組態(tài)控制技術(shù)及應(yīng)用（微課版）課件 項目一 物料傳送控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計與調(diào)試

[項目描述]某生產(chǎn)車間根據(jù)產(chǎn)品加工類別，分為取料區(qū)、半成品加工區(qū)、成品加工區(qū)三個區(qū)域。在進行產(chǎn)品加工時，送料小車從原材料取料區(qū)取出被加工件，并根據(jù)待加工產(chǎn)品類別,將其送到不同加工區(qū)，取料區(qū)存放著毛坯料、雛形料、配件料三種貨品，此項目中假設(shè)送料小車從取料區(qū)取出的是雛形料，小車右行，將配件料送至半成品加工區(qū)進行半成品加工。加工結(jié)束后，小車繼續(xù)右行,將其送至成品加工區(qū)，進行成品裝配,裝配結(jié)束后小車返回，一個工作周期結(jié)束。如果在運行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運行。取料區(qū)、半成品加工區(qū)、成品加工區(qū)的限位控制分別由行程開關(guān)SO1、SQ2、SQ3實現(xiàn)。系統(tǒng)采用S7-200CPU224XPAC/DC/RLYPLC完成控制。項目描述項目描述物料傳送控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計要求：1.繪制用戶窗口界面為“物料傳送控制系統(tǒng)”，顯示分揀系統(tǒng)示意圖。2.按下啟動按鈕時，通過檢測取料區(qū)行程開關(guān)SQ1動作，小車從取料區(qū)取出雛形料，取料時間10s。10s后小車右行,將雛形料送至半成品加工區(qū)。到達半成品加工區(qū)行程開關(guān)SQ2動作，加工時間5s。5s后小車右行,將其送至成品加工區(qū)，到達成品加工區(qū)行程開關(guān)SQ3動作，進行成品加工，加工時間為10s。加工結(jié)束后小車返回，如此循環(huán)。3.按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運行。4.上位機對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行指示。（1）按下啟動按鈕后，系統(tǒng)進入運行狀態(tài)，系統(tǒng)運行指示燈綠色常亮，停止熄滅。（2）小車前進、后退有對應(yīng)的移動動畫。（3）小車到達取料點或加工區(qū)，對應(yīng)行程開關(guān)有動作指示，同時顯示取料時間和加工時間。參考效果圖學習目標知識目標能力目標素質(zhì)目標學習目標1．培養(yǎng)信息化素養(yǎng)。2．培養(yǎng)腳踏實地、兢兢業(yè)業(yè)的匠心。3．培養(yǎng)堅持不懈的信念。4．培養(yǎng)嚴謹、專注、精益求精、追求極致的工匠精神。5．培養(yǎng)分析問題，解決問題的能力。1．會下載和安裝MCGS通用版組態(tài)軟件。2．能使用MCGS通用版開發(fā)簡單監(jiān)控界面。3．會根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計并添加數(shù)據(jù)對象。4．能根據(jù)要求設(shè)置畫面圖形動畫屬性。5．會使用定時器策略構(gòu)件。6．會編寫簡單的腳本控制程序。7．會連接西門子S7-200PLC設(shè)備，完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。1.了解組態(tài)軟件的基本知識。2.掌握MCGS通用版組態(tài)軟件安裝方法。3.掌握MCGS通用版組態(tài)軟件工作臺各部分簡單開發(fā)流程。4.掌握定時器策略構(gòu)建的使用。5.熟悉MCGS腳本程序語法規(guī)則及簡單腳本編寫。通用監(jiān)控系統(tǒng)（MonitorandControlGeneratedSystem，MCGS）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行。MCGS功能：對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案。它比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性。MCGS組態(tài)軟件家族：通用版、網(wǎng)絡(luò)版和嵌入版組態(tài)軟件。三類產(chǎn)品風格相同，功能各異。（1）網(wǎng)絡(luò)版處于監(jiān)控系統(tǒng)最頂層，完成整個系統(tǒng)的信息收集與發(fā)布。（2）通用版處于中間層，主要完成通用工作站的數(shù)據(jù)采集和加工、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制設(shè)置、流程控制、動畫顯示、曲線顯示和報表輸出等日常性監(jiān)控事務(wù)。（3）嵌入版處于工控系統(tǒng)的最下層，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、前端數(shù)據(jù)處理和控制。一、認知MCGS組態(tài)軟件1．什么是MCGS組態(tài)軟件一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)MCGS的五大部分及各部分功能一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)確定工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等項內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介，專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)窗口中可以放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。使用圖形對象搭制多個用戶窗口，用戶可以構(gòu)造各種復雜的圖形界面，用不同的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)是MCGS系統(tǒng)的核心，相當于一個數(shù)據(jù)處理中心，同時也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。一、認知MCGS組態(tài)軟件2.MCGS組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運行流程實現(xiàn)有效控制的手段，運行策略本身是系統(tǒng)提供的一個框架，其里面放置有策略條件構(gòu)件和策略構(gòu)件組成的“策略行”，通過對運行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫、控制用戶窗口的打開、關(guān)閉，并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。一、認知MCGS組態(tài)軟件3.MCGS軟件常用術(shù)語（1）工程。（2）對象。（3）選中對象。（4）組態(tài)。（5）屬性。（6）菜單。（7）構(gòu)件。（8）策略。（9）啟動策略。（10）循環(huán)策略。（11）退出策略。（12）用戶策略。（13）事件策略。（14）熱鍵策略。（15）變量類型。（16）事件對象。（17）組對象。（18）動畫刷新周期。（19）父設(shè)備。（20）子設(shè)備。（21）模擬設(shè)備。（22）數(shù)據(jù)庫存盤文件。一、認知MCGS組態(tài)軟件4.組建組態(tài)工程的一般流程（1）工程項目系統(tǒng)分析。（2）工程立項搭建框架。（3）設(shè)計菜單基本體系。（4）制作動畫顯示畫面。（5）編寫控制流程程序。（6）完善菜單按鈕功能。（7）編寫程序調(diào)試工程。（8）連接設(shè)備驅(qū)動程序。（9）工程完工綜合測試。二、MCGS通用版組態(tài)軟件安裝運行Setup.exe文件二、MCGS通用版組態(tài)軟件安裝勾選“安裝MCGS主程序”“安裝MCGS驅(qū)動”選擇安裝路徑”二、MCGS通用版組態(tài)軟件安裝桌面快捷圖標二、MCGS通用版組態(tài)軟件安裝三、MCGS通用版組態(tài)工程創(chuàng)建與運行1.新建工程1雙擊桌面“MCGS組態(tài)環(huán)境”快捷方式圖標，打開MCGS通用版組態(tài)環(huán)境；在菜單欄的“文件”中選擇“新建工程”菜單項；23進入新建工程工作臺界面后，單擊菜單欄的“文件”，選擇“工程另存為”，彈出文件保存窗口，按希望的路徑保存文件。三、MCGS通用版組態(tài)工程創(chuàng)建與運行2.運行工程單擊工具欄中的“進入運行環(huán)境”，組態(tài)工程運行一、建立工程（1）雙擊桌面“MCGS組態(tài)環(huán)境”圖標，打開MCGS通用版組態(tài)環(huán)境，進入樣例工程。（2）在菜單“文件”中選擇“新建工程”菜單項，新建工程并保存，將工程文件命名為“物料傳送控制系統(tǒng)”。二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面①②1.創(chuàng)建用戶窗口二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面（1）制作窗口標題標簽按鈕二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面設(shè)置屬性（1）制作窗口標題二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面（2）繪制物料傳送控制系統(tǒng)繪制傳送軌道“矩形”圖形“矩形”圖形繪制行程開關(guān)“畫線”“橢圓”（2）繪制物料傳送控制系統(tǒng)繪制取料區(qū)、半成品加工區(qū)成品加工區(qū)“矩形”圖形二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面繪制小車“插入元件”執(zhí)行“排列”→“對齊”→“左對齊”→“上對齊”選2個小車（2）繪制物料傳送控制系統(tǒng)二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面繪制按鈕“按鈕”執(zhí)行“排列”→“對齊”→“左對齊”（3）繪制按鈕設(shè)置按鈕名稱二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面繪制指示燈“插入元件”（4）繪制指示燈二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面繪制標簽（5）標簽二、繪制物料傳送系統(tǒng)畫面2.繪制傳送系統(tǒng)畫面標簽按鈕三、定義物料傳送控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象名稱類型注釋啟動開關(guān)型控制系統(tǒng)啟動，按下為1，松開為0停止開關(guān)型控制系統(tǒng)停止，按下為1，松開為0運行指示開關(guān)型系統(tǒng)處在運行狀態(tài)左行開關(guān)型控制小車電機正轉(zhuǎn)右行開關(guān)型控制小車電機反轉(zhuǎn)左行可見開關(guān)型小車左行時可見右行可見開關(guān)型小車右行時可見SQ1開關(guān)型取料區(qū)限位開關(guān)SQ2開關(guān)型半成品加工區(qū)限位開關(guān)SQ3開關(guān)型成品加工區(qū)限位開關(guān)定時器啟動1開關(guān)型取料定時器啟動定時器啟動2開關(guān)型半成品加工定時器啟動定時器啟動3開關(guān)型成品加工定時器啟動定時器復位1開關(guān)型取料定時器復位定時器復位2開關(guān)型半成品加工定時器復位定時器復位3開關(guān)型成品加工定時器復位時間到1開關(guān)型取料時間到時間到2開關(guān)型半成品加工時間到時間到3開關(guān)型成品加工時間到計時時間1數(shù)值型取料定時器計時時間計時時間2數(shù)值型半成品加工定時器計時時間計時時間3數(shù)值型成品加工定時器計時時間水平移動量數(shù)值型小車水平移動量①②③三、定義物料傳送控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象一、按鈕及指示燈動畫連接1.啟動、停止按鈕屬性設(shè)置雙擊按鈕進入屬性設(shè)置單擊“？”一、按鈕及指示燈動畫連接2.指示燈動畫連接雙擊指示燈進入屬性設(shè)置“可見度”屬性一、按鈕及指示燈動畫連接2.指示燈動畫連接第2個三維圓球“可見度”屬性二、小車動畫連接1.水平移動動畫連接①單擊菜單“查看”，勾選“狀態(tài)條”，窗口右下方出現(xiàn)選中對象的位置和大小的數(shù)據(jù)。②選中軌道，查看狀態(tài)條數(shù)據(jù)③選中車頭朝右的小車（以下簡稱“小車1”）雙擊小車1，進入“單元屬性設(shè)置”窗口。二、小車動畫連接1.水平移動動畫連接④單擊“動畫連接”屬性項，進入動畫連接窗口，選中第一行“組合圖形”⑤單擊第一行右側(cè)折線“>”按鈕，進入“水平移動”窗口頁⑥將“水平移動”標簽窗口中表達式連接改為“水平移動量”，最大移動偏移量改為“510”（從左到右的距離，根據(jù)實際測量定），如圖1.46所示。即表示最開始小車在初始位置，當“水平移動量”數(shù)據(jù)對象值按一定規(guī)律增加至100時，小車將往右移動至軌道最右端。二、小車動畫連接2.小車可見度動畫連接勾選“可見度”特殊動畫連接表達式“右行可見=1or水平移動量=0”小車1“可見度”屬性二、小車動畫連接2.小車可見度動畫連接小車2“可見度”屬性三、行程開關(guān)動畫連接1.填充顏色動畫連接①勾選“填充顏色”和“按鈕動作”選項②“填充顏色”屬性三、行程開關(guān)動畫連接2.按鈕動作動畫連接③“按鈕動作”屬性按同樣方法完成SQ2和SQ3兩個圖符的“填充顏色”和“按鈕動作”屬性設(shè)置，“填充顏色”表達式連接和“數(shù)據(jù)對象值操作”連接分別對應(yīng)“SQ2”和“SQ3”。四、時間顯示動畫連接2.按鈕動作動畫連接設(shè)置“顯示輸出”動畫連接同樣方法設(shè)置第2個和第3個計時時間的顯示動畫，分別連接“計時時間2”和“計時時間3”。一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試1.添加定時器策略和腳本策略①回到MCGS工作臺，進入運行策略設(shè)置策略循環(huán)時間為100ms進入循環(huán)策略組態(tài)窗口。右鍵單擊“”圖標，勾選“策略工具箱”和“新增策略行”從策略工具箱中拖出“定時器”“腳本程序”添加至空策略塊一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試2.設(shè)置定時器策略一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試3.編寫物料傳送控制腳本程序雙擊“腳本程序”策略塊，打開腳本程序編輯窗口。①系統(tǒng)運行與停止腳本程序。if啟動=1then運行指示=1endifif停止=1then停止標志=1endifif停止標志=1andSQ1=1then運行指示=0停止標志=0一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試3.編寫物料傳送控制腳本程序②小車水平移動動畫腳本程序。if右行=1then水平移動量=水平移動量+1endifif左行=1then水平移動量=水平移動量-1endif③小車可見度動畫腳本程序。if右行=1orSQ1=1orSQ2=1orSQ3=1then右行可見=1左行可見=0endifif左行=1then左行可見=1右行可見=0endif一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試3.編寫物料傳送控制腳本程序if運行指示=1andSQ1=1then定時器啟動1=1定時器復位3=0endifif時間到1=1then右行=1SQ1=0定時器啟動1=0定時器復位1=1endifif右行=1andSQ2=1then定時器啟動2=1定時器復位1=0右行=0endifif時間到2=1then右行=1SQ2=0定時器啟動2=0定時器復位2=1endifif右行=1andSQ3=1then定時器啟動3=1定時器復位2=0右行=0endifif時間到3=1then左行=1SQ3=0定時器啟動3=0定時器復位3=1endifif左行=1andSQ1=1then左行=0endif④定時器控制與小車前進、后退控制腳本程序。單擊工具欄“進入運行環(huán)境”按鈕，進入“物料傳送控制”監(jiān)控界面。初始界面顯示小車1在初始位置，SQ1動作（顯示紅色），小車2不可見，運行指示燈為紅色。①單擊啟動按鈕，運行指示燈變?yōu)榫G色，定時器1計時時間增加。②定時器1計時達到10s，小車1啟動右行，單擊SQ1使其復位；小車1到達SQ2位置，鼠標單擊SQ2，小車1停下，定時器2開始計時，計時時間2增加。③計時時間2達到5s。小車1再次啟動右行，單擊SQ2使其復位；小車1到達SQ3位置，鼠標單擊SQ3，小車1停下，計時時間3增加。④定時器3計時10s結(jié)束，小車左行，單擊SQ3使其復位，此時小車1不可見，小車2可見；小車到達SQ1位置，鼠標單擊SQ1，小車啟動第2個周期的運行。⑤小車運行過程中單擊停止按鈕，根據(jù)小車運行位置，操作不同限位開關(guān)，使小車完成當前周期，回到原位停止運行。如小車運行與系統(tǒng)控制要求不符，返回循環(huán)策略修改腳本程序，直至小車運行與項目要求一致。一、物料傳送控制系統(tǒng)模擬運行調(diào)試4.運行調(diào)試二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)1.地址分配及與組態(tài)數(shù)據(jù)對象對照表地址數(shù)據(jù)對象地址數(shù)據(jù)對象地址連接外部信號連接上位機信號連接外部信號連接上位機信號I0.0M0.0啟動Q0.0右行I0.1M0.1停止Q0.1左行I0.2SQ1Q0.2運行指示I0.3SQ2

I0.4SQ3

/VW0計時時間1

/VW2計時時間2

/VW4計時時間3

二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)2.系統(tǒng)接線圖二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)3.PLC程序設(shè)計①制作符號表二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)3.PLC程序設(shè)計二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)3.PLC程序設(shè)計二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備（1）添加設(shè)備進入設(shè)備窗口→進入設(shè)備組態(tài)窗口打開“設(shè)備工具箱”二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備（1）添加設(shè)備單擊“設(shè)備管理”添加設(shè)備至設(shè)備管理窗口二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備添加父設(shè)備和子設(shè)備至設(shè)備組態(tài)窗口（1）添加設(shè)備二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備（2）設(shè)置屬性①設(shè)置父設(shè)備屬性二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備①設(shè)置子設(shè)備屬性子設(shè)備基本屬性（2）設(shè)置屬性二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備①設(shè)置子設(shè)備屬性（2）設(shè)置屬性通道窗口二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備①設(shè)置子設(shè)備屬性（2）設(shè)置屬性添加I0.2～I0.4（只讀）添加Q0.0～Q0.2（只讀）添加M0.0～M0.1（只寫）添加VW0～VW4（只讀）二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備①設(shè)置子設(shè)備屬性子設(shè)備通道屬性設(shè)置（2）設(shè)置屬性二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)4.組態(tài)設(shè)備④通道連接二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)5.組態(tài)修改（1）刪除上位機MCGS中3個定時器策略行二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)5.組態(tài)修改（2）修改腳本程序（刪除控制腳本，保留動畫腳本）if右行=1then水平移動量=水平移動量+1endifif左行=1then水平移動量=水平移動量-1endifif右行=1orSQ1=1orSQ2=1orSQ3=1then右行可見=1左行可見=0endifif左行=1then左行可見=1右行可見=0endif二、物料傳送控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)6.運行調(diào)試關(guān)鍵字①將PLC程序下載至硬件中，關(guān)閉PLC編程軟件，打開物料傳送控制系統(tǒng)組態(tài)工程，進入運行環(huán)境②按外部啟動按鈕，