PLC及MCGSMCGS组态软件具有动画显示流程控制数据采集设备控制与输出工程报表数据与曲线等强大功

组态技术简介MCGSMCGS工业自动化的灵魂。MCGSMCGS全中文组态软件是用于工业过程控制和实时监测的通用电脑系统软件。其功能和特点可分析归纳如下:1)MCGS运行于Windows特征(即属性)参数设置、动画连接,可做出较逼真直观的动态显示效果。(2)实时数据库。它是整个系统的数据交换和处理中心,可存储不同类型整体。3)MCGS类似于普通的Basic可编写特定的流程控制和操作处理程序,增强系统的灵活性。4)MCGS其成为“与设备无关”的系统;利用其相应的设备构件并设置相关属性,可以对多种硬件设备包括各种PLC进行驱动,实现系统和工控设备的连接。因此,基于MCGS软件的上述功能和特点,通过组态编程,可以对控制系统进行实时图形显示监控、报警显示;此外,利用MCGS的其它功能模块,还能完成所需的报表输出、曲线显示、安全机制等各项功能。(5)应用MCGS组态软件实现PLC工作状态监控的方法。基于MCGS组态软件的PLC监控系统的典型硬件结构如图1-1所示,PLC与上位机(普通PC机或工业IPC机)之间通过RS232或RS485PLC作为可靠性实现远程控制。学习文档仅供参考上位机上位机通信连接PLCPLC……现场通信传感器执行原件图1-1PLC监控系统的典型硬件结构图1-1PLC监控系统的典型硬件结构软件方面,上位机中既装有与PLC配套的编程软件,又装有MCGS组态软件。利用MCGS提供的工具,一般经过以下步骤实现PLC工作状态的电脑图形监控功能:1)MCGS可在用户窗口内“组合”成控制现场中的各种主要元件的画面图形,例如泵、控制阀、液压缸、行程开关、运动部件等。绘制的现场元件动画图形应在形状、相对位置等方面与控制系统的实际情况相对应。(2)的数值类型、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。即设置图形的颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等动画属性,将图形对象与实时数据库中定义的数据对象建立对应连接关系,用数据对象值的变化来驱动图形对象,使系统在运行过程中,产生形象逼真的动画效果,以直观描述外界现场控制对象的状态变化,特别是直观显示故障环节。(4)编写控制流程。对于比较复杂的工程控制系统,仅用常规组态方法可能难以实现相应的控制和计算任务,这就需要采用MCGS提供的类似Basic的内置编程语言,编制各种特定的流程控制程序和操作处理程序,从而有助于优化控制过程。5)与外部PLCPLC首先设置相关的设备属性;再设定和配置PLC设备的输入输出通道与系统中数PLC学习文档仅供参考是否与现场实际动作同步等。在完成整个工程的组态编程并测试现场工程各部分的工作情况后,即可实现工程现场PLCPLC控制系统安全可靠的运行。MCGSMCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。如图1-2：〔1〕系统构成〔2〕工程构成

图1－2MCGS系统构成MCGS1-3：图1-3MCGS工控组态学习文档仅供参考设计目的要求及任务设计目的毕业设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了通过设计也有助于复习、稳固以往所学的知识，到达灵活应有的目的。电气设结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。毕业设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能了的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写及时报告和编制技术资料的能力。设计要求1、利用组态MCGS软件监控PLC实现对工件的自动加工控制；2、用PLC进行控制；3、PLC控制器的使用方法；设计任务1PLC制定控制方案；2、绘制顺序功能图；3、根据所给出的程序清单〔语句表〕编制出梯形图；4、根据控制工艺及要求做好组态动画；5、相关元器件的计算与选型，制定元器件明细表与I/O分配表；6、编写设计说明书；系统设备构成1、可编程控制器一个〔S7200-224〕；2、工件的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；设计顺序功能图原理顺序功能图是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制学习文档仅供参考转换112转换11212图2-1图2-1转换2130sY1M1B1=1〔钻臂继续向下钻孔〕后，钻比返回。钻臂在B1停止。转换22、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Y2M2B2=1〔铰臂继续向下绞孔〕后，铰臂返回。铰臂在B23、小车传送：当钻臂在B1B2左、右行，压上期限为开关后停止。4S3S0期的报警信号。加工工艺及控制过程工作方式：单周期、连续循环、手动控制输入设备：按钮、开关输出设备：指示灯、电机转动控制过程动作程序：1、处在初始位置，且在右限位，此时S4=1；2S4S2M1下运动；3、定时30s到达工件外表时，工件外表传感器〔B1=1〕动作，且钻头继续学习文档仅供参考下移开始钻孔；4、定时5s后，钻头开始向上运动，即钻臂返回；5B1钻孔完毕；6、同时送料小车向左移动；7S5M2始下移；8、定时10sB2=1下移开始铰孔；9、定时5s后，铰刀开始向上运动10、当铰臂在B2孔完成；11、此时按下复位按钮S3，行任务；12、系统原位及报警：初次加工时,系统应处于原位,由原位指示灯是否SB3S0或电机过载报警时,加工停止,同时报警指示灯亮,蜂鸣器鸣叫。由于带动气缸上下运动的电机(M1、M2)M1、M2M3PLCPLCI/O

I/O的分配表请参考表3-1输入输入输出PLC地址电气符号状态功能说明PLC地址电气符号状态功能说明S0 NC 急停按钮 K1M 钻头电机RF1NC送料小车电机过载K2M铰刀电机RF2NC钻头、铰刀电机过载K3MS1NC停止按钮K4MS2S3NONO启动按钮复位按钮Y1Y2送料小车右行左行钻臂下移铰臂下移学习文档仅供参考S4S4NONO送料小车右限位开关开关感器感器H1指示灯S5BJD报警灯B1NOB2NOPLC根据PLCI/O本系统选用S7200(CPU224),本机数字量I/O为24/16,满足设计要求。PLC接线图如3-2所示：PLC

图3-2PLC外部接线PLC程序设计主要是安装工艺要求进行编程，系统分手动和自动两种工作方学习文档仅供参考PLCMCGS程序设计时考虑了软件和硬件连锁，以保证设备和人生安全。自动方式下部分PLC3-33-4PLC〔个人电脑/PLCCPU联机调试完成后即可使用。图3-3PLC梯形图学习文档仅供参考学习文档仅供参考图3-4PLC梯形图调试结果学习文档仅供参考学习文档仅供参考学习文档仅供参考学习文档仅供参考学习文档仅供参考组态设计在组态时，首先要根据工艺要求建立MCGS数据库变量表见表4-1然后新建学习文档仅供参考PLCPLC通略和脚本程序。开关开关开关开关感器感器启动间开关型1，0数值型定时器计时时间小车行程程铰刀行程数值型小车型做模拟数值型钻臂运动模拟时间到开关型0控制定时器复位，1复位数值型绞臂运动模拟定时器复位开关型变量名类型变量说明变量名类型变量说明称称S1开关型停止按钮K1M开关型钻头电机S2开关型启动按钮K2M开关型铰刀电机S3开关型复位按钮K3M开关型送料小车右行送料小车右限位S4 开关型 K4M开关型送料小车左行送料小车左限位S5 开关型 Y1开关型钻臂下移钻臂下移到位传B1 开关型 Y2开关型铰臂下移铰臂下移到位传B2 开关型 H1开关型加工正常指示灯建立工程建立如图4-2所示的工件自动加工控制工程运行效果图。鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGSD表示新建工程的顺序号，如：0、1、2选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。完毕。学习文档仅供参考图4-2工件自动加工主界面建立工件自动加工工程0”4-3图4-3新建用户窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。[3]位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”，如图4-4图4-4 用户窗口属性设置学习文档仅供参考[4]在“用户窗口”中，选中“工件自动加工”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。如图4-5：编辑画面

图4-5设置启动窗口选中“工件自动加工”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。〔1〕制作文字框图单击工具条中的“工具箱” 按钮，打开绘图工具箱。选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。选中文字框，作如下设置：为：小初

〔填充色〕按钮，设定文字框的背景颜色为：没有填充；〔线色〕按钮，设置文字框的边线颜色为：没有边线。〔字符字体〕按钮，设置文字字体为：宋体；字型为：粗体；大小点击〔字符颜色〕按钮，将文字颜色设为：黑色，如图4-6〔2〕制作电机4-7：

图4-6字形演示〔插入元件〕图标，弹出对象元件管理对话框，学习文档仅供参考图4-7 对象元件库依照电机的选择方式选取以下各元件。230〕。232〕。选中工具箱内的常用符号图标 单击图标 当鼠标的光标“十字形拖动适合距离后点击鼠标左键生成一钻头用同样的方法制成一铰刀382〕。24[7]利用绘图工具箱的按钮工具增加两个按钮。使用工具箱中的 图标，分别对元件进行文字注释。4-8图4-8工件自动加工演示工程画面学习文档仅供参考定义数据对象定义数据对象的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围限等。4-1MCGS下面以数据对象“钻头电机”为例，介绍一下定义数据对象的步骤：单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。单击“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺省定义的名称为“Data1”4-9：图4-9实时数据库窗口选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。将对象名称改为：小车行程，对象类型选择：数值型；在对象内容注释输入框内输入：“小车行走模拟”，单击“确认”。如图4-10：学习文档仅供参考图4-10 小车行程对象属性设置4-1134-11动画连接

图4-11数据对象设置结果工件自动加工控制工程中的动画连接学习文档仅供参考.1钻头电机、铰刀电机的动画连接5-1图5-1钻头电机属性设置单击“动画连接铰刀电机的动画连接。钻臂汽缸、铰臂气缸和小车行程的动画连接5-25-3图5-2小车水平移动设置 图5-3钻头垂直移动设置按钮和限位开关的属性设置5-45-5学习文档仅供参考图5-4按钮属性设置 图5-5 限位开关属性设置定时器的属性设置单击工作台“运行策略”选项卡，进入“运行策略，选中“循环策略，单击右侧“策略属性”按钮，弹出“策略属性设置”窗口，在“定时循环执行，环时[ms]”一栏中，填入200。单击“确定”按钮。选中“循环策略，单击右侧的“策略组态，弹出“策略组态：循环策略”窗口。再单击工具箱按钮，弹出“策略工具箱，在工具栏找到“新增策略行”按钮 单击，在循环策略窗口出现了一条新策略，选中策略工具箱中的定时器如图5-6所示。图5-6新增定时器策略双击定时器出现定时器属性设置如图5-7所示。学习文档仅供参考图5-7设置定时器利用定时器和脚本程序实现工件自动加工控制回到组态环境，进入“循环策略”窗口单击“新增策略行”按钮 ，选中序编辑窗口。定时器控制程序清单如下：IFS1=1THEN /停止按钮S3=0S2=0计时时间=计时时间ENDIFIFS3=1THEN /复位按钮/定时器复位=1钻头行程=钻头行程-钻头行程铰刀行程=铰刀行程-铰刀行程S2=0EXITENDIFIFS2=1ANDS3=0THENS1=0定时器复位=0定时器启动=1 /S2=1，定时器启动ENDIFIFS2=0THEN定时器启动=0EXITENDIFIFS2=1AND计时时间>=40THEN定时器启动=0计时时间=0 /计时时间>40，定时器停止ENDIFIF定时器启动=1THEN学习文档仅供参考

，出现脚本程计时时间=计时时间+1 /定时器开始计时ENDIFIF计时时间<3THENK3M=0 /小车右行开关断开/S4=1 /右限位开关断开/Y1=1 /钻臂汽缸启动/K1M=1 /钻头电机启动EXITENDIFIF计时时间<4THENB1=1 /钻臂下移到位传感器启动EXITENDIFIF计时时间<6THEN钻头行程=钻头行程+2 /钻臂下移EXITENDIFIF计时时间<7THENB1=0 /钻臂下移到位传感器停止EXITENDIFIF计时时间<9THEN钻头行程=钻头行程-2 /钻臂上移/K4M=1 /送料小车左行开关启动K1M=0EXITENDIFIF计时时间<18THEN小车行程=小车行程-5 /送料小车左行EXITENDIFIF计时时间<19THENK2M=1 /铰臂电机启动/学习文档仅供参考Y2=1/铰臂气缸启动/EXITENDIFIF计时时间<20THENB2=1/铰臂下移到位传感器启动/EXITENDIFIF计时时间<22THEN铰刀行程=铰刀行程+2 /铰臂下移EXITENDIFIF计时时间<23THENB2=0 /铰臂下移到位传感器停止EXITENDIFIF计时时间<25THEN铰刀行程=铰刀行程-2 /铰臂上移K3M=1EXITENDIFIF计时时间<34THEN小车行程=小车行程+5 /送料小车右行EXITENDIFIF计时时间>35THEN定时器复位=1 /定时器复位，开始循环执行控制过程计时时间=计时时间-计时时间小车行程=小车行程=5EXITENDIF5-8学习文档仅供参考图5-8工件自动加工运行画面学习文档仅供参考设计顺序功能图原理转换1121转换11212图2-1图2-1转换2130sY1M1B1=1〔钻臂继续向下钻孔〕后，钻比返回。钻臂在B1停止。转换22、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Y2M2B2=1〔铰臂继续向下绞孔〕后，铰臂返回。铰臂在B23、小车传送：当钻臂在B1B2左、右行，压上期限为开关后停止。4S3S0期的报警信号。加工工艺及控制过程工作方式：单周期、连续循环、手动控制输入设备：按钮、开关输出设备：指示灯、电机转动控制过程动作程序：1