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PLC及MCGSMCGS组态软件具有动画显示作业流程控制数据采集设备控制与输出综合项目工程报表数据与.doc
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2022-11-24
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PLC及MCGSMCGS组态软件具有动画显示作业流程控制数据采集设备控制与输出综合项目工程报表数据与.doc
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1 组态技术介绍
1.1 MCGS 组态软件概述
MCGS 组态软件含有动画显示、步骤控制、数据采集、设备控制和输出、工
程报表、数据和曲线等强大功效,在自动控制中占据主力军位置,已逐步成为工
业自动化灵魂。
1.2 MCGS 组态软件功效及特点分析
MCGS 全汉字组态软件是用于工业过程控制和实时监测通用计算机系统软件。
其功效和特点可分析归纳以下:
( 1) 图形动画显示功效。MCGS 运行于Windows 环境下, 利用其提供直观图
形工具、可视化开发环境, 能够较方便地创建多种复杂画面; 用简单状态特征( 即
属性) 参数设置、动画连接, 可做出较逼真直观动态显示效果。
( 2) 实时数据库。它是整个系统数据交换和处理中心, 可存放不一样类型和
名称数据对象, 作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动对象。在
系统运行过程中, 各个部分全部经过实时数据库交换数据, 形成相互关联整体。
( 3) 内嵌脚本语言。MCGS 提供内置编程语言称为脚本语言, 其编程语法类
似于一般Basic 语言, 但比其在概念和使用上更为简单直观。经过脚本语言可编
写特定步骤控制和操作处理程序, 增强系统灵活性。
( 4) 开放式设备管理功效。MCGS 对设备处理采取了开放式结构, 使其成为
“ 和设备无关”系统; 利用其对应设备构件并设置相关属性, 能够对多个硬件设
备包含多种PLC进行驱动, 实现系统和工控设备连接。所以, 基于MCGS 软件上述
功效和特点, 经过组态编程, 能够对控制系统进行实时图形显示监控、报警显示;
另外, 利用MCGS 其它功效模块, 还能完成所需报表输出、曲线显示、安全机制等
各项功效。
( 5) 应用MCGS 组态软件实现PLC 工作状态监控方法。基于MCGS 组态软件PLC
监控系统经典硬件结构图1-1 所表示, PLC 和上位机( 一般PC 机或工业IPC 机)
之间经过RS232 或RS485 串行线路连接进行通信。PLC 作为可靠性极高下位机关
键负担对工业现场设备直接控制功效; 而上位机关键负担监控管理功效, 兼备部
分控制功效, 如在必需时可脱开PLC 发出开启、停止等命令, 实现远程控制。
软件方面, 上位机中既装有和PLC 配套编程软件, 又装有MCGS 组态软件。利
用MCGS 提供工具, 通常经过以下步骤实现PLC 工作状态计算机图形监控功效:
( 1) 绘制动画图形。用MCGS 组态软件中提供基础图形元素及动画构件库, 可
在用户窗口内“ 组合”成控制现场中多种关键元件画面图形, 比如泵、控制阀、
液压缸、行程开关、运动部件等。绘制现场元件动画图形应在形状、相对位置等
方面和控制系统实际情况相对应。
( 2) 定义数据对象。在对实际现场工程进行简化和抽象处理基础上, 将代表
现场工程特征各物理量, 作为数据对象加以定义, 如行程开关通断、电磁阀得失
电、活塞杆位置、压力大小等全部可定义为数据对象。各数据对象含有本身数值
类型、属性及其操作方法, 由各数据对象组成实时数据库。
( 3) 进行动画连接。即设置图形颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果
等动画属性, 将图形对象和实时数据库中定义数据对象建立对应连接关系, 用数
据对象值改变来驱动图形对象, 使系统在运行过程中, 产生形象逼真动画效果,
以直观描述外界现场控制对象状态改变, 尤其是直观显示故障步骤。
( 4) 编写控制步骤。对于比较复杂工程控制系统, 仅用常规组态方法可能难
以实现对应控制和计算任务, 这就需要采取MCGS 提供类似Basic 内置编程语言,
编制多种特定步骤控制程序和操作处理程序, 从而有利于优化控制过程。
( 5) 和外部PLC 设备联接调试。依据控制系统所采取PLC 类型和特征, 首先
设置相关设备属性; 再设定和配置PLC 设备输入输出通道和系统中数据对象之间
PLC
PLC
传感器
实施原件
通信连接
……
现场通信
图 1-1 PLC 监控系统经典硬件结构
上位机
对应关系, 即建立系统实时数据库和PLC 输入输出端口连接, 使得系统能读取外
部设备数据并控制外部设备工作状态; 最终对整个控制系统进行调试, 检验组态
设置和编程是否正确、硬件是否正常、计算机图形动画显示是否和现场实际动作
同时等。
在完成整个工程组态编程并测试现场工程各部分工作情况后, 即可实现工程
现场PLC 及被控对象工作状态计算机图形实时监控功效, 此时上位机图形监控界
面中仿真工作步骤和现场实际生产动作同时。当现场发生故障或出现异常情况时,
上位机监控界面中对应图形元件会同时以醒目颜色、闪烁效果等方法形象直观地
显示出故障步骤, 并发出音响报警; 这有利于工作人员立即排查故障处理或进行
必需远程控制干预, 从而确保整个PLC 控制系统安全可靠运行。
1.3 MCGS 组态软件组成
MCGS 组态软件由“MCGS 组态环境”和“MCGS 运行环境”两个系统组
成。两部分相互独立,又紧密相关。图 1-2:
(1)系统组成
图 1-2 MCGS 系统组成
(2)工程组成
MCGS 组态软件所建立工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库
和运行策略五部分组成,每一部分分别进行组态操作,完成不一样工作,含有不
一样特征。图 1-3:
图1-3 MCGS工控组态
2 设计目标要求及任务
2.1 设计目标
毕业设计关键目标是经过某一生产设备电气控制装置设计实践,了解通常
电气控制系统设计过程、设计要求、应完成工作内容和具体设计方法。经过设
计也有利于复习、巩固以往所学知识,达成灵活应有目标。电气设计必需满足
生产设备和生产工艺要求,所以,设计之前必需了解设备用途、结构、操作要
求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作整体观念。毕业设计应强调能力
培养为主,在独立完成设计任务同时,还要注意其它几方面能了培养和提升,
如独立工作能力和发明力;综合利用专业及基础知识能力,处理实际工程技术
问题能力;查阅图书资料、产品手册和多种工具书能力;工程绘图能力;书写
立即汇报和编制技术资料能力。
2.2 设计要求
1、利用组态 MCGS 软件监控 PLC 实现对工件自动加工控制;
2、用 PLC 进行控制;
3、PLC 控制器使用方法;
2.3 设计任务
1、认真研究 PLC 软件、硬件及使用方法,仔细研究加工工作原理和过程,
制订控制方案;
2、绘制次序功效图;
3、依据所给出程序清单(语句表)编制出梯形图;
4、依据控制工艺及要求做好组态动画;
5、相关元器件计算和选型,制订元器件明细表和 I/O 分配表;
6、编写设计说明书;
2.4 系统设备组成
1、可编程控制器一个(S7200-224);
2、工件自动加工控制板一块;
3、编程软件 STEP7-Micro/WIN32;
4、组态 MCGS 软件;
5、PC/PPI 电缆一根;
2.5 设计次序功效图原理
次序功效图是一个在其它编程语言之上图形语言,用来编制次序控制程序,
次序功效图提供了一个组织程序图形方法,在其中能够用其它语言嵌套编程,步、
转换和动作是次序功效图中三种关键元件(见图 2-1)。次序功效图用来描述开
关量控制系统功效,依据她能够很轻易画出控制程序梯形图。
1、手工将工件放好,延时 30s 作为时间间隔,此时汽缸 Y1 带动钻臂向下
运动,同时电机 M1 带动钻头开始旋转。当钻头靠近工件表面(B1=1)时,延时 5s
(钻臂继续向下钻孔)后,钻比返回。钻臂在 B1 处出现下降沿时,钻头停止。
2、铰孔加工:加工台在左边时,压上限位开关 S5,延时 10s,此时汽缸 Y2
带动绞臂向下运动,同时电机 M2 带动铰刀开始旋转。当铰臂靠近工件表面
(B2=1)时,延时 5s(铰臂继续向下绞孔)后,铰臂返回。铰臂在 B2 处出现下
降沿时,铰刀停止。
步 1
步
2
东作 2
转换 1
转换 2
动作 1
动作 2
图 2-1
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