系統(tǒng)組成與組態(tài)技術電子教案

課Preparation本

備課Preparation本

Lesson

__2014____--_2015_學年第_二___學期AcademicYear-Semester

課程名稱_系統(tǒng)集成與組態(tài)技術Course教材名稱及版本_工業(yè)控制與_組態(tài)技術extbookandEdition授課班級_12樓宇一班Class教師姓名_____陳立奇____________Teacher審核人_______________________Approver

周

填寫說明周

1、此備課本用來書寫教案，適用于所有專職教師、兼職教師和兼課教師。2、所有承擔教學任務的教師需書寫紙質版教案，如因使用多媒體教學需要和教學任務繁重，可用電子版教案，但格式必須按紙質版格式，且所有教案的書寫應與學期授課計劃相符合。3、備課過程中的各個環(huán)節(jié)和要素可根據實際授課內容進行填寫。如：授課課題：（教學章、節(jié)、標題或項目名稱）教學目標和要求：（教學目標一般說應包含知識教學、能力發(fā)展和思想教育三方面內容，教學要求是指識記、理解、簡單應用、綜合應用等層次）教學重點和難點：教學重點，是為了達到確定的教學目的而必須著重講解和分析的內容；教學難點，是就學生的接受情況而言的，學生經過自學還不能理解或理解有困難的地方，即可確定為教學難點。教學方法：（討論、啟發(fā)、演示、辯論、講練結合、案例教學、情境模擬等）教學手段：（多媒體教學、錄像帶、掛圖、幻燈片等）授課時間：1-16課時累計：教學過程：（體現教學步驟，包括時間分配和教學內容教學進程）作業(yè)布置：（含思考題、討論題）課后反思：（因為課后反思是教案實施效果追記，課前還不能打印，只能課后用筆手寫）4、備課本的審核人為各教研室（項目中心）主任。

2

組態(tài)說課1.使學生從整體上對課程有一定的了解；2.了解課程的培養(yǎng)目標，并激發(fā)學生的學習興趣。本課程的主要內容，學習方法的掌握。討論第1學過時間分配10教學手段周程多媒體課時累計2組態(tài)說課1.使學生從整體上對課程有一定的了解；2.了解課程的培養(yǎng)目標，并激發(fā)學生的學習興趣。本課程的主要內容，學習方法的掌握。討論第1學過時間分配10教學手段周程多媒體課時累計2

教學

目標和要求

教學

重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

本節(jié)課的主要內容：

一．自我介紹

二．課程屬性

三．課程目標

四．課程內容

五．課程教學設計

六．課程考核方式

七．課程建設情況與特色說明

八．總結

3

時間分配20

教學步驟及教學內容時間分配20一．自我介紹

自我情況的基本介紹，讓學生對自己有初步的認識，學15

生的簡單自我介紹，對學生的整體情況有初步的了解。二．課程屬性

組態(tài)技術無處不在，它是計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計、

軟件設計與調試的具體方法，反映了自動控制技術的發(fā)展，

改變著人類的生活。

適用專業(yè)：計算機控制技術、智能樓宇技術、，電氣自動

化專業(yè)。

課程性質：專業(yè)必修課

課程總學時：64學時

課程教學手段：教材，多媒體，實驗室等。

先修和后續(xù)課程：先修可編程序控制器、變頻器技術

單片機原理與應用技術三．課程目標

本課程立足高職教育人才培養(yǎng)目標，突出應用性和針對

性，堅持實踐能力培養(yǎng)的原則。通過本課程的理論與實踐教10

學，使學生達到相應的課程知識目標和課程能力目標。

4

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配四．課程內容

什么是組態(tài)技術：是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件：包括網絡版與嵌入式版。組態(tài)基本過程：工程整體規(guī)劃、工程建立、構造實時數據庫、組態(tài)用戶窗口、組態(tài)主控窗口、組態(tài)設備窗口、組態(tài)運行策略、組態(tài)結果檢查、工程測試各種具體系統(tǒng)實例設計：機械手、電動大門、水位監(jiān)控等

20

1、要建立在以前的專業(yè)基礎上來學習組態(tài)技術2、從最簡單的一些項目做起3、以書為源，理論指導實踐4、通過實踐與總結重新回到理論5、樹立信心，并培養(yǎng)一定的自學能力（照貓畫虎）為今后發(fā)展打基礎6、多去企業(yè)見習

5

時間分配10

教學步驟及教學內容時間分配10五．課程考核方式

平時（40%）+實際操作（60%）六．課程建設情況與特色說明

課程建設：教材，教學課件，實訓條件和師資

課程特色：多媒體教學，教學方法多樣。七．總結

對課程的特點和目標進行總體的概括，舉例介紹組態(tài)技5

術的應用。同時強調一下課堂紀律，安排課代表事宜。

作業(yè)布置

什么時組態(tài)技術？

課后反思

學生的學習在這一節(jié)課中，是否被調動起來。

6

TPC7062KX系列觸摸屏簡介掌握關系數據庫設計中實體與實體之間的聯(lián)系。重點與難點：實體與實體之間的聯(lián)系。講練結合第1周學間分30教學手段課時累計過電腦6TPC7062KX系列觸摸屏簡介掌握關系數據庫設計中實體與實體之間的聯(lián)系。重點與難點：實體與實體之間的聯(lián)系。講練結合第1周學間分30教學手段課時累計過電腦6程教學目標和要求教學重點和難點教學方法授課時間教時

教學步驟及教學內容

配

一、實驗目的1、了解TPC7062KX系列觸摸屏的基本信息；2、了解TPC7062KX系列觸摸屏編程電纜的制作及與S7-200PLC通訊線的制作；3、學習TPC7062KXL系列觸摸屏編程軟件的使用。

二、實驗設備序號名稱數量1XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺1臺2觸摸屏掛箱1個3觸摸屏編程電纜1根

三、實驗內容

1、TPC7062KX系列觸摸屏的認識MCGS系列觸摸屏是專門面向PLC應用的一種新型的人機界面，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數字等來處理或監(jiān)控管理及應付隨時可能變化信息的多功能顯示屏。主要提供以下幾個功能：●指示燈（PLCI/O顯示、內部結點顯示、多段指示燈等）●開關（位狀態(tài)型開關、多段開關、切換窗口開關等）●各種動態(tài)圖表（棒圖、儀表、移動元件、趨勢圖等）●數據顯示（數值顯示、ASCII顯示、文字顯示等）●數據輸入（數值輸入、ASCII輸入、文字輸入等）●靜態(tài)顯示（直線、圓、文字等）2、系統(tǒng)連接

7

TPC7062KX觸摸屏具有1個串行通訊口，其中PC[RS-232]口一般連接到計算機。MCGS上的PLC[RS-232]口可以連接到PLC。同時要確保指撥開關全撥到OFF位置（這是觸摸屏的默認設置）。

3、使用EB500軟件制作簡單工程通過實例介紹MCGS嵌入版組態(tài)軟件中建立同西門子S7-200通訊的步驟，實際操作地址是西門子Q0.0、Q0.1、Q0.2、VW0和VW2。1、建立工程

鼠標雙擊Windows操作系統(tǒng)的桌面上的組態(tài)環(huán)境快捷方式，可打開嵌入版組態(tài)軟件，然后按如下步驟建立通訊工程：（1）單擊文件菜單中“新建工程”選項，彈出“新建工程設置”對話框，TPC類型選擇為“TPC7062K”，點擊確認。

圖2.3（2）選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。（3）在文件名一欄內輸入“TPC通訊控制工程”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。2、設備組態(tài)

（1）在工作臺中激活設備窗口，鼠標雙擊進入設備組態(tài)畫面，點擊工具條中

的打開“設備工具箱”，

8

圖2.4（2）在設備工具箱中，鼠標按順序先后雙擊“通用串口父設備”和“西門子_S7200PPI”添加至組態(tài)畫面窗口，如圖2.5所示。提示是否使用西門子默認通訊參數設置父設備，如圖2.6所示，選擇“是”。

(3)在用戶窗口雙擊進入“動畫組態(tài)西門子200控制畫面”，點擊打開“工具箱”。(4)建立基本元件①按鈕：從工具箱中單擊“標準按鈕”構件，在窗口編輯位置按住鼠標左鍵拖放出一定大小后，松開鼠標左鍵，這樣一個按鈕構件就繪制在窗口中。如圖2.9所示。接下來雙擊該按鈕打開“標準按鈕構件屬性設置”對話框，在基本屬性頁中將“文本”修改為Q0.0，點擊確認按鈕保存，如圖2.10所示。

45

三、工程下載1、連接TPC7062K和PC機將普通的USB線，一端為扁平接口，插到電腦的USB口，一端為微型接口，插到TPC端的USB2口。

9

圖2.242、工程下載點擊工具條中的下載按鈕，進行下載配置。選擇“連機運行”，連接方式選擇“USB通訊”，然后點擊“通訊測試”按扭，通訊測試正常后，點擊“工程下載”。

15分鐘

圖2.25

作業(yè)布置寫實訓報告

課后反思

10

計算機監(jiān)控系統(tǒng)概述掌握計算機控制系統(tǒng)的基本組成和分類采用組態(tài)控制技術的計算機控制系統(tǒng)和一般計算機控制系統(tǒng)的異同討論第2周學時間分配30自動控制系統(tǒng)的組成教學手段課時累計過多媒體10程

計算機監(jiān)控系統(tǒng)概述掌握計算機控制系統(tǒng)的基本組成和分類采用組態(tài)控制技術的計算機控制系統(tǒng)和一般計算機控制系統(tǒng)的異同討論第2周學時間分配30自動控制系統(tǒng)的組成教學手段課時累計過多媒體10程教學目標和要求教學重點和難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容

一、知識回顧：什么是組態(tài)技術？

二、授課內容：

0.1計算機控制系統(tǒng)計算機控制就是用計算機控制某種設備使其按照要求工作。人們熟知的機器人就是在計算機的控制下工作的，工廠自動化生產線、家用電器中也普遍使用計算機控制。利用計算機控制各種設備，是電氣工程師和技術人員的一項基本工作。計算機在實現其控制功能的時候往往還需要一些設備的配合，這些設備與計算機、被控設備一起統(tǒng)稱為計算機控制系統(tǒng)。

0.1.1人是如何對設備進行控制的？現在通過水罐水位控制實例說明人工控制的方法與過程。對于圖0.1水罐，通常采用以下方法：1）觀察水位—用眼睛。（2）判斷與計算：將實際水位和期望的水位進行比較，根據差值先判斷需要開大還是關小進水閥門，再根據差值估計進水閥開度的改變量—用大腦。（3）行動：改變閥門開度—用手。（4）重復步驟（1）～（3），直到水位達到期望范圍。

0.1.2

如果用水位變送器代替人眼，用電動調節(jié)器代替人腦、用電動調節(jié)閥代替人手，

用給定器輸入水位給定值，就構成了一個水位自動控制系統(tǒng)，如圖0.2所示。

11

代表偏差計算機控制系統(tǒng)的組成

?在該系統(tǒng)中，水位變送器不斷地檢測水位，并將其轉換成電流信號送代表偏差計算機控制系統(tǒng)的組成

給電動調節(jié)器，電動調節(jié)器像人腦一樣接收水位信號和水位給定信號，將

兩者進行比較，根據偏差計算出給水調節(jié)閥門的開度，并將開度信號以電

流形式送給電動調節(jié)閥門，電動調節(jié)閥門根據電流大小改變給水閥門開度，

調節(jié)給水流量，從而達到控制水位的目的。

?由水位自動控制系統(tǒng)，我們引出了一般自動控制系統(tǒng)的典型組成結

構，如圖0.3所示。

有時候，也將一般自動控制系統(tǒng)的方框圖畫成圖0.4，其中符號

計算。偏差＝給定值-測量值

?閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本工作過程是：當發(fā)生干擾時，被控參數偏離給定

值，通過檢測器，控制器能“感知”生產進行的情況，并根據參數實際值

與設定值的偏差，按照一定的控制算法發(fā)出控制信號。通過執(zhí)行器，控制

器的控制信號被轉換成物料量或能量的變化，抵消了干擾對被控參數造成

的影響，從而使被控參數穩(wěn)定在規(guī)定范圍。

?有時候，一個自動控制系統(tǒng)也可以不要檢測器，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)

控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的組成框圖如圖0.5所示。

開環(huán)控制用在不需要精確控制被控參數，或被控對象受到的干擾較少，被控參

數不經常波動等情況下。

?0.1.3

?計算機控制系統(tǒng)的控制器全部采用計算機。而一般自動控制系統(tǒng)的控

制器則形式多樣，可能是由繼電器、接觸器構成的一個電路，可能是一塊

獨立的儀表，也可能是某種機械裝置。

?計算機控制系統(tǒng)的組成框圖如圖0.7所示。與一般自動控制系統(tǒng)相

比，還有一個主要的不同，它增加了輸入接口（theInputInterface）和

輸出接口（theOutputInterface），統(tǒng)稱為輸入輸出接口或I/O接口（I/O

Interface）。輸入接口的主要作用是將檢測環(huán)節(jié)的輸入信號（通常為電信

號）轉換為計算機能夠接收的數字信號；輸出接口的主要作用是將計算機

12

計算機控制系統(tǒng)中使用的計算機計算機控制系統(tǒng)中使用計算機的種類組態(tài)控制技術在計算機控制系統(tǒng)中組態(tài)技術的兩個層面

輸出的數字信號轉換為電信號輸出給執(zhí)行器計算機控制系統(tǒng)中使用的計算機計算機控制系統(tǒng)中使用計算機的種類組態(tài)控制技術在計算機控制系統(tǒng)中組態(tài)技術的兩個層面

?0.2

?0.2.1

?經常使用的計算機主要有三種：IPC、PLC、MCU。

?IPC稱為工業(yè)控制計算機或工業(yè)PC機。它與普通的PC相比，具有抗

干擾性強，穩(wěn)定性和可靠性好，防護性能好，運行速度快，存儲容量可高

可低，裝備應用軟件少，可組合性好等優(yōu)點。

?PLC是一種專門用于工業(yè)控制的計算機，在外觀上和使用方法上與PC

機完全不同。圖0.9所示是兩種PLC的外觀。

?MCU是微控制器，也稱為單片機。它是一種可用于工業(yè)控制也可用于

家用電器、辦公設備、實驗室測量等多領域的微型計算機芯片。圖0.10所

示是兩種單片機芯片的外觀。

0.3

0.3.1451．組態(tài)的本來含義

組態(tài)（Configuration）的意思就是模塊的任意組合。

2．在計算機控制系統(tǒng)中組態(tài)的兩個層面

在計算機控制系統(tǒng)中，組態(tài)含有硬件組態(tài)和軟件組態(tài)兩個層面的含義。

所謂硬件組態(tài)，是指系統(tǒng)大量選用各種專業(yè)設備生產廠家提供的成熟通用的硬

件設備，通過對這些設備的簡單組合與連接實現自動控制系統(tǒng)。

?這些通用設備包括控制器（IPC、PLC和以MCU為核心的各種控制器）、

各種檢測設備（傳感器和變送器）、各種執(zhí)行設備（電磁閥、氣缸、電動機

等）、各種命令輸入設備（按鈕、給定設備），還有各種I/O接口設備。

?這些通用設備一般都做成具有標準尺寸和標準信號輸出的模板或模

塊，它們就像積木一樣，可以根據需要組合在一起。

?所謂軟件組態(tài)就是利用專業(yè)軟件公司提供的工控軟件進行系統(tǒng)程序

設計。這些軟件提供了大量工具包供設計者組合使用，因此被稱為組態(tài)軟

件。利用組態(tài)軟件工程技術人員可以方便地進行監(jiān)控畫面制作和程序編制。

13

15分鐘

作業(yè)布置計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組成與分類？

課后反思計算機監(jiān)控系統(tǒng)太抽像

14

窗口切換學習在TPC7062KX觸摸屏上實現兩個窗口間的切換（以TPC7062KX屏為例）。兩個窗口間的切換情境模擬第2周學過窗口切換學習在TPC7062KX觸摸屏上實現兩個窗口間的切換（以TPC7062KX屏為例）。兩個窗口間的切換情境模擬第2周學過時間分配名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺觸摸屏掛箱觸摸屏編程電纜教學手段課時累計程數量1臺1個1根案例教學12

教學

目標和要求

教學

重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

一、實驗目的1、了解TPC7062KX系列觸摸屏的基本信息；

2、了解TPC7062KX系列觸摸屏編程電纜的制作及與S7-200PLC通訊線的制作；

3、學習TPC7062KXL系列觸摸屏編程軟件的使用。

4、主要是做一個主窗口和一個子窗口，然后能進行相互切換

二、實驗設備

序號

1

2

3

三、實驗內容1、新建一個工程并保存如圖1.1和圖1.2。

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容小結10分鐘。

圖1.1

圖1.22、分別在用戶中創(chuàng)建窗口1、窗口2和窗口3；把窗口1設置為啟動窗口。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

2、窗口0上放置三個功能鍵的屬性設置如圖1.3和1.4。

圖1.3同樣設置按鈕打開窗口2和打開窗口3。3、工程離線模擬首先下載工程

按下啟動運行按鈕即可3、窗口2和基本窗口3。（比如用文本元件要在窗口中顯示一些文字）。編輯完之后我們對工程進行保存然后編譯，進行離線模擬。

四、實驗故障分析

作業(yè)布置

1.怎樣實現5個窗口的切換？

課后反思

今后多采取啟發(fā)性教學

組態(tài)軟件概述組態(tài)軟件編寫控制流程講授第3周學過時間分配組態(tài)軟件概述組態(tài)軟件編寫控制流程講授第3周學過時間分配教學手段課時累計程PPT14

什么是MCGS組態(tài)軟件、MCGS由哪幾部分組成、MCGS教學的工作方式是怎樣的、MCGS組態(tài)軟件常用術語、MCGS組態(tài)軟目標和要求件的操作方式、組態(tài)軟件編寫控制流程

教學

重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

一、知識回顧：什么是計算機監(jiān)控系統(tǒng)？

二、授課內容：1、什么是組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控

層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控

制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。對應于原有的HMI（人機接口軟件，Human

MachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應該是一個使用戶能快速建立自己的HMI的軟

件工具，或開發(fā)環(huán)境。

2、組態(tài)軟件產生背景是怎樣的？

“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）簡稱DCS

出現才開始被廣大的生產過程自動化技術人員所熟知的。

1,引入新課5

1,引入新課5

2，新內容講

3，主講內容

1.IFix：是國內做得最成功的組態(tài)軟件品牌。連續(xù)多年銷售額第一。分鐘。2.Intouch：最早進入國內的組態(tài)軟件，銷售額僅次于IFix。

3.WinCC：西門子的組態(tài)軟件產品。對西門子本身支持完善，多數時候配套西門子解75分鐘。硬件設備一起提供。

4.國內品牌：組態(tài)王：是國內最早、裝機量最多的組態(tài)軟件。MCGS：國內組態(tài)軟件小結10分鐘。第二品牌。

5.其它還有一些二流品牌，如：俄羅斯的TraceMode，澳大利亞的西亞特、ab

的RSView，GE的Cimplicity等。四、什么是MCGS組態(tài)軟件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。五、MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成

時間分配腳本語言編輯環(huán)境

教學步驟及教學內容時間分配腳本語言編輯環(huán)境

MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關。MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應用系統(tǒng)的工作環(huán)境，用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成全部組態(tài)工作。②MCGS運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，在運行環(huán)境中完成對工程的控制工作。

六、

（1）賦值語句

賦值語句的形式為：數據對象=表達式。賦值號用“=”表示，它的具體含義是：把“=”右邊表達式的運算值賦給左邊的數據對象。賦值號左邊必須是能夠讀寫的數據對象，如：開關型數據、數值型數據以及能進行寫操作的內部數據對象，而組對象、事件型數據對象、只讀的內部數據對象、系統(tǒng)函數以及常量，均不能出現在賦值號的左邊，因為不能對這些對象進行寫操作。

賦值號的右邊為一表達式，表達式的類型必須與左邊數據對象值的類型相符合，否則系統(tǒng)會提示“賦值語句類型不匹配”的錯誤信息。

（2）條件語句

條件語句有如下三種形式：

If〖表達式〗Then〖賦值語句或退出語句〗

If〖表達式〗Then

〖語句〗

EndIf

If〖表達式〗Then

三、本節(jié)小結

1、如何建立畫面

2、如何實現畫面切換

作業(yè)布置

1.腳本語言編輯環(huán)境有哪些語句？

課后反思

今后多采取啟發(fā)性教學

數值輸入學習在TPC7062KX觸摸屏上通過一數值輸入鍵盤實現對寄存器的寫入操作。實現數值的輸入情境模擬第3周學過時間分配名稱XK-PLC6G型工學結合PLC數值輸入學習在TPC7062KX觸摸屏上通過一數值輸入鍵盤實現對寄存器的寫入操作。實現數值的輸入情境模擬第3周學過時間分配名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺觸摸屏掛箱觸摸屏編程電纜教學手段課時累計程數量1臺1個1根案例教學18

教學

目標和要求

教學

重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

一、實驗目的

學習在TPC7062KX觸摸屏上通過一數值輸入鍵盤實現對寄存器的寫入操作。

二、實驗設備

序號

1

2

3

三、實驗內容

1、新建一個工程并保存如圖1.1和圖1.2。

創(chuàng)建在用戶窗口上創(chuàng)建窗口0，在其上創(chuàng)建一個數值輸入元件

如圖1.3所示。

圖1.32、雙擊輸入框彈出屬性對話框。如圖1.4所示。

圖1.4存盤編譯并離線模擬工程。3、點擊數值輸入元件，進行輸入時元件下方會彈出一個數值輸入鍵盤，輸入完成后鍵盤自動消失。

三、實驗現象分析

作業(yè)布置

1.如何實現數值輸入的同時實現標簽數據的顯示？

課后反思

今后多采取啟發(fā)性教學

用IPC和MCGS實現機械手監(jiān)控系統(tǒng)通過機械手控制實例學習采用MCGS組態(tài)軟件、IP用IPC和MCGS實現機械手監(jiān)控系統(tǒng)通過機械手控制實例學習采用MCGS組態(tài)軟件、IPC和I/O板卡構

與調試的方法。演示第4周學過時間分配教學手段課時累計程PPT22

教學成計算機控制系統(tǒng)的方法。用MCGS進行監(jiān)控畫面制作、監(jiān)控程序編寫目標和要求

教學用MCGS進行監(jiān)控畫面制作、監(jiān)控程序編寫與調試的方法重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

一、知識回顧：什么是組態(tài)技術？

二、授課內容：1、機械手監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計由圖1.2可以看到，控制伸縮氣缸的電磁閥是一個雙作用電磁閥，上有兩個電磁線圈。（1）縮回線圈得電時，電磁力使電磁閥處在圖1.1（a）所示位置。氣流方向為：氣源→氣源處理組件→電磁閥進氣口1→電磁閥氣口2→節(jié)流閥1→氣缸氣口1。在氣流壓力作用下，氣缸桿向左運動（縮回）。左側氣室內的氣體→氣缸氣口2→節(jié)流閥2→電磁閥氣口4→電磁閥氣口5→大氣。（2）伸出線圈得電時，電磁力使電磁閥處在圖1.1（b）所示位置。氣流方向為：氣源→氣源處理組件→電磁閥進氣口1→電磁閥氣口4→節(jié)流閥2→氣缸氣口2。在氣流壓力作用下，氣缸桿向右運動（伸出）。右側氣室內的氣體→氣缸氣口1→節(jié)流閥1

伸縮氣缸動作原理

1,引入新課伸縮氣缸動作原理5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容小結10分鐘。

圖1.1

時間分配機械手氣動回路圖

教學步驟及教學內容時間分配機械手氣動回路圖

圖1.1所示使用的電磁閥有兩個位置、5個通氣口、2個線圈，被稱為2位5通雙電控閥。

二、機械手氣路圖

?圖1.2是機械手氣動回路圖。共有3個電磁閥，全部采用2位5通雙作用閥。因此有6個電磁閥控制信號，分別控制左移、右移、上移、下移、抓緊和放松動作。1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容小結10分鐘。

圖1.2

三、機械手對象分析

?被控對象—機械手。?控制目標—使機械手能夠接收啟動、停止、復位命令，能夠抓取工件運送到指定位置。?被控參數—機械手運動軌跡和抓放動作。運動軌跡可分解為四個點：左上位（機械手初始位）、左下位（工件初始位）、右上位、右下位（工件目標位）。?控制變量—共六個，分別是伸縮缸電磁閥的伸出線圈和縮回線圈、升降缸電磁閥的上升線圈和下降線圈、夾緊缸電磁閥的夾緊線圈和放松線圈。

1,引入新課5分鐘。

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容小結10分鐘。

1.命令輸入設備選型

?本系統(tǒng)命令輸入設備只需要1個啟動/停止按鈕、1個復位/停止按鈕，如圖1.6所示。根據控制要求，可選用帶自鎖功能的按鈕，也可選用旋轉開關。

2.傳感器和變送器選型

?由于采用開環(huán)結構，此部分工作免去。

3.執(zhí)行器選型

?本系統(tǒng)執(zhí)行器是機械手上的電磁閥。圖1.7所示為電磁閥安裝在匯流板上的情況。共4個，其中3個為伸縮、升降、夾緊閥，另一個可做旋轉缸控制閥，控制機械手的旋轉。本系統(tǒng)暫不考慮旋轉運動。?匯流板將電磁閥集中安裝，為每個電磁閥提供進氣和排氣通道。匯流板的排氣口裝有消聲器，以減小噪音。每個電磁閥的上面都有兩個氣口，這兩個氣口通過氣管與氣缸的節(jié)流閥相連。由于是雙作用電磁閥，每個閥的左右兩側各有一個線圈，每個線圈都有導線相連。?本系統(tǒng)使用電磁閥工作電壓DC24V，線圈功率1.5W。

作業(yè)布置

1.能讀懂機械手氣路圖。2.MCGS主控臺有幾個不同的組態(tài)窗口？

課后反思

應該多多講練結合！

畫面制作與PLC之間的數據連接通過本實驗學習在TPC7062KX觸摸屏上畫面的制作和觸摸屏與PLC寄存器間的數據連接。TPC7062KX觸摸屏與畫面制作與PLC之間的數據連接通過本實驗學習在TPC7062KX觸摸屏上畫面的制作和觸摸屏與PLC寄存器間的數據連接。TPC7062KX觸摸屏與PLC之間的通信講練結合第4周學時間分配數量XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺1個1根1,引入新課5分鐘。教學手段課時累計過程1臺案例教學24教學目標和要求

教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容一、實驗設備序號名稱12觸摸屏掛箱3觸摸屏編程電纜二、實驗內容1、新建一個工程并保存如圖1和圖2。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容

小結10分

鐘

圖1

時間分配

解75時間分配

解75分鐘。3，主講內容

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講圖22、創(chuàng)建用戶窗口0，在其上面創(chuàng)建文本元件的方法如圖3所示，創(chuàng)建畫面中所需的文本。

小結10分

鐘

圖34、點擊右鍵[插入元件元件],選擇指示燈雙擊元件在讀取地址欄中，設備類型選取M寄存器，設備地址填0。如圖4所示。

5、用實驗五介紹的方法創(chuàng)建數值按鈕元件元件，在讀取地址欄設備類型選取M寄存器，設備地址填0。如圖5所示。

時間分配3，主講內容

教學步驟及教學內容時間分配3，主講內容

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

圖4

小結10分

鐘

圖5

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配8、最終畫面如圖6所示。

9、對工程進行保存和編譯，然后進行離線模擬。

1.掌握TPC7062KX觸摸屏上畫面的制作和觸摸屏與PLC寄存器間的數據連接。

課后反思

多采取啟發(fā)式教學

機械手系統(tǒng)監(jiān)控軟件的設計機械手系統(tǒng)監(jiān)控軟件的設計與調試，掌握在MCGS編程方法組態(tài)軟件編程、PLC的編程講練結合第5周學時間分配

圖標，進入組態(tài)環(huán)境，

工程另機械手系統(tǒng)監(jiān)控軟件的設計機械手系統(tǒng)監(jiān)控軟件的設計與調試，掌握在MCGS編程方法組態(tài)軟件編程、PLC的編程講練結合第5周學時間分配

圖標，進入組態(tài)環(huán)境，

工程另5分鐘。）選擇希望的路徑，在文件名一欄內輸入工程名，按鈕，工程建立完3，主講內容小結10分鐘。教學手段課時累計過程1,引入新課2，新內容講解75分鐘。PPT26教學目標和要求

教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容機械手系統(tǒng)監(jiān)控軟件的設計與調試一、工程的建立（1）雙擊桌面“MCGS組態(tài)環(huán)境”屏幕中間窗口為工作臺。（2）單擊“文件”→“新建工程”。（3）單擊“文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“存為”，彈出文件保存窗口。（4如“機械手監(jiān)控系統(tǒng)”，單擊“保存”畢。二、變量的定義變量也叫數據對象。變量（即數據對象）的定義方法如下。1．變量分配變量定義前需要對系統(tǒng)進行分析，確定需要的變

時間分配

2，新內容講選項卡，進入3，主講內容小時間分配

2，新內容講選項卡，進入3，主講內容小結10分鐘。解75分鐘。量，本系統(tǒng)至少有8個變量，見表1.6。

1,引入新課5分鐘。

2．變量定義步驟（1）單擊工作臺中的“實時數據庫”“實時數據庫”窗口頁。（2）單擊工作臺右側“新增對象”按鈕，在數據對象列表中立刻出現了一個新的數據對象。二、畫面的設計與編輯參考的監(jiān)控畫面設計，畫面中畫出了機械手的簡單示意圖，并設計了6個指示燈，代表機械手的上、下、左、右、夾緊、放松等動作。運行時，指示燈應隨動作變化做相應指示。畫面中還設計了兩個狀態(tài)指示燈，代表啟動按鈕和復位按鈕的狀態(tài)。當按下機械手上的啟動和復位按鈕時，它們將進行相應的指示。畫面設計包括建立畫面、編輯畫面兩個步驟。1．建立畫面（1）單擊屏幕左上角的工作臺圖標，彈出“工作臺”窗口。（2）單擊“用戶窗口”選項卡，進入“用戶窗口”頁。

時間分配監(jiān)控畫面

教學步驟及教學內容時間分配監(jiān)控畫面（3）單擊右側“新建窗口”按鈕，出現“窗口0”圖標。（4）單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶窗口屬性設置”窗口。

圖12．編輯畫面（1）進入畫面編輯環(huán)境。①在“用戶窗口”中，選中“機械手監(jiān)控畫面”，單擊右側“動畫組態(tài)”按鈕（或雙擊“機械手監(jiān)控畫面”），進入動畫組態(tài)窗口，之后就可以在這個窗口里編輯自己的畫面了。三、定時器的使用（1）在策略中添加定時器構件。①單擊屏幕左上角的工作臺圖標，彈出“工作臺”窗口。②單擊“運行策略”選項卡，進入“運行策略”頁。“啟動策略”是指系統(tǒng)啟動時要執(zhí)行的操作，一般用來完成系統(tǒng)的初始化工作。四、動畫連接與調試畫面編輯好以后，需要將畫面中的圖形與前面定義據對象關聯(lián)起來，以便運行時，畫面上的內容能隨變量變化。將畫面上的對象與變量關聯(lián)的過程叫動畫連接。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配?上述功能需要通過編寫控制程序實現。在MCGS中?編寫控制程序與一般程序設計語言編程有較大的不同，它采用策略組態(tài)的形式。?所謂運行策略，可以簡單地理解為系統(tǒng)運行與控制的思想和方法。MCGS提供了許多“策略構件”，如定時器、計數器、腳本程序等供系統(tǒng)設計人員使用。編程就是根據系統(tǒng)的需要，對這些策略構件進行組態(tài)。觀察機械手監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求，不難發(fā)現，控制過程不過是使各個電磁閥定時、順序動作。讓電磁閥動作很簡單，只要設法使相應的變量置0或置1即可。MCGS提供了定時器構件，因此可以利用它實現定時功能。在具體設計之前先來學習定時器的使用。

1.怎樣新增腳本程序。

課后反思

啟發(fā)性教學

組態(tài)王認識掌握組態(tài)王軟件的組成。2、掌握組態(tài)王軟件對工業(yè)現場數據監(jiān)控系統(tǒng)的建立。組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法。講練結合第5周學時間分配

1,引入新課5分鐘。名稱XK-PLC6G型工學結合組態(tài)王認識掌握組態(tài)王軟件的組成。2、掌握組態(tài)王軟件對工業(yè)現場數據監(jiān)控系統(tǒng)的建立。組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法。講練結合第5周學時間分配

1,引入新課5分鐘。名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺PLC主機掛箱PLC與組態(tài)王通訊電纜跨接線鐘教學手段課時累計過程數量1臺1個1根若干案例教學302，新內容講解75分鐘。3，主講內容

教學目標和要求教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容

一、實驗目的

1、掌握組態(tài)王軟件的組成。

2、掌握組態(tài)王軟件對工業(yè)現場數據監(jiān)控系統(tǒng)的建立。

3、掌握組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法。

二、實驗設備

序號

1

2

3小結10分4

三、實驗內容

1、組態(tài)王軟件的組成

“組態(tài)王”軟件包由工程管理器、工程瀏覽器、畫面開發(fā)系統(tǒng)、畫面

運行系統(tǒng)、信息窗口等部分組成。其中，工程管理器用于新建工程、工程

管理等。工程瀏覽器和畫面運行系統(tǒng)是各自獨立的Windows應用程序，均

可單獨使用；兩者又相互依存，在工程瀏覽器的畫面開發(fā)系統(tǒng)中設計開發(fā)

的畫面應用程序必須在畫面運行系統(tǒng)運行環(huán)境中才能運行。

時間1,引入新課5時間1,引入新課5分鐘。分配（1）工程管理器

工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理，如新建工程、搜索工程、工程的備份、工

程的恢復、變量的導入導出、定義工程的屬性等。其界面如圖4.1.1所示。（2）工程瀏覽器工程瀏覽器是“組態(tài)王”軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設計的圖形畫面、命令語言、設備驅動程序管理、配方管理、數據報告等工程資源進行集中管理，并在一個窗口中進行樹形結構排列，這種功能與Windows98操作系統(tǒng)中的資源管理器的功能相似。組態(tài)王工程瀏覽器的結構如圖4.1.2所示。（3）組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)是應用程序的集成開發(fā)環(huán)境。工程人員在這個環(huán)境中完成界面的設計、動畫連接的定義等，其開發(fā)環(huán)境如圖4.1.3所示。

2，新內容講解75分鐘。

3，主

講內

容小

結10

分鐘

圖4.1.3（4）畫面運行系統(tǒng)（TOUCHVEW）TOUCHVEW是組態(tài)王軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與I/O服務程序（數據采集組件）的數據交換。它通過實時數據庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各種數據，并把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數據文件。啟動"組態(tài)王"的畫面運行系統(tǒng)TouchVew，其運行環(huán)境如圖4.1.4所示。

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解751,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容

小結10分鐘建立監(jiān)控系統(tǒng)應用程序項目的步驟①啟動組態(tài)王工程瀏覽器

組態(tài)王工程瀏覽器啟動后，會自動裝入前一次所做的工程項目。如果

要建立一個新的應用程序，請在組態(tài)王工程瀏覽器中用鼠標選擇“工程”菜

單，點擊“新建”菜單命令，此時會彈出“新建工程”對話框。填入工程路徑和

工程名稱，用鼠標按“確定”按鈕，即可進入組態(tài)王工程瀏覽器。如果要打開

以前所做工程，請在組態(tài)王工程瀏覽器中用鼠標選擇“工程”菜單，點擊“打

開”菜單命令，此時會彈出“組態(tài)王工程管理”對話框。選擇工程名稱，按“確

定”按鈕。

②進行設備配置

在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，用鼠標點擊“設備”大綱項下的

相應設備成員名，然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內容顯示區(qū)內雙擊“新建”圖標，

會彈出“設備配置向導”對話框。在此對話框中完成與組態(tài)王通訊的設備的設

置。

③啟動組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)

在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，用鼠標點擊“文件”大綱項下的

“畫面”成員名，然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內容顯示區(qū)按鼠標右鍵，會彈出一

個對話框。在此對話框中選擇“新建畫面”項，即彈出“新畫面”對話框。填入

畫面名稱后，按“確定”按鈕，進入組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。

④構造數據庫

數據庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分，在TOUCHVEW運行時，它含有

全部變量定義是在“變量屬性”對話框中進行的，在工程管理器中，選擇“數

據庫＼數據詞典”，雙擊“新建圖標”，彈出“變量屬性”對話框。此對話框可

以對數據變量完成增加、刪除、改動等操作，以及數據庫的管理工作。

⑤定義動畫連接

雙擊圖形對象可彈出“動畫連接”對話框，用戶可以對一個圖形對象同時

定義多個連接，組合成復雜的效果，以便滿足實際中任意的動畫顯示需要。

時間分配作業(yè)布置

教學步驟及教學內容時間分配作業(yè)布置

⑥運行與調試

啟動組態(tài)王運行系統(tǒng)TOUCHVEW，觀察是否能正常進行數據的采集和動

畫連接，并進行調試

3、掌握組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法（1）組態(tài)王與S7-200系列PLC通訊，需要可以使用PC/PPI電纜。

（2）建立通訊連接

1.寫實驗報告

課后反思

多采取啟發(fā)式教學

機械手軟件與硬件聯(lián)調實現機械手監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)調MCGS組態(tài)軟件編寫的程序和PLC編寫的程序講練結合第6機械手軟件與硬件聯(lián)調實現機械手監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)調MCGS組態(tài)軟件編寫的程序和PLC編寫的程序講練結合第6周學時間分配1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。教學手段課時累計過程PPT34教學目標和要求教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容機械手監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件聯(lián)調一、機械手監(jiān)控系統(tǒng)電路連接（1）斷開所有電源。（2）按圖1所示連接按鈕和接線端子板PS-037。3，主講內容

小結10分

鐘

圖1按鈕SB1、SB2與PCS-037（PCI-8408）接線圖（3）按圖1所示連接電磁閥和接線端子板PS-037。（4）如果機械手實訓設備上已集成了按鈕和電磁閥，只將端子留出，已集成好的機械手與接線端子板的連接連接。（5）用37芯D型電纜將接線端子板和計算機內的

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解71,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容

小結10分

鐘PCI-8408連接起來。（6）接線檢查。二、在MCGS中進行PCI-8408板卡設備的連接與配置連接過程包括添加設備、設置設備屬性、調試設備三部分。1．添加設備（1）單擊工作臺中的“設備窗口”選項卡，進入“設備窗口”頁。（2）單擊右側“設備組態(tài)”按鈕或雙擊“設備窗口”圖標，彈出設備組態(tài)窗口。如果之前沒有裝入任何設備，窗口內空白。（3）單擊工具條上的“工具箱”圖標，彈出“設備工具箱”窗口，工具箱中列出了已選定的設備列表。（4）單擊“設備管理”按鈕，窗口左側為“可選設備”列表，右側為“選定設備”（即已經選定的設備）列表。（5）在左側“可選設備”列表中，雙擊“采集板卡”，彈出不同廠家的板卡列表。（6）雙擊“中泰板卡”，彈出中泰板卡不同型號產品的列表。（7）雙擊“PCI-8408”，彈出兩個可選項：文件夾“PCI-8408Files”和圖標“中泰PCI-8408”。（8）雙擊圖標，右側“選定設備”列表中出現“中泰PCI-8408”，表明該板卡成為“選定設備”。單擊“確認”按鈕，“設備管理”窗口被關閉。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容

小結10分

鐘1,引入新課5分鐘。（9）在右側“設備工具箱”列表中雙擊“中泰PCI-8408”，設備被添加到左側設備組態(tài)窗口中。至此完成設備的添加。三、設置設備屬性（1）雙擊左側“設備窗口”的“設備0-[中泰PCI-8408]”，進入“設備屬性設置”窗口，進行基本屬性設置。（2）單擊“通道連接”選項卡，進入“通道連接設置”頁。按表1.8所示的I/O分配表進行通道連接。

四、調試設備（1）檢查無誤后，接通機械手電源。（2）單擊“設備調試”選項卡，進入“設備調試”頁。（3）撥動機械手上的SB1和SB2按鈕，應能看到窗口中“啟動停止按鈕”和“復位停止按鈕”的“通道值”中的數據相應變化，表明輸入通道連接成功。（4）在窗口中改變“下移信號”的值，可以看到機械手相應的動作，表明輸出通道連接成功。依次檢查所有輸出通道。（5）單擊“確認”按鈕，關閉“設備屬性設置”窗口。

時間分配設備調試窗口

教學步驟及教學內容時間分配設備調試窗口

圖2

作業(yè)布置

1.掌握好程序編寫、調試的基本思想和方法。

多采用啟發(fā)性教學

組態(tài)王入門掌握組態(tài)王的變量定義和管理。掌握組態(tài)王的圖形動畫連接。組態(tài)王的趨勢曲線講練結合第6周學時間分配

1,引入新課名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺PLC主機掛箱PLC與組態(tài)王通訊電纜組態(tài)王入門掌握組態(tài)王的變量定義和管理。掌握組態(tài)王的圖形動畫連接。組態(tài)王的趨勢曲線講練結合第6周學時間分配

1,引入新課名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺PLC主機掛箱PLC與組態(tài)王通訊電纜跨接線小結10分

鐘教學手段課時累計過程數量1臺1個1根若干案例教學365分鐘。

2，新內容講解75分鐘。3，主講內容

教學目標和要求教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容一、實驗目的1、掌握組態(tài)王的變量定義和管理。2、掌握組態(tài)王的圖形動畫連接。3、了解組態(tài)王的趨勢曲線。二、實驗設備

序號

1

2

3

4

三、實驗內容1、變量定義和管理

（1）變量的數據類型組態(tài)王中變量的數據類型與一般程序設計語言中的變量比較類似，主要有以下幾種：●實型變量類似一般程序設計語言中的浮點型變量，用于表示浮點（float）型數據，取值范圍10E-38～10E+38，有效值7位。

時間分配

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講時間分配

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。3，主講內容小結10分鐘

●離散變量

類似一般程序設計語言中的布爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，

用于表示一些開關量。

●字符串型變量

類似一般程序設計語言中的字符串變量，可用于記錄一些有特定含義

的字符串，如名稱，密碼

等，該類型變量可以進行比較運算和賦值運算。字符串長度最大值為128

個字符。

●整數變量

類似一般程序設計語言中的有符號長整數型變量，用于表示帶符號的

整型數據，取值范圍

（-2147483648)～2147483647。

●結構變量

當在組態(tài)王工程中定義了結構變量時，在變量類型的下拉列表框中會

自動列出已定義的結構變

量，一個結構變量作為一種變量類型，結構變量下可包含多個成員，每一

個成員就是一個基本變量，成員類型可以為：內存離散、內存整型、內存

實型、內存字符串、IO離散、IO整型、IO實型、IO字符串。

（2）基本變量的定義

在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，右側的內容顯

示區(qū)會顯示當前工程中所定義的變量。雙擊“新建”圖標，彈出“定義變

量”屬性對話框。組態(tài)王的變量屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三

個屬性頁組成。采用這種卡片式管理方式，用戶只要用鼠標單擊卡片頂部

的屬性標簽，則該屬性卡片有效，用戶可以定義相應的屬性?！白兞繉傩浴?/p>

對話框如下圖4.2.1所示。

時間分配3，主講內容

教學步驟及教學內容時間分配3，主講內容單擊“確定”按鈕，則工程人員定義的變量有效時保存新建的變量名到數據庫的數據詞典中。若變量名不合法，會彈出提示對話框提醒工程人員修改變量名。單擊“取消”按鈕，則工程人員定義的變量無效，并返回“數據詞典”界面。（3）結構變量△結構變量的定義新建結構：增加新的結構。單擊"新建結構"按鈕，彈出結構變量名輸入對話框，如下圖4.2.4所示。在結構名稱輸入對話框中輸入“儲料罐”，單擊確定按鈕，關閉對話框，則在結構變量定義界面上增加了一個新的結構，如下圖4.2.5所示。

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

圖4.2.4

小結10分

鐘

圖4.2.5增加成員：選中一個結構模板，如圖4.2.5所示，單擊"增加成員"按鈕，彈出新建結構成員

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配變量名：輸入與圖形對象相聯(lián)系的變量，單擊“？”可以查看已定義的變量名和變量域。向左：圖形對象從設計位置向左移動的最大距離。向右：圖形對象從設計位置向右移動的最大距離。最左邊：圖形對象在最左端時變量的值。最右邊：圖形對象在最右端時變量的值。作業(yè)布置

1.寫實驗報告

課后反思

多采取啟發(fā)式教學

電動大門硬件設計用IPC和MCGS實現電動大門監(jiān)控系統(tǒng);通過電動大門控制實例學習采用MCGS組態(tài)軟件、IPC電動大門硬件設計用IPC和MCGS實現電動大門監(jiān)控系統(tǒng);通過電動大門控制實例學習采用MCGS組態(tài)軟件、IPC和PLC構成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的方法講練結合第7周學時間分配1,引入新課5分鐘。關門按鈕和停

解75分鐘。提示后，門開始打開，當門完全教學手段課時累計過程2，新內容講

3，主講內容小結10分鐘。PPT40教學目標和要求教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容電動大門監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計一、電動大門監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求獨立的電動大門控制用普通繼電器和單片機實現比較多見。工控機用在系統(tǒng)有多種設備需要監(jiān)控的場合，如智能樓宇系統(tǒng)等。對電動大門有如下控制要求：（1）門衛(wèi)在警衛(wèi)室通過操作開門按鈕、止按鈕控制大門。（2）當門衛(wèi)按下開門按鈕后，報警燈開始閃爍，所有人員和車輛注意。5s打開時，門自動停止，報警燈停止閃爍。（3）當門衛(wèi)按下關門按鈕時，報警燈開始閃爍，5s后，門開始關閉，當門完全關閉時，門自動停止，報警燈停止閃爍。（4）在門運動過程中，任何時候只要門衛(wèi)按下停止

1,引入新課5分鐘。

2，新內容講解71,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。

3，主講內容小結10分鐘。二、電動大門監(jiān)控系統(tǒng)對象分析1．電動大門的驅動裝置電動大門的運動由電動機驅動。電動大門功率一般要求不高，多采用單相異步電動機。2．電動大門的主電路電動大門的開關門動作可通過電動機正、反轉實現。圖2.3所示是一種單相異步電動機的正、反轉控制電路原理圖。電動機內有主繞組和副繞組，二者相隔90°放置，KA1觸點閉合時，主繞組與副繞組得電，由于主、副繞組電流相位不同，產生旋轉磁場分量，電動機轉動。KA2接通時，主繞組電流方向不變，副繞組電流反向，主、副繞組電流相位差相應變化180°，電動機反向運動。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

（a）KA1觸點閉合，電動機正轉（b）KA2觸點閉合，電動機反轉

圖1電容運行單相異步電動機正反轉控制電路三、電動大門對象分析被控對象—電動大門。被控參數—開關門動作、報警燈閃爍?？刂颇繕恕闺妱哟箝T能夠接收開門、關門、停止等命令，并發(fā)出正、反轉信號，大門動作后，還應能夠檢測是否已經全部打開或關閉，是否夾到人或物品，能夠自動停止?？刂谱兞俊矁蓚€，分別控制正轉繼電器和反轉繼電器。四、閉環(huán)控制電動大門監(jiān)控系統(tǒng)方案(1)電動大門控制系統(tǒng)的閉環(huán)方案如圖2所示。

圖2閉環(huán)控制的電動大門系統(tǒng)方框圖閉環(huán)控制需要安裝3個傳感器，檢測門是否已全部打開、關閉，是否夾到人或物品。閉環(huán)控制在硬件結構上比開環(huán)開銷略大，但可以實現到位后自動停止。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

圖3電磁閥與PS-037（PCI-8408）DO通道的連接(3）中間繼電器與電動機的連接如圖2.15所示。（4）S7-200PLCCPU222與計算機的連接。本系統(tǒng)PLC與計算機之間通過PC/PPI電纜連接。（5）電動大門系統(tǒng)I/O分配。

作業(yè)布置

1.掌握電動大門監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計。

多采用啟發(fā)性教學

用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法。講練結合第7周學時間分配名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺PLC主機掛箱用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制組態(tài)王與S7-200系列PLC建立通訊連接的方法。講練結合第7周學時間分配名稱XK-PLC6G型工學結合PLC實訓臺PLC主機掛箱PLC與組態(tài)王通訊電纜跨接線3，主講內容小結10分實現三相異步電動機的正反轉控制，要求具有現場控制和主控制點號I0.0I0.1I0.2I0.3教學手段課時累計過程數量1臺1個1根若干鐘符號K6K0K1K2案例教學421,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。意義現場/主控室控制切換正轉啟動按鈕反轉啟動按鈕停止按鈕PLC控制電機正反轉

教學目標和要求教學重點與難點教學方法授課時間教教學步驟及教學內容

一、實驗目的用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制。二、實驗設備

序號

1

2

3

4

三、實驗內容1、控制要求用PLC室兩地控制模式，具有互鎖及熱保護。2、I/O分配（1）開關量輸入序號1234

時間分配意義正轉接觸器反轉接觸器意義主控室：正轉啟動按鈕主控室：反轉啟動按鈕主控室：停止按鈕當前控制權正轉接觸器狀態(tài)反轉接觸器狀態(tài)3，主講內容切換到停止狀態(tài)，然后將程序時間分配意義正轉接觸器反轉接觸器意義主控室：正轉啟動按鈕主控室：反轉啟動按鈕主控室：停止按鈕當前控制權正轉接觸器狀態(tài)反轉接觸器狀態(tài)3，主講內容切換到停止狀態(tài)，然后將程序4.3.31,引入新課5分鐘。

2，新內容講解75分鐘。小結10分鐘（2）開關量輸出序號點號符號1Q0.0KM12Q0.1KM23、PLC程序參考程序見“正反轉.MWP”。4、與組態(tài)王通訊的點序變量名點號讀寫屬號性1正轉啟動M0.0只寫2反轉啟動M0.1只寫3停止M0.2只寫4控制權狀態(tài)I0.0只讀5KM1狀態(tài)Q0.0只讀6KM2狀態(tài)Q0.1只讀四、實驗步驟1、按圖4.3.1進行主回路接線。2、下載PLC程序打開PLC程序“正反轉.MWP”，先將PLC裝入PLC，最后將PLC切換到運行狀態(tài)。3、啟動組態(tài)王軟件，選擇“電機正反轉”工程，點擊運行按鈕進入圖所示的監(jiān)控畫面。、

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配4、操作演示（1）按鈕K6用于切換控制權，按鈕斷開時為主控室控制，閉合時為現場控制。（2）主控室控制：即組態(tài)王有控制權，點擊正轉按鈕，電機正轉，點擊停止按鈕，電機停止；點擊反轉按鈕，電機反轉，點擊停止按鈕，電機停止；（3）現場控制：即用按鈕K0、K1、K2控制，點擊按鈕K0，電機正轉，點擊按鈕K2，電機停止；點擊按鈕K1，電機反轉，點擊按鈕K2，電機停止。

作業(yè)布置

1.寫實驗報告

課后反思

多采取啟發(fā)式教學

定義設備和變量1．掌握組態(tài)王定義設備和變量的方法；講練結合第8周學過時間分配教學手段課時累計定義設備和變量1．掌握組態(tài)王定義設備和變量的方法；講練結合第8周學過時間分配教學手段課時累計程上機46

教學

目標和要求2.理解變量的含義

教學理解變量的含義重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

1設備的建立

組態(tài)王對設備的管理是通過對邏輯設備名的管理實現

的，具體講就是每一個實際I/O設備都必須在組態(tài)王中指定10

一個唯一的邏輯名稱，此邏輯設備名就對應著該I/O設備的

生產廠家、實際設備名稱、設備通訊方式、設備地址、與上

位PC機的通訊方式等信息內容。

在組態(tài)王中，具體I/O設備與邏輯設備名是一一對應的，

有一個I/O設備就必須指定一個唯一的邏輯設備名。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

25

時間分配25

教學步驟及教學內容時間分配25

2.仿真PLC的定義

在使用仿真PLC設備前，首先要定義它，實際PLC設備

都是通過計算機的串口向組態(tài)王提供數據，所以仿真PLC設

備也是模擬安裝到串口COM上

3.變量詞典的定義

打開組態(tài)王，在數據庫是“組態(tài)王”最核心的部分。在

組態(tài)王軟件中數據庫分為：有實時數據庫和歷史數據庫.20在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數據詞典”項，

右側的內容顯示區(qū)會顯示當前工程中所定義的變量。雙擊“新

建”圖標，彈出“定義變量”屬性對話框。

時間分配

10

時間分配

10

結構變量

在工程實際中，往往一個被控對象有很多參數，而這樣

的被控對象很多，而且都具有相同的參數。如一個儲料罐，

可能有壓力、液位、溫度、上下限硬報警等參數，而這樣的

儲料罐可能在同一工程中有很多。如果用戶對每一個對象的

每一個參數都在組態(tài)王中定義一個變量，有可能會造成使用

時查找變量不方便，定義變量所耗費的時間很長，而且大多

數定義的都是有重復屬性的變量。如果將這些參數作為一個

對象變量的屬性，在使用時直接定義對象變量，就會減少大

量的工作，提高效率。學生練習

作業(yè)布置實訓報告

課后反思

在定義變量時寄存器選擇容易出現問題

智能建筑的控制網絡技術二、控制網絡開放式標準三、LONMARK標準講授第9周學過時間分配控制網絡概述20智能建筑的控制網絡技術二、控制網絡開放式標準三、LONMARK標準講授第9周學過時間分配控制網絡概述20教學手段課時累計程多媒體50

一、控制網絡概述

教學

目標和要求

四、BACnet標準

教學LONMARK標準重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

一

專用于控制領域的網絡為控制網絡，簡稱Infranet

（InfrastructureNetwork）。

控制系統(tǒng)應用模式的演變過程:

控制技術已經經歷了三代，即集中式（CCS）、集散式（DCS）

和現場總線（FCS）技術。

控制網絡源于計算機網絡技術，與一般的信息網絡有很多相

同之處，如網絡的拓撲結構、網絡的層次結構模型、網絡的

架構方法等都是相同的，但也有一些不同之處和獨特的地方。

時間分配控制網絡開放式標準35

教學步驟及教學內容時間分配控制網絡開放式標準35

二

開放系統(tǒng)即建筑設備自動化系統(tǒng)的所有部件均以公認的

工業(yè)標準技術制造。

控制網絡開放式標準具有兩個要求：

（1）系統(tǒng)的技術標準和規(guī)范所有廠商必須共同遵守；

（2）同樣功能的部件雖由不同廠家生產，但可以互相替換，

可以互操作。

目前國際上常用兩種開放式標準：

1）LONMARK標準

2）BANcet標準

三LONMARK標準

1）LONMARK標準是以LonWorks技術為基礎的一套標準。

2）LonWorks技術由美國Echelon公司90年代開發(fā)推出。

3）LonWorks技術實際上是一種測控網技術，更確切一點說

是一種工控網技術，也叫現場總線技術。能夠方便地實現現

場的傳感器、執(zhí)行器、儀表等聯(lián)網。

4）這種網絡不同于局域網，而是一種工控網。因為它傳輸數

據量較小的檢測信息、狀態(tài)信息和控制信息。

5）Echelon公司提出局部操作網LON（LocalOperating

Network）采用LonTalk協(xié)議的LON網稱為Lonworks網。

時間分配25

教學步驟及教學內容時間分配25

6）Lonworks技術是一套開放式技術，其通訊協(xié)議LonTalk

協(xié)議也是開放的

（1）LonWorks所用的通訊協(xié)議LonTalk提供ISO/OSI參考

模型所定義的全部七層服務。

（2）LonWorks支持多種通訊媒質和任意自由拓撲網絡結構。

（3）LonWorks支持的通訊媒質有雙絞線、同軸線纜、光纖

和無線微波等。

（4）LonWorks組網拓撲結構可以是任意形式，可以是星型、

樹型、網狀型等，實現真正的點對點通訊。

四BACnet標準

BACnet的優(yōu)點

1．開放性

2．互操作性

3．提供全面的端對端服務

BACnet協(xié)議在人機界面(HMI)和現場設備間或不同系統(tǒng)的現

場設備間可以直接進行信息傳輸而無需特別附加設備。

4．與總線協(xié)議的相對優(yōu)越性

時間分配103

教學步驟及教學內容時間分配103

BACnet具有LonWorks不具備的優(yōu)點：

（1）高速率和高吞吐量

（2）功能更強大

（3）互聯(lián)網擴展更靈活

（4）良好的伸縮性

（5）BACnet標準具有先進的體系結構

作業(yè)布置P22

課后反思

兩種總結的區(qū)別從理論上較難理解，但重點是從適用場合上理解區(qū)分。

定義動畫連接理解動畫連接的概念掌握定義動畫連接的方法講練結合第9周學過時間分配15教學手段課時累計定義動畫連接理解動畫連接的概念掌握定義動畫連接的方法講練結合第9周學過時間分配15教學手段課時累計程上機54

教學

目標和要求

教學掌握定義動畫連接的方法重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

1變量的類型和屬性

數據詞典中變量的類型變量可以分為基本類型和特殊類

型兩大類?；绢愋偷淖兞坑址譃椤皟却孀兞俊焙汀癐/O變量”

兩類。

“I/O變量”指的是需要“組態(tài)王”和其它應用程序（包括

I/O服務程序）交換數據的變量。這種數據交換是雙向的、動

態(tài)的，即：在“組態(tài)王”系統(tǒng)運行過程中，每當I/O變量的

值改變時，該值就會自動寫入遠程應用程序；每當遠程應用

程序中的值改變時，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。

所以，那些從下位機采集來的數據、發(fā)送給下位機的指令，

比如“反應罐液位”、“電源開關”等變量，都需要設置成“I/O

變量”。

時間分配，15

教學步驟及教學內容時間分配，15

內存離散變量、I/O離散變量:類似一般程序設計語言中的布

爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關量。

內存實型變量、I/O實型變量:類似一般程序設計語言中的浮

點型變量，用于表示浮點數據，取值范圍10E-38～10E+38

有效值7位。

內存整數變量、I/O整數變量:類似一般程序設計語言中的有

符號長整數型變量，用于表示帶符號的整型數據，取值范圍

－2147483648～2147483647。

內存字符串型變量、I/O字符串型變量:類似一般程序設計語

言中的字符串變量，可用于記錄一些有特定含義的字符串，

如名稱，密碼等，該類型變量可以進行比較運算和賦值運算。

變量基本屬性的說明

變量名:唯一標識一個應用程序中數據變量的名字，同一應用

程序中的數據變量不能重名，數據變量名區(qū)分大小寫，最長

不能超過32個字符。

2動畫連接

所謂“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數據庫變量的對

應關系。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

給圖形對象定義動畫連接是在“動畫連接”對話框中進25

行的。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中雙擊圖形對象（不能有多個圖形

對象同時被選中），彈出動畫連接對話框。

3.動畫連接種類

屬性變化

位置與大小變化

值輸出

用戶輸入35特殊：所有的圖形對象都可以定義閃爍、隱含兩種連接，

這是兩種規(guī)定圖形對象可見性的連接。按動任一按鈕彈出相

應連接對話框。

滑動桿輸入

命令語言連接

等價鍵：設置被連接的圖素在被單擊執(zhí)行命令語言時與鼠

時間分配

10

時間分配

10

標操作相同功能的快捷鍵。

優(yōu)先級:此編輯框用于輸入被連接的圖形元素的訪問

優(yōu)先級級別。當軟件在TouchVew中運行時，只有優(yōu)先級級別

不小于此值的操作員才能訪問它，這是“組態(tài)王”保障系統(tǒng)

安全的一個重要功能。

安全區(qū)：此編輯框用于設置被連接元素的操作安全區(qū)。當

工程處在運行狀態(tài)時，只有在設置安全區(qū)內的操作員才能訪

問它，安全區(qū)與優(yōu)先級一樣是“組態(tài)王”保障系統(tǒng)安全的一

個重要功能。

作業(yè)布置

實訓報告

課后反思

建立動畫連接有多種方式，但其實質是相同的。

直接數字控制器概述講授第10學過時間分配15教學手段周程多媒體課時累計58直接數字控制器概述講授第10學過時間分配15教學手段周程多媒體課時累計58

教學了解直接控制器工作原理。目標和要求

教學掌握Excel5000集散控制系統(tǒng)網絡結構和總線結構。重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

智能樓宇中的集散計算機控制系統(tǒng)是通過通信網絡系統(tǒng)將不

同數目的現場控制器與中央管理計算機連接起來，共同完成

各種采集、控制、顯示、操作和管理功能。

智能樓宇中的現場控制器采用計算機技術，又稱直接數字控

制器（DirectDigitalController），簡稱DDC。

現場控制器根據控制功能可分為專用控制器和通用控制

器。

專用控制器是為專用設備控制研發(fā)的控制器，如樓宇自動

化系統(tǒng)中的空調機控制器、燈光控制器等。

通用控制器可用于多種設備的控制且采用模塊化結構，使

得系統(tǒng)配置更為靈活。

時間分配30

教學步驟及教學內容時間分配30

一直接數字控制器定義

“數字”的含義是控制器利用數字電子計算機實現其功能要

求；“直接”說明該裝置在被控設備的附近，無須再通過其他

裝置即可實現上述全部測控功能。

二直接數字控制器的主要功能

對現場設備進行周期性的數據采集。

對采集的數據進行調整和處理（濾波、放大、轉換）。

對現場設備采集的信息進行分析和運算并控制現場設備

的運行狀態(tài)。

實時對現場設備運行狀態(tài)的檢查對比，對異常的狀態(tài)進

行報警處理。

根據現場采集的數據執(zhí)行預定的控制算法（連續(xù)調節(jié)和順序

邏輯控制）。

通過預定的程序完成各種控制功能，包括P控制、PI

控制、PID控制、開關控制、平均值控制、最大/最小值控制、

焓值計算控制、邏輯運算控制和聯(lián)鎖控制等）。

對現場的設備執(zhí)行各種命令（執(zhí)行時間、事件響應程序、

優(yōu)化控制程序等）。

時間分配

教學步驟及教學內容時間分配

三直接數字控制器的結構及原理

DDC的輸入/輸出有四種：

模擬量輸入（AI）

模擬量輸入的物理、化學量有溫度、壓力、流量、液位、空35

氣質量等，這些物理化學量通過相應的傳感器測量并經過變

送器轉變?yōu)闃藴实碾娦盘枴Ｈ纭?V、0—10V、-10V—+10V、

0—20mA、4—20mA等。

數字量輸入（DI）

DDC計算機可以直接判斷DI通道上的開關信號，并將其轉化

成數字信號（通為“1”、斷為“0”），這些數字量經過DDC控制

器進行邏輯運算和處理。

DDC控制器對外部的開關、開關量傳感器進行采集。

模擬量輸出（AO）

模擬量輸出信號一般用來控制風閥或水閥，風閥和水閥，有

氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器兩種

數字量輸出（DO）

它們被用來控制諸如接觸器、變頻器、電磁閥、照明燈等。

四直接數字控制（DDC）系統(tǒng)介紹

直接數字控制（DDC）系統(tǒng)是指一個終端系統(tǒng)，是機械系統(tǒng)中

用于服務于單獨區(qū)域的組成部分

時間分配

10

時間分配

10

五直接數字控制DDC系統(tǒng)的優(yōu)點

1．簡化操作．降低費用

3．提高舒適．無需校準

5．改善控制方．提高房產價值

7．控制優(yōu)越．控制靈活

9．改善居住條1．改善維護和服務

作業(yè)布置

圖3-1

課后反思

結合實物說明書。

報警和事件講練結合第10周學過時間分配15教學手段課時累計報警和事件講練結合第10周學過時間分配15教學手段課時累計程上機60

教學掌握組態(tài)王中報警和事件的建立方法。目標和要求

教學掌握組態(tài)王中報警和事件的建立方法重點和難點

教學方法

授課時間

教

教學步驟及教學內容

報警和事件窗口的作用：

運行報警和事件記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)

王”提供了強有力的支持和簡單的控制運行報警和事件記錄方

法。

組態(tài)王中的報警和事件主要包括變量報警事件、操作事

件、用戶登錄事件和工作站事件。通過這些報警和事件，用

戶可以方便地記錄和查看系統(tǒng)的報警、操作和各個工作站的

運行情況。當報警和事件發(fā)生時，在報警窗中會按照設置的

過濾條件實時的顯示出來。

時間分配30

教學步驟及教學內容時間分配30

報警配置如下：

一、建立報警和事件窗口

首先我們要定義報警組，步驟如下：

在工程瀏覽器窗口左側“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“數據庫”中

的“報警組”選項，在右側“目錄內容顯示區(qū)”中雙擊“進入報警

組”圖標彈出“報警組定義”對話框。

單擊“修改”按鈕，將名稱為“RootNode”報警組改名為“反應

車間”。

選中“反應車間”報警組，單擊“增加”按鈕增加此報警組的子

報警組，名稱為：反應器。依次往下增加所要增加的報警組。

單擊“確認”按鈕關閉對話框，結束對報警組的設置。

時間分配30工具，在畫面上輸入文字：報警和

教學步驟及教學內容時間分配30工具，在畫面上輸入文字：報警和

設置變量的報警屬性步驟如下：

1.在數據詞典中選擇“原料油液位”變量，雙擊此變量，

在彈出的“定義變量”對話框中單擊“報警定義”選項

卡，設置后如5-所示：

2.設置完畢后單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)進入運行狀態(tài)時，

當“液位”的高度低于20或高80時系統(tǒng)將產生報警，報

警信息將顯示在“反應車間”報警組中。

接下來我們就建立報警窗口。

報警窗口是用來顯示“組態(tài)王”系統(tǒng)中發(fā)生的報警和事件

信息，報警窗口分：實時報警窗口和歷史報警窗口。實時

報警窗口主要顯示當前系統(tǒng)中發(fā)生的實時報警信息和報警

確認信息，一旦報警恢復后將從窗口中消失。歷史報警窗

口中顯示系統(tǒng)發(fā)生的所有報警和事件信息，主要用于對報

警和事件信息進行查詢。

報警窗口建立過程如下：

1.新建一畫面，名稱為：報警和事件畫面，類型為：覆

蓋式。

2.選擇工具箱中的

事件。

選擇工具箱中的工具，在畫面中繪制一報警窗口

時間分配15

教學步驟及教學內容時間分