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PLC及触摸屏组态控制技术第二部分


第二部分 工程实践技巧篇

实训1 模拟实现全自动洗衣机系统的设计
? ? 一、实训目的 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对全自动洗衣机系统的模拟控制。用触 摸屏来控制西门子S7-200的PLC模拟工作。实训特点:使用触摸屏进行输入和 显示输出,应用西门子S7-200的PLC的指示灯模拟全自动洗衣机的工作状态情 况。实训重点让学生了解组态工程

的变量与PLC的变量的连接关系,从而实现触 摸屏与PLC的相互控制的作用。 二、实训设备 1.计算机。 2.MCGS嵌入版组态软件。 3.MCGS触摸屏。 4.相应的数据通信线。 5.西门子S7-200的PLC。 6. V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件。 三、工艺过程及控制要求 1.洗衣机的进水和排水分别由进水阀和排水阀控制。进水时,进水阀开,水经 过水管将注入到外桶。排水时,排水阀开,将水由外桶排到机外。 2.洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现,此时脱水桶不旋转。

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3.脱水时,控制离合器合上,由洗涤电动机内桶正转进行脱水。 4.面板上设有启动、停止按钮、脱水按钮。停止时,进行进水、排水、脱水工 作。 四、画面设计与制作 本次实训内容应用触摸屏来控制西门子S7-200的PLC来实现对洗衣机系统的模 拟控制工作,建立交互式的人机界面。通过组态画面与各个构件的连接、变量的 定义、定时器的相关设置达到洗衣机系统的模拟控制作用。洗衣机系统工作,当 洗衣人员按下启动按钮洗衣机开始工作,注水5秒后开始洗涤。洗涤10秒以后进 入脱水状态在进行30秒后将水排出,一个完整的洗涤过程完成。主要实训内容 如下列步骤进行讲述;

1.主控窗口设计
? 主控窗口是工程的主窗口或主框架。是所有设备窗口和用户窗口的父窗口,负责 这些窗口的管理和调度,并调度用户策略的运行。主控窗口的设计如下:在 MCGS组态平台上单击“主控窗口”,选中“主控窗口”鼠标右键打开“主控窗 口”的属性设置窗口。 “系统属性”,在“基本属性”中的窗口标题改为“全 自动洗衣机”的标题,封面窗口连接为“自动”封面显示时间改为2s,在单击 “权限设置”按钮,弹出“用户权限设置”窗口。在“权限设置”按钮下面选择 “进入登录,退出登录”,菜单设置为有菜单。菜单管理效果图如图实训1-1所 示。 在MCGS组态平台上的“主控窗口”中,按“菜单组态”按钮,打开菜单组态窗 口。在“系统管理”下拉菜单下,单击工具条中 “新增下拉菜单选项”的图标, 增加3个菜单,分别为“自动”、“手动”、“曲线”,如图实训1-2所示。

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图实训1-1 主控窗口属性设置窗口

图实训1-2 主控窗口图

2. 设备窗口
? 设备窗口是MCGS组态系统的重要组成部分,在设备窗口中建立系统与外部硬件 设备的链接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态, 实现对工业过程的实时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境, MCGS嵌入版提供了多种类型的“设备构件”,作为系统与外部设备进行联系的 媒介。进入设备窗口从设备构件工具箱里选择相应的构件,配置到相应窗口内并 建立接口与通道的连接关系和设置相关的属性,即完成了设备窗口的组态工作。 运行时应用系统自动装载设备窗口及其含有的设备构件,并在后台独立运行,对 用户来说设备窗口是不可见的,如图实训1-3所示。

图实训1-3 设备窗口属性设置

3. 用户窗口
? 进入MCGS 组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存为”选 项, 把新建工程存为: D:\MCGS\WORK\全自动洗衣机系统的监控系统 设计。进入MCGS 组态平台单击“新建窗口”按钮,分别创建4个新的 用户窗口以图标形式显示,分别命名为“自动主窗口”、“手动窗口”、 “曲线窗口”、“启动窗口”。用户窗口如图实训1-4至图实训1-7所示。

图实训1-4 用户窗口

图实训1-5

自动监控主窗口

图实训1-6

实时曲线窗口

图实训1-7

手动窗口

4.实时数据库
? 实时数据库是工程各个部分的数据交换与处理中心,它把MCGS工程的 各个部分连接成一个有机的整体。实时数据库的建立如下;打开工作台 的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量,多次按该按钮, 则增加多个数据变量。分别添加21个变量并进行属性设置。鼠标点击工 作台的“实时数据库”窗口标签,变量定义如图实训1-8所示。进入实时 数据库窗口页。按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中增加新 的数据变量,选中变量按“对象属性”按钮或双击选中变量,打开对象 属性设置窗口。在实时数据库中添加当前值、当前值1、当前值2、复位 条件、复位条件1、复位条件2、计时条件、计时条件1、计时条件2、计 时状态、计时状态1、计时状态2、设定值、设定值1、设定值2、水、进 水阀、排水阀、开始、启动、停止等实时数据库的数据对象的建立,建 立过程如图实训1-9所示。实时数据库的数据对象见表实训1-1所示。

图实训1-8 变量定义窗口

图实训1-9

实时数据库

5.运行策略
? 在“运行策略”中建立3个策略,进入“策略属性设置”新建策略项,把设定时 间循环运行设为:200ms,按确定即可。在策略组态中,单击工具条中的“新增 策略行”图标,再添加策略工具箱中的2个定时器策略。每个策略为1个定时器, 显示组态策略如图实训1-10所示。

图实训1-10

循环策略图

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脚本程序的编写是在用户窗口的设置属性窗口完成的。打开用户窗口的设置属性 窗口的循环脚本编辑处;先设定循环时间为100ms,脚本程序如下进行编辑操作。 定时器属性设置如图实训1-11至图实训1-13所示。

图实训1-11 运行策略

图实训1-12 策略1的设置属性

图实训1-13

定时器的设定图

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用户窗口属性设置内启动属性的脚本程序的编写如下: IF 启动 = 1 THEN IF 水 < 50 THEN进水阀 = 1 ELSE进水阀 = 0 ENDIF IF 水 >= 80 THEN X1 = 0 ELSE X1 = 1 ENDIF IF 进水阀 = 1 THEN水 = 水 + 1 IF 水 > 80 THEN水 = 80 ENDIF ENDIF ENDIF 用户窗口属性设置内循环属性的脚本程序的编写如下: IF 启动 = 1 THEN IF 水 < 50 AND 排水阀 = 0 THEN进水阀 = 1 ELSE进水阀 = 0 endif IF 进水阀 = 1 THEN水 = 水 + 1 IF 水 > 80 THEN水 = 80 ENDIF ENDIF ENDIF IF 洗涤 = 1 THEN洗涤1 = 1AND 设定值 = 10 AND 计时条件 = 1 IF 计时状态 = 1 THEN洗涤1 = 0 AND 脱水 = 1AND 计时条件 = 0AND 复位条件 = 1AND复位条件 = 0 ENDIF ENDIF IF 脱水 = 1 THEN计时条件1 = 1AND设定值1 = 10

? IF 计时状态1 = 1 THEN脱水 = 0AND排水阀=1AND计时条件1 = 0AND 复位条件1 = 1复位条件1 = 0 ENDIF ? ENDIF ? IF 排水阀 = 1 THEN 水 = 水 - 1 ? IF 水 < 0 THEN水 = 0 ENDIF ? ENDIF

6.工程综合测试
? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。打开下载 配置窗口,选择“模拟运行”,点击“通信测试”,测试通信是否正常。 如果通信成功,在返回信息框中将提示“通信测试正常”,同时弹出模 拟运行环境窗口此窗口打开后在任务栏中显示。如果通信失败将在返回 信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下载”,将工程下载到模 拟运行环境中。如果工程正常下载,将提示:“工程下载成功!”。成 功后与触摸屏进行连机运行,点击“启动运行”,模拟运行环境启动。 模拟环境最大化显示,即可看到工程正在运行,实现了洗衣机的功能。 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗口中的停止 按钮,工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。 下载过程图如图实训1-14所示。

图实训1-14 下载配置窗口

7.整体画面
? 按照以上6个步骤利用MCGS组态软件完成了全自动洗衣机系统的全部设计。全 自动洗衣机系统设计的主画面图如图实训1-15所示。

图实训1-15 全自动洗衣机系统设计的主画面图

实训2 加热反应炉自动控制系统的设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对加热反应炉自动控制系统 的模拟控制。 ? 2. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。 ? 3. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序 的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 4. 加热反应炉自动控制系统只用到触摸屏进行显示,在触摸屏上进行手 动控制元件的功能。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台。 ? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.送料控制:检测下液面X1、炉内温度X2,当都小于给定值时,开启进 料阀Y2。当液位上升到上液面X4时,关闭进料阀Y2,打开泄放阀Y4。 ? 2.加热反应控制:当液位大于20%且炉内温度X2小于给定值时,接通 加热炉电源Y3,当温度升到上温度时,断加热电源Y3。

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3.泄放控制:当压力大于最大值时,打开排气阀;当压力小于给定值时,关闭 排气阀。打开泄放阀,当炉内溶液降到下液面时,延时10S后关闭泄放阀。 4.按启动控钮后,反应炉进入工作状态。按停止按钮后,反应炉停止运行。 5.设置用户权限管理、实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。 四、画面设计与制作

1.系统框架
? 加热反应炉自动控制系统由主窗口、曲线、数据、封面、手动5个窗口组成。主 窗口用来显示的自动窗口,手动窗口用来显示手动操作的窗口。曲线窗口、数据 窗口都是用来显示不同数据表达形式的窗口。模拟加热反应炉系统的主窗口是由 一个进料阀、一个排气阀、一个泄放阀、一个加热反应炉(炉内中水位的变化)、 一个温度计、一个压力器、4个传感器指示灯、一个加热指示灯、三个输入框和 滑动块、起停开关、三个连接按钮(曲线、数据、手动)组成。

2.工艺流程
? 进入加热反应炉自动控制系统按开始启动按钮,当水位与温度都小于给定值时, 打开进料阀进料,等到水位上升到20毫升时,开始接通电源(加热指示灯变 红),开始对反应炉加热,温度慢慢的上升,升到上温度(80摄氏度)时,停 止加热(加热指示灯变绿),断开电源。当水位上升到上液位(80毫升)时, 关闭进料阀,打开泄放阀。水位慢慢的下降,降到下液位(10毫升)时,延时 10s关闭泄放阀。压力的变化:当压力小于给定值(10帕)

? 且加热时,压力慢慢的上升,升到最大值(80帕)时打开排气阀。传感 器指示灯的变化:当水位小于给定值(10毫升)时,下液位传感器指示 灯变红;当水位大于最大值(80毫升)时,上液位传感器指示灯变红; 当压力小于给定值(10帕)或大于最大值(80帕)时,对应的压力传感 器指示灯变红(温度传感器指示灯变化和压力一样),传感器指示灯工 作状态为绿色。数据值的变化用滑动块和输入框显示。按停止按钮停止 整个系统运行。

3.建立窗口
? 在MCGS组态工作平台打开“用户窗口”,单击“新建窗口”按钮添加 所需的5个窗口。分别是:主窗口、曲线窗口、数据窗口、封面窗口、 手动窗口。选中新建窗口中的其中一个,单击“窗口属性”,进入“用 户窗口属性设置”,将“窗口名称”和“窗口标题”改为所需的名称, 单击“确认”。将其他窗口也进行相同的设置。用户窗口的显示如图实 训2-1所示。

图实训2-1 用户窗口

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4.定义数据对象 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括: (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘 时间范围等。 打开工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗 口页。按“新增对象”按钮,在窗口的数据变量列表中增加 新的数据变量,分别添加23个变量并进行属性设置。实时数 据库的数据对象见表实训2-1所示。

5.动画连接
? 上述过程创建完成后,加热反应炉自动控制系统还需要把各个图素与数 据库中的相应变量建立联系,使画面动起来。建立动画连接后,组态系 统根据实时数据库中的变量变化,图形对象可以按照动画连接的要求变 化。模拟工厂监控系统的监控主窗口动画连接过程; ? (1)滑动输入器的属性设置:在“工具箱”中选中滑动输入器图标, 当鼠标变为“十”后,拖动鼠标到适当大小,然后双击进入属性设置, 在“滑动输入器构件属性设置”的“操作属性”中,把对应数据对象的 名称改为水,可以通过单击图标选取数据对象完成。滑动输入器的属性 设置的操作属性中的 “滑块在最右边时对应的值”改为80。在 “基本 属性”中,―滑块指向”选中“指向左(上)”。“刻度与标注属性”中, 把“主划线数目”改为6,其他属性设置不变。3个滑动输入器的属性设置 相同的设置如图实训2-2所示。 ? (2)锅炉的液位变量的属性设置;在用户窗口双击自动窗口进入,选 中锅炉双击弹出单元属性设置窗口。选中矩形框单击则进入动画组态属 性设置窗口,把表达式的值改为水,最小表达式的值改为0, 最大表达式的 值改为100。具体设置参照如图实训2-3所示

图实训2-2 滑动输入器的属性设置

图实训2-3 锅炉变量的属性设置

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(3)开关型构件的属性设置;在用户窗口双击自动窗口进入,选中加热变量双 击弹出单元属性设置窗口。选中组合图符单击则进入动画组态属性设置。实训24所示。 其他开关型构件的设置如开始、停止、排气、停止加热变量属性设置方法相同。 如图实训2-5所示。

图实训2-4

加热变量的属性设置

图实训2-5

其他开关型变量的属性设置

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(4)流动块构件属性设置:在用户窗口中双击自动窗口进入,选中进水阀右侧 的流动块双击弹出流动块构件属性设置窗口。进水阀右侧的流动块在流动块构件 属性设置窗口中,表达式改为:进水阀,其他属性设置不变流动块构件属性设置 完成。其余流动块也相同进行设置即可。操作步骤参照如图实训2-6所示。

图实训2-6

流动块构件属性设置

6.运行策略设置
? 在“运行策略”中,双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环时间”设为: 100ms,按确定即可。在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图标,再添加策略 工具箱中的2个定时器策略和1个脚本程序策略。显示循环策略如图实训2-7所示。 脚本程序的编写是在循环策略窗口的脚本程序属性设置窗口完成的。打开循环脚本编辑窗 口;设定循环时间为200ms,脚本程序如下进行编辑操作。脚本程序是用来完成特定操作 和处理的程序。脚本程序如下所示。

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图实训2-7

循环策略图

7.系统权限管理
? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“主控窗口”鼠标右键打开属性设置窗口,在 “基本属性”单击“权限设置”按钮,弹出“用户权限设置”窗口。在“权限设置”按钮 下面选择“进入登录,退出登录”,菜单设置为有菜单。菜单管理效果图如图实训2-8所 示。 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上的“主控窗口”中,按“菜单组态”按钮,打开菜 单组态窗口。在“系统管理”下拉菜单,单击工具条“新增下拉菜单项”图标,增加5个 菜单,分别为“主窗口”、“数据”、“曲线”、“封面”、“手动”,如图实训2-9所 示。

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图实训2-8 主控窗口属性设置窗口

图实训2-9 主控窗口图

8.工程完工综合测试
? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。打开下载工程配置窗口,选 择“模拟运行”点击“通信测试”,测试通信是否正常。如果通信成功在返回信息框中将 提示“通信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口,将以最小化形式,在任务栏中显示。 如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下载”,将工程下载 到模拟运行环境中。如果工程正常下载,将提示:“工程下载成功!”。成功后与触摸屏 进行连机运行,点击“启动运行”,模拟运行环境启动。模拟环境最大化显示,即可看到 工程正在运行,实现了加热反应炉自动控制系统功能。下载过程图如图实训2-10所示。

图实训2-10 下载配置窗口

9.整体画面
? 按照以上8个步骤利用MCGS组态软件完成了加热反应炉自动控制系统的设计。 加热反应炉自动控制系统设计总图如图实训2-11所示。

图实训2-11 加热反应炉自动控制系统设计总图

实训3 楼宇升降电梯的设计
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、实训目的 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对楼宇升降电梯的设计的模拟控制。 2. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。 3. 学会使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对液体自动混合装置监控系统的模 拟控制的全过程。 4. 楼宇升降电梯的设计使用触摸屏来控制欧姆龙PLC实现电梯的相关功能的实现。 二、实训设备 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通 信线2根、欧姆龙 PLC 1台、 PLC软件1套。 三、工艺过程及控制要求 1.升降电梯静止状态时应处于某个楼层,将呼叫按钮、传感器比较。当呼叫数 据值大于传感器数据值,升降电梯上行;当呼叫数据值小于传感器数据值,升降 电梯下行;当呼叫数据值等于传感器数据值,升降电梯停止; 2.升降电梯到达某层时,开门指示灯亮。当在关门的状态下才能继续运行。升 降电梯升到某层时,应在该层停留一定的时间后再次处理其他楼层的呼叫信号。 3.设置用户权限管理。

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4.每层电梯由指示灯、控制开关,检测信号灯组成。 5.设置报警按钮。当在报警状态时,电梯停止运行。 四、画面设计与制作

1.工艺流程
进入楼宇升降电梯的系统工程就自动链接到升降电梯的控制界面打开。升降电梯 控制界面,启动按钮楼宇升降电梯系统开始启动。按一层外呼按钮,电梯便自动 升至当前层—1F,这时可以按电梯的运行方式点击按钮进行工作。当按停止按 钮,电梯就会停止运行,当前界面消失。当在正常运行时按报警按钮的时候,报 警指示灯便会闪烁,电梯便会停止消失。下面详细介绍一下电梯的具体运行方式。 1.当升降电梯停于一层或二层时,按三层外呼按钮或三层内呼按钮呼叫,则升降 电梯上升至3F停止,电梯开门。 2.当电梯停于三层或二层时,按一层外呼按钮或一层内呼按钮呼叫,则升降电梯 下降至1F停止,电梯开门。 3.当升降电梯停于一层时,按二层外上下呼按钮、二层内呼按钮呼叫,则升降电 梯上升至2F停止,电梯开门。 4.当升降电梯停于三层时,按二层外上下呼按钮、二层内呼按钮呼叫,则升降电 梯下降至2F停止,电梯开门。 5.当升降电梯上升或下降途中,任何反方向的按钮呼叫均无效。

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2.建立工程
进入MCGS嵌入版组态软件并新建一个名为楼宇升降电梯的工程,在菜单“文件” 选择“工程另存为”选项, 把新建工程存为: D:\MCGSE\WORK\楼宇升降电梯 的系统设计。进入MCGS 嵌入版组态软件组态平台单击“新建窗口”按钮,创 建2个新的用户窗口以图标形式显示,分别命名为“升降电梯系统窗口”、“封 面窗口”。

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选中新建窗口单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”,将“窗口名称”和“窗口 标题”改为所需的名称,在“窗口位置”中选中“最大化显示”,其他属性设置不变,单 击“确认”退出完成。 将其他窗口也进行相同的设置则新建窗口完成,用户窗口运行效果 图用户窗口如图实训3-1所示。

图实训3-1 用户窗口

? 3.定义数据对象 ? 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括: ? (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 ? (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘 时间范围等。 ? 打开工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗 口页。按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增 加新的数据变量,多次按该按钮,则增加多个数据变量,分 别添加19个变量并进行属性设置。鼠标点击工作台的“实时 数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量,选中 变量,按“对象属性”按钮或双击选中变量,则打开对象属 性设置窗口。 ? 在实时数据库添加SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、 SB7、SQ1、SQ2、HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、 HL7、L1、L2、L3等实时数据库的数据对象的建立。实时数 据库的数据对象见表实训3-1所示。

表实训3-1 实时数据库

4.动画连接 ? 上述过程创建完成后,楼宇升降电梯的系统还需要把各个图 素与数据库中的相应变量建立联系,才能使画面动起来。建 立动画连接后,组态系统根据实时数据库中的变量变化,图 形对象可以按照动画连接的要求变化。以下是楼宇升降电梯 的系统的监控主窗口的动画连接过程; ? 开关型构件的属性设置;在用户窗口中,双击自动窗口进入, 选中SB1变量双击,则弹出单元属性设置窗口。选中组合图 符单击则进入动画组态属性设置,如图实训3-2所示进行设 置。其他开关型构件的设置如SB1、SB2、SB3、SB4、 SB5、SB6、SB7、SQ1、SQ2、HL 1、HL2、HL3、HL4、 HL5、HL6、HL7、L1、L2、L3跟SB1变量属性设置方法相 同。

图实训3-2 SB1变量的属性设置

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轿厢垂直构件属性设置:在用户窗口中双击升降电梯窗口进入,选中轿厢构件双 击进入轿厢构件单元属性设置窗口。点击动画组态设计的可见度选项在表达式填 入:轿厢变量。 每个楼层都有不同的轿厢构件,轿厢的设置方法相同。具体步骤如图实训3-3所 示设置。

图实训3-3

轿厢垂直构件属性设置

5.运行策略设置
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 脚本程序的编写是在用户窗口属性设置完成的,进入用户窗口中右键自动窗口进入窗口循环 脚本编辑状态属性设置;设定循环时间为100ms,脚本程序如下进行编辑操作。脚本程序是 用来完成特定操作和处理的程序。脚本程序如下所示。 IF SQ3=1 THEN SQ2=0 ENDIF IF SB1=1 AND SQ3=1 THEN 轿厢=1、轿厢2=0、轿厢3=0、SB2=0、SB3=0、SB4=0、 SB5=0 、SB6=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB2=1 AND SQ3=1 THEN轿厢2=1、轿厢=0、轿厢3=0、 SB1=0、 SB3=0、SB4=0 、 SB5=0、 SB6=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB3=1 AND SQ3=1 THEN轿厢2=1、轿厢=0、轿厢3=0、SB2=0、 SB1=0、SB4=0 、 SB5=0 、SB6=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB4=1 AND SQ3=1 THEN轿厢3=1、轿厢=0、轿厢2=0 、SB2=0 、SB3=0 、SB1=0 、 SB5=0 、SB6=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB5=1 AND SQ3=1 THEN轿厢=1、轿厢2=0、轿厢3=0 、SB2=0 、SB3=0 、SB4=0 、 SB1=0 、SB6=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB6=1 AND SQ3=1 THEN轿厢2=1、轿厢=0、轿厢3=0、 SB2=0、 SB3=0、 SB4=0、 SB5=0 、SB1=0 SB7=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SB7=1 AND SQ3=1 THEN轿厢3=1、轿厢=0、轿厢2=0、 SB2=0、 SB3=0、 SB4=0 、 SB5=0、 SB6=0 SB1=0、关门=0、开门=1 ENDIF IF SQ2=1 THEN SB1=0、SB2=0、SB3=0、SQ3=0、开门=0、关门=0、轿厢=0、轿厢2=0、 轿厢3=0 、SB4=0 SB5=0 、SB7=0 ENDIF IF 报警按钮=1 THEN报警指示=1、轿厢=0、轿厢2=0、轿厢3=0、ENDIF

6.设备连接
? 设备窗口是MCGSS嵌入版组态软件的重要组成部分,在设备窗口建立 系统与外部硬件设备的链接关系。设备窗口使系统工程能够从外部设备 读取数据并控制外部设备的工作状态和相关信息,实现对工业过程的实 时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。MCGS嵌入版组 态软件提供了多种类型的“设备构件”,作为系统工程与外部设备进行 联系的媒介。进入设备窗口从设备构件工具箱里选择相应的构件,配置 到窗口内建立接口与通道的连接关系,设置相关的属性即完成了设备窗 口的组态工作。运行时应用楼宇升降电梯的系统窗口含有的设备构件如 图实训3-4所示。

图实训3-4 设备窗口属性设置

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(1) 打开组态软件“工作台”的“设备窗口”,双击进入“设备窗口”的组态环境,打 开设备管理窗口。 (2) 选择“设备工具箱”的通用串口父设备,把通用串口父设备放到组态窗口。 (3) 单击工具条选择“设备工具箱”窗口,从设备工具箱选择OmronHostLink放到通用 串口父设备的下面。 (4)双击进入OmronHostLink的设备属性窗口,如图实训3-5所示。

图实训3-5 OmronHostLink的设备属性窗口

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(5)单击设备属性窗口的新增设备通道,选择组态变量与欧姆龙PLC的变量建 立起连接关系,如图实训3-6所示。

图实训3-6

组态变量与欧姆龙PLC的变量建立窗口

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(6)设备属性窗口的新增设备通道完成后,点击快速连接变量完成组态变量与欧姆龙 PLC的变量。 (7)设备属性窗口的快速通道连接完成后,点击确认后选择全部添加退出后完成设备窗 口的操作。

7、整体画面
? 按照以上6个步骤利用MCGS组态软件做成的楼宇升降电梯的系统设计。楼宇升降电梯的 系统的主画面如图实训3-7所示。

图实训3-7 楼宇升降电梯的系统设计的主画面图

实训4 变电所网络监控系统的设计
? ? ? ? ? 一、实训目的 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对变电所网络监控系统的模拟控制。 2. 用TP717B型MCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、 数据对象的设计等多项组态操作。 二、实训设备 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通 信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。 三、工艺过程及控制要求 1、供电网络进线由2路电源供电,出线有6条线路。 2、每条支路由指示灯、控制开关,检测信号灯组成。 3、供电网络同时检测变压器、供电线路的保护状态。 4、 控制方式由触摸屏、PLC共同控制。 5、当供电网络出现保护动作时,由系统自动切换线路。 6、设置用户权限管理、报警信息管理。

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1.工程分析及工艺流程 ? 供电网进线由2路电源供电,出线有6条线路,运行线路有4 条。初始状态只有电源1开启,电源2备用。在正常情况下电 源1供电时,由电源1直接向负载提供电源,电源2一直工作 在睡眠状态。电源1的供电控制开关开关1、开关2、开关3、 开关4都为“1‖。当电源1的A-B电路出现故障,则开关1、开 关2立即跳闸,开关3、开关4、开关9闭合;当电源1的B-C 电路出现故障,则开关3、开关4立即跳闸,开关7、开关8、 开关9闭合;当变压器1出现故障,则开关3、开关4立即跳闸, 开关7、开关8、开关9闭合;当电源2的D-E电路出现故障, 则开关5、开关6立即跳闸,开关3、开关4、开关9闭合;当 电源2的E-F电路出现故障,则开关7、开关8立即跳闸,开关 3、开关4、开关9闭合;当变压器1出现故障,开关7、开关 8立即跳闸,开关3、开关4、开关9闭合;当B-E电路出现故 障,则开关9立即跳闸,电源1开启;当出路的G-H电路出现 故障,则开关10立即跳闸,其他出路照常工作。

2.建立新画面
? 双击“MCGS组态环境”图标,进入MCGS嵌入版组态软件环境工作台。在 MCGS组态工作台上,单击“用户窗口”,在“用户窗口”中单击“新建窗口” 按钮,则产生新“窗口0‖,选中“窗口0‖,单击右边的窗口属性按钮,并将窗口 名改为“主窗口”。同理建立“报表”,“报警”,“封面”窗口,整体框图如 图实训4-1至图实训4-4所示。

图实训4-1 MCGS工作台窗口

图实训4-2 工作主窗口

图实训4-3 报警主窗口

图实训4-4 报表主窗口

3.定义数据变量 ? 进入MCGS嵌入版组态软件工作台的“实时数据库”窗口, 打开实时数据库窗口页面。点击“新增对象” 按钮,在窗口 的数据变量列表中增加新的数据变量,增加多个数据变量。 选中变量点击“对象属性”按钮打开对象属性设置窗口,对 所有的对象属性进行设置新增对象如表实训4-1所示。 ? 以故障组变量属性设置为例进行说明:进入数据对象设置的 基本属性中,对象名称为:液位组;对象类型为:组对象; 其他设置不变。在存盘属性中,数据对象值的存盘设置中选 择定时存盘,存盘周期设置为2秒。在组对象成员中选择 “故障1‖,“故障2‖, “故障3‖,“故障4‖, “故障5‖, “故障6‖, “故障7‖,“故障8‖ 故障组变量属性设置完成。

表实训4-1 数据变量 变量名称 电源1 电源2 开关1 故障1 故障 2 故障 3 故障 4 故障 5 类 型 开关型 开关型 开关型 开关型 开关型 开关型 开关型 开关型 注 释 控制电路1―开启”、“断开”的变量 控制电路2―开启”、“断开”的变量 电路中的开关 控制电路A~B故障“开启”、“断开”的变量 控制电路B~C故障“开启”、“断开”的变量 控制变压器1故障“开启”、“断开”的变量 控制电路D~E故障“开启”、“断开”的变量 控制电路E~F故障“开启”、“断开”的变量

故障 6
故障 7 故障 8 变压器1 变压器2 故障

开关型
开关型 开关型 开关型 开关型 组对象

控制变压器2故障“开启”、“断开”的变量
控制电路B~E故障“开启”、“断开”的变量 控制电路G~H故障“开启”、“断开”的变量 控制变压器1的“开启”、“断开”的变量 控制变压器2的“开启”、“断开”的变量 用于历史数据、报表输出等功能构件

4.动画连接 ? 变电所网络监控系统主要的动画连接就是供电网络的停送电 的切换。动画的实现在组态环境里面使用流动块来完成的。 动画连接的设置如下:双击流动块,弹出“流动块构件属性 设置”窗口进行流动块的“流动属性”设置。修改“表达式” 连接的对象变量名称,其他属性不变。2个变压器:双击 “变压器”选中“数据对象”进行数据对象连接。对2个电 源按钮进行设置:双击“电源1‖按钮进行数据对象连接。8 个故障标签:双击“故障1‖标签进行单元属性设置,左边8 个输出标签:双击“A-B电路故障”标签进行单元属性设置。 单击选择变量按钮选中变量“故障1‖确定。设置其他输出标 签。15个开关:双击开关,选中“按钮输入”,则会出现选 择变量按钮,单击选中开关确定。17个指示灯进行相应的变 量连接即可。变压器进行数据对象连接使用相同方法进行动 画连接。流动块的设置如图实训4-5所示。

图实训4-5 流动块的设置窗口

5.运行策略设置
? 打开“运行策略”窗口的“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环时间” 设为:200ms,按确定即可。在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图 标,再添加策略工具箱中的1个脚本程序策略。显示循环策略如图实训4-6所示。

图实训4-6 循环策略图
在“运行策略”中,双击“循环策略”进入,双击图标进入“策略属性设置”,需要把“循 环时间”设为:200ms,按确定即可完成。进入脚本程序编辑环境,脚本程序如下。 IF 开关1 = 1 AND 开关2 = 1 AND 开关3 = 1 AND 开关4 = 1 THEN IF 故障1 = 1 THEN 开关1 = 0,开关2 = 0,开关3 = 1,开关4 = 1,开关5 = 1,开关6 = 1, 开关9 = 1 ENDIF IF 故障2 = 1 THEN开关3 = 0,开关4 = 0,开关1 = 1,开关2 = 1,开关7 = 1,开关8 = 1 开关9 = 1 ENDIF IF 故障3= 1 THEN变压器1 = 0,开关3 = 0,开关4 = 0,开关1 = 1,开关2 = 1,开关7 = 1 开关8 = 1,开关9 = 1 ENDIF ENDIF

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6.实时数据表格与历史数据表格 (1)实时数据表格。 实时数据是实时地将数据对象变量值按报告格式显示出来。 实时表格的设置如下:进入“报表”窗口,点击工具箱中的 自由表格图标,拖放到窗口适当位置并调整大小。在窗口中 拉出一个实时数据报表,再通过增加行,删除列,表格设置 为七行两列形式,然后在第一列添加如下6个变量:。最后 在后一列各自连接对应变量:电源1 、电源2、故障1、故障 2、故障3、故障4完成实时数据的连接,完成实时数据的制 作。如图实训4-7所示。 (2)历史数据表格。 历史数据表格的创建:在“工具箱”中单击“历史表格” 图 标,拖放到桌面适当位置。拖动鼠标从R2C1到R5C3,表格 会反黑。表格中单击鼠标右键,单击“连接”或直接按 “F9‖,从菜单中单击“表格”,单击“合并表元”或直接 单击工具条中“编辑条” 图标,从编辑条中单击“合并单元” 图标,会出现反斜杠,双击表格中反斜杠处,弹出“数据库 连接”窗口,单击“基本属性”中的“存盘数据源组态设 置”,弹出“数据源配置”,设置完毕后按“确认”退出完 成。

图实训4-7

报表显示效果图

7.报警显示
? (1)设置数据对象的报警属性。 ? 在实时数据库中,对变量“故障1‖、“故障2‖、“故障3‖ ―故障4‖、“故 障5‖、“故障6‖、 “故障7‖、“故障8‖、进行报警属性设置。 ? (2)实时报警。 ? 报警窗口的设置如下:进入“报警”窗口,用标签作标题名为“报警”。 然后单击工具箱中的报警显示按钮,用来制作实时报警窗口内容。从 “工具箱”中单击“报警浏览” 图标,变“十”后用鼠标拖动到适当位 置与大小。在“报警浏览构件属性设置”中,把“实时报警数据”的变 量改为:“故障”。在“实时报警”属性设置中,将“实时报警数据” 设为“液位组”。在“历史报警”中,将“对应数据对象”设为“液位 组”。然后再插入1个标签为报警,设置完成报警实时显示报警显示设 置完成。报警窗口效果图如图实训4-8所示。 ? (3)历史报警。 ? 历史报警使用报警浏览按钮制作的,报警浏览按钮从“工具箱”中单击 图标,变“十”后用鼠标拖动到适当位置大小。在“报警显示构件属性 设置”中,把“对应的数据对象的名称”改为:“故障”,按“确认” 后,则历史报警设置完毕。在运行环境中单击“报警”菜单,打开“报 警窗口”可以查看实时报警和历史报警的相关信息。

图实训4-8

报警窗口

8.主菜单建立
? 系统工程的主菜单建立如下:双击打开“主控窗口”新增3个操作集,分别命名 为“用户管理”、“报表”、“报警”。在“用户管理”下新增4个操作,分别 命名为“用户登录”、“用户退出”、“修改密码”、“用户管理”。然后分别 对它们的菜单属性进行设置,在“主控窗口”的属性设置 “菜单设置”设为” 有菜单”,供电监控系统工程的主菜单完成如图实训4-9所示。

图实训4-9 主控窗口属性菜单

9.设备连接
? 设备窗口是MCGS组态系统的重要组成部分,在设备窗口中建立系统与 外部硬件设备的链接关系。使系统工程能够从外部设备读取数据并控制 外部设备的工作状态,实现对监控过程的实时监控。设备窗口是连接和 驱动外部设备的工作环境。MCGS嵌入版组态软件提供了多种类型的 “设备构件”,作为系统与外部设备进行联系的媒介。进入设备窗口从 设备构件工具箱里选择相应的构件,建立接口与通道的连接关系,设置 相关的属性即完成了设备窗口的组态工作。运行时应用系统自动装载设 备窗口及其含有的设备构件,并在后台独立运行设备窗口是不可见的, 如图实训4-10所示。

图实训4-10 设备窗口属性设置

10.工程综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口,选择“模拟运行”点击“通信测试”, 测试通信是否正常。如果通信成功,在返回信息框中将提示 “通信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口,将以最小 化形式在任务栏中显示。如果通信失败将在返回信息框中提 示“通信测试失败”。点击“工程下载”,将工程下载到模 拟运行环境中。如果工程正常下载,将提示:“工程下载成 功!”。成功后与触摸屏进行连机运行,点击“启动运行”, 模拟运行环境启动。模拟环境最大化显示可看到工程正在运 行,实现了供电网络监控系统功能。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗 口中的停止按钮,工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中 的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训4-11所示。

图实训4-11

下载配置窗口

11.整体画面
? 按照以上11个步骤利用MCGS组态软件做成的供电网监控系统工程设计总图。 如图实训4-12所示。

图实训4-12 供电网监控系统工程设计的主画面图

实训5 模拟工厂监控系统的设计
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一、实训目的 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节; 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、数 据对象的设计等多项组态操作; 学会使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对模拟工厂监控系统控制的全过程。 二、实训设备 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通 信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。 三、工艺过程及控制要求 1. 工厂设备: 1个电机、1个锅炉、1个水灌、1个水池、四个传感器、四个阀。 2.工艺流程:第一阶段;送料控制、第二阶段;控制装置加热、第三阶段;泄放控 制。 3.设计元件:1个测热度的热度计、1个测压强的压力计。 4.控制方式:由MCGS触摸屏控制。 5.设置用户权限管理、报警信息管理。

1.工程框架结构
?MCGS嵌入版组态软件设计模拟工厂监控系统,模拟工厂监控系统由8 个用户窗口组成分别是:监控装置、实时曲线窗口、报警窗口、历史曲 线窗口、实时数据表格窗口、历史数据表格窗口、定时器窗口。模拟工 厂监控系统有三个控制过程分别是:送料控制过程、控制装置加热过程、 泄放控制过程。

2.工艺流程:
?进入模拟工厂监控系统按启动按钮SB1后系统运行,按停止按钮SB2后 系统停止。工厂监控系统分三个阶段:第一阶段的送料控制,首先检测 下液面X1、炉内温度X2、炉内压力X4是否都为0,0则开启排气阀Y1和 进料阀Y2。液位上升到上液位X3时,因关闭排气阀Y1和进料阀Y2。延 时10s,开启氮气阀Y3。最后当炉内压力升到100时,开启压力变送器 X4(即X4=1)和加热炉电源Y5,关闭氮气阀Y3。第二阶段的控制装置加 热过程,控制装置电源Y5=1时,温度计开始进行上升。其次当温度计 =100摄氏度时,开启温度变送器X2(即X2=1),关闭控制装置电源Y5。 第三阶段的泄放控制,首先在第二阶段基础上延时10s,当前值1=10s时 打开泄放阀Y4和排气阀Y1。当水位减少到小于70时,压力表与温度计 开始降低。然后当温度计与压力表下降到0时,关闭压力变送器X4和温 度变送器X2。当水位下降到0时,关闭排气阀Y1、氮气阀Y3、泄放阀Y4, 定时器计时状态都清0。最后当水池=80时,计时条件都置1。当水池=0 时,定时器开始复位,当温度变送器X2=1时,定时器1开始复位。

3.建立工程 ? 进入MCGS 嵌入版组态软件新建工程,并在菜单“文件”中 选择“工程另存为”选项, 把新建工程存为: D: \MCGS\WORK\模拟工厂监控系统设计。进入MCGS 嵌入版 组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮,分别创建8个 新的用户窗口以图标形式显示,分别命名为“监控装置窗 口”、“报警窗口”、“实时曲线窗口”、“历史曲线窗 口”、“实时报表窗口”、“历史报表窗口”、“定时器”。 用户窗口如图实训5-1所示。 ? 选中新建窗口单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设 置”,将“窗口名称”和“窗口标题”改为所需的名称,在 “窗口位置”中选中“最大化显示”其他属性设置不变,单 击“确认”退出完成。 将其他窗口也进行相同的设置则新建 窗口完成。用户窗口运行效果图如图实训5-2至图实训5-8所 示。

图实训5-1 用户窗口

图实训5-2

监控主窗口

图实训5-3

实时曲线窗口

图实训5-4

历史曲线窗口

图实训5-5

历史数据窗口

图实训5-6

定时器

图实训5-7

实时数据窗口

图实训5-8

报警窗口

? 监控主窗口设计:在MCGS组态平台上单击“用户窗口”, 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮,则产生新“窗口 0‖ 选中“窗口0‖,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性 设置”将“窗口名称”改为:控制装置;将“窗口标题”改 为:控制装置;在“窗口位置”中选中“最大化显示”,其 他不变,单击“确认”。选中“控制装置”,单击“动画组 态”,进入动画制作窗口。在该窗口中添加一个水罐、一个 水池、一个液位灌、一个水泵、一个滑动输入器、一个进料 阀Y2、一个排气阀Y1、一个泄放阀Y4、一个氮气阀Y3、一 个控制电源Y5、四个传感器,一个压强计、一个热度计、二 个定时器、一个开启按钮SB1和一个停止按钮SB2。用10个 指示灯和开关分别控制进料阀、排气阀、泄放阀、氮气阀、 四个传感器、水泵和控制装置电源,2个指示灯分别控制2个 定时器。在工具箱中分别选择流动块构件,当鼠标变为“十” 拖动鼠标到适当大小,用流动块连接各个器件完成的监控主 窗口如图实训5-2所示。 4.定义数据对象 ? 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程就是创建数据对象。定义数据对象包括:

? (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 ? (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘 时间范围等。 ? 打开工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗 口页面。按“新增对象”按钮,在窗口的数据变量列表中, 增加新的数据变量,分别添加26个变量并进行属性设置。鼠 标点击工作台的“实时数据库”窗口标签,按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量,选中 变量,按“对象属性”按钮或双击选中变量,则打开对象属 性设置窗口。在实时数据库添加水、水池、水罐、水泵、温 度计、压强计、启动按钮SB1、停止按钮SB2、低液位传感 器X1、温度变送器X2、上夜位传感器X3、压力变送器X4、 进料阀Y2、排气阀Y1、泄放阀Y4、氮气阀Y3、控制装置电 源Y5、定时器的计时状态、当前值、计时条件ZHV 1、复位 条件ZHV2和定时器1的计时状态1、当前值1、计时条件 ZHV3、复位条件ZHV 4、液位组等实时数据库的数据对象 的建立。实时数据库的数据对象见表实训5-1所示。

表实训5-1 实时数据库列表
变量名 SB1 SB2 类型 开关 开关 初值 0 0 注释 开始状态 停止状态

X1
X2 X3 X4

开关
开关 开关 开关

0
0 0 0

低液位传感器X1状态
温度变送器X2状态 上夜位传感器X3状态 压力变送器X4状态

X6
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 ZHV1 ZHV2 ZHV3

数值
开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关

0
0 0 0 0 0 0 0 0

表现水位状态
排气阀Y1状态 进料阀Y2状态 氮气阀Y3状态 泄放阀Y4状态 控制装置电源Y5状态 定时器状态 定时器状态 定时条件

ZHV4
当前值1 当前值2 计数状态1 计数状态2

开关
数值 数值 开关 开关

0
0 0 0 0

定时复位
定时器1当前值 定时器2当前值 定时器1计数状态 定时器2计数状态

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数据对象的建立以液位组变量的属性设置为例进行讲解;进入组对象的基本属性, 将对象名称为:液位组;对象类型为:组对象;其他属性设置不变。在组变量的 存盘属性中,数据对象值的存盘选中定时存盘,存盘周期设为5秒。在组对象成 员中选择所需添加的组变量成员。具体设置如图实训5-9至图实训5-11所示。

图实训5-9 液位组基本属性窗口图

图实训5-10

液位组成员选择窗口

图实训5-11 滑动输入器的基本属性设置

5.动画连接 ? 上述过程创建完成后,模拟工厂监控系统还需要把各个图素 与数据库中的相应变量建立联系,才能使画面动起来。建立 动画连接后,组态系统根据实时数据库中的变量变化,图形 对象可以按照动画连接的要求变化。以下是模拟工厂监控主 窗口的动画连接过程。 ? (1)滑动输入器的属性设置:在“工具箱”中选中滑动输 入器图标,当鼠标变为“十”后拖动鼠标到适当大小。在 “滑动输入器构件属性设置”的“操作属性”中,把对应数 据对象的名称改为水,可以通过单击图标,到库中选或者自 己输入也可以;“滑块在最右边时对应的值”为80。在 “滑动输入器基本属性”中 “滑块指向”选中“指向左 (上)”。“刻度与标注属性”把“主划线数目”改为6, 其他属性设置不变。如图实训5-12至图实训5-13所示。 ? (2)水罐1的液位变量的属性设置;在用户窗口中双击自动 窗口进入,选中水罐1变量并双击进入变量的单元属性设置 窗口。选中矩形,则会出现,单击则进入动画组态属性设置 窗口,把表达式的值改为水,最小表达式的值改为0, 最大表 达式的值改为80。具体属性设置参照如图实训5-11所示。

图实训5-12 滑动输入器的属性设置

图实训5-13 水罐1变量的属性设置

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(3)水罐、水池的液位变量的属性设置;打开动画组态属性设置窗口连接相应 的变量,将最大变化百分比100,对应的表达式的值为80,其他属性不变。水罐 液位变量的属性设置参照如图实训5-12 所示进行设置。而水池中最大变化百分 比100,对应的表达式的值该为80即可。水池液位变量的属性设置参照如图实训 5-14所示进行设置。

图实训5-14 水池变量的属性设置

(4)开关型构件的属性设置:在用户窗口中双击自动窗口进入,选 中排气阀Y1变量双击,则弹出单元属性设置窗口。选中组合图符单击 则进入动画组态属性设置,按图实训5-15所示设置。其他的开关型变 量的属性设置如进料阀Y2变量、氮气阀Y3变量、泄放阀Y4变量、控 制装置电源Y5变量跟排气阀Y1变量属性设置相同,如图实训5-16、517所示。

图实训5-15

排气阀Y1变量的属性设置

图实训5-16 其他开关型变量的属性设置

图实训5-17

阀门变量的属性设置

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(5)流动块构件属性设置:在用户窗口中双击自动窗口进入,选中水泵右侧的 流动块双击,则弹出流动块构件属性设置窗口。水泵右侧的流动块在流动块构件 属性设置窗口中,表达式为:Y2,其他属性不变。其余流动块也相同进行设置 即可,如图实训5-18 所示。

图实训5-18

流动块构件属性设置

6.运行策略设置
? 在“运行策略”中,双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循 环时间”设为:200ms,按确定即可。在策略组态中,单击工具条中的 “新增策略行”图标,再添加策略工具箱中的2个定时器策略和1个脚本 程序策略。显示循环策略如图实训5-19所示。

图实训5-19

循环策略图

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脚本程序的编写是在循环策略窗口的脚本程序属性设置窗口完成的。打开循环脚本编辑窗 口;设定循环时间为100ms,脚本程序如下进行编辑操作。脚本程序是用来完成特定操作 和处理的程序。脚本程序如下所示。 IF Y2 = 1 THEN 水 = 水 + 0.5 ENDIF IF 水 > 80 THEN 水 = 80 ENDIF IF 水泵 = 1 THEN水罐 = 水罐 X 0.5 ENDIF IF X1 = 0 THEN水池 = 水池 X 0.5 ENDIF IF 水罐 < 0 AND 水池 < 0 THEN水池 = 0 and 水罐 = 0 ENDIF IF Y4 = 1 THEN 水 = 水 - 0.5 ENDIF IF 水 < 0 THEN 水 = 0 ENDIF IF 水泵 = 0 THEN水罐 = 水罐 + 0.5 ENDIF IF Y4 = 1 THEN 水池 = 水池 + 0.5 ENDIF IF 水池 > 80 AND 水罐 > 80 THEN水池 = 80 and 水罐 = 80 ENDIF IF SB2 = 1 THEN Y1 = 0 and Y2 = 0 and Y3 = 0 and Y4 = 0 and Y5 = 0and水泵 = 0 ENDIF IF SB1 =1 THEN IF X1 = 0 AND X2 = 0 AND X4 = 0 THEN Y1 = 1and Y2 = 1and水泵 = 1 ENDIF IF X3 = 1 THEN Y1 = 0and Y2 = 0 and水泵 = 0 ENDIF IF 水 = 80 THEN X3 = 1 and ZHV1 = 1 ENDIF IF 计时状态 = 1 THEN Y3 = 1 ENDIF IF Y3 = 1 THEN压力表 = 压力表 + 5 ENDIF IF 压力表 > 100 THEN压力表 = 100 ENDIF IF 压力表 = 100 THEN X4 =1 ENDIF

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IF X4 = 1 THEN Y3 = 0 ENDIF IF X4 =1 THEN Y5 = 1 ENDIF IF Y5 = 1 THEN温度计 = 温度计 + 2 ENDIF IF 温度计 > 100 THEN温度计 = 100 ENDIF IF 温度计 = 100 THEN X2 = 1 ENDIF IF X2 = 1 THEN ZHV3 = 1 ENDIF IF 当前值1 = 10 THEN X1 = 1 ENDIF IF 水 > 0 AND 水 < 70 THEN压力表 = 压力表 – 6 and 温度计 = 温度计 - 3 ENDIF IF 压力表 < 0 AND 温度计 < 0 THEN温度计 = 0and 压力表 = 0 ENDIF IF 温度计 = 0 THEN X2 = 0 ENDIF IF 压力表 = 0 THEN X4 = 0 and 计时状态 = 0 ENDIF IF X1 = 1 THEN Y4 = 1and Y1 = 1 ENDIF IF 水 = 0 THEN X1 = 0and X3 = 0 ENDIF IF X2 = 1 THEN Y5 = 0 ENDIF IF Y4 = 0 THEN X1 = 0 ENDIF IF 水 = 0 THEN Y1 = 0 and Y4 = 0 and Y3 = 0 计时状态1 = 0and 计时状态 = 0and当前 值1 = 0and 压力表 = 0 and温度计 = 0 ENDIF IF 水池 = 80 THEN ZHV2 = 1and ZHV4 = 1 ENDIF IF 水池 = 0 THEN ZHV2 = 0 ENDIF IF X2 = 1 THEN ZHV4 = 0 ENDIF ENDIF

?

定时器的属性设置:双击“定时器”进行基本属性设置,连接相应的变量进行如 下属性设置。循环策略中有2个定时器,2个定时器设定值都改为10即可。其他 的定时器属性设置参考图实训5-20所示进行相应的属性设置。

图实训5-20 定时器属性设置

7.实时曲线与历史曲线 ? (1)实时曲线。 ? 实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画 图形,象笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上,在“用户窗口”中 双击“数据显示”进入,在“工具箱”中单击“实时曲线” 图标并拖放到适当位置调整大小。双击曲线,弹出“实时曲 线构件属性设置”窗口。双击曲线弹出“实时曲线构件属性 设置”窗口,在基本属性中Y主划线设为4,标注属性时间单 位为秒,最大值为80,画笔属性中连接3个液位并分别设置 颜色。最后按F5或直接按下载运行的图标,实时曲线的运行 环境效果如图实训5-21所示。

图实训 5-21

实时曲线窗口

? (2)历史曲线。 ? 历史曲线构件是实现了历史数据的曲线浏览功能。运行时, 历史曲线构件能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。 历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。 双击进入“历史曲线”窗口在“工具箱”中单击“历史曲线” 图标,拖放到适当位置并调整大小。双击历史曲线构件弹出 “历史曲线构件属性设置”窗口,并对历史曲线构其进行相 应属性设置。注意:“存盘数据”中的“组对象对应的存盘 数据”在连接变量的过程 “运行组”的“高级属性”周期和 时间都改为1秒,标注设置和曲线标识如图实训 5-22历史曲 线窗口所示。

图实训5-22

历史曲线窗口设置

8.数据表格 ? (1)实时数据表格。 ? 实时数据报表实时的将当前时间的数据变量按一定报告格式 (用户组态)显示和打印,即:对瞬时量的反映,实时数据 报表通过MCGS嵌入版组态软件的实时表格构件来组态显示 实时数据报表。 ? 在“工具箱”中单击“自由表格”图标,拖放到桌面适当位 置。双击表格进入改变单元格大小,请把鼠标移到A与B或1 与2之间,当鼠标变化时拖动鼠标即可;单击鼠标右键进行 编辑与调整,如图实训5-23所示。在B1B10处单击鼠标右键, 单击“连接”或直接按“F9‖,再单击鼠标右键从实时数据 库选取所要连接的变量双击或直接输入。按“F5‖或直接按 工具条中下载运行图标,进入运行环境效果,如图实训5-24 所示。

图实训5-23 实时数据表格创建窗口

图实训5-24 实时数据表格 运行环境效果图

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(2)历史数据表格 历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录,以一定格式显示历史数据。在MCGS嵌入 版组态软件的工平台上单击“用户窗口”,在“用户窗口”中双击“数据显示”进入。在 “工具箱”中单击“历史表格”图标拖放到窗口并双击表格进入属性设置状态,把鼠标移 到在C1与C2之间,当鼠标发生变化时,拖动鼠标改变单元格大小;拖动鼠标从到R2C1R4C11,表格会变黑。单击“合并单元” 图标出现反斜杠窗口,双击表格中反斜杠处,点 击鼠标右键弹出“数据库连接”窗口,如图实训5-25所示。

图实训5-25 历史数据表格运行环境效果创建窗口

? 进入“数据库连接”窗口并且单击“基本属性”中的“存盘数据源组 态设置”,弹出“数据源配置”,基本属性中设置“显示多页记录” 数据来源“液位组”,显示设置为各变量。具体属性设置如图实训526所示。按F5或直接按下载运行图标,进入运行环境如图实训5-27所 示。

图实训5-26

历史数据表格连接设置

图实训5-27

历史数据报表运行效果图

在菜单“工具”中单击“用户权限管理”,弹出“用户管理 器”。点击“用户名”下面空白处,再单击“新增用户”会弹出 “用户属性设置”,设置用户名称与密码。 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“主控窗口”,选 中“主控窗口”,并且单击“系统属性”,在“基本属性”中单击 “权限设置”按钮,弹出“用户权限设置”窗口。在“权限设置” 按钮下面选择“进入登录,退出登录”,菜单设置为有菜单。菜单 管理效果图如图实训5-28所示。

? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上的“主控窗 口”中,按“菜单组态”按钮打开菜单组态窗口。 在“系统管理”下拉菜单下,单击工具条中 “新增 下拉菜单项”图标,增加8个菜单,分别为“控制 装置”、“定时器窗口”、“实时曲线”、“历史 曲线”、“实时报表”、“历史报表”、“用户管 理”。 再单击“新增菜单项”图标增加3个菜单, 分别为“登录系统”、“修改密码”、 “退出系 统”,如图实训5-29所示。 ? 下拉菜单项连接相对应的窗口。其中“登录系统” 的属性设置,进入“脚本程序”属性页,在程序框 内输入代码!Log On(),具体操作如图实训5-30所示。 “退出系统”则输入代码!Log Off(),“修改密码” 输入代码!Change Pass Word(),与“登录系统” 的属性设置相同。菜单管理运行效果图如图实训531所示。

图实训5-28 主控窗口属性设置

图实训5-29

主控窗口图

图实训5-30

登录系统菜单属性设置

图实训5-31

菜单管理效果图

10.报警制作
报警要求:水的下限报警值为10,报警注释水没了。温度计的上限报 警值为100,报警注释温度高了。水的上限报警值为80,报警注释水 满了。温度计的下限报警值为10,报警注释温度低了。水池的上限报 警值为60,报警注释水满了。压力表的上限报警值为98,报警注释炉 内压力过大。水池的下限报警值为5,报警注释水没了。压力表的下 限报警值为5,报警注释炉内压力过小。水灌的上限报警值为70,报 警注释水满了。水灌的下限报警值为8,报警注释水没了。报警显示 效果图如图实训5-32所示。

11.定时器显示
? 定时器设置是当计时条件等于1时,开始计时。当前值等于设定值等于10,计时 状态为1,定时器0灯亮。复位条件等于1时灯灭,并重新定时。同样的属性设置 定时器1。定时器0计时状态为1,指示灯亮,定时器1计时状态1为1,指示灯亮。 显示效果图如图实训5-33所示。

图实训5-32 报警数据显示窗口

图实训5-33 定时器显示窗口

12. 工程完工综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口,选择“模拟运行”,点击“通信测试”, 测试通信是否正常。如果通信成功,在返回信息框中将提示 “通信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口,此窗口打 开后,将以最小化形式,在任务栏中显示。如果通信失败将 在返回信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下载”, 将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载,将提示: “工程下载成功!”。成功后与触摸屏进行连机运行,点击 “启动运行”,模拟运行环境启动。模拟环境最大化显示, 即可看到工程正在运行,实现了模拟工厂监控系统的点菜功 能。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗 口中的停止按钮,工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中 的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训5-34所示。

图实训5-34 下载配置窗口

13.整体画面
? 按照以上12个步骤利用MCGS组态软件完成的模拟工厂监控系统设计。模拟工 厂监控系统设计的主画面图如图实训5-35所示。

图实训5-35

模拟工厂监控系统设计的主画面图

实训6 液体自动混合装置监控系统设计
? ? ? ? ? ? ? ? 一、实训目的 1.了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节; 2.熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、 数据对象的设计等多项组态操作; 3.学会使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对液体自动混合装置监控系统的模拟 控制的全过程。 二、实训设备 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通 信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。 三、系统控制要求 1.混合过程:开始排放混合液体阀Y4打开延时10S后自动关闭,A液体阀Y1打 开,注入A液体。当液面上升到X2时,关闭A液体阀Y1,同时B液体阀Y2打开, 注入B液体。当液面上升到X3时,关闭B液体阀,并开始定时搅拌,搅拌20S后 停止。 2.停止过程:停止搅拌后自动排放混合液体,当混合液体的液面下降到50时, 开始计时到5S后关闭排气阀Y3。一个循环结束。

?

? ? ? ?

3.当系统发生故障时,报警灯闪烁。保护动作自动关闭相应的阀门和开启相应 的阀门。停止混合系统运行。 4. 设置用户权限管理、实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。 四、工程的设计与制作 该液体混合系统采用MCGS嵌入版组态软件的控制系统来取代原来由单片机、继 电器等构成的控制系统。研究将工控软件技术应用于多组分原料自动混合系统, 从而提高多组分原料自动混合系统的稳定性、可靠性、精确性。多种液体混合循 环控制系统,可以自动或手动调节的启动和停止状态。

1.工程框架结构
? 液体自动混合装置监控系统是应用MCGS嵌入版组态软件进行设计的,液体自动 混合装置监控系统由六个用户窗口组成分别是:手动窗口、自动窗口、实时曲线、 历史曲线、实时报表、历史报表。液体自动混合装置监控系统具有三个控制过程 它们分别是:混合过程、停止过程、报警过程。 液体自动混合装置的监控系统的基本内容和要求:开始排放混合液体阀Y4打开 延时10S后自动关闭,A液体阀Y1打开,注入A液体。当液面上升到X2时关闭A 液体阀Y1,同时B液体阀Y2打开,注入B液体。当液面上升到X3时,关闭B液体 阀,并开始定时搅拌,搅拌20S后停止。停止搅拌后自动排放混合液体,当混合 液体的液面下降到50时,开始计时到5S后关闭排气阀Y3。一个循环结束。当系 统发生故障时,报警灯闪烁,保护动作自动关闭相应的阀门和开启相应的阀门, 停止混合系统运行。

?

2.建立工程
? 进入MCGS 嵌入版组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存为”选 项, 把新建工程存为: D:\MCGS\WORK\液体自动混合装置的监控系统设计。进 入MCGS嵌入版组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮,分别创建6个新的 用户窗口以图标形式显示,分别命名为“手动窗口”、“自动窗口”、“实时曲 线”、“历史曲线”、“实时报表”、“历史报表”。选中新建窗口单击“窗口 属性”,进入“用户窗口属性设置”,将“窗口名称”和“窗口标题”改为所需 的名称,在“窗口位置”中选中“最大化显示”,其他属性设置不变,单击“确 认”退出完成。 将其他窗口也进行相同的设置则新建窗口完成。用户窗口如图 实训6-1所示。

图实训6-1 工作台窗口

?

分别进入每个建立好的窗口,按实训6的系统控制要求建立“手动窗口”、“自 动窗口”、“实时曲线”、“历史曲线”、“实时报表”、“历史报表”的窗口 画面。具体画面如图实训6-2至图实训6-6所示。

图实训6-2 自动窗口

图实训6-3 实时曲线窗口

图实训6-4 历史曲线窗口

图实训6-5

实时数据窗口

图实训6-6 历史数据窗口

3.定义数据对象
数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的过程也就是创建 数据对象。定义数据对象包括: (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘时间范围等。 打开工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。按“新增 对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,分别添加25个变量并进行属性设置。 实时数据库的数据对象见表实训6-1所示。

? 数据对象的建立以液位组变量的属性设置为例进行讲解: 组 对象的基本属性,将对象名称为:液位组;对象类型为:组 对象;其他属性设置不变。在组变量的存盘属性中,数据对 象值的存盘选中定时存盘,存盘周期设为5秒。组对象成员 中选择所需添加的组变量成员。具体设置如图实训6-7、图 实训6-8所示。

表实训6-1 实时数据库列表
变量名 类型 初值 注释

水泵1
水泵2 阀 Y1 阀 Y2 阀 Y3 阀 Y4 故障 旋转循环 旋转可见度 计时条件 计时状态 复位条件 SB1 SB2 X1 X2 X3 X4 液位1 液位2 液位3 液位4 液位组

开关
开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 数值 数值 数值 数值 数值 数值 数值 数值 组对象

0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

控制水泵1―启动”、“停止”的变量
控制水泵2―启动”、“停止”的变量 控制阀 Y1 ―打开”、“关闭”的变量 控制阀 Y2 ―打开”、“关闭”的变量 控制阀 Y3 ―打开”、“关闭”的变量 控制阀 Y4 ―打开”、“关闭”的变量 系统故障“打开”、“关闭”的变量 控制搅拌器“运行”、“停止”的变量 显示风扇的可见度的变量 控制定时器的计时条件 显示定时器的计时状态 控制定时器的复位条件 控制系统运行的变量 控制系统停止的变量 显示液位3运行情况下的液位 显示液位3在注入A液体时的液 显示液位3在注入B液体时的液位 显示液位3的液位 用来控制1#水罐水位的变化 用来控制2#水罐水位的变化 用来控制3#水罐水位的变化 用来控制4#水罐水位的变化 用于历史数据、历史曲线等功能构件

图实训6-7

液位组属性设置

图实训6-8 液位组成员选择窗口

4.动画连接 ? 上述组态过程创建完成后,液体自动混合装置的监控系统还 需要把各个图素与数据库中的相应变量建立联系才能使画面 动起来。建立动画连接后,组态系统根据实时数据库中的变 量变化,图形对象可以按照动画连接的要求变化。以下是自 动窗口的动画连接过程。 ? (1)滑动输入器的属性设置:在“工具箱”中选中滑动输 入器图标 ,当鼠标变为“十”后,拖动鼠标到适当大小, 然后双击进入属性设置,在“滑动输入器构件属性设置”的 “操作属性”中,把对应数据对象的名称改为液位3,可以 通过单击图标 ,到库中选,自己输入也可;“滑块在最右 边时对应的值”为90。在 “基本属性”中,―滑块指向”选中 “指向左(上)”。“刻度与标注属性”中,把“主划线数目” 改为9,即能被90整除,其他属性设置不变。如图实训6-9、 图实训6-10所示。

图实训6-9

滑动输入器的属性设置

图实训6-10

滑动输入器的属性设置

?

(2)搅拌器的属性设置:二张图片装载位图构成搅拌器,双击进入动画组态属 性设置,分别设置可见度表达式为“旋转可见度=1‖,“旋转可见度=0‖。脚本程 序使用旋转可见度的变量不断变化两张图片实现交替显示的状态。如图实训6-11、 图实训6-12所示。

图实训6-11 旋转可见度=1属性设置

图实训6-12 旋转可见度=0属性设置

?

(3)水罐的液位变量的属性设置;在用户窗口双击自动窗口进入,选中水罐1 双击,则弹出单元属性设置窗口。选中矩形则会出现,单击则进入动画组态属性 设置窗口,具体设置参照如图实训6-13所示。

图实训6-13

水罐1变量的属性设 置

水罐2,水罐3、水罐4的液位变量的属性设置;打开动画组态属性设置窗口连接相 应的变量,将最大变化百分比100,对应的表达式的值为80,其他属性不变。而 水罐3中最大变化百分比100,对应的表达式的值由80改为90即可,参照如图实 训6-14 所示进行设置。

图实训6-14 其他水罐变量的属性设置

?

(4)水泵构件的属性设置;在用户窗口中,双击自动窗口进入,选中水泵1双 击,则弹出单元属性设置窗口。选中组合图符,则会出现,单击则进入动画组态 属性设置,按图实训6-15所示设置。阀门Y1变量、阀门Y2变量、阀门Y3变量、 阀门Y4变量跟水泵属性设置方法相同,如图实训6-16所示。

图实训6-15

水泵变量的属性设置

图实训6-16

阀门变量的属性设置

图实训6-17

流动块构件属性设置

5.运行策略设置
?在“运行策略”中,双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环时间” 设为:200ms,按确定即可。在策略组态中,单击工具条中的“新增策略行”图 标,再添加策略工具箱中的3个定时器,则显示如图实训6-18所示。

图实训6-18 循环策略图

定时器属性设置:双击“定时器”进行基本属性设置,连接相应的变量进行如属性 设置。循环策略中有三个定时器,三个定时器设定值分别为20,10,5。其他定 时器属性设置参考图实训6-19进行相应的属性设置。

图实训6-19

定时器属性设置

?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

脚本程序的编写是在用户窗口属性设置完成的,进入用户窗口中,右键自动窗口 进入窗口属性设置,打开循环脚本编辑状态如图实训所示。设定循环时间为 100ms,脚本程序如下进行编辑操作。脚本程序是用来完成特定操作和处理的程 序。脚本程序如下所示。 IF 旋转循环=1 THEN 旋转可见度=1 - 旋转可见度 IF Y1 = 1 THEN 液位3 = 液位3 + 0.5 ENDIF IF Y2 = 1 THEN 液位3 = 液位3 + 0.5 ENDIF IF 液位3 > 80 THEN 液位3 = 80 ENDIF IF 水泵1 = 1 THEN 液位1 = 液位1 + 0.5; Y4 =0; Y2 = 0 ENDIF IF 水泵2 = 1 THEN 液位2 = 液位2 + 0.5 ;Y4 = 0;Y1 = 0 ENDIF IF 液位1 < 0 AND 液位2 < 0 THEN液位1 = 0;液位2 = 0 ENDIF IF 液位3 < 0 THEN 液位3 = 0 ENDIF IF Y4 = 1 THEN 液位3 = 液位3 - 0.5 液位4 = 液位4 + 0.5 ENDIF IF 水泵1 = 0 AND 水泵2 = 0 THEN 液位1 = 液位1 - 0.5 液位2 = 液位2 - 0.5; Y4 = 1 ENDIF IF 液位1 > 80 AND 液位2 > 80 THEN 液位1 = 80;液位2 = 80 ENDIF IF 计时条件2 = 1 THEN Y4 = 1; X1 = 1 ENDIF IF 计时条件2 = 0 THEN Y4 = 0 ;X1 = 0 ENDIF IF SB1=1 THEN IF 液位3 = 0 THEN X1 = 1; Y4 = 1计时条件2=1 ENDIF IF 当前值2 >=10 THEN 复位条件2 = 1;计时条件2=0;水泵1=1;Y1=1;X1=0; Y4=0 ENDIF IF X1 = 0 THEN Y1 = 1;水泵1 = 1;Y2 = 0;水泵2 = 0 ENDIF

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

IF X2 = 1 THEN Y2 = 1;水泵2 = 1;Y1 = 0;水泵1 = 0 ;X4=0 ;Y3=0 ENDIF IF X3 = 1 THEN Y1 = 0;水泵1 = 0 ;Y2 = 0;水泵2 = 0; Y3 = 0 ENDIF IF 液位3 = 30 THEN X2 = 1; X4 = 0; ENDIF IF 液位3 = 60 THEN X3 = 1; 旋转循环 = 1;X2 = 0;计时条件1=1 ENDIF IF 当前值1 >=20 THEN 计时条件1=0;复位条件1 =1;旋转循环 = 0 ENDIF ENDIF IF SB2 = 1 THEN Y1 = 0;Y2 = 0;Y3 = 0;Y4 = 1;水泵1 = 0;水泵2 = 0; X3 = 0;旋转循环 = 0;X1 = 1; IF X4 = 1 THEN Y3 = 1 ENDIF IF 液位3 = 50 THEN X4 = 1;Y3 = 1;计时条件3 = 1;X2 = 0 ENDIF IF 当前值3 >=5 THEN复位条件3 =1;计时条件3 = 0; Y3 = 0; X4 = 0;X2 = 0;ENDIF IF 液位3 = 0 THEN Y4=0; X1=0 ENDIF; ENDIF IF 故障 = 1 THEN SB1 = 0 ;SB2 = 1;计时条件1 = 0;复位条件1 = 1; ENDIF

6.实时曲线与历史曲线
? (1)实时曲线的设置。

? 实时曲线构件是应用曲线的显示方式来显示一个或多个数据对象数值的 动画图形,象笔绘记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。在 MCGS嵌入版组态软件的组态平台上,在“用户窗口”中双击“数据显 示”进入,在“工具箱”中单击“实时曲线”图标,拖放到适当位置调 整大小。双击曲线弹出“实时曲线构件属性设置”窗口。双击曲线弹出 “实时曲线构件属性设置”窗口,在基本属性中Y主划线设为5,标注属 性时间单位为秒,最大值为80,画笔属性中连接4个液位并分别设置颜 色。最后按F5或直接按下载运行的图标,实时曲线的运行环境效果如图 实训6-20所示。 ? (2)历史曲线的设置。 ? 历史曲线构件实现了历史数据的曲线浏览功能。运行时历史曲线构件能 够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。历史曲线主要用于事后查 看数据和状态变化趋势和总结。双击进入“历史曲线”窗口,在“工具 箱”中单击“历史曲线”图标拖放到适当位置并调整大小。双击历史曲 线构件同时弹出“历史曲线构件属性设置”窗口,并对历史曲线构进行 相应属性设置。注意:“存盘数据”中的“组对象对应的存盘数据”连 接变量中的“运行组”,“高级属性”中的周期和时间都改为1秒,标 注设置和曲线标识如图实训 6-21历史曲线窗口所示。历史曲线的运行环 境效果如图实训6-22所示。

图实训 6-20实时曲线窗口

7.实时数据表格与历史数据表格
?(1)实时数据表格。 ?实时数据报表是实时的将当前时间的数据变量按一定报告格式用户组态显示和打 印:对瞬时量的反映,实时数据报表是通过MCGS嵌入版组态软件的实时表格构 件来组态显示实时数据报表。

图实训6-21

历史曲线窗口

图实训6-22

实时数据表格创建窗口

?

在“工具箱”中单击“自由表格”图标,拖放到桌面适当位置。双击表格进入, 如要改变单元格大小,请把鼠标移到A与B或1与2之间,当鼠标变化时拖动鼠标 即可;单击鼠标右键进行编辑与调整。如图实训6-23所示。在B1B10处单击鼠标 右键并单击“连接”或按“F9‖,再单击鼠标右键从实时数据库选取所要连接的 变量双击或直接输入。按“F5‖或直接按工具条中下载运行图标,进入运行环境 效果如图实训6-24所示。

图实训6-23 历史曲线运行效果图

图实训6-24 实时数据表格运行环境效果

? ?

(2)历史数据表格。 历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录,以一定格式显示历史数据。在 MCGS嵌入版组态软件的工平台上,在“用户窗口”中双击“数据显示”进入, 在“工具箱”中单击“历史表格”图标,拖放到桌面,双击表格进入,把鼠标移 到在C1与C2之间,当鼠标发生变化时,拖动鼠标改变单元格大小;单击鼠标右 键进行编辑。拖动鼠标到R2C1-R4C11,表格会变黑。单击“合并单元” 图标, 出现反斜杠窗口,双击表格中反斜杠处,点击鼠标右键弹出“数据库连接”窗口, 如图实训6-25所示。

图实训6-25 历史数据表格运行环境效果创建窗口

?

进入“数据库连接”窗口并单击“基本属性”中的“存盘数据源组态设置”选项,弹出 “数据源配置”。在“数据源配置”的基本属性中设置“显示多页记录”,数据来源“液 位组”,显示设置为各变量。具体属性设置如图实训6-26所示。按F5或直接按下载运行图 标,进入运行环境效果如图实训6-27所示。

图实训6-26 历史数据表格连接设置窗口

8.系统权限管理
?在菜单“工具”中单击“用户权限管理”,弹出“用户管理器”。点击“用户名” 下面空白处,再单击“新增用户”会弹出“用户属性设置”,设置用户名称与密 码。如图实训6-28所示。

图实训6-27 历史数据报表运行效果图

图实训6-28 主控窗口图

? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上选中“主控窗口”, 按“菜单组态”按钮打开菜单组态窗口。在“系统管理”的 下拉菜单单击工具条中 “新增下拉菜单项”图标,增加7个 菜单分别为“手动窗口”、“自动窗口”、“实时曲线”、 “历史曲线”、“实时报表”、“历史报表”、“用户管 理”。 再单击“新增菜单项”图标,同时在增加4个菜单分 别为“登录系统”、“修改密码”、“用户管理”、“退出 系统”。 ? 对新增的5个下拉菜单项连接相对应的窗口。其中“登录系 统”的属性设置,进入“脚本程序”属性页,在程序框内输 入代码!Log On(),“退出系统”则输入代码!Log Off(), “修改密码”输入代码!Change Pass Word(),“用户管理” 输入代码 !Edit users()。 ? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“主控窗口”, 选中“主控窗口”单击“系统属性”,在“基本属性”中单 击“权限设置”按钮,弹出“用户权限设置”窗口。在“权 限设置”按钮下面选择“进入登录,退出登录”,菜单设置 为有菜单。菜单管理效果图如图实训6-29所示。

9.设备连接
? 设备窗口是MCGS组态系统的重要组成部分,在设备窗口中建立系统与 外部硬件设备的链接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部 设备的工作状态。 MCGS嵌入版组态软件提供了多种类型的“设备构 件”,作为系统与外部设备进行联系的媒介。进入设备窗口从设备构件 工具箱里选择相应的构件配置到窗口内建立接口与通道的连接关系,设 置相关的属性,即完成了设备窗口的组态工作。运行时的应用系统自动 装载设备窗口及其含有的设备构件,并在后台独立运行设备窗口是不可 见的。如图实训6-30所示。

图实训6-29 菜单管理效果如图

图实训6-30 设备窗口属性设置

10.工程完工综合测试
? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。打开下载配置窗口, 选择“模拟运行”,点击“通信测试”,测试通信是否正常。如果通信成功,在 返回信息框中将提示“通信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口并将以最小 化形式,在任务栏中显示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失 败”。点击“工程下载”,将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载, 将提示:“工程下载成功!”。成功后与触摸屏进行连机运行,点击“启动运 行”,模拟运行环境启动。模拟环境最大化显示即可看到工程正在运行,实现了 液体自动混合装置的监控系统功能。 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗口中的停止按钮,工 程停止运行;点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图 实训6-31所示。

?

图实训6-31 下载配置窗口

11.整体画面
? 按照以上10个步骤利用MCGS组态软件完成的液体自动混合装置的监控系统设 计。液体自动混合装置的监控系统设计的主画面图如图实训6-32所示。

图实训6-32 液体自动混合装置的监控系统设计的主画面图

实训7 锅炉液位监控系统的设计
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、实训目的 1. 学习MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。 2. 使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对锅炉液位监控系统的模拟控制。 3.熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编 写、数据对象的设计等多项组态过程。 二、实训设备 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据 通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。 三、工艺过程及控制要求 1.锅炉运行时当锅炉高水位,高水位灯亮;当锅炉水位低时,缺水灯亮并开 启进水阀。 2.锅炉运行时当压力高时,超压指示灯亮,锅炉停止运行。当压力低,锅炉 (送风机、排风机、加煤、出渣、炉排)程序进行自动控制运转。此时燃烧 正常灯亮。 3.当锅炉水位达到高水位时,延时10S,水泵停止运行。

? ? ? ?

4.送风机、排风机、上煤、出渣、炉排,可以手动或自动控制。 5.设置用户权限管理。 6.实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。 四、画面设计与制作

1.工程框架结构
? 锅炉液位监控工程共由八大窗口组成,建立了一个用户组、两个登陆用 户,四个主菜单和三十一个变量,一起构成了工程的基本骨架。八大窗 口:主画面、锅炉手动、锅炉自动、实时曲线、历史曲线、实时数据、 历史数据、报警。一个用户组:命名为“工作组”。两个用户:分别命 名为a、b,均为“工作组”组。四个主菜单:分别是画面、曲线显示、 数据显示、报警显示。三十一个变量:分别是:(开关型:S1、S2、高 水位灯、低水位灯、超压灯、低压灯、燃烧正常灯、计时条件、计时状 态、复位条件、水泵、水泵2、进水阀、加煤、送煤机、送风机、排风 机、出渣、炉排)、(数值型:当前值、设定值、锅炉水位、锅炉水位 2、压力、压力2、高水位、低水位、超压、低压)、(组对象:液位组、 液位组1)。画面由锅炉体、送煤机、送风机、排风机、进水阀、出渣、 炉排、定时器、高水位灯、低水位 灯、超压灯、低压灯、燃烧正 常灯、流动快、标签组成。

?

锅炉液位监控系统既可以人工手动控制工作方式,也可实现自动运行工作方式。 并有实时数据反应锅炉内液位和压力的当前值,历史数据记录一定周期内的液位 和压力的变化情况方便操作人员记录与观察。实时曲线反应实时液位和压力的曲 线变化情况,历史曲线为提供历史信息曲线趋势变化情况。报警显示功能,让操 作人员知道锅炉是否正常运行。

2.工艺流程:
? 锅炉液位监控系统设计主要是针对热水锅炉的液位监控进行设计开发的。锅炉液 位监控系统的组态工程满足以下要求:当锅炉处于高水位,高水位灯亮。当水位 低,缺水灯亮,同时开启进水阀;当压力高时,超压指示灯亮,锅炉停止运行。 当压力低时锅炉(送风机、排风机、加煤、出渣、炉排)程序进行自动控制运 转,此时燃烧正常灯亮;当锅炉水位达到高水位时,延时10S水泵停止运行;送 风机、排风机、上煤、出渣、炉排,可以手动或自动控制。此工程还设有用户权 限管理,只有指定的人才能运行;并有实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数 据显示,设计、制作、调试锅炉液位监控系统。

3.建立工程
? 进入MCGS 嵌入版组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存为”选 项, 把新建工程存为: D:\MCGSE\WORK\锅炉液位监控系统设计。进入MCGS 嵌入版组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮,分别创建8个新的用户窗口 以图标形式进行显示,分别命名为“主画面”、“报警窗口”、“实时曲线窗 口”、“历史曲线窗口”、“实时报表窗口”、“历史报表窗口”、“锅炉手 动”、“锅炉自动”。用户窗口如图实训7-1所示。锅炉自动窗口如图实训7-2所 示。

图实训7-1 用户窗口

图实训7-2

监控主窗口

? 建立工程;打开MCGS嵌入版组态软件进入组态环境,建立 一个全新的工程。选择触摸屏类型为“TPC1262H‖并将工程 保存命名为“锅炉液位监控系统设计”。 双击“锅炉自动窗 口”窗口进入动画组态,单击工具箱中的“插入元件”按钮, 进入“对象元件库管理”,如图实训7-3所示,选择画面中 所需要的各种元件。 ? 锅炉手动窗口主要由一个锅炉体、一个送煤机、一个送风机、 一个排风机、一个水泵、一个进水阀、一个炉排箱、一个定 时器、两个百分比填充、十二个标签、十二个按钮、十二个 流动快、五个指示灯组成。最后把各元件放到相应的位置并 进行整体的组合,然后在窗口属性中设置合适的背景色。 “锅炉手动”、“锅炉自动”窗口的制作同上。“锅炉手动” 运行的画面设置完成,如图实训7-4所示。

图实训 7-3对象元件管理图

图7-4

实训锅炉手动画面图

4.数据变量的定义与连接
? 实时数据库是工程的数据交换和数据处理中心。数据变量是构成实时数据库基本 单元,建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容 主要包括:指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围确定与数据变量存盘 相关的参数。此时要将各变量的名称、类型正确编写。在锅炉液位监控系统工程 中建立31个变量,其中19个为开关型变量、10个为数值型变量和2个组对象。数 据对象如图实训7-5所示。

图实训7-5

变量定义图

?

锅炉液位监控系统工程中共建立了两个组对象变量。数据对象的建立以液位组变 量的属性设置为例进行讲解: 组对象的基本属性,将对象名称为:液位组;对象 类型为:组对象;其他属性设置不变。组变量的存盘属性中数据对象存盘选中定 时存盘,存盘周期设为5秒。

图实训7-6

液位组基本属性窗口图

图实训7-7

液位组成员选择窗口图

5.动画连接 ? 锅炉液位监控系统工程需要把各个图素与数据库中的相应变 量建立联系,才能使画面动起来。组态系统根据实时数据库 中的变量变化,图形对象可以按照动画连接的要求变化。以 下是锅炉液位监控系统工程的监控主窗口的动态连接过程; ? (1)锅炉水位的属性设置;在用户窗口中,双击自动窗口 进入,选中锅炉锅炉水位构件双击则弹出单元属性设置窗口。 把表达式的值改为锅炉水位,最小表达式的值改为0, 最大表 达式的值改为100。具体设置参照如图实训7-8所示。 ? (2)开关型构件的属性设置;在用户窗口中双击自动窗口 进入,选中水泵变量双击,则弹出单元属性设置窗口。选中 组合图符单击 则进入动画组态属性设置,按图实训7-9所 示设置。其他开关型构件的设置如进水阀变量、排风机变量、 送风机变量、送煤机变量跟水泵变量属性设置方法相同。如 图实训7-10所示。

图实训7-8

锅炉水位的属性设置

图实训7-9 排气阀Y1变量的属性设置

图实训7-10

其他开关型变量的属性设置

?

(3)流动块构件属性设置:在用户窗口中双击自动窗口进入,选中水泵上面的 流动块双击则弹出流动块构件属性设置窗口。水泵上侧的流动块在流动块构件属 性设置窗口中,表达式为:水泵,其他属性不变。其余流动块也相同进行设置即 可,如图实训7-11所示。

图实训7-11 流动块构件属性设置

6.运行策略设置
? 在“运行策略”中双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环时间”设 为:200ms按确定即可。在策略组态中单击工具条中的“新增策略行”图标,再 添加策略工具箱中的1个定时器策略和1个脚本程序策略。显示循环策略如图实 训7-12所示。

图实训7-12

循环策略图

? 循环策略窗口中脚本程序的编写是在的脚本程序属性设置窗 口完成的。打开循环脚本编辑窗口;设定循环时间为100ms, 脚本程序如下进行编辑操作。脚本程序是用来完成特定操作 和处理的程序。本条脚本程序作用是用来修改报警限值的, 脚本程序如下所示。 ? !SetAlmValue( 锅炉水位2,高水位,80) ? !SetAlmValue( 锅炉水位2,低水位,20) ? !SetAlmValue( 压力2,超压灯,80) ? !SetAlmValue( 压力2,低压灯,50) ? 定时器的属性设置:双击“定时器”进行基本属性设置,连 接相应的变量进行如下属性设置。循环策略中有2个定时器, 2个定时器设定值都改为10即可。其他定时器属性设置参考 图实训7-13所示进行相应的属性设置。

图实训7-13 定时器属性设置

?

在用户窗口中也编辑了脚本程序,这个脚本程序是用来完成特定操作和处理的程 序。脚本程序设计的动画效果,来控制 “锅炉自动”窗口的属性中的循环脚本 程序。打开方式如图实训7-14所示。循环脚本程序如图实训7-15所示。

图实训7-14

用户窗口的脚本程序窗口

图实训7-15

脚本程序图

7.实时数据表格与历史数据表格
? (1)实时数据表格。 ? 实时数据是实时地将当前的数据对象变量值按一定的报告格式显示出来。 实时表格的设置如下:进入“实时数据”窗口点击工具箱中的,在窗口 中拉出一个实时数据报表,放于合适的位置。再通过增加行或删除列, 将表格设置为七行两列形式。然后在第一列中添加如下七个变量:锅炉 水位2 、压力2、进水阀、送煤机、送风机、排风机、水泵2,最后在下 一列各自连接对应变量:锅炉水位2 、压力2、进水阀、送煤机、送风机、 排风机、水泵2,实时数据表格设置完成,如图实训7-16所示。 ? (2)历史数据表格。 ? 历史数据是从历史数据库中提取存盘数据的记录,锅炉的历史数据通过 滚动条的形式显示,可以通过历史数据表格掌握锅炉每一个时间段的值。 进入“历史数据”窗口点击工具箱中的,在窗口中拉出一个历史数据报 表放于合适的位置,再通过增加行或删除列的功能。在历史数据报表的 第一行中添加如下七个变量:采集时间、锅炉水位2 、压力2、进水阀、 送煤机、送风机、排风机,最后再合并单元格,进入数据库的连接设置, 设置数据来源为液位组1,历史数据表格设置完成,如图实训7-17所示。

图实训7-16

实时数据图

图实训7-17

历史数据图

8.实时曲线与历史曲线
? (1)实时曲线的设置。 ? 在实际生产控制过程中,对实时数据、历史数据的查看和分析是不可缺 少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够,必须根据大量的 数据信息并画出曲线,分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化的规律, 同时曲线处理在控制系统中也是一个非常重要的部分。 ? 实时曲线的设置如下:进入“实时曲线”窗口设置合适的背景色后,制 作一个名为“实时曲线”的标签。点击工具箱中的实时曲线按钮,在窗 口中拉出一个适合大小的实时曲线图,放于合适的位置再进行曲线构建 的属性设置,设置“时间格式”为MM:SS并且“时间单位”为秒钟。对 设置画笔的表达式和属性可以根据不同的设计要求,对曲线的颜色、线 型进行改动。正确的实时曲线显示,用来清楚地表达变量此时的变化形 式实时曲线设置完成,如图实训7-18所示。 ? (2)历史曲线的设置。 ? 历史曲线的设置如下:进入“历史曲线”窗口设置合适的背景色后,制 作一个名为“历史曲线”的标签,再点击工具箱中的历史曲线按钮。在 窗口中拉出一个适合大小的历史曲线图,放于合适的位置。再进行历史 曲线构建的属性设置,设置存盘数据位液位组,时间格式为分:秒,时间 单位为秒。再对曲线标识进行设置,还可以根据自己的意愿对曲线的颜 色和线型进行改动,历史曲线设置完成,如图实训7-19所示。

图实训7-18

实时曲线图

图实训7-19

历史曲线图

9.报警制作
? ? 报警信息是为能保障锅炉正常、安全的运行。有了报警提示,操作人员才能更加放心地让 锅炉安全运行同时可以减少不必要的损失。 报警窗口的设置如下:进入“报警”窗口用标签作标题名为“报警”,然后单击工具箱中 的报警显示按钮和报警浏览按钮,分别制作实时报警和历史报警。在合适的位置在“实时 报警”属性中,将“实时报警数据”的数据连接设置为“液位组”,在“历史报警”中将 “对应数据对象”设为“液位组”。然后再插入四个指示灯、四个输入框、四个标签,一 起构成报警显示,报警窗口效果图如图实训7-20所示。

图实训7-20

报警画面图

10.权限设置
? 为了保证整个系统能安全、稳定可靠地运行,防止与工程系统无关的人 员进入或退出工程系统需要对系统的权限进行管理。 ? 通过菜单栏中的工具进入用户权限管理,新建两个用户名:命名为“a‖ 和“b‖,并设置密码分别为a和b;新建一个用户组:命名为“工作组”, 将“a‖和“b‖设置为“工作组”组。然后在主控窗口的基本属性中的 “权限设置”设为“工作组”,设置“运行权限”为“进入登录,退出 不登录”,如图实训7-21所示。

11.主菜单建立
? 主菜单的建立如下:双击打开“主控窗口”新增四个操作集,分别命名 为“画面”、“曲线显示”、“数据显示”、“报警显示”。在“画面” 下,新增三个操作,分别命名为“主画面”、“锅炉手动”、“锅炉自 动”。在“曲线显示”提示框新增的两个操作;分别命名为“实时曲 线”、“历史曲线”。在“数据显示”提示框下新增两个操作;分别命 名为“实时数据”、“历史数据”。在“报警显示”提示框下新增一个 操作;命名为“报警”。然后分别对它们的菜单属性进行设置,设“打 开用户窗口”为各自对应的窗口分别为“主画面”、“锅炉手动”、 “锅炉自动”、“实时曲线”、“历史曲线”、“实时数据”、“历史 数据”、“报警”。最后在“主控窗口”的属性设置中“菜单设置”设 为”有菜单”。 锅炉液位监控系统工程的主菜单就完成了,如图实训722所示。实际效果图如图实训7-22 所示。

图实训7-21 主控窗口属性图

图实训7-22 主菜单图

12.工程完工综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口选择“模拟运行”点击“通信测试”,测 试通信是否正常。如果通信成功在返回信息框中将提示“通 信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口在任务栏中显示。 如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失败”。点 击“工程下载”将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正 常下载将提示:“工程下载成功!”。成功后与触摸屏进行 连机运行点击“启动运行”按钮,模拟运行环境启动。模拟 环境最大化显示,即可看到工程正在运行实现了锅炉液位监 控系统功能。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或模拟运行环境窗口 中的停止按钮工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中的关 闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训7-23所示。

图实训7-23

下载配置窗口

13.整体画面
? 按照以上12个步骤利用MCGS嵌入版组态软件完成的锅炉液位监控系统工程设 计。模拟工厂监控系统设计的主画面图如图实训7-24所示。

图实训7-24

模拟工厂监控系统设计的主画面图

实训8 舞台灯光控制系统的设计
? 一、实训目的 ? 1. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等。 ? 2. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对舞台灯光控制系统的模 拟控制。 ? 3. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程 序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200 PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.用MCGS组态环境构成舞台灯光控制模拟系统。指示灯 按音乐的规律显示状态。 ? 2.正确的编写脚本程序和定义数据对象。 ? 3.设置用户权限管理信息。 ? 4.设计、制作、走马灯的控制系统。 ? 5.走马灯的程序应用触摸屏控制西门子S7-200 PLC的Q0.0 到Q0.7的指示灯。 ? 四、画面设计与制作 ? 舞台灯光的控制应用越来越广泛的应用在开学典礼、国庆元 旦、歌手开的演唱会等各方面组织的加大活动都会用到舞台 灯光。舞台灯光的控制主要涉及到如何控制灯光的亮灭、闪 烁时间及灯光图案等诸多的控制问题,如何快捷、可靠、简 单地控制成为现在开发者考虑的重点。应为组态与PLC具有 通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、 编辑简单等特点,实现触摸屏与PLC相互控制的优势实训舞 台灯光的控制。

1.工程框架结构 ? 本章实训内容分为2个工程文件进行制作的,1个工程文件为 MCGS嵌入版组态软件设计舞台灯光控制系统,舞台灯光控 制系统由1个用户窗口组成分别是:舞台灯光控制系统。舞 台灯光控制系统,由22个定时器控制实现完成的。并且使用 用户窗口脚本程序来控制每个舞台指示灯的先后显示,来完 成舞台灯光控制系统。1个工程文件为MCGS嵌入版组态软 件的脚本程序设计1个走马灯演示窗口和1个倒计时窗口的工 程文件。
2.主控窗口 ? 走马灯的工程文件中用到了主控窗口,双击主控窗口栏中的 主控窗口图标进入组态菜单中的运行环境菜单,主控窗口属 性设置如图实训8-1所示。点击工具栏中的“新增菜单项” 按钮,2个新的菜单项添加在运行环境菜单中将默认菜单名 改倒计时器和走马灯的名字。然后双击进入在“打开用户窗 口”前的方框中打上勾,选择相对应的用户窗口进行连接点 击确定完成,具体操作如图实训8-2所示。

图实训8-1 主控窗口属性设置

图实训8-1 主控窗口属性设置

图实训8-2

菜单属性设置窗口

3.设备窗口 ? 设备窗口是MCGS嵌入版组态系统的重要组成部分,在设备 窗口中建立系统与外部硬件设备的链接关系,使系统能够从 外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业 过程的实时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环 境。脚本程序控制演示窗口模拟运行,走马灯工程文件与外 部设备西门子27-200PLC的进行数据链接。具体连接方式如 图实训8-3所示。走马灯工程文件的输出变量与外部设备西 门子27-200PLC的输出端口的打开设备编辑窗口,先删除全 部通道,在添加设备通道如图实训8-4所示。添加完成设备 通道后进行快速链接变量的操作如图实训8-5所示。变量连 接后如图实训8-6所示。变量连接完成后点击确认退出,同 时提出添加数据对象提示框如图实训8-7进行添加操作,退 出设备编辑窗口。

图实训8-3 设备窗口属性设置

实训8-4 添加设备通道窗口

图实训8-5 快速链接变量

图实训8-6

变量连接完成提示框

图实训8-7 添加数据对象提示框

4.用户窗口 ? 用户窗口组态工程的人机交互界面实训8共编辑三个用户窗 口:舞台灯光演示窗口、倒计时器演示窗口和走马灯演示窗 口如图实训8-8所示。其中舞台灯光演示窗口是一个单独的 工程文件,倒计时器演示窗口和走马灯演示窗口是一个工程 文件进行组态的。

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图实训8-8

用户窗口

5.实时数据库 ? 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括:指定数据对 象的名称、类型、初始值和数值范围。还要确定与数据变量 存盘相关的参数,如存盘周期、存盘时间范围等。 ? 本章实训实现三个演示窗口的模拟运行,建立相对应的数据 对象来进行控制。舞台灯光的工程文件中共建立31个当前值 的开关型变量、31个复位条件的开关型变量、31个计时条件 的开关型变量、31个计时状态的开关型变量、31个设定值的 数值型变量、35个指示灯的开关型变量、35个底灯的开关型 变量、2个控制方式变量。 ? 走马灯的工程文件中共建立32个当前值的开关型变量、32个 复位条件的开关型变量、32个计时条件的开关型变量、32个 计时状态的开关型变量、32个设定值的数值型变量、23个指 示灯的开关型变量、10个数字的开关型变量、5个控制方式 开关型变量。

6.运行策略 ? 舞台灯光的工程文件的设计,用到了运行策略中的 循环策略和其中的定时器模块。在循环策略中添加 定时器,利用定时器定时的效果来控制开关型数据 对象的置一和清零,所以在运行策略建立了31个定 时器进行控制31个指示灯的工作。 ? 用户窗口属性中的循环脚本窗口编写控制灯光的流 程实现最终的显示效果如图实训8-9所示。

7.演示窗口的组成
? (1)计数器演示窗口。 ? 该主要实现模拟计数器的计数,利用MCGS嵌入版组态软件的组态环境 应用可见度特性进行制作的。首先创建0-9数字的位图、两张“新年快乐” 和一张“2010‖字样的图片,每张图片都定义可见度特性,创建启动按钮 计数器演示窗口中用到的图片和按钮,需要在实时数据库照片那个定义 相对应的数据对象来跟其意义对用的链接。计数器演示窗口中需要用到 循环策略中的定时器来控制各个数字之间的跳转,所以在定义好各个数 字和图片后需要定义的就是定时器中的各个变量。定时器中包括以下五 个变量:设定值、当前值、计时条件、复位条件和计时状态。在本窗口 中需要用到10个定时器来实现计数器模拟的实现,如图实训8-10所示。 ? (2)舞台灯光演示窗口。 ? 舞台灯光演示窗口以一张舞台背景图片为背景,分别在舞台的两侧与顶 端放置9盏灯,在舞台底部放置9个底灯投影。投影与灯是一一对应的关 系,一盏灯亮了对应的就有一个投影亮。灯与投影都设置可见度属性, 变量置1可见,也就是“亮”反之清0则不可见。舞台灯光演示窗口中用 到了一个启动按钮,9盏挂灯和气对应的9个照射在舞台上的灯隐,故要 创建“灯1‖-―灯9‖、“底灯1‖-―底灯9‖和启动这 19个变量与挂灯对应的链 接起来。舞台灯光窗口也是用定时器来实现舞台灯光之间的跳转达到舞 台灯光模拟闪烁的效果,舞台灯光界面如图实训8-11所示。

图实训8-10 舞台灯光演示窗口界面

图实训8-11 走马灯演示窗口界面

? (3)走马灯演示窗口。 ? 在走马灯工程文件该创建窗口,添加一张背景图片和24个圆 角矩形将底色改成红色,定义其可见度属性,定义数据变量, 与24盏“灯”对应连接。然后再将圆角矩形两两重叠,分成 两排。每排6个整齐的排列成两排,然后添加一个情动按钮 放在窗口的右下角。在走马灯演示窗口中创建了24个圆角矩 形来代替24个小灯,利用这24个圆角矩形的可见度来实现走 马灯的效果。首先定义了24个小灯的开关型变量和一个启动 键的开关变量,在创建了定时器的变量分别为:设定值、当 前值、计时条件。复位条件和计时状态是在运行策略中添加 了23个循环策略,分别在这23个循环策略中添加了定时器。 利用定时器的功能来控制走马灯模拟演示窗口中每盏灯之间 的跳转,用脚本语句if……then语句来关联各个数据对象。 当启动按钮置1时,灯1点亮,当灯1亮时,计时条件置1,给 设定值赋值,当前值等于设定值的时候则灯2亮灯1灭,计时 条件清零,复位条件置使定时器复位,然后再复位条件清零。 以此类推使走马灯按设定的方法跳转。演示窗口如图实训812所示。

图实训8-12

走马灯演示窗口

8.脚本程序 ? 实训8建立了三个演示窗口,每个演示窗口均采用定时器来 控制变量与变量之间的跳转与变化。舞台灯光演示的窗口中 定义了9盏灯和9个地面投影分别为:灯1、灯2、灯3、灯4、 灯5、灯6、灯7灯8、灯9和底灯1、底灯2、底灯3、底灯4、 底灯5、底灯6、底灯7、底灯8、底灯9。利用脚本语句中的 if……then语句来编写脚本程序,利用If……Then语句制作定 时器。使第一个灯亮以后定时器开始计时并且设定变量设定 值的大小,当变量当前值等于变量设定值的时候计时状态置 1,当计时状态置1的这时候第一盏灯熄灭,第二盏灯亮。以 此类推使灯能在脚本程序的控制下,能有规律的依次亮暗实 现模拟舞台的演示。 ? (1)计数器演示窗口脚本程序。

?

(2)舞台灯光演示窗口脚本程序。

(3)走马灯演示窗口脚本程序。

9.工程完工综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口,选择“模拟运行”,点击“通信测试”, 测试通信是否正常。如果通信成功,在返回信息框中将提示 “通信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口在任务栏中 显示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失 败”。点击“工程下载”,将工程下载到模拟运行环境中。 如果工程正常下载,将提示:“工程下载成功!”。成功后 与触摸屏进行连机运行点击“启动运行”,模拟运行环境启 动。模拟环境即可看到工程正在运行,实现了舞台灯光控制 系统的功能。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗 口中的停止按钮,工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中 的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训8-13所示。

图实训8-13 下载配置窗口

10.整体画面 ? 按照以上9个步骤利用MCGS组态软件完成的舞台灯光控制 系统设计总图。舞台灯光控制系统设计的主画面图如图实训 8-14所示。

图实训8-14

舞台灯光控制系统设计的主画面图

实训9 自动车库控制系统的设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对自动车库控制系统的模 拟控制。 ? 2. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环 节。 ? 3. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程 序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.存车:当车到车库前时,传感器收到信号,延时5S开启 车库门,直至压到上限位开关。当车经过车库门时,传感器 收到信号车库关闭。车停到位后,传感器收到信号,提示车 位已占用。 ? 2.取车:当车倒车时,传感器收到信号,示车位已空出。 当车到车库门时,传感器收到信号,延时5S开启车库门,直 至压到上限位开关。当车经过车库门时,传感器收到信号车 库关闭。 ? 3.车库门开启压到上限位开关时,提示灯亮,提示司机进 出。 ? 4.按下急停按键或车库电机过载时,报警灯闪烁。 ? 5.车库门内外设有车库门的手动控制按钮,可人工控制。 ? 6.设置用户权限管理、实时曲线、历史曲线、实时数据、 历史数据。 ? 四、画面设计与制作

1.工艺流程 ? 自动车库控制系统的设计工艺流程是设计主画面 (包括车、车库门、指示灯和指示灯等等动画构 件),实时数据库中定义好需要的变量。脚本程序 编写是本次实训内容的一个重点,当编写脚本程序 完成后,还需要针对车库系统进行一些数据处理。 ? 设计的基本要求是在存取车时让车到车库前传感器 收到信号,延时5S开启车库门,直至压到上限位开 关。当车经过车库门时,传感器收到信号车库关闭, 车停到位后传感器收到信号,提示车位已占用或空 出。并且还要设置报警按钮进行意外报警,另外在 自动车库完成后还要设置手动按钮进行手动控制。

2.建立工程
? 进入MCGS 嵌入版组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存 为”选项, 把新建工程存为: D:\MCGS\WORK\自动车库控制系统。进 入MCGS 嵌入版组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮,分别创建 9个新的用户窗口以图标形式显示并分别命名为“用户权限窗口”、 “自动车库窗口”、“实时曲线窗口”、“历史曲线窗口”、“实时报 表窗口”、“历史报表窗 口”、“手动车库窗口”、“报警窗口”、 “定时器窗口”。用户窗口如图实训9-1所示。 ? 自动车库窗口的设计:按“新建窗口”按钮,或执行菜单中的“插 入”→“用户窗口”命令,即可创建一个新的用户窗口以图标形式显示, 如“窗口0‖。开始时,新建的用户窗口只是一个空窗口,可以根据需要 设置窗口的属性和在窗口内放置图形对象。 ? 自动车库窗口的画面制作;打开自动车库窗口画面选取车和指示灯可单 击绘图工具箱中的(插入元件)图标,在弹出对象元件管理对话框直接 选择获得。标签则是从选择“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 大小的矩形来获得。而车库门与车等其他矩形图形是选择工具箱中选择 “矩形”按钮自己绘得,自动车库的画面如图实训9-2所示。

图实训9-1 用户窗口的建立图

图实训9-2

车库主画面图

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3.定义数据对象 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括: (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘 时间范围等。 打开工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗 口页。按“新增对象” 按钮在窗口的数据变量列表中,分别 添加13个变量并进行属性设置。鼠标点击工作台的“实时数 据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量选中变 量,按“对象属性”按钮或双击选中变量打开对象属性设置 窗口。在实时数据库添加车感信号、车位信号、车库门上卷 接触器、车库门下卷接触器、动作指示、动作指示1、车移 动参数、垂直、计时状态、ZHV1、ZHV2、急停、车库电机 等实时数据库的数据对象的建立。实时数据库的数据对象详 细信息见表实训9-1所示。

表实训9-1 变量名 车感信号 车位信号 车库门上卷接触器 车库门下卷接触器 动作指示 动作指示1 车移动参数 垂直

车库系统变量定义表 初值 0 1 0 0 0 0 0 0 注释 输入,1有效 输入,1有效 输入,1有效 输入,1有效 自动存车 自动取车 表现车移动效果 表现门移动效果

类型 开关 开关 开关 开关 开关 开关 数值 数值

计时状态
ZHV1 ZHV2 急停 车库电机

开关
开关 开关 开关 开关

0
0 0 0 0

定时器状态
定时条件 定时复位 报警条件 报警条件

4.动画连接 ? 上述过程创建完成后,自动车库控制系统还需要把各个图素 与数据库中的相应变量建立联系才能使画面动起来。建立动 画连接后,组态系统根据实时数据库中的变量变化图形对象 可以按照动画连接的要求变化。以下是自动车库控制系统的 自动窗口的动画连接过程。 ? 开关型构件的属性设置;在用户窗口中双击自动窗口进入, 选中急停按钮变量双击则弹出标准按钮属性设置窗口。选中 基本属性在文本处填写急停,在操作属性中打开数据对象值 区域填写置1为急停变量完成操作退出。其他操作按图实训 9-3所示设置。其他开关型构件的设置如外部开门变量、外 部关门变量、内部开门变量、内部关门、手动存车、手动取 车跟急停变量属性设置方法相同,如图实训9-4所示。

图实训9-3

急停变量的属性设置

图实训9-4

其他开关型变量的属性设置

? 小车移动构件属性设置:在用户窗口中双击手动车库窗口进入,选中小 车构件双击进入小车构件单元属性设置窗口。点击动画连接的水平移动 选项选中组合图符单击则进入动画组态属性设置,按图实训9-5所示设置。 门的抬起与关闭分别使用2个移动的构件进行垂直移动完成的,因为2个 垂直移动的构件所以使用是要设置垂直移动的构件的可见度属性。动画 组态属性设置与小车移动构件属性设置相同具体设置按图实训9-6所示设 置

图实训9-5 流动块构件属性设置

图实训9-6 门的构件属性设置框图

5.运行策略设置
? 在“运行策略”中双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环 时间”设为:200ms按确定即可。在策略组态中单击工具条中的“新增 策略行”图标,再添加策略工具箱中的2个定时器策略和1个脚本程序策 略。显示循环策略如图实训9-7所示。

图实训9-7

循环策略图

? 在自动车库系统中,主要用到了条件语句。在编写车库控制 流程时,要先对控制流程进行分析。然后在MCGS嵌入版组 态软件开发平台上单击“运行策略”,再双击“循环策略” 或选中“循环策略”,单击“策略组态”进入策略组态中。 双击 图标进入“策略属性设置”,将循环时间设为: 200ms。从工具条中单击“新增策略行” 图标,新增加 一个策略行。再从“策略工具箱”中选取“脚本程序”,拖 到策略行 上单击鼠标左键如图实训9-8所示。然后再双击 脚本程序,进入控制流程编写画面具体脚本程序如下。

图实训9-8

脚本程序添加框图

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----------总体控制 ---------IF 车库门上卷接触器 = 1 THEN 垂直 = 垂直 - 4ENDIF IF 车库门下卷接触器 = 1 THEN 垂直 = 垂直 + 4ENDIF IF 车库门上卷接触器1 = 1 THEN 垂直1 = 垂直1 - 4ENDIF IF 车库门下卷接触器1 = 1 THEN 垂直1 = 垂直1 + 4ENDIF IF 垂直<-90 THEN垂直 = -90ENDIF IF 垂直>1 THEN 垂直 = 1ENDIF IF 垂直1<-90 THEN垂直1 = -90ENDIF IF 垂直1 > 1 THEN 垂直1 = 1ENDIF IF ZHV3 = 0 THEN ZHV4 = 1ELSE ZHV4 = 0 ENDIF IF ZHV1 = 0 THEN ZHV2 = 1ELSE ZHV2 = 0 ENDIF -----------存车---------IF 动作指示1 = 1 AND 车移动参数 < 200 THEN车移动参数=车移动参 数+4 ENDIF IF 车移动参数 = 200 THEN 车感信号 = 1 AND ZHV1=1 ENDIF IF 计时状态 = 1 THEN ZHV1=0 AND 车库门上卷接触器 = 1 ENDIF IF 垂直 = -90 THEN车库门上卷接触器=0 AND 上限位开关=1 ENDIF IF 上限位开关=1 AND 车移动参数 < 400 THEN 车移动参数=车移动参 数+4 ENDIF

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IF 车移动参数 = 400 THEN 车位信号 = 0 AND 上限位开关 = 0 AND 车库门下卷接触器=1 AND 车感信号=0 ENDIF IF 垂直 = 1 THEN 车库门下卷接触器=0 ENDIF ----------取车---------IF 动作指示 = 1 AND 车移动参数I < 80 THEN 车移动参数I = 车移动参 数I + 4 ENDIF IF 车移动参数I = 80 THEN 车感信号1 = 1 AND ZHV3 = 1 ENDIF IF 计时状态1 = 1 THEN ZHV3 = 0 AND 车库门上卷接触器1 = 1 ENDIF IF 垂直1 = -90 THEN车库门上卷接触器1=0 AND 上限位开关1=1 ENDIF IF 上限位开关1=1 AND 车移动参数I< 400 THEN 车移动参数I=车移动 参数I+4 ENDIF IF 车移动参数I = 400 THEN 车位信号 = 1 AND 上限位开关1= 0 车库门下卷接触器1=1 AND 车感信号1=0 ENDIF IF 垂直1 = 1 THEN 车库门下卷接触器1=0 ENDIF ENDIF IF 垂直1 > 1 THEN 垂直1 = 1 ENDIF IF 垂直1 = 1 THEN 车库门下卷接触器=0 ENDIF

6.报警处理
? 报警信息是为能保障车库正常、安全的运行。有了报警提示操作人员才 能更加放心地让车库安全工作,同时可以减少不必要的损失。 ? 报警窗口的设置如下:进入“报警”窗口用标签作标题名为“报警”, 然后单击工具箱中的报警显示按钮和报警浏览按钮。分别制作实时报警 和历史报警并放于合适的位置,然后再插入四个指示灯、四个输入框、 四个标签构成报警显示窗口。实时报警使用的报警浏览构件设计完成的。 在“实时报警”属性中将“实时报警数据”设为“组1‖,报警的字体及 颜色的设置等操作参照如图实训9-9所示。

图实训9-9

报警浏览构件设置

? 历史报警是使用报警显示构件设计完成的,在“历史报警”的基本属性 选框中将“对应数据对象”设为“组1‖,可见度不进行设置具体设置如 图实训9-10所示。报警窗口效果图如图实训9-11所示。

图实训9-10

报警显示构件设置

图实训9-11

报警浏览与报警显示图

7.实时数据表格与历史数据表格 ? (1)实时数据表格。 ? 实时数据是实时地将当前的数据对象变量值按一定的报告格 式显示出来。实时表格的设置如下:进入“实时数据”窗口 点击工具箱中的,在窗口拉出一个实时数据报表放于合适的 位置。再通过增加行,删除列,将表格设置为七行两列形式, 然后在第一列中添加如下七个变量:车感信号 、车位信号、 车移动参数、车移动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触 器、车库门下卷接触器。在2列各进行连接对应变量:点击 鼠标右键进行变量车感信号、车位信号、车移动参数、车移 动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触器、车库门下卷接 触器的连接。上述步骤完成后实时数据表格建立完成,具体 步骤参照如图实训9-12所示。

图实训9-12

实时数据表格制作过程

? (2)历史数据表格。 ? 历史数据表格是从历史数据库中提取存盘数据的记录,它记 录的是每一个时间段的值。锅炉的历史数据显示可以通过滚 动条,掌握车库每一个时间段的使用信息。历史数据表格的 制作如图下:历史数据表格是使用历史表格构件制作的,进 入“历史数据”窗口点击工具箱中的,在窗口中选择历史数 据报表放于合适的位置。再通过增加行和删除列的功能,在 历史数据报表的第一行中添加9个变量:感信号 、车位信号、 车移动参数、车移动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触 器、车库门下卷接触器。最后再合并单元格,进入数据库的 连接设置,设置数据来源为组1。历史表格构件双击表格进 入,把鼠标移到在C1与C2之间,当鼠标发生变化时拖动鼠 标改变单元格大小;单击鼠标右键进行编辑。拖动鼠标从到 R2C1-R4C11表格会变黑。单击“合并单元” 图标出现反斜 杠窗口,双击表格中反斜杠处,点击鼠标右键弹出“数据库 连接”窗口。进入“数据库连接”窗口单击“基本属性”中 的“存盘数据源组态设置”弹出“数据源配置”,基本属性 中设置“显示多页记录”,数据来源“组1‖显示设置为各变 量。以上步骤完成历史数据表格的操作,步骤参考如图实训 9-13所示。

图实训9-13

历史数据表格

8.实时曲线与历史曲线
? (1)实时曲线的设置。 ? 在实际生产控制过程中,对实时数据、历史数据的查看和分析是不可缺 少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够,必须根据大量的 数据信息画出曲线,分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化的规律, 同时曲线处理在控制系统中也是一个非常重要的部分。 ? 实时曲线的设置如下:进入“实时曲线”窗口设置合适的背景色后,制 作一个名为“实时曲线”的标签,再点击工具箱中的实时曲线按钮、在 用户窗口中拉出一个适合大小的实时曲线图表放于合适的位置。再进行 曲线构建的属性设置,设置“时间格式”为MM:SS和“时间单位”为秒 钟,设置画笔对应的表达式和属性,对曲线的颜色和线型进行改动。正 确的实时曲线显示,可以明确地表达变量此时的变化形式如图实训9-14 所示。 ? (2)历史曲线的设置。 ? 历史曲线的设置如下:进入“历史曲线”窗口,设置合适的背景色后制 作一个名为“历史曲线”的标签。再点击工具箱中的历史曲线按钮,在 窗口中拉出一个适合大小的历史曲线图放于合适的位置,再进行历史曲 线构建的属性设置。设置存盘数据位液位组,时间格式为分:秒,时间单 位为秒再对曲线标识进行设置,如图实训9-15所示。

图实训9-14

实时曲线

图实训9-15

历史曲线

9.系统权限管理 ? 菜单“工具”中单击“用户权限管理”,弹出“用户管理 器”。点击“用户名”下面的空白处,再单击“新增用户” 会弹出“用户属性设置”设置用户名称与密码。 ? MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“主控窗口”,选 中“主控窗口”,单击“系统属性”,在“基本属性”中单 击“权限设置”按钮,弹出“用户权限设置”窗口。在“权 限设置”按钮下面选择“进入登录,退出登录”,菜单设置 为有菜单。菜单管理效果图如图实训9-16所示。 ? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上的“主控窗口”中按 “菜单组态”按钮,打开菜单组态窗口。在“系统管理”下 拉菜单下,单击工具条中 “新增下拉菜单项”图标增加8个 菜单,分别为“自动车库”、“定时器窗口”、“实时曲 线”、“历史曲线”、“实时报表”、“历史报表”、“用 户管理”。 再单击“新增菜单项”图标增加3个菜单,分别 为“登录系统”、“修改密码”、 “退出系统”,如图实训 9-17所示。

图实训9-16

主控窗口属性设置窗口

图实训9-17 菜单管理图

10.工程完工综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口,选择“模拟运行”,点击“通信测试”, 测试通信是否正常。如果通信成功,在返回信息框中将提示 “通信测试正常”同时弹出模拟运行环境窗口,在任务栏中 显示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失 败”。点击“工程下载”,将工程下载到模拟运行环境中。 如果工程正常下载将提示:“工程下载成功!”。成功后与 触摸屏进行连机运行点击“启动运行”,模拟运行环境启动。 模拟环境最大化显示,看到工程正在运行实现了自动车库控 制系统的全部功能。点击下载配置中的“停止运行”按钮, 或者模拟运行环境窗口中的停止按钮工程停止运行;点击模 拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图 实训9-18所示。

图实训9-18

下载过程图

11、整体画面
? 按照以上11个步骤利用MCGS嵌入版组态软件完成的自动车库控制系统 设计总图。自动车库控制系统设计的主画面图如图实训9-19所示。

图实训9-19

自动车库控制系统设计的主画面图

实训10 更衣室除尘系统的设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对更衣室除尘 系统的模拟控制。 ? 2. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实 现功能等环节。 ? 3. 熟悉使用MCGS嵌入版组态软件建立的动画制作、控制 流程的设计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组 态任务。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型 MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1 台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.除尘车间分为三部分:无尘区、除尘室、更衣室。每个区 之间有一道自动门。 ? 2.当第一道门装有一个开门传感器,一个关门传感器;无尘 区装有两台风机,用来对人或物除尘; ? 3.第二道门装有开门传感器和电磁锁,该锁在电磁铁控制下 自动锁上或打开。 ? 4.进入室内要除尘,出来时不用除尘。 ? 5.当除尘车间出现保护动作时,由系统自动停止工作。 ? 6.设置用户权限管理、报警信息管理 ? 7.实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。 ? 四、画面设计与制作

1.工艺流程结构介绍 ? 更衣室除尘系统设计由八个窗口组成(主窗口、手动除尘系 统、自动除尘系统、实时曲线历史曲线、实时数据、历史数 据、报警信息管理)组成。其中在手动除尘系统和自动除尘 系统都分为更衣室、除尘区、无尘区三部分。整个画面又由 小人、三扇自动门、三盏灯、两个风机、三个定时器、一个 流动块、若干个按钮和标签组成了一个车间的更衣室除尘系 统的工艺流程图。并且各个部分都得到了相应的设置, MCGS嵌入版组态软件运行时能实现其相对的功能和效果, 如图实训10-1所示。

图实训10-1 自动除尘系统主界面图

2.除尘系统控制要求
? 更衣室除尘系统组态的自动除尘系统流程为在按下“开始”按钮,人1 开始向前运动。当人1运动到距离为70m时门M1自动打开,人1再次向前 进入更衣室。在门M2关闭后定时器开始自动定时,当到达所设定的时间 (即为更衣完毕)后门M3自动打开,人开始继续前进到除尘区。当人进 入除尘区门M4会自动关上,红外线感应系统会感应到。然后风扇1开始 工作,进行第一次除尘定时器2开始定时。当风扇1所设定的除尘时间达 到时,系统会自动打开风扇2,定时器2开始随之工作而定时。当风扇2 所设定的时间也达到时门M5打开人方可进入无尘区,红外线感应系统也 会随人出去而自然关闭。在人进入无尘区后,门M6会关闭。如果在此过 程中人有事要离开,只要按下相应的按钮各个部分的门会自动打开,风 扇和定时器等一系列的除尘系统也不会工作。如果在除尘过程中有故障 发生,系统会自动发出警报并且停止所有工作。各个区间的灯为照明电 路,如果所在环境需要照明则按下开关即可。 ? 如果进入手动除尘系统中,根据操作者按不同的按钮就可进行除尘模拟 运行。功能基本相同,只是停留时间的长短不同。更衣的时间和除尘室 风扇运行的时间没有任何定时,有操作者控制。

3.建立工程
? 制作图形画面是应用组态软件系统提供图形库,组态完成的更衣室除尘 器系统。更衣室除尘器系统的自动窗口画面上要显示尽可能多的实时数 据和可操作数据及图形间切换按钮。在此画面中主要显示了某药厂车间 的总体结构,除尘风机的开停和两风机间的切换、人在车间中的进出、 各个区的自动门的开关、出现故障时的报警和自动切断运行进行保护的 工作。为了方便操作员随时查看其他画面,在主流程图左方有数个自定义 按钮,运行时只要按下相应的功能键便可显示对应画面。在运行窗口的最 上方还设有一列窗口标签,更加方便了操作员在不同窗口间的切换。此 外,还有可操作的急停功能键等。 ? 进入MCGS嵌入版组态软件的新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另 存为”选项, 把新建工程存为: D:\MCGSE\WORK\更衣室除尘器系统设 计。进入MCGS嵌入版组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮分别 创建7个新的用户窗口以图标形式显示;分别命名为“主窗口”、“报 警信息管理窗口”、“实时曲线窗口”、“历史曲线窗口”、“实时报 表窗口”、“历史报表窗 口”、“手动除尘系统”、“自动除尘系 统”。自动除尘系统如图实训10-2所示。手动除尘系统的用户窗口如图 实训10-3所示。

图实训10-2 用户窗口

图实训10-3 手动除尘系统窗口

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4.定义数据对象 数据对象是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的 过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括: (1)指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。 (2)确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘周期、存盘 时间范围等。 打开MCGS嵌入版组态软件的工作台的“实时数据库”窗口 标签,进入实时数据库的窗口页。按“新增对象” 按钮在窗 口的数据变量列表中,增加新的数据变量鼠标点击工作台的 “实时数据库”窗口标签进入实时数据库窗口页。按下“新 增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中增加新的数据变量, 按“对象属性”按钮或双击选中变量则打开对象属性设置窗 口。实时数据库的数据对象见图实训10-4至10-5所示。

实训10-4

实时数据库的数据对象1

实训10-5 实时数据库的数据对象2

5.动画连接
? 所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。除尘 系统现场的数据,比如自动门的开关、风机的开停,当它们发生变化时通 过I/ O 接口,将引起实时数据库变量的变化,在画面上定义一个人--门--风 机与变量之间有丰富的连接类型。一个图形对象可以根据要求同时改变 颜色、动态、位置、填充百分数等多个连接。例如指示灯亮时表示定时 器开始计时而指示灯熄灭,表示定时器已经复位停止计时。把这些动画 连接组合起来,就会在画面上出现丰富的图形动画效果。 ? 先以小人为例进行说明动画连接的过程;在自动除尘系统窗口中选中第 一个小人双击,则弹出动画组态属性设置窗口。在“可见度”和“水平 移动”前打钩,将“水平移动”中的表达式连接变量“人1‖,“最大偏 移量”改为100相应的“表达式的值”为50。“可见度”设为“旋转循 环=1 or 旋转循环2=1 or 出来1=1 or 出来2=1 or 出来3=1‖如下图实训106至图实训10-8所示。门的动态连接用矩形画一个如图形状的长条再复 制成五个,五个矩形分别要进行不同的属性设置。其中五个矩形中一个 为底,只需选择自己喜欢的填充颜色其余四个则在设置了填充颜色外对 “可见度”及“大小变化”也要设置。再将五个矩形条重叠在一起,运 行的时候会根据条件出现不同的矩形条作为那个状态的门这样就完成一 扇门了。定时器的制作,定时器由一个指示灯一个输入框,一个输出框 组成。双击指示灯把开关量连接“计时状态”这一变量;双击输入框, “操作属性”中“对应数据对象的名称”这一项连接“计时条件”;双 击输出框,将“显示输出”中的“表达式”这一项连接“当前值”。在 “运行策略”双击“循环策略”增加一个策略行,将定时器拖入框中, 双击进入属性编辑项如图实训10-9所示进行编辑定时器的操作。

图实训10-6

对小人的属性设置图

图实训10-7 对小人的水平移动设置图

图实训10-8 对小人的可见度设置图

图10-9 定时器的变量连接图

? 报警框的设置一个按钮命名为“报警”,将“按下功能”中的“数据对 象值操作”设为“置1‖并且连接变量“报警”。再画一个标签写上“此 处出现故障”,将“可见度”和“闪烁效果”都设置为“报警=1‖。当按 下按钮“报警”时,提示框会自然弹出并且闪烁提醒。风扇的设置;风 扇是将2个不同的风扇图片叠加到一起的,当一个风扇个见是另外的风 扇是不可见的。将图实训10-10中的三个图形重叠,对后两个图形的属 性设分别按照如图实训10-10至图实训10-12所示进行属性设置。风扇必 须与其相应的脚本程序合用才有效,脚本的控制程序在运行策略完成。

图实训10-10 风扇的组成图形图

图实训10-11

第一个风扇的可见度设置

图实训10-12

第二个风扇的可见度设置

6.运行策略设置
? 在“运行策略”中双击“循环策略”进入“策略属性设置”,把“循环 时间”设为:200ms按确定即可。在策略组态中单击工具条中的“新增 策略行”图标,再添加策略工具箱中的3个定时器策略。显示循环策略 如图实训10-13所示。

图实训10-13

循环策略图

? 脚本程序的编写是在循环策略窗口的脚本程序属性设置窗口完成的。打 开循环脚本编辑窗口;设定循环时间为200ms,脚本程序如下进行编辑 操作。脚本程序是用来完成特定操作和处理的程序。脚本程序如下所示。 ? IF 旋转循环=1 THEN 旋转可见度=1 - 旋转可见度 ? IF 旋转循环2=1 THEN 旋转可见度2=1 - 旋转可见度2 ? IF 报警 = 0 THEN ? IF 开始 = 1 AND 人1 <70 THEN 人1 = 人1 + 2 ENDIF ? IF 人1 = 70 AND M1 < 200 THEN M1 = M1 + 8 ENDIF ? IF M1 = 200 AND 人1 < 120 THEN 人1 = 人1 + 2 ENDIF ? IF 人1 = 120 AND M2 < 200 THEN M2 = M2 + 8 ENDIF ? IF M2 = 200 THEN 计时条件 = 1 ENDIF ? IF 当前值 > 5 THEN 复位条件 = 1 ENDIF ? IF 复位条件 = 1 AND 人1 < 150 THEN 人1 = 人1 + 2 ENDIF ? IF 人1 = 150 AND M3 < 200 THEN M3 = M3 + 8 ENDIF ? IF M3 = 200 AND 人1 < 210 THEN 人1 = 人1 + 2 ENDIF ? IF 人1 = 210 AND M4 < 200 THEN M4 = M4 + 8 ENDIF ? IF M4 = 200 THEN 旋转循环 = 1 计时条件2 = 1 ENDIF ? IF 当前值2 > 6 THEN 复位条件2 = 1 ENDIF ? IF 复位条件2 = 1 THEN 旋转循环2 = 1 旋转循环 = 0 计时条件3 = 1 ENDIF ? IF 当前值3 > 7 THEN 复位条件3 = 1 ENDIF

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IF 复位条件3 = 1 AND 人1 < 280 THEN 人1 = 人1 + 2 旋转循环2 = 0 旋转循环 =0 ENDIF IF 人1 = 280 AND M5 < 200 THEN M5 = M5 + 8 旋转循环2 = 0 旋转循环 = 0 ENDIF IF M5 = 200 AND 人1 < 370 THEN 人1 = 人1 + 2 旋转循环2 = 0 旋转循环 = 0 ENDIF IF 人1 = 370 AND M6 < 200 THEN M6 = M6 + 8 旋转循环2 = 0 旋转循环 = 0 ENDIF IF M6 = 200 THEN 旋转循环2 = 0 旋转循环 = 0 ENDIF IF 出来1 = 1 AND M7 < 200 THEN M7 = M7 + 8 人4 = 人4 – 2 ENDIF IF M7 > 1 THEN 计时条件 = 0 ENDIF IF M7 = 200 THEN M8 = M8 + 8 ENDIF IF 出来2 = 1 AND M9 < 200 THEN M9 = M9 + 8 人5 = 人5 – 2 ENDIF IF M9 > 1 THEN 计时条件2 = 0 计时条件3 = 0 旋转循环 = 0 旋转循环2 = 0 ENDIF IF M9 = 200 AND M10 < 200 THEN M10 = M10 + 8 人5 = 人5 – 0 ENDIF IF M10 = 200 AND M7 < 200 THEN M7 = M7 + 8 人5 = 人5 – 2 ENDIF IF M7 = 200 THEN M8 = M8 + 8 ENDIF IF 出来3 = 1 AND M11 < 200 THEN M11 = M11 + 8 人6 = 人6 – 2 ENDIF IF M11 = 200 AND M12 < 200 THEN M12 = M12 + 8 人6 = 人6 – 0 ENDIF IF M12 = 200 AND M9 < 200 THEN M9 = M9 + 8 人6 = 人6 – 2 ENDIF IF M9 = 200 AND M10 < 200 THEN M10 = M10 + 8 人6 = 人6 – 0 ENDIF IF M10 = 200 AND M7 < 200 THEN M7 = M7 + 8 人6 = 人6 – 2 ENDIF IF M7 = 200 THEN M8 = M8 + 8 ENDIF ENDIF

7.报警显示与报警数据 ? 实时数据库中双击“M1‖,在报警属性中选中“允许进行报 警处理”;在报警设置中选中“上限报警”把报警值设置为: 80;报警注释为:M1已打开;在报警设置中选中“下限报 警”把报警值设为:40;报警注释为:M1已未打开。在存 盘属性设置中选中“自动保存产生的报警信息”。(对 M2~M12需要把“上限报警”的报警值设为别的数字,与其 他的设置一样。)属性设置好后按“确认”即可。双击“报 警”窗口从“工具箱”中单击工具箱中的“报警显示”和 “报警浏览”,选“输入框”用于输入上下限值,双击此图 标进行属性设置,只需要设置“操作属性”,其他属性设置 不变。 当有报警产生时可以用提示灯显示,在“报警”窗口 中插入指示灯作为“M1~M12‖的报警指示(双击指示灯—— 动画连接——可见度—M1 < M1上限 and M1 > M1下限)其 他灯同理可循。报警窗口如图实训10-14所示。

图实训10-14 报警信息显示框图

8.报表输出 ? (1)实时报表。 ? 实时报表窗口的建立如下;双击进入“实时数据”窗口,在 “工具箱”中单击“自由表格”图标拖放到桌面适当位置。 双击自由表格进入在R1CB处单击鼠标右键,单击“连接” 或直接按“F9‖。单击鼠标右键从实时数据库选取所要连接 的变量双击或直接输入,双击历史表格进入把鼠标移到在C1 与C2之间,当鼠标发生变化时拖动鼠标改变单元格大小;单 击鼠标右键进行编辑。拖动鼠标从R2C1到R5C4,表格会反 黑。如图实训10-15所示。

图实训10-15 实时报表界面图

? (2)历史报表。 ? 历史报表窗口的建立如下:双击进入“历史数据”在“工具箱”中单击 “历史表格”图标。在历史表格中单击鼠标右键,单击“连接”从菜单 中单击“表格”单击“合并表元”或直接单击工具条中“编辑条”图标。 从编辑条中单击“合并单元”图标会出现反斜杠,双击表格中反斜杠处 弹出“数据库连接”窗口。单击“基本属性”中的“存盘数据源组态设 置”,弹出“数据源配置”。如图实训10-16所示,设置完毕后按“确 认”退出。

图实训10-16

历史报表界面图

9.曲线设置
? (1) 实时曲线。 ? 实时曲线的窗口属性设置如下:双击进入“实时曲线”窗口,在“工具 箱”中单击“实时曲线”图标,拖放到适当位置调整大小。双击曲线弹 出“实时曲线构件属性设置”窗口,并对其进行相应设置,如图实训1017、图实训10-18所示。运行时的实时曲线如图10-19所示。

图实训10-17

对实时曲线标注的设置

图实训10-18

对实时曲线的画笔属性设置

图实训10-19 实时曲线图

? (2)历史曲线 ? 双击进入“历史曲线”属性设置窗口,在“工具箱”中单击“历史曲线” 图标拖放到适当位置调整大小。双击曲线弹出“历史曲线构件属性设置” 窗口,并对其进行相应设置。“存盘数据”中的“组对象对应的存盘数 据”连接变量中的“运行组”,“高级属性”中的周期和时间都改为1 秒标注设置和曲线标识如图实训10-20至图实训10-21所示。

图实训10-20

历史曲线的属性设置图

图实训10-21 历史曲线图

10.菜单项的设置 ? 进入MCGS嵌入版组态软件的组态平台在“主控窗口”中, 单击“菜单组态”选项在工具条中单击“新增菜单项”图标 产生“操作0‖菜单。双击“操作0‖菜单,弹出“菜单属性设 置”窗口,将菜单属性中的菜单名输入个窗口的名称(如主窗 口,手动除尘系统,自动除尘系统等),在菜单操中的打开 用户窗口打勾,并且选择相应的窗口。保存操作退出右击主 控窗口,在基本属性中设为“有菜单”如此设置。进入运行 环境后,单击菜单项中的“自动除尘系统”会打开“自动除 尘系统”窗口画面正在演示。其他窗口的设置方法同上。 ? 在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上的“主控窗口”中, 并按“菜单组态”按钮打开菜单组态窗口。在“系统管理” 下拉菜单下,单击工具条中 “新增下拉菜单项”图标。增加 11个菜单分别为“手动除尘系统”、“自动除尘系统”、 “实时曲线”、“历史曲线”、“实时报表”、“历史报 表”、“主窗口”、“报警信息管理”、“主窗口”、“登 录系统”、“退出系统”、“修改密码”。菜单管理运行效 果图如图实训10-22所示。

图实训10-22

主控窗口属性设置

11.工程完工综合测试
? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。打开下载 配置窗口,选择“模拟运行”点击“通信测试”,测试通信是否正常。 如果通信成功在返回信息框中将提示“通信测试正常”,同时弹出模拟 运行环境窗口在任务栏中显示。如果通信失败将在返回信息框中提示 “通信测试失败”。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或进入模拟运行环境窗口中按下 停止按钮工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关 闭。下载过程图如图实训10-23所示。

图实训10-23 下载配置窗口

12.整体画面
? 按照以上11个步骤利用MCGS嵌入版组态软件完成的更衣室除尘系统设 计总图。除尘系统在运行下的界面图如图实训10-24所示。

图实训10-24 除尘系统在运行下的界面

实训11 酒店触摸屏点菜系统的设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对酒店触摸屏 点菜系统的控制。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进 行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实 现功能等环节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设 计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型 MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1 台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

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三、工艺过程及控制要求 1、做出一个目录分加有8个子菜单,每个子菜单内有10道菜。 2、每道菜页面分别有图片和文字、按钮组成。 3、选完菜,进行实时数据管理(添加、删除)。 4、控制方式由触摸屏。 5、设置用户权限管理、封面设置。 四、画面设计与制作 国内大部分餐饮企业的运作管理模式基本沿袭传统的方法— —人工点菜流程。这种基本运作模式有很多的弊端:服务员 落单不清导致菜单错误;点菜单不翼而飞;顾客一而再、再 而三地催促服务员所点的菜肴还未到等等问题,给酒店的经 营与管理者带来了很多的烦恼和不必要的经济损失。触摸式 点菜屏刚好实现了利用现代的信息技术来提高餐饮企业的运 作效率,降低运营成本,提高客户满意度和忠诚度,让更多 的餐饮企业在激烈的市场竞争中获得竞争优势与永续发展。

1.工程框架结构
? 运用MCGS嵌入版组态软件做出一个目录,目录中分加有8个子菜单,每个子菜 单内有10道菜,每道菜页面分别有图片、文字和按钮组成。建立一个点菜窗口 在选完菜时可进行实时数据管理(添加、删除)。设置用户权限管理并进行封面 设置。制作菜单图片精美、细致;文字详细、清楚。设计、制作并调试酒店触摸 屏点菜系统,独自完成酒店触摸屏点菜系统的组态控制工程。

2.点菜系统总设计方案
? 打开MCGS嵌入版组态软件下载运行用户登陆,进入首页的菜单目录,进行点菜 在点菜过程中可通过菜单管理进行添加或删除菜肴的动作完成点菜后退出系统。 酒店触摸屏点菜系统设计流程。设计流程图如图实训11-1所示。

图实训11-1 触摸屏点菜系统设计流程图

3.建立MCGS新工程
? 在Windows桌面上找到 “MCGS组态环境” 图标,鼠标双击进入 MCGS组态环境。点击菜单“文件”中的“新建工程”,并选择 TPC7062K类型的触摸屏选项的新建工程。MCGS嵌入版组态软件安装 在E:根目录下,则会在E:\MCGSE\WORK\下自动生成新建工程,默 认的工程名为新建工程1.MCE。点击菜单“文件”中的“工程另存为” 选项,把新建工程存为D:\外婆家.MCE,如图实训11-2所示。

图实训11-2

新建工程图

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建立窗口:在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“用户窗口”,在“用户 窗口”中单击“新建窗口”按钮,添加所需的80个窗口(“首页”窗口、“封 面”窗口、“点菜”窗口——进行添加删除菜单管理、“结束”窗口、8个主菜 单窗口、68个子菜单窗口)。 选中新建窗口中的其中一个,单击“窗口属性” 进入“用户窗口属性设置”。将“窗口名称”和“窗口标题”改为所需的名称, 在“窗口位置”中选中“最大化显示”其他属性设置不变单击“确认”。 将其 他窗口也进行相同的设置,则新建窗口完成。如图实训11-3所示。

图实训11-3

新建窗口

? 图片处理与装载位图:从网站上找取所需的图片,突出实训内容的“外 婆家餐馆”触摸屏点菜主题与餐馆的菜单风格。通过ACD See图片处理 软件,对所有的图片进行相关处理。MCGS嵌入版组态软件只支持bmp 格式的图片,因此将所有图片改为bmp格式,由于此次设计所需的图片 量比较大,将所有图片改为256色(8位)并调整适当的大小。图片设置 完成后,将所有位图装载到相应的动画组态窗口中的相应位置上并调整 大小。 ? 动画组态窗口设置将“封面”窗口进行按钮动作属性设置,将其连接到 首页。在“首页”窗口中添加8个标签,分别装载相应的位图对每个标 签进行按钮动作属性设置,将其连接到各个相应的窗口。在8个主菜单 窗口中分别装载背景位图,并在每个窗口中添加所需的按钮并装载位图, 单击按钮进入可查看各个菜肴的详细资料进行操作属性设置,将其连接 到相应的子菜单。 ? 给已装载好位图的68个子菜单窗口建立文字框。鼠标点击工具条中“工 具箱”按钮打开系统图符工具箱,选择“工具箱”内的“标签”按钮鼠 标的光标变为“十字”形。在窗口任何位置拖拽鼠标,拉出一个一定大 小的矩形添加文字标签,对菜肴进行详细的描述并标明价格。在每一个 子菜单窗口中建立三个按钮,其中一个按钮用来点菜另两个按钮分别用 来连接首页和主菜单。

4.设备窗口设置
? 在“结束”窗口中建立一个报警条,用来作为点菜结束后的退出滚动画 面的提示。双击“设备窗口”,在设备窗口中添加“通用串口父设备”。 在“通用串口父设备”下添加“西门子—S7200PPI‖并双击进入,增加 设备通道“读写V001.0‖快速连接变量。连接变量结束点击确认退出。在 实时数据库中找到一个名为“设备0_读写V001_0‖ 的开关型变量,对其 报警属性进行设置。在“允许进行报警处理”和“开关量报警”上打钩, 添加报警注释报警值为1,完成以上操作将会出现滚动字幕。并在此窗 口中添加一个按钮用来连接封面,以便下一位顾客登陆系统进行点菜。 设备窗口如图实训11-4所示。

图实训11-4 设备窗口信息框

5.定义数据对象
? 实时数据库是MCGS嵌入组态软件的数据交换和数据处理中心。数据变 量构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的过程也即是定义数据 变量的过程。定义数据变量的内容主要包括:指定数据变量的名称、类 型、初始值和数值范围,确定数据变量存盘相关的参数,如存盘的周期、 存盘的时间范围和保存期限等。 ? 点击工作台的“实时数据库”窗口标签,进入实时数据库窗口页。按 “新增对象” 按钮,在窗口的数据变量列表中,增加新的数据变量多次 按该按钮,则增加多个数据变量。选中变量按“对象属性”按钮或双击 选中变量,则打开对象属性设置窗口。 ? 指定名称类型:在窗口的数据变量列表中,用户将系统定义的默认名称 改为用户定义的名称,并指定类型,在注释栏中输入变量注释文字。 ? 记录开关信号(0或非0)的数据对象称为开关型数据对象,通常与外部 设备的数字量输入输出通道连接,用来表示某一设备当前所处的状态。 开关型数据对象也用于表示MCGS中某一对象的状态,如对应于一个图 形对象的可见度状态。开关型数据对象没有工程单位、最大值和最小值 属性没有限值报警属性,只有状态报警属性。酒店触摸屏点菜系统中要 定义的数据变量都为开关型数据对象,如表实训11-1所示。以一个主菜 单里的十个子菜单的变量为例,其余的数据对象的建立相同。

表实训11-1 数据变量定义表
变量名称
开关1 开关2 开关3 开关4

类型
开关型 开关型 开关型 开关型

注释
控制“大连鲜鲍鱼”的变量 控制“沸腾虾”的变量 控制“干锅鱼头”的变量 控制“吉利鱼排”的变量

开关5
开关6

开关型
开关型

控制“鲫鱼烧泥鳅”的变量
控制“砂锅鱼脸”的变量

开关7
开关8 开关9 开关10

开关型
开关型 开关型 开关型

控制“珊瑚虾”的变量
控制“铁板烤虾”的变量 控制“外婆大鱼头”的变量 控制“至尊黄鱼”的变量

6.动画连接
? 实训11的动画连接主要操作菜单的添加设置如下:在“点菜”窗口中建 立一个按钮,命为“添加”按钮,对其进行操作属性设置单击按钮将其 连接到首页,实现菜单的添加功能。在每个子菜单中添加“点菜”按钮 对其进行操作属性设置,将其数据对象值与相应的变量连接起来令它为 “置1‖状态。完成以上操作单击点菜按钮时就自动连接到“点菜”窗口, 使“点菜”窗口上出现相对应的菜单标签和删除按钮,实现菜单添加的 功能。菜单的删除设置:在“点菜”窗口中建立68个标签,对每个标签 进行所需的属性设置,文本输入内容分别为68个子菜单的名称。在每个 标签旁分别建立一个按钮实现菜单的删除功能,具体设置以第一个子菜 单为例做以下解释。 ? 第一个子菜单的名称为“大连鲜鲍鱼”。将“大连鲜鲍鱼”标签和它相 对应的删除按钮进行可见度的设置。将它们的可见度表达式改为“开关 1=1‖,并且对删除按钮的操作属性进行相同的设置将其数据对象值操作 连接到开关1,并令它为“清0‖状态。完成这些操作当点完菜时单击删除 按钮时相应的标签就会不可见,同时按钮也不可见实现菜单删除的功能。 如图实训11-5所示。

图实训11-5

属性设置图

? 同时在“点菜”窗口上添加一个“完成”按钮,将其连接到“结束”窗 口,“点菜”窗口最终画面,如图实训11-6所示。

图实训11-6

菜单窗口图

7.主控窗口设置
? 双击主控窗口中的“主控窗口”新增两个菜单项;一个为“用户管理” 另一个为“菜单”。在“用户管理”菜单项下添加“用户登录”和“退 出登录”。 ? 登录用户菜单项是新用户为获得操作权,向系统进行登录用的。双击 “操作0‖菜单,弹出“菜单属性设置”窗口。在“菜单属性”中把“菜 单名”改为:用户登录。进入“脚本程序”属性页,在程序框内输入代 码!Log On( ),这里利用的是MCGS嵌入版组态软件提供的内部函数或在 “脚本程序”中单击“打开脚本程序编辑器”,进入脚本程序编辑环境 从右侧单击“系统函 数”,再单击“用户登录操作”双击“!Log On()‖ 也可。 ? 当完成点菜操作后如想交出操作权,可执行此项菜单命令。双击“操作 1‖菜单同时弹出“菜单属性设置”窗口,进入属性设置窗口的“脚本程 序”页输入代码 !Log Off()。在运行环境中执行该函数弹出提示框,确定 是否退出登录。 ? 在“菜单”菜单项下添加8个主菜单分别进行菜单操作属性设置,当单 击某一个主菜单 时,将其连接到相应的窗口,如图实训11-7所示。 ? 系统菜单设置:在MCGS嵌入组态软件的组态平台上单击“主控窗口”, 选中“主控窗 口”单击“系统属性”,会弹出“主控窗口属性设置” 窗口。在“基本属性”的设置中单击“权限设置”按钮,弹出“用户权 限设置”窗口。在“权限设置”按钮下面选择“进入登录,退出不登录” 选项并将菜单设置为有菜单,如图实训11-8所示。

图实训11-7 主控窗口图

图实训11-8 主控窗口属性设置图

8.工程完工综合测试 ? 最后测试工程各部分的工作情况,完成整个工程的组态工作。 打开下载配置窗口选择“模拟运行”,点击“通信测试”测 试通信是否正常。如果通信成功在返回信息框中将提示“通 信测试正常”,同时弹出模拟运行环境窗口。如果通信失败 将在返回信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下 载”,将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载将 提示:“工程下载成功!”。成功后与触摸屏进行连机运行 点击“启动运行”,模拟运行环境启动模拟环境最大化显示 实现了触摸屏点菜系统的点菜功能。 ? 点击下载配置中的“停止运行”按钮,或者模拟运行环境窗 口中的停止按钮,工程停止运行;点击模拟运行环境窗口中 的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训11-9所示。

9.整体画面
? 按照以上8个步骤利用MCGS嵌入版组态软件做成的触摸屏点菜系统的 点菜功能设计总图。如图实训11-10至11-14所示。

图实训11-9 下载配置窗口

图实训11-10 封面图

图实训11-11 首页

图实训11-12 主菜单之—热菜坊图

图实训11-13 子菜单—尊黄鱼图

图实训11-14 点菜窗口图

附录:项目训练
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对变频供水系 统的组态设计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进 行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实 现功能等环节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设 计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。

训练一:变频供水系统的组态设计

? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS 触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。 ? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.工厂设备: 3个电机、2个水灌、1个水池、2个传感器、 2个变频器、3个水泵。 ? 2.设备连接方式:每个水罐装有2个传感器,分别检查水罐 的高水位和低水位的。当2个传感器。系统由3路电源供电, 1路是工频电源+水泵,2路是变频电源+水泵。 ? 3.控制要求:正常工作是由工频的水泵从水池向2个水灌打 水,当1个传感器检测低水位是启动1路是变频电源+水泵。 当2个传感器检测低水位是启动全部水泵工作。但由于负荷 太大过10S后,切断1了变频工作。当1个传感器检测到高水 位是停1路是变频电源+水泵。当2个传感器检测低水位是停 在全部水泵工作。 ? 4.控制方式由触摸屏控制PLC工作。 ? 5.设置用户权限管理、封面设置。 ? 6. 制作系统的实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。

训练二:模拟起重机的组态设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对模拟起重机械的组态设 计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环 节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程 序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.工厂设备: 1个起重机械、1个机械手、2个传感器、1个 报警设备。 ? 2.控制要求:按下启动按钮模拟起重机开始工作,当有重 物放在起重板上时重量1号传感器启动并进行判断重量。当 重量小于额定值,启动起重机械开始起重到一定高度,到达 顶端触发2号传感器,机械手将重物移开。起重机的重量1号 传感器检查到重量为零停止10S后,起重机返回到起始点。 当重量1号传感器启动并进行判断重量,当重量大于额定值, 产生报警并且起重机断电自动停止运行。 ? 3.控制方式由触摸屏控制PLC工作。 ? 4.设置用户权限管理、封面设置。 ? 5. 制作系统的实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。

训练三:雨水利用控制器的组态设 计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对雨水利用控制器的组态设 计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序 的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、MCGS触摸屏1台、数据通信 线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对雨水利用控制 器的组态设计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行 工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现 功能等环节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、 脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

训练四:广告彩灯的组态设计
? ? ? ? 一、实训目的 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对广告彩灯的组态设计。 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环 节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程 序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP7 MicroWIN SP6软件1套。

? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对广告 彩灯的组态设计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的 PLC进行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方 法和实现功能等环节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流 程的设计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多 项组态操作。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B 型MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7200PLC 1台、V4.0 STEP7 MicroWIN SP6软件1套。

训练五:皮带运输机的组态设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对皮带运输机械的组态设 计。 ? 2. 用TP717BMCGS触摸屏来控制西门子S7-200的PLC进行工作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环 节。 ? 4. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程 序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、 数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.按下启动按钮皮带运输机开始工作,并进行自动检测皮 带运输机是否处于工作状态。检查电机完好后,正常指示灯 亮。 ? 2.当有物体向上运输时,物体放到皮带托盘上进行检查重 量小于额定值,延时5S后上位电机启动工作。当到达顶点碰 到限位开关,上位电机停止工作。当物体放到皮带托盘上进 行检查重量大于额定值,进行提示报警信息并且报警灯闪烁。 ? 3.当有物体向下运输时,物体放到皮带托盘上进行检查重 量小于额定值,延时5S后下位电机启动工作运行的速度慢, 当到达顶点碰到限位开关,上位电机停止工作。当物体放到 皮带托盘上进行检查重量大于额定值,进行提示报警信息并 且报警灯闪烁。 ? 4.当有物体在皮带运输时,碰到任何东西时皮带运输机械 都停止工作,并且进行提示报警。当人为检查后按下复位按 钮后,皮带运输机可以继续工作。 ? 5.设置用户权限管理、封面设置。

训练六:自动门的组态设计
? 一、实训目的 ? 1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对自动门的组 态设计。 ? 2. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设 计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。 ? 3. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实 现功能等环节。 ? 二、实训设备 ? 计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型 MCGS触摸屏1台、数据通信线1根。

? 三、工艺过程及控制要求 ? 1.控制方式:自动门可以手动打开与关闭。 ? 2.当手动启动打开自动门时,指示灯亮。自动门 延时4S后自动门打开,直到完全打开后指示灯闪烁。 ? 3.当手动关闭自动门时,指示灯亮。自动门延时 4S后自动门关闭,直到完全关闭后指示灯熄灭。 ? 4.门工作时有急停按钮可以随时停止自动门的工 作,以防自动门碰到物体。 ? 5.当关闭时自动门碰到物体,随时停止自动门 的工作并且报警等闪烁进行提示,当人为恢复报警 按钮后,自动门系统进行重启动后方可运行。 ? 6.设置用户权限管理、封面设置。

? 参考文献 ? [1] 廖常初. 西门子人机界面(触摸屏)组态与应用技术[M]. 北京: 机械工业出版社,2008.7 ? [2] 肖峰,贺哲荣. PLC编程100例[M].北京:中国电力出版社,2009. ? [3] 陈志文 组态控制实用技术 [M]. 北京:机械工业出版社.2008 ? [4] 吴作明. 工控组态软件PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学 出版社,2007. ? [5] 袁秀英. 组态控制技术[M].北京:电子工业出版社,2003. ? [6] 严盈富. 监控组态软件与PLC入门[M].北京:人民邮电出版 社,2006. ? [7] 汪志锋. 工控组态软件[M].北京:电子工业出版社,2007. ? [8] 张文明. 组态软件控制技术[M].北京:清华大学出版社,北京交通 大学出版社,2006. ? [9] 吴海勤 工控组态软件实例教程[M].北京:电子工业出版社,2006. ? [10] 李建伟 监控组态软件的设计与开发[M].北京:电子工业出版 社,2007. ? [11] 北京昆仑通态有限公司 MCGS组态软件培训教程 ? [12] 许志军 工业控制组态软件及应用[M]. 北京:机械工业出版 社,2005.


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