口名稱改為“按鈕指示燈控制系統(tǒng)”，如圖2-1-11所示。圖2-1-11用戶窗口屬性設(shè)置②單擊“確定”按鈕，彈出如圖2-1-12所示的窗口總貌圖。圖2-1-12用戶窗口總貌圖

③雙擊“按鈕指示燈控制系統(tǒng)”，打開監(jiān)控組態(tài)界面，如圖2-1-13所示。圖2-1-13監(jiān)控組態(tài)界面

(2)按鈕的繪制：

①單擊工具欄中的圖標(biāo)，打開工具欄，選擇“插入元件”→“按鈕”→“按鈕73”，如圖2-1-14所示，放在動畫組態(tài)界面上。(此項(xiàng)可將各種儀器儀表放在動畫組態(tài)界面上。)

圖2-1-14插入元件

②選中插入的元件，右擊鼠標(biāo)，在彈出的快捷菜單中選擇“排列”→“分解圖符(或分解單元)”項(xiàng)，將設(shè)備分解為多個圖符，如圖2-1-15所示。

圖2-1-15分解單元③刪除多余的線條，繪制與現(xiàn)場一樣的設(shè)備，相關(guān)的操作在快捷菜單中實(shí)現(xiàn)(主要在“排列”菜單中完成)，如圖

2-1-16所示。

圖2-1-16繪制現(xiàn)場設(shè)備

④每個現(xiàn)場設(shè)備繪制完成后，選擇“排列”→“合成圖符(或合成分解單元)”，再將其分別合成為一個圖符，如圖2-1-17所示。圖2-1-17設(shè)備合成

(3)文本的繪制：

①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，在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“啟動”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字即輸入完畢。雙擊文本框，設(shè)置屬性，修改填充顏色和字符顏色，如圖2-1-18所示。圖2-1-18文本框?qū)傩栽O(shè)置

②按步驟①中的方法繪制其他文本。

(4)繪制流程圖：利用工具箱繪出其他動畫組件，然后進(jìn)行組合和設(shè)置，最終繪制出如圖2-1-2所示的流程圖。

(5)數(shù)據(jù)連接：

①啟動按鈕的數(shù)據(jù)連接如圖2-1-19所示。圖2-1-19啟動按鈕的數(shù)據(jù)連接②停止按鈕的數(shù)據(jù)連接如圖2-1-20所示。圖2-1-20停止按鈕的數(shù)據(jù)連接M2③指示燈的數(shù)據(jù)連接如圖2-1-21所示。圖2-1-21指示燈的數(shù)據(jù)連接六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容見表2-1-4。七、注意事項(xiàng)

(1)按鈕指示燈控制系統(tǒng)MCGS組態(tài)界面要美觀、新穎、有創(chuàng)意。

(2)按鈕指示燈控制系統(tǒng)組態(tài)的連接必須與PLC的I/O口一一對應(yīng)。

(3)?PLC程序要按按鈕指示燈控制系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)。

(4)按鈕指示燈控制系統(tǒng)MCGS監(jiān)控界面要盡可能包含PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。

(5)?MCGS監(jiān)控界面要實(shí)現(xiàn)按鈕指示燈控制系統(tǒng)控制過程的模擬。八、系統(tǒng)調(diào)試

(1)按鈕指示燈控制系統(tǒng)PLC程序調(diào)試。反復(fù)調(diào)試PLC程序，直到達(dá)到按鈕指示燈控制系統(tǒng)的控制要求為止。

(2)?MCGS仿真界面調(diào)試。

①運(yùn)行初步調(diào)試正確的PLC程序。②進(jìn)入MCGS運(yùn)行界面，調(diào)試MCGS組態(tài)界面，觀察顯示界面是否達(dá)到按鈕指示燈控制系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)按鈕指示燈控制系統(tǒng)的顯示需求添加必要的動畫，根據(jù)動畫要求修改PLC程序。

(3)反復(fù)調(diào)試，直到組態(tài)界面和PLC程序都達(dá)到要求

為止。

(4)調(diào)試中的常見問題：

①程序在PLC中能正常運(yùn)行但與組態(tài)連接時程序就無法正常執(zhí)行。

解決方法：在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中解決數(shù)據(jù)交叉使用的現(xiàn)象。

②組態(tài)界面燈的閃爍不合程序的邏輯。

解決方法：在屬性設(shè)置中添加可見度設(shè)置，刪除腳本

程序。九、思考題

(1)啟動按鈕按下后，指示燈亮3s滅3s，交替循環(huán)，控制系統(tǒng)應(yīng)該怎樣修改？

(2)指示燈的點(diǎn)動控制應(yīng)該怎樣修改？項(xiàng)目二基于泓格i-7060模塊的交通燈控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握定時器構(gòu)件的基本知識。

(2)掌握交通燈控制系統(tǒng)的控制要求。

(3)掌握交通燈控制系統(tǒng)的硬件接線。

(4)掌握交通燈控制系統(tǒng)的通信方式。

(5)掌握交通燈控制系統(tǒng)的控制原理。

(6)掌握交通燈控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

(7)掌握交通燈控制系統(tǒng)的策略組態(tài)方法。

(8)掌握交通燈控制系統(tǒng)的腳本程序的設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備定時器構(gòu)件的使用技能。

(2)初步具備交通燈控制系統(tǒng)的分析能力。

(3)初步具備交通燈控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(4)初步具備交通燈控制系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本知識。

(2)數(shù)字量輸入通道的基本知識。

(3)數(shù)字量輸出通道的基本知識。

(4)組態(tài)技術(shù)的基本知識。

2.必備技能

(1)數(shù)字量輸入通道構(gòu)建的基本技能。

(2)數(shù)字量輸出通道構(gòu)建的基本技能。

(3)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識

1.泓格i-7060開關(guān)量輸入/輸出模塊簡介

泓格i-7060模塊是利用RS-485與上位機(jī)進(jìn)行通信的4通道共源極隔離數(shù)字量輸入/4通道繼電器輸出模塊；數(shù)字量輸入邏輯電平0最大為?+1V，邏輯電平1在3.5V～30V之間，輸入阻抗為3kΩ、0.5W。數(shù)字量輸出2路A型繼電器，單刀單擲(常開)；2路C型繼電器，單刀雙擲，干接點(diǎn)。其具體接線端子如圖2-2-1所示。圖2-2-1泓格i-7060開關(guān)量輸入/輸出模塊引腳圖

2.?泓格i-7060模塊結(jié)構(gòu)原理

泓格i-7060模塊結(jié)構(gòu)原理圖如圖2-2-2所示。圖2-2-2泓格i-7060模塊結(jié)構(gòu)原理圖

3.泓格i-7060開關(guān)量輸入接線方式

泓格i-7060開關(guān)量輸入接線方式如圖2-2-3所示。圖2-2-3泓格i-7060開關(guān)量輸入接線方式

4.泓格i-7060開關(guān)量輸出接線方式

泓格i-7060開關(guān)量輸出接線方式如圖2-2-4所示。圖2-2-4泓格i-7060開關(guān)量輸出接線方式

5.定時器構(gòu)件基本知識

定時器構(gòu)件屬性設(shè)置如圖2-2-5所示。圖2-2-5定時器構(gòu)件屬性設(shè)置

1)定時器設(shè)定值

定時器設(shè)定值對應(yīng)一個表達(dá)式，用表達(dá)式的值作為定時器的設(shè)定值。當(dāng)定時器的當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時，本構(gòu)件的條件一直滿足。定時器的時間單位為s，但可以設(shè)置成小數(shù)，以處理ms級的時間。如設(shè)定值沒有建立連接或把設(shè)定值設(shè)為0，則構(gòu)件的條件永遠(yuǎn)不成立。

2)定時器當(dāng)前值

當(dāng)前值和一個數(shù)值型的數(shù)據(jù)對象建立連接，每次運(yùn)行到本構(gòu)件時，把定時器的當(dāng)前值賦給對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象。如沒有建立連接則不處理。

3)計(jì)時條件

計(jì)時條件對應(yīng)一個表達(dá)式，當(dāng)表達(dá)式的值為非零時，定時器進(jìn)行計(jì)時，為0時停止計(jì)時。如沒有建立連接則認(rèn)為時間條件永遠(yuǎn)成立。

4)復(fù)位條件

復(fù)位條件對應(yīng)一個表達(dá)式，當(dāng)表達(dá)式的值為非零時，對定時器進(jìn)行復(fù)位，使其從0開始重新計(jì)時；當(dāng)表達(dá)式的值為0時，定時器一直累計(jì)計(jì)時，到達(dá)最大值65535后，定時器的當(dāng)前值一直保持該數(shù)，直到復(fù)位條件成立。如復(fù)位條件沒有建立連接則認(rèn)為定時器計(jì)時到設(shè)定值、構(gòu)件條件滿足一次后，自動復(fù)位重新開始計(jì)時。

5)計(jì)時狀態(tài)

與開關(guān)型數(shù)據(jù)對象建立連接，把計(jì)時器的計(jì)時狀態(tài)賦給數(shù)據(jù)對象。當(dāng)前值小于設(shè)定值時，計(jì)時狀態(tài)為0，當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時，計(jì)時狀態(tài)為1。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-2-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.交通燈控制系統(tǒng)的控制要求

設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制系統(tǒng)，具體要求如下：

(1)南北紅燈亮，東西綠燈亮，持續(xù)30s。

(2)所有黃燈亮，持續(xù)5s。

(3)南北綠燈亮，東西紅燈亮，持續(xù)30s。

(4)所有黃燈亮，持續(xù)5s。

(5)從頭開始循環(huán)。

2.交通燈控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的基本配置及控制接線圖

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

交通燈系統(tǒng) 一套

24V直流穩(wěn)壓電源 一臺

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運(yùn)行狗 一個

計(jì)算機(jī) 一臺/人

泓格i-7060開關(guān)量輸入/輸出模塊 一塊

(2)?泓格i-7060模塊與上位機(jī)之間通過RS-485通信協(xié)議連接。

(3)交通燈控制系統(tǒng)接線圖如圖2-2-6所示。

在該控制系統(tǒng)接線中，南北紅燈、東西綠燈接RL1NO，南北綠燈、東西紅燈接RL2NO，所有黃燈接RL3NO。圖2-2-6交通燈控制系統(tǒng)接線圖

3.交通燈控制系統(tǒng)的I/O口分配

交通燈控制系統(tǒng)的I/O口分配見表2-2-2。

4.交通燈控制系統(tǒng)的組成及控制原理

當(dāng)循環(huán)腳本檢測到定時器1計(jì)時時間到時，南北紅燈、東西綠燈滅，所有黃燈點(diǎn)亮，定時器2開始計(jì)時；定時器2計(jì)時時間到時，所有黃燈滅，南北綠燈、東西紅燈點(diǎn)亮，定時器3開始計(jì)時；定時器3計(jì)時時間到時，南北綠燈、東西紅燈滅，所有黃燈點(diǎn)亮，定時器4開始計(jì)時；定時器4計(jì)時時間到時，程序從頭開始，循環(huán)不止。

5.交通燈控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建“交通燈控制系統(tǒng).MCG”工程文件。

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

交通燈控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃見圖2-2-7(變量的創(chuàng)建可參考本模塊中的項(xiàng)目一)。圖2-2-7交通燈控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖2-2-8所示的設(shè)備。圖2-2-8交通燈控制系統(tǒng)設(shè)備窗口組態(tài)

(2)泓格i-7060屬性設(shè)置如圖2-2-9所示。圖2-2-9泓格i-7060屬性設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

(1)打開“用戶窗口”，創(chuàng)建交通燈控制系統(tǒng)窗口。

(2)流程圖組態(tài)。雙擊交通燈控制系統(tǒng)窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖2-2-10所示的圖形(可參考本模塊中的項(xiàng)目一)。圖2-2-10交通燈控制系統(tǒng)流程圖

(3)南北紅燈、東西綠燈的屬性設(shè)置如圖2-2-11所示。

圖2-2-11南北紅燈、東西綠燈的屬性設(shè)置

(4)南北綠燈、東西紅燈的屬性設(shè)置如圖2-2-12所示。

圖2-2-12南北綠燈、東西紅燈的屬性設(shè)置

(5)所有黃燈的屬性設(shè)置如圖2-2-13所示。圖2-2-13所有黃燈的屬性設(shè)置

5)策略組態(tài)

(1)打開“運(yùn)行策略”標(biāo)簽頁，雙擊“循環(huán)策略”，在屬性設(shè)置中將定時循環(huán)執(zhí)行時間改為70秒，新建如圖2-2-14所示的策略。圖2-2-14新建策略

(2)雙擊定時器1，進(jìn)入策略組態(tài)，右擊鼠標(biāo)選擇“新增策略行”，打開策略工具箱，選擇“定時器”，在策略行的方框中點(diǎn)擊，將定時器添加到策略行中，如圖2-2-15所示。圖2-2-15添加策略

(3)定時器1的屬性設(shè)置如圖2-2-16所示。圖2-2-16定時器1的屬性設(shè)置

(4)定時器2的屬性設(shè)置：設(shè)定值為5，當(dāng)前值為S2，計(jì)時條件為ss1，復(fù)位條件為K2，計(jì)時狀態(tài)為SS2。

(5)定時器3的屬性設(shè)置：設(shè)定值為30，當(dāng)前值為S3，計(jì)時條件為ss2，復(fù)位條件為K2，計(jì)時狀態(tài)為SS3。

(6)定時器4的屬性設(shè)置：設(shè)定值為5，當(dāng)前值為S4，計(jì)時條件為ss3，復(fù)位條件為K2，計(jì)時狀態(tài)為SS4。

6)腳本程序

(1)啟動腳本：

red=1

yellow=0

green=0

ss1=0

(2)循環(huán)腳本：

ifss4=1then

k2=1

else

k2=0

endif

ifss1=1then

ss4=0

red=0

yellow=1

endif

ifss2=1then

ss1=0

yellow=0

green=1

endif

ifss3=1then

ss2=0

green=0

yellow=1

endif

ifss4=1then

ss3=0

red=1

yellow=0

endif六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容見表2-2-3。

七、注意事項(xiàng)

(1)交通燈控制系統(tǒng)MCGS組態(tài)界面要美觀、新穎、有創(chuàng)意。

(2)各個定時器的計(jì)時條件要符合交通燈的控制要求。

(3)各個定時器的復(fù)位條件要符合交通燈的控制要求。

(4)要在啟動腳本中設(shè)定交通燈的初始條件。八、系統(tǒng)調(diào)試

(1)?MCGS仿真界面調(diào)試。進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，觀察交通燈的運(yùn)行是否符合控制要求。如果不符合要求，檢查定時器的設(shè)置與循環(huán)腳本，反復(fù)修改定時器的設(shè)置與循環(huán)腳本，直到達(dá)到控制要求為止。

(2)交通燈控制系統(tǒng)調(diào)試。進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，觀察交通燈硬件系統(tǒng)是否達(dá)到控制要求，如果有問題，檢查硬件接線與設(shè)備組態(tài)，直到達(dá)到控制要求為止。

(3)調(diào)試中的常見問題：

①交通燈控制程序不能按控制的基本要求運(yùn)行。

解決方法：修改各個定時器的計(jì)時條件。

②交通燈控制程序運(yùn)行一遍后停止。

解決方法：在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中增加一個變量來控制各個定時器的復(fù)位。九、思考題

(1)在組態(tài)界面中，交通燈的控制由腳本程序完成嗎？

(2)在組態(tài)中，如何實(shí)現(xiàn)以下的控制要求：在正常情況下交通信號燈的控制時序圖如圖2-2-17所示。設(shè)東西方向、南北方向緊急切換按鈕各一個，當(dāng)緊急按鈕按下時，相應(yīng)方向緊急切換為“綠”燈，以便特種車輛通行。圖2-2-17交通燈時序圖

項(xiàng)目三電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備PLC程序的設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)的基本知識。

(2)電動機(jī)的基本知識。

(3)電氣控制的基本知識。

(4)組態(tài)技術(shù)的基本知識。

2.必備技能

(1)熟練的電動機(jī)接線操作技能。

(2)熟練的電氣控制接線操作技能。

(3)熟練的PLC接線操作技能。

(4)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(5)熟練的計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-3-1。四、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制要求

為了減小正、反轉(zhuǎn)換向瞬間電流對電動機(jī)的沖擊，適當(dāng)延長變換過程，即在正向運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時，先按停止按鈕停止正轉(zhuǎn)，幾秒后再按反轉(zhuǎn)按鈕，電動機(jī)反轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)改為正轉(zhuǎn)的過程與此相同。

2.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及接線

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

電動機(jī) 一臺

交流接觸器 兩個

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運(yùn)行狗 一個

計(jì)算機(jī) 一臺/人

西門子S7-200系列PLC 一臺

(2)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)接線圖如圖2-3-1所示。圖2-3-1電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)接線圖

(3)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)接線說明：對于不能同時通電工作的接觸器，如正、反轉(zhuǎn)控制接觸器，僅依靠程序軟件互鎖是不夠的，必須有接觸器常閉觸點(diǎn)的硬件互鎖。PLC在寫輸出階段，同一軟件的常開與常閉觸點(diǎn)是同時動作的，如果沒有接觸器硬件互鎖，則會發(fā)生電源短路事故。在該控制系統(tǒng)接線中，計(jì)算機(jī)與西門子S7-200PLC之間采用RS-232接線方式，KM1為電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，KM2為電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，SB1為正轉(zhuǎn)按鈕，SB2為反轉(zhuǎn)按鈕，SB3為停止按鈕，F(xiàn)R為過載保護(hù)。所有的輸入/輸出點(diǎn)均送往MCGS監(jiān)控界面，作為監(jiān)控界面的控制參數(shù)。

3.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的I/O口分配

電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的I/O口分配見表2-3-2。

4.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制原理

當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕時，電動機(jī)開始正轉(zhuǎn)，直到按下停止按鈕后電動機(jī)才能停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕時，電動機(jī)開始反轉(zhuǎn)，直到按下停止按鈕后電動機(jī)才能停止轉(zhuǎn)動。

5.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的PLC控制程序

電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的PLC控制程序見圖2-3-2。圖2-3-2電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的PLC控制程序

6.電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建“電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng).MCG”工程文件。

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫規(guī)劃如圖2-3-3所示。圖2-3-3數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽頁，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖2-3-4所示的設(shè)備。圖2-3-4電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)備窗口組態(tài)

(2)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)PLC通道連接屬性設(shè)置如圖2-3-5所示。圖2-3-5電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)PLC通道連接屬性設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

打開用戶窗口，創(chuàng)建電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)窗口。

(1)流程圖組態(tài)。雙擊電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖2-3-6所示的圖形。圖2-3-6電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)流程圖

(2)正、反轉(zhuǎn)按鈕的屬性設(shè)置如圖2-3-7所示。圖2-3-7正、反轉(zhuǎn)按鈕的屬性設(shè)置

(3)停止按鈕的屬性設(shè)置如圖2-3-8所示。圖2-3-8停止按鈕的屬性設(shè)置

(4)電動機(jī)葉輪的屬性設(shè)置如圖2-3-9所示。圖2-3-9電動機(jī)葉輪的屬性設(shè)置五、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表2-3-3

所示。六、注意事項(xiàng)

(1)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)接線一定要互鎖。

(2)為了減小瞬間電流對電動機(jī)的沖擊，適當(dāng)延長正、反轉(zhuǎn)換向變換過程。

(3)?MCGS組態(tài)界面的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止按鈕要與中間繼電器連接。七、系統(tǒng)調(diào)試

(1)?PLC程序調(diào)試。反復(fù)調(diào)試PLC程序，直至達(dá)到電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制要求。

(2)?MCGS仿真界面調(diào)試。

①運(yùn)行初步調(diào)試正確的電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)PLC程序。②進(jìn)入MCGS運(yùn)行界面，調(diào)試MCGS組態(tài)界面，觀察顯示界面是否達(dá)到電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)正、反轉(zhuǎn)過程的需求添加必要的動畫，根據(jù)動畫要求修改PLC程序。

(3)反復(fù)調(diào)試，直到組態(tài)界面和PLC程序都達(dá)到要求

為止。

(4)調(diào)試中的常見問題：

①在MCGS監(jiān)控界面上，電動機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動效果不明顯。

解決方法：設(shè)置齒輪屬性的可見度，并設(shè)置為閃爍。

②正、反轉(zhuǎn)按鈕失靈。

解決方法：設(shè)置按鈕內(nèi)部的屬性。八、思考題

(1)如何在MCGS監(jiān)控界面上設(shè)置啟動按鈕？

(2)如何實(shí)現(xiàn)在MCGS監(jiān)控界面上用正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止按鈕控制電動機(jī)？

(3)利用MCGS監(jiān)控系統(tǒng)如何控制多臺電動機(jī)？項(xiàng)目四燈塔控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握燈塔控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握燈塔控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握燈塔控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握燈塔控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握燈塔控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握燈塔控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備燈塔控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備PLC燈塔控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備燈塔控制系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備燈塔控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備燈塔控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)的基本知識。

(2)數(shù)字量輸入通道的基本知識。

(3)數(shù)字量輸出通道的基本知識。

(4)閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本知識。

(5)組態(tài)技術(shù)的基本知識。

2.必備技能

(1)數(shù)字量輸入通道構(gòu)建的基本技能。

(2)數(shù)字量輸出通道構(gòu)建的基本技能。

(3)熟練的PLC接線操作技能。

(4)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(5)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-4-1。四、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.燈塔控制系統(tǒng)的控制要求

燈塔(如圖2-4-1所示)由4層燈和兩個燈柱構(gòu)成，按啟動按鈕后，燈塔開始工作，燈塔指示燈每隔1s由上到下，一層一層點(diǎn)亮，并依次點(diǎn)亮兩個燈柱，L6點(diǎn)亮3s后所有的燈再全部熄滅1s，重復(fù)上述過程直到按停止按鈕后，燈塔停止工作。圖2-4-1燈塔控制系統(tǒng)的組成

2.燈塔控制系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

燈塔系統(tǒng) 一套

24V直流穩(wěn)壓電源 一臺

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運(yùn)行狗 一個

計(jì)算機(jī) 一臺/人

三菱FX2N系列PLC 一臺

(2)三菱FX2N系列PLC控制接線圖如圖2-4-2所示。

在該控制系統(tǒng)接線中，計(jì)算機(jī)與三菱FX2N系列PLC之間采用RS-232接線方式，?L1～L6為4層燈和兩個燈柱，分別接到燈塔的相應(yīng)燈上；?PLC所有的輸入/輸出點(diǎn)均送往MCGS監(jiān)控界面，作為監(jiān)控界面的控制參數(shù)。圖2-4-2三菱FX2N系列PLC燈塔控制系統(tǒng)接線圖

3.燈塔控制系統(tǒng)的I/O口分配

燈塔控制系統(tǒng)的I/O口分配見表2-4-2。

4.燈塔控制系統(tǒng)的組成及控制原理

按下啟動按鈕后，程序開始運(yùn)行；通過中間繼電器使M0得電，點(diǎn)亮MCGS界面頂層的燈，通過PLC中的定時器間隔1s分別點(diǎn)亮Y0～Y5，即MCGS界面的四層燈和兩個燈柱，L6亮3s后所有的燈全部熄滅1s；然后從頭開始，循環(huán)不止，直到按下停止按鈕后，燈塔停止工作。

5.燈塔控制系統(tǒng)的PLC控制程序

燈塔控制系統(tǒng)的PLC控制程序如圖2-4-3所示。

6.燈塔控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建“燈塔控制系統(tǒng).MCG”工程文件。圖2-4-3燈塔控制系統(tǒng)的PLC控制程序

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

燈塔控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃如圖2-4-4所示。圖2-4-4燈塔控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽頁，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖

2-4-5所示的設(shè)備。圖2-4-5燈塔控制系統(tǒng)設(shè)備窗口組態(tài)

(2)燈塔控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置如圖2-4-6所示。圖2-4-6燈塔控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

(1)打開“用戶窗口”標(biāo)簽頁，創(chuàng)建燈塔控制系統(tǒng)窗口。

(2)流程圖組態(tài)。雙擊燈塔控制系統(tǒng)窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖2-4-7所示的圖形。圖2-4-7燈塔控制系統(tǒng)流程圖

(3)頂層燈的屬性設(shè)置如圖2-4-8所示。

圖2-4-8頂層燈的屬性設(shè)置(4)其他層燈與燈柱分別與實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的L2～L6連接。五、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容見表2-4-3。

六、注意事項(xiàng)

(1)燈塔控制系統(tǒng)MCGS組態(tài)界面要美觀、新穎有創(chuàng)意。

(2)燈塔控制系統(tǒng)組態(tài)的連接必須與PLC的I/O口對應(yīng)。

(3)?PLC程序要按燈塔控制系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)。

(4)燈塔控制系統(tǒng)MCGS監(jiān)控界面要盡可能包含PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。

(5)?MCGS監(jiān)控界面要實(shí)現(xiàn)燈塔控制系統(tǒng)控制過程模擬。七、系統(tǒng)調(diào)試

(1)燈塔系統(tǒng)PLC程序調(diào)試。反復(fù)調(diào)試PLC程序，直到達(dá)到燈塔系統(tǒng)的控制要求為止。

(2)?MCGS仿真界面調(diào)試。

①運(yùn)行初步調(diào)試正確的PLC程序。

②進(jìn)入MCGS運(yùn)行界面，調(diào)試MCGS組態(tài)界面，觀察顯示界面是否達(dá)到燈塔控制系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)燈塔控制系統(tǒng)的顯示需求添加必要的動畫，根據(jù)動畫要求修改PLC程序。

(3)反復(fù)調(diào)試，直到組態(tài)界面和PLC程序都達(dá)到要求為止。

(4)調(diào)試中的常見問題：

①程序在PLC中能正常運(yùn)行，但與組態(tài)連接時程序就無法正常執(zhí)行。

解決方法：在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中解決數(shù)據(jù)交叉使用的現(xiàn)象。

②組態(tài)界面燈的閃爍不合程序的邏輯。

解決方法：在屬性設(shè)置中添加可見度設(shè)置,刪除腳本程序。八、思考題

(1)在組態(tài)界面中，燈塔的控制由腳本程序完成嗎？

(2)將燈塔的控制由原先的亮1s改為亮3s，應(yīng)該在控制系統(tǒng)中怎樣調(diào)整？項(xiàng)目五搶答器控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握搶答器控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握搶答器控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握搶答器控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握搶答器控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握使用MCGS創(chuàng)建工程的方法。

(6)掌握搶答器控制系統(tǒng)設(shè)備的連接方法。

(7)掌握搶答器控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備簡單工程的分析能力。

(2)初步具備搶答器控制系統(tǒng)的構(gòu)建能力。

(3)增強(qiáng)獨(dú)立分析、綜合開發(fā)研究、解決具體問題能力。

(4)初步具備搶答器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備搶答器控制系統(tǒng)的分析能力。

(6)初步具備搶答器控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(7)初步具備搶答器控制系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)?S7-200PLC的系統(tǒng)構(gòu)成。

(2)?S7-200PLC編程的基本知識。

(3)?S7-200PLC硬件接線的基本知識。

(4)搶答器控制系統(tǒng)的組成。

(5)計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件的基本知識。

2.必備技能

(1)熟練的計(jì)算機(jī)操作技能。

(2)?S7-200PLC編程軟件的使用技能。

(3)?S7-200PLC簡單程序的調(diào)試技能。

(4)?S7-200PLC硬件的接線能力。

(5)計(jì)算機(jī)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的組建能力。三、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

基于S7-200PLC的搶答器控制系統(tǒng)理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-5-1。四、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.搶答器控制系統(tǒng)的控制要求

設(shè)計(jì)四組搶答器控制及監(jiān)控系統(tǒng)，具體要求如下：一個四組搶答器，任一組搶先按下按鍵后，顯示器(七段數(shù)碼管)能及時顯示該組的編號并使蜂鳴器播放音樂，彩燈開始旋轉(zhuǎn)，同時鎖住搶答器，使其他組按下按鍵無效；搶答器有復(fù)位開關(guān)，復(fù)位后可重新?lián)尨稹?/p>

2.搶答器控制系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

搶答器系統(tǒng)一套

S7-200系列PLC(CPU226) 一塊

PC/PPI通信電纜一條

MCGS組態(tài)軟件一套

STEP7MicroWINV4.0軟件一套

計(jì)算機(jī)一臺/人

連接導(dǎo)線若干

(2)搶答器控制系統(tǒng)I/O口分配。四組搶答器控制系統(tǒng)輸入/輸出各端子對應(yīng)關(guān)系如表2-5-2所示。

3.搶答器控制系統(tǒng)的接線圖

在PLC輸出的Q0.0端接了一個直流24?V的蜂鳴器，七段數(shù)碼管采用共陰極接法，即直流24?V電源負(fù)極接數(shù)碼管的公共端，數(shù)碼管字段至字段g通過電阻分別接在PLC輸出的Q0.1至Q0.7端，PLC輸出的公共端1L、2L并接在直流24V電源的正極，如2-5-1所示。圖2-5-1搶答器控制系統(tǒng)硬件接線圖

4.搶答器控制系統(tǒng)的控制原理

對于“1號按鈕SB1”，中間繼電器M0.1實(shí)現(xiàn)“自鎖”，M0.2、M0.3、M0.4實(shí)現(xiàn)“互鎖”，該系統(tǒng)顯示器采用七段數(shù)碼管，各按鈕按下時，通過分別點(diǎn)亮七段數(shù)碼管相應(yīng)的字段，從而組合出需要的數(shù)字，例如，當(dāng)“1號按鈕SB1”按下時，接通PLC的輸出端Q0.2和Q0.3，即點(diǎn)亮字段b和字段c，組合出數(shù)字1。

5.搶答器控制系統(tǒng)的PLC控制程序

四組搶答器控制系統(tǒng)的梯形圖如圖2-5-2所示。圖2-5-2四組搶答器控制系統(tǒng)的梯形圖(1)圖2-5-2四組搶答器控制系統(tǒng)的梯形圖(2)

6.搶答器系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建“搶答器.MCG”工程文件。

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

搶答器系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃如圖2-5-3所示。圖2-5-3搶答器系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽頁，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖

2-5-4所示的設(shè)備。圖2-5-4搶答器設(shè)備窗口組態(tài)

(2)搶答器PLC部分屬性設(shè)置如圖2-5-5所示。圖2-5-5搶答器PLC屬性設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

打開“用戶窗口”標(biāo)簽頁，創(chuàng)建搶答器窗口。

(1)流程圖組態(tài)。雙擊搶答器系統(tǒng)窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖2-5-6所示的圖形(可參考本模塊中的項(xiàng)目一)。

(2)?1#?按鈕的設(shè)置如圖2-5-7所示。圖2-5-6搶答器監(jiān)控界面

圖2-5-71#按鈕的設(shè)置

用同樣的方法對復(fù)位按鈕進(jìn)行設(shè)置，與I0.0變量連接；對復(fù)位按鈕、2#～4#?按鈕進(jìn)行設(shè)置，并分別與I0.0、L2～L4變量連接。

(3)?1#?指示燈的設(shè)置如圖2-5-8所示。圖2-5-81#?指示燈的設(shè)置(4)數(shù)碼管a段屬性設(shè)置如圖2-5-9所示。圖2-5-9報警燈的屬性設(shè)置五、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容見表2-5-3。六、注意事項(xiàng)

(1)?MCGS組態(tài)界面要美觀、新穎、有創(chuàng)意。

(2)?PLC程序要按搶答器系統(tǒng)控制要求設(shè)計(jì)。

(3)?MCGS監(jiān)控界面要盡可能包含PLC的輸入/輸出點(diǎn)。

(4)?MCGS監(jiān)控界面要實(shí)現(xiàn)對搶答器過程的模擬。七、系統(tǒng)調(diào)試

(1)?PLC程序調(diào)試。反復(fù)調(diào)試PLC程序，直到達(dá)到搶答器系統(tǒng)的控制要求為止。

(2)?MCGS仿真界面調(diào)試。

(3)反復(fù)調(diào)試，直到組態(tài)界面和PLC程序都達(dá)到要求為止。八、思考題

(1)簡述搶答器監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理。

(2)?PLC程序沒有運(yùn)行，MCGS組態(tài)界面能正常工作嗎？

(3)利用組態(tài)界面，能操作搶答器監(jiān)控系統(tǒng)嗎？項(xiàng)目六攪拌機(jī)控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備利用PLC設(shè)計(jì)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的能力。

(3)初步具備攪拌機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備攪拌機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識。

(2)數(shù)字量輸入通道基本知識。

(3)數(shù)字量輸出通道基本知識。

(4)組態(tài)技術(shù)基本知識。

2.必備技能

(1)數(shù)字量輸入通道構(gòu)建的基本技能。

(2)數(shù)字量輸出通道構(gòu)建的基本技能。

(3)熟練的PLC接線操作技能。

(4)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(5)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表2-6-1。四、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求

某種攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組成如圖2-6-1所示。物料A、B、C按一定的比例混合后進(jìn)行加熱，按規(guī)定的時間加熱后，作為下一級生產(chǎn)裝置的原料。圖2-6-1攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組成

2.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖

(1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置：

攪拌機(jī)系統(tǒng) 一套

24V直流穩(wěn)壓電源 一臺

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根

MCGS運(yùn)行狗 一個

計(jì)算機(jī) 一臺/人

西門子S7-200系列PLC 一臺

(2)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)接線圖如圖2-6-2所示。

圖中，L1、L2、L3為液位測量信號，F(xiàn)1、F2、F3為物料A、B、C的電磁閥，F(xiàn)4為出料泵接觸器，F(xiàn)5為攪拌電動機(jī)接觸器，F(xiàn)6為加熱裝置。圖2-6-2攪拌機(jī)控制系統(tǒng)接線圖

3.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的I/O口分配

攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的I/O口分配見表2-6-2。

4.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組成及控制原理

按下啟動按鈕后，程序開始運(yùn)行；通過中間繼電器使M0得電，打開混合物料排放泵F4，啟動定時器T40開始定時，定時20s后，關(guān)閉F4，打開物料A的進(jìn)料電磁閥F1，注入物料A。

5.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC控制程序

攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC控制程序如圖2-6-3所示。圖2-6-3攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC控制程序

6.攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”菜單項(xiàng)，新建“攪拌機(jī)控制系統(tǒng).MCG”工程文件。

2)數(shù)據(jù)庫組態(tài)

攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫規(guī)劃如圖2-6-4所示(可參考本模塊中的項(xiàng)目一)。圖2-6-4攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫規(guī)劃

3)設(shè)備組態(tài)

(1)打開工作臺中的“設(shè)備窗口”標(biāo)簽頁，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖

2-6-5所示的設(shè)備。圖2-6-5攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)備窗口組態(tài)

(2)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)PLC通道設(shè)置如圖2-6-6所示。圖2-6-6攪拌機(jī)控制系統(tǒng)PLC通道設(shè)置

4)用戶窗口組態(tài)

(1)打開用戶窗口，創(chuàng)建攪拌機(jī)系統(tǒng)窗口。

(2)流程圖組態(tài)。雙擊攪拌機(jī)系統(tǒng)窗口，打開動畫組態(tài)界面，繪制如圖2-6-1所示的圖形(可參考本模塊中的項(xiàng)目一)。

(3)液位指示燈的屬性設(shè)置如圖2-6-7所示。圖2-6-7液位指示燈的屬性設(shè)置

(4)其他指示燈分別與實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的L2、L3、M1、M2、T0、Y6連接。

(5)電動機(jī)葉輪的屬性設(shè)置如圖2-6-8、圖2-6-9所示。圖2-6-8電動機(jī)葉輪的屬性設(shè)置(1)Y5圖2-6-9電動機(jī)葉輪的屬性設(shè)置(2)Y5Y5

(6)電磁閥旁邊的箭頭分別與數(shù)據(jù)庫中的Y1、Y2、Y3連接，出料泵接觸器與數(shù)據(jù)庫中的Y4連接。

5)腳本程序

IFM0=100THEN

M0=0

ENDIF

M0=M0+1五、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表2-6-3

所示。六、注意事項(xiàng)

(1)攪拌機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)通過旋轉(zhuǎn)動畫來實(shí)現(xiàn)。

(2)攪拌機(jī)系統(tǒng)組態(tài)的連接必須與PLC的I/O口一一對應(yīng)。七、系統(tǒng)調(diào)試

(1)?PLC控制系統(tǒng)模擬調(diào)試。運(yùn)行PLC程序，模擬輸入啟動、液位、溫度等輸入信號，觀察PLC的輸出指示燈，看是否符合攪拌機(jī)的控制要求，如不符合要求，修改PLC程序，直到符合控制要求為止。

(2)?MCGS監(jiān)控界面的調(diào)試。運(yùn)行正確的PLC程序，運(yùn)行MCGS組態(tài)工程，觀察攪拌機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面的動畫顯示是否按控制要求模擬顯示工藝的操作過程；如果有問題，檢查PLC通道連接以及動畫連接，排除連接錯誤，直至動畫的顯示與PLC的運(yùn)行一致。

(3)攪拌機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。連接PLC與現(xiàn)場設(shè)備的控制接線，仔細(xì)檢查無誤后運(yùn)行PLC程序，運(yùn)行MCGS監(jiān)控界面，觀察MCGS監(jiān)控界面與現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行情況是否一致，如果不一致，仔細(xì)檢查每個輸入/輸出通道，直到模擬的工藝運(yùn)行狀況與實(shí)際的工藝狀況保持一致為止。八、思考題

(1)簡述攪拌機(jī)的控制過程。

(2)如何實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)葉輪的正、反轉(zhuǎn)控制？

(3)攪拌機(jī)內(nèi)液位的檢測可通過哪些方法實(shí)現(xiàn)？

(4)攪拌機(jī)內(nèi)溫度的檢測可通過哪些方法實(shí)現(xiàn)？項(xiàng)目七自動滅火控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

(1)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握自動滅火控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備自動滅火控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備自動滅火控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備自動滅火控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備自動滅火控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識與技能

1.必備知識

(1)溫度傳感器、煙霧傳感器基本知識。

(2)?PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識。

(3)電動機(jī)基本知識。

(4)電氣控制基本知識。

(5)組態(tài)技術(shù)基本知識。

2.必備技能

(1)熟練的電動機(jī)接線操作技能。

(2)熟練的電氣控制接線操作技能。

(3)熟練的PLC接線操作技能。

(4)熟練的PLC編