PLC与工业网络技术 课件 3-2-1 模块三项目二 任务一工业水洗机触摸屏设计与仿真

项目三任务一主讲人：XXX@常州科教城管理委员会()《PLC与工业网络技术》任务描述

工业水洗机的工作流程依次为：进水、正转、正转暂停、反转、反转暂停、脱水、排水。操作人员能设置自动循环运行次数，系统默认为单周期运行模式。要求能实现工业水洗机的虚拟仿真运行，又能通过以太网控制，实现实时监控。画面设计参考如图2任务分析在了解任务需求的基础上，按照现场工程师标准，从计划制定、电气选型、I/O表制定、PLC程序编写、HMI设计、现场程序调试等工作过程来实施，通过MCGSPro软件操作实施，完成工业水洗机组态界面设计，通过脚本策略编写实施，完成组态动画设计，通过程序的编写实施，完成电脑虚拟运行调试。3知识目标4掌握策略组态、配方数据建立和使用方法；掌握调试助手的使用方法；掌握物联网IoT云平台的搭建和远程调试运行方法。知识目标任务分析5

根据客户对工业以太网控制和数据上云要求，选用三菱FX5U、昆仑通态物联网触摸屏TPC7022NT、MCGSPro软件、MCGS物联助手、物联网平台，为客户提供触摸屏和PLC以太网通信、PLC和变频器通信及数据上云等解决方案。本项目分6个任务驱动实施：任务1工业水洗机触摸屏设计与仿真；任务2.工业水洗机触摸屏与PLC简易数字孪生；任务3.工业水洗机远程监控；任务4.工业水洗机配方与仿真设计；任务5.工业水洗机PLC联网及配方实现；任务6.工业水洗机物联网IoT远程监视。TASKONE工业水洗机触摸屏设计与仿真任务描述|任务分析|任务实施|任务总结

工业水洗机的工作流程依次为：进水、正转、正转暂停、反转、反转暂停、脱水、排水。操作人员能设置自动循环运行次数，系统默认为单周期运行模式。要求能实现工业水洗机的虚拟仿真运行，又能通过以太网控制，实现实时监控。画面设计参考如图所示：任务描述7水洗机组态界面任务分析8在分析任务需求的基础上，按照现场工程师标准，从计划制定、电气选型、I/O表制定、PLC程序编写、HMI设计、现场程序调试等工作过程来实施，通过MCGSPro软件操作实施，完成工业水洗机组态界面设计，通过脚本策略编写实施，完成组态动画设计，通过程序的编写实施，完成电脑虚拟运行调试。任务实施91：数据库组态在实时数据库中新建变量，变量名称和类型参考表名称类型对象初值数据变量说明复位条件整数0定时器的复位开关计时条件整数0定时器开始和停止开关计时状态整数0定时器计时时间到达状态开始整数0水洗机开始流程进水整数0水洗机进水流程正转整数0水洗机正转流程反转整数0水洗机反转流程暂停1整数0水洗机第一次暂停流程暂停2整数0水洗机第二次暂停流程排水整数0水洗机排水流程脱水整数0水洗机脱水流程排水1整数0水洗机纯排水动作排水2整数0水洗机脱水排水联动完成整数0水洗机工作完成启动整数0启动按钮模拟调试开关整数0模拟调试开关当前时间浮点数0定时器的当前时间值设定时间浮点数100定时器的设定时间值模式整数0运行模式切换旋转整数0旋转动画数值循环整数0当前循环次数循环次数整数1设定的循环次数，初值为1实时数据库数据设置完成后，返回用户窗口，进行窗口的动画组态设计。

任务实施102.窗口组态

组态控制界面包括虚拟调试按钮、开始、停止、复位四个按钮，一个循环运行次数输入框，一个当前运行时间显示框。在用户窗口中新建窗口，窗口名：工业水洗机，双击进入用户窗口。水洗机图片装载设置：扫描二维码下载一张水洗机图片，图片为256色位图.bmp格式。在用户窗口中，选择“工具箱”中的“位图”，在画面上拉出一个马赛克图案框，右键点击，选择“装载位图”。新建项目11

进水阀组态设置。通过“工具箱”中的“插入元件”，在图库列表的类型中选择“公共图库”，选择“阀”文件夹中的“阀110”，如图3-3所示。鼠标左键双击“阀110”，选择“变量列表”，在“表达式”上选择连接“进水”变量，如图所示。2.窗口组态任务实施任务实施12进水管的组态设置。通过“工具箱”中的“流动快”，通过鼠标点击拖拉进行连接。流动快的基本属性设置如图所示。在流动块的流动属性设置中，表达式的值连接“进水”，选择“当停止流动时，绘制流体”。2.窗口组态任务实施13水洗机旋转轮的组态设置：通过“工具箱”中的“插入元件”，在“公共图库”中选择“马达”文件夹中的“马达57”，鼠标右键点击该对象，选择“排列”，再选择“分解单元”，如图所示。去掉外围的图符模块，仅保留最中间的6条直线条。2.窗口组态任务实施142.窗口组态双击每一根直线条，在动画组态属性设置中，边线颜色为黄色，特殊动画连接选择“可见度”，如图所示。每一根直线条的可见度属性表达式连接“旋转”，顺时针开始的前3根和后3根直线条的旋转数值分别依次等于：1至3的值，如图所示。任务实施15

水洗机上显示的标签文字设计：选择工具箱中的“标签”功能，标签框放在水洗机的右上角。属性设置为没有填充颜色，没有边线，字符颜色为红色，特殊动画连接选择可见度和闪烁效果，如图所示。标签文字的显示有两种方式：一是通过7个文字标签的可见度表达式的值的变化依次显示。另一种是通过字符串形式显示。第一种显示方式：在扩展属性的文本内容输入文字：进水中···，可见度和闪烁效果的表达式连接“进水”。正转、暂停1、反转、暂停2、排水、脱水这6个开关变量的标签参照进水标签来实现。扩展属性、可见度和闪烁效果均要连接新的文字和以上这6个开关变量。再把这7个标签排列在一起，最后参照进水标签，完成7个标签的顶边界对齐和左边界对齐。2.窗口组态任务实施16第二种显示方式：新建“显示”字符串变量，在工具箱中选择一个标签框“A”，添加到水洗机组态画面上，在标签动画组态属性设置中，输入输出连接选择“显示输出”，该“显示输出”功能连接的表达式是：“显示”字符串变量，输出值类型点击：字符串输出，如图所示。闪烁效果表达式连接系统内部时钟：$Second。然后在该画面的属性中选择循环脚本循环策略中，参照输入脚本程序：IF正转=1THEN显示=“正转”······注意：脚本程序中，标点符号均为英文状态下输入。2.窗口组态任务实施17按钮开关设置：从工具箱中选择“标准按钮”，开始按钮的操作属性设置中，选择数据对象值操作，功能选择：取反，变量连接：“启动”变量，如图所示。停止按钮的数据对象值操作与开始按钮的设置一样。复位按钮的数据对象值操作中，功能选择：清0，变量连接：“循环”变量，如图所示。2.窗口组态任务实施18模拟调试开关设置：选择工具箱中的“动画按钮”，在基本属性中，设置分段点0的文字为：关，如图所示。设置分段点1的文字参照设置为：开。变量属性设置参照图所示。2.窗口组态任务实施19流程框图设计：选择工具箱中的“A”标签和直线来绘制画面，对每一个流程框的标签进行如下设置：静态属性的填充颜色选择黄色。颜色动画连接选择“填充颜色”功能，如图所示。各个流程框“填充颜色”功能属性设置中，表达式连接对应的开关数据变量。如图所示。2.窗口组态任务实施20当前运行时间显示设置：选择工具箱中的“A”标签，标签的输入输出连接增加显示输出功能，显示输出功能的表达式连接：当前时间，如图所示。

循环运行次数设置：选择工具箱中的“ab|”输入框，输入框的操作属性中，对应数据对象的名称为：循环次数，如图所示。2.窗口组态任务实施21运行警告提示设置：选择工具箱中的“A”标签，在警告标签的扩展属性中输入文字：循环次数已满，请复位后运行，如图3-22所示。警告标签的闪烁效果和可见度的表达式连接：模式=0，如图3-23所示。2.窗口组态任务实施22在完成窗口组态画面的设计时，还需要双击本窗口的原始基层画面，进行用户窗口属性设置，选择“循环脚本”，设置本窗口的专属脚本，如图所示。该部分脚本程序主要分两块内容：第一块内容是现实快速的脱水动作，由于循环时间设置成了100ms，所以脱水时，旋转动画每秒钟运行了10次。频率较高，旋转动作较快。第二部分内容与前内容关联，当水洗机运行到对应的流程段时，通过脚本程序实现字符串输出，在水洗机本体上的标签框中显示双引号中对应的文字内容，如图所示。2.窗口组态IF脱水=1THEN

旋转=旋转+1IF旋转>=4THEN

旋转=1ENDIFENDIFIF进水=1THEN显示="进水中···"IF正转=1THEN显示="正转"IF反转=1THEN显示="反转"IF排水=1THEN显示="排水"IF脱水=1THEN显示="脱水、排水中···"IF暂停1=1THEN显示="正转暂停"IF暂停2=1THEN显示="反转暂停"IF启动=0THEN显示=""任务实施23控制系统主要由“循环策略”中的定时器运行+脚本程序运行来实现，该部分“循环策略”脚本程序对整个组态工程都有效。循环策略的基本架构如图所示。所有策略都是按照设定的时间循环运行，分为：模式选择、复位程序、运行程序、定时器4个部分，具体的操作步骤如下：双击“循环策略”进入，再双击“按照设定的时间循环运行”策略属性，把策略执行方式设置为：200ms周期循环，如图所示。3.策略组态任务实施24运行模式选择策略编写：系统运行时，首先要确定循环运行次数，当实际循环次数大于设定值时，则系统复位，停止运行。否则，循环运行。模式选择程序参考右图。由于运行模式选择策略需要在模拟调试开关打开的情况下才能运行，因此该策略行需要进行限制，表达式设置为：模拟调试开关=1。按照以上运行模式设定程序，复位模式的策略行条件属性中，表达式的值就必须连接“模式”数据变量，表达式设置为：模式=0AND模拟调试开关=1，当该表达式的值为非0时条件成立，如右图所示。3.策略组态

IF循环>循环次数THEN

模式=0ELSE

模式=1ENDIF任务实施25复位程序复位所有运行参数，直接把运行中的实时数据置成“0”，如图所示。工业水洗机自动运行程序设计时，运行模式的策略行条件属性与复位模式类似，仅需要把表达式设置为：模式=1AND模拟调试开关=1，如图所示。3.策略组态

计时条件=0

当前时间=0

复位条件=1

计时状态=0

启动=0

进水=0

正转=0

反转=0

排水=0

脱水=0

完成=0任务实施26自动运行程序主要分一下三块：第一块程序的内容为整个运行程序的启动和停止，当按下启动按钮时，系统开始运行，定时器开始计时，样例程序可以参考右图。第二块程序的内容为水洗机旋转动画的控制，当水洗机正转时，旋转数值不断加1，当水洗机反转时，旋转数值不断减1，参考程序如右图所示。3.策略组态IF启动=1THEN

复位条件=0

计时条件=1ELSE

复位条件=1

计时条件=0

正转=0

反转=0ENDIFIF正转=1AND反转=0THEN

旋转=旋转+1IF旋转>=4THEN

旋转=1ENDIFENDIFIF反转=1AND正转=0THEN

旋转=旋转-1IF旋转<=0THEN

旋转=3ENDIFENDIF任务实施27第三块程序为水洗机根据定时器的当前值运转于不同流程之间。当运行到单次流程结束时，循环次数自动加1，自动运行流程的参考程序如右图所示。3.策略组态IF当前时间>0AND当前时间<10THEN

开始=1

进水=1ELSE

开始=0

进水=0ENDIFIF当前时间>=10AND当前时间<25THEN

正转=1

反转=0ENDIFIF当前时间>=25AND当前时间<30THEN

正转=0

反转=0

暂停1=1ELSE

暂停1=0ENDIFIF当前时间>=30AND当前时间<45THEN

正转=0

反转=1ENDIFIF当前时间>=45AND当前时间<50THEN

正转=0

反转=0

暂停2=1ELSE

暂停2=0ENDIFIF当前时间>=50AND当前时间<60THEN

排水1=1

正转=0

反转=0ELSE

排水1=0ENDIFIF当前时间>=60AND当前时间<80THEN

脱水=1

排水2=1ELSE

脱水=0

排水2=0ENDIFIF排水1=1or排水2=1THEN

排水=1ELSE

排水=0ENDIFIF当前时间>=83AND当前时间<85THEN

完成=1

计时条件=0

复位条件=1

循环=循环+1ELSE

完成=0ENDIF任务实施28定时器策略编写：工业水洗机按流程的时间节点运行的，所以首先要设置一个定时器。点击菜单栏的“新增策略行”，通过策略工具箱添加脚本程序。在模拟运行调试打开的情况下，定时器需要时刻按照计时条件和复位条件来启停运行，因此，定时器的表达式设置为：模式=1AND模拟调试开关=1，如右上图所示。双击打开脚本程序，在脚本程序框中输入脚本程序，如右下图所