MCGS觸摸屏工程項目實踐應用 （盛強 ） 教學大綱、過程考核任務單、教學設計教案、習題及答案

《MCGS觸摸屏工程項目應用》課程教學大綱

第一部分大綱說明

課程名稱：MCGS觸摸屏工程項目應用

總學時：64學時（其中理論15學時，實踐45學時，機動4學時）

適用專業(yè)：電氣自動化技術、機電一體化技術、工業(yè)過程自動化技術、

工業(yè)機器人技術等自動化大類專業(yè)

預修要求：三菱PLC項目實戰(zhàn)或西門子PLC項目實戰(zhàn)

課程描述和目標：

《MCGS觸摸屏工程項目應用》是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育核心課程（專業(yè)基

礎課）。作為一門綜合性、實踐性很強的自動化類專業(yè)的專業(yè)必修課程，

涉及到自動控制領域的多項技術，包含：基礎階段的MCGS觸摸屏應用、

拓展階段的MCGS觸摸屏控制、數據采集及網絡通信控制等多個方面。

隨著中國制造業(yè)的高質量發(fā)展，越來越多的制造業(yè)企業(yè)廣泛地使

用PLC等工業(yè)控制設備來解決生產實際問題，而這直接造成作為PLC

控制設備與現場操作工人之間的人機圖形交互界面觸摸屏（觸摸屏、

上位機組態(tài)）設備的大量使用。因此，企業(yè)急需掌握專業(yè)技術與技能

的職工對設備進行日常維護，或對原有控制功能進行改進使之更符合

本企業(yè)實際應用，甚至是對相關機械設備進行電氣配套控制系統(tǒng)的設

計與開發(fā)等實際情況，而這又對學生學習并應用觸摸屏專業(yè)知識與技

能解決實際問題提出了更高的要求。

觸摸屏基礎應用采用單個完整MCGS觸摸屏項目，能夠以覆蓋

60-70%的小型OEM類機電設備所需觸摸屏技能為基準；拓展項目采用

若干個基于基礎應用的觸摸屏技能拓展項目，相對獨立且技能要求相

對集中，能夠覆蓋80-90%中小型自動化類設備或小型自動化生產線所

需的觸摸屏技能要求。

HMI基礎應用：認識MCGS觸摸屏與組態(tài)軟件、觸摸屏與PLC之間

的通訊、觸摸屏簡單動畫組態(tài)、觸摸屏流程圖組態(tài)、觸摸屏報警組態(tài)

等5個項目;

觸摸屏拓展項目：觸摸屏用戶授權、觸摸屏配方管理、觸摸屏趨

勢曲線組態(tài)、觸摸屏簡單報表組態(tài)、觸摸屏其他功能等5個項目。

一、本課程擬達到的課程目標

（一）課程知識、能力、素質目標

L課程知識目標

⑴通過具體的工程項目，學習組態(tài)的基本方法和過程，逐步發(fā)展

從不同的角度提出問題，分析問題，并能運用所學知識和技能解決問

題的能力；

⑵把握組態(tài)軟件和觸摸屏整體知識結構，發(fā)展嚴謹的邏輯思維能

力和培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度；

⑶養(yǎng)成獨立思考的學習習慣，能對所學內容進行較為全面的比較、

概括和闡釋。

2.課程能力目標

⑴掌握課程中組態(tài)軟件和觸摸屏中常用的基本術語、定義、概念

和規(guī)律，在今后的學習和工作中應能較熟練地應用這些概念和術語；

⑵掌握組態(tài)軟件和觸摸屏的組態(tài)原理及方法，通過工程實例，學

會制作簡單工程的組態(tài)；

⑶對組態(tài)軟件和觸摸屏的發(fā)展趨勢及所介紹的現代接口技術有所

了解。

3.課程素質目標

⑴具有良好的職業(yè)素質和職業(yè)道德；

⑵具有安全意識、質量意識、服務意識；

⑶具有學習新技術、新器件的能力；

（二）思政教育目標

⑴在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，在學生學習專

業(yè)知識和技能的同時，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀,

培養(yǎng)具備較高職業(yè)道德素養(yǎng)的新時代高職人才；

⑵以課程職業(yè)技能培養(yǎng)與地方產業(yè)相結合，培育精益求精、專注

堅持、愛崗敬業(yè)的“工匠精神”；

⑶強化安全意識，引入安全用電、國標、行標及崗位標準，培養(yǎng)

符合企業(yè)崗位要求的高素質人才。

（三）教學基本要求

（1）掌握系統(tǒng)觸摸屏嵌入版組態(tài)軟件的基本使用和輸入輸出點組態(tài)

及實時數據庫連接；

⑵掌握靜態(tài)流程圖組態(tài)設計、動態(tài)流程圖組態(tài)設計、數據曲線組

態(tài)設計；

⑶掌握報表表格制作與數據組態(tài)；

（4）掌握系統(tǒng)報警組態(tài)、掌握配方功能組態(tài)、腳本程序設計。

（四）教學方法和教學手段建議

以“工匠精神”作為主線貫穿整個課堂的教學活動，進行按項目

化的“課程思政”案例與課程項目化教學內容相融合，并有意識地把

社會主義核心價值觀和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育融入到本課程的教學過

程中。

⑴本課程以實訓為主,在教學過程中應立足于加強學生實際操作

能力的培養(yǎng)，采用項目教學，以任務引領型項目誘發(fā)學生的學習興趣。

⑵本課程采用現場教學，注重以學生為主，“教”與“學”互動。

在教學過程中選用典型的設備，由教師邊講解邊示范操作，學生進行

分組操作訓練，讓學生在操作過程中識別不同的設備，同時熟練地使

用，以及能快速進行基本維護。

⑶教學中應讓學生反復操作熟練使用，切實提高學生的實踐動手

能力。同時盡可能地為學生提供自主學習、自主發(fā)展的空間，努力培

養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和職業(yè)能力。

（4）實訓中要求學生從學生角色向員工角色轉變，并以對員工管理

方式來管理實訓學生，要求學生嚴格遵守職業(yè)道德和規(guī)范，提高學生

的職業(yè)素養(yǎng)。

第二部分大綱正文

第一部分觸摸屏基礎應用

總學時：20學時（理論5學時，實踐15學時）

本章教學基本要求：采用單個完整觸摸屏項目，掌握能夠以覆蓋

60-70%的小型OEM類機電設備所需觸摸屏技能為基準的職業(yè)能力和職

業(yè)素養(yǎng)。

教學重點：（1）報警滾動條；（2）報警瀏覽；（3）報警顯示等實

現報警功能等功能的實現。

教學難點：（1）觸摸屏與PLC之間的設備組態(tài)及通信串口父設備

的通信參數設置；（2）PLC設備組態(tài)，修改CPU類型（PLC型號）；（3）

通信測試變量的添加并完成觸摸屏與PLC之間的通信測試；（4）觸摸

屏數據類型及PLC寄存器地址。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：用電安全與規(guī)范化管理、規(guī)范化操作（國標、行標、

崗位標準）、團隊協(xié)作（復興號）等。

2.職業(yè)技能：掌握認知觸摸屏硬件、觸摸屏與PLC的連接、觸摸

屏簡單動畫組態(tài)、觸摸屏強警組態(tài)等專業(yè)知識與職業(yè)技能。

基礎項目12學時（理論2學時，實踐0學時）

本節(jié)教學基本要求：了解觸摸屏的（1）產品特性，如CPU、內存、

存儲設備等參數；（2）產品規(guī)格，如電源電壓、面板尺寸等；（3）

顯示規(guī)格，如顯示尺寸等；（4）觸摸屏通訊口定義及相關技術概覽。

教學重點：觀察觸摸屏實物，并完成觸摸屏的電源供電接線并上

電測試。

教學難點：觸摸屏的電源供電接線并上電測試及觸摸屏系統(tǒng)參數

設置。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：區(qū)域制造業(yè)“十四五”規(guī)劃。內容：區(qū)域重點產業(yè)

布局（如：智能制造產業(yè)、新能源汽車制造、物流裝備等產業(yè)）。

2.職業(yè)技能：觸摸屏的產品特性、規(guī)格、通訊定義等技術指標。

基礎項目24學時（理論1學時，實踐3學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握（1）觸摸屏與PLC之間的設備組態(tài)，完

成通信串口父設備的通信參數設置；（2）增加PLC設備組態(tài)，修改CPU

類型（PLC型號）；（3）添加通信測試變量，完成HMI與PLC之間的

通信測試；（4）觸摸屏數據類型及PLC寄存器地址。

教學重點：觸摸屏通信測試測點建立，通訊測試畫面設計等。

教學難點：建立與三菱或西門子PLC之間的連接，并進行通訊測

試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：用電安全與規(guī)范化。內容：觸電危害、實訓室6S

管理、文獻查詢。

2.職業(yè)技能：具備觸摸屏與PLC之間通信測試能力。

基礎項目36學時（理論1學時，實踐5學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握（1）基本圖形的使用，包括：矩形、圓

形等；（2）標準按鈕的使用；（3）標簽使用，包括：顯示輸出、按

鈕輸入和按鈕動作；（4）工程組態(tài)框架搭建，如公共界面的使用。

教學重點：標簽使用，包括：顯示輸出、按鈕輸入和按鈕動作。

教學難點：工程組態(tài)框架搭建、標簽的使用，特別是顯示輸出。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：規(guī)范化操作。內容：電工國家職業(yè)標準、維修電工

職業(yè)技能鑒定標準、企業(yè)崗位標準、實訓室4s或6s管理。

2.職業(yè)技能：基本圖形的使用、標準按鈕的使用、標簽使用等基

本元件的使用方法。

基礎項目48學時（理論1學時，實踐7學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握利用（1）報警滾動條；（2）報警瀏覽；

（3）報警顯示等實現報警功能。

教學重點：觸摸屏報警功能的實現。指示燈、報警滾動條、報警

瀏覽、報警顯示等。

教學難點：實踐操作并完成報警滾動條、報警瀏覽及報警顯示等

報警功能。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：團隊協(xié)作（復興號）。內容：中國高鐵“復興號”。

2.職業(yè)技能：報警滾動條、報警瀏覽、報警顯示的使用方法及實

踐操作。

第二部分觸摸屏拓展項目

總學時：40學時（理論10學時，實踐30學時）

本章教學基本要求：采用若干個基于基礎應用的觸摸屏技能拓展

項目，相對獨立且技能要求相對集中，能夠覆蓋80-90%中小型自動化

類設備或小型自動化生產線所需的觸摸屏技能要求。

教學重點：掌握用戶雙限管理；掌握標準元件庫的使用；掌握報

表組態(tài)；掌握趨勢曲線組態(tài)；掌握腳本的簡單使用；掌握控制策略中

的報警策略的組態(tài)設計。

教學難點：用戶權限管理、流程圖設計、報表組態(tài)、趨勢曲線組

態(tài)、腳本使用、控制策略。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：中美芯片競爭與工匠精神、敬業(yè)、創(chuàng)新、工匠事跡

介紹等。

2.職業(yè)技能：掌握用戶權限管理；掌握標準元件庫的使用；掌握

報表組態(tài)；掌握趨勢曲線組態(tài)；掌握腳本的簡單使用；掌握控制策略

中的報警策略的組態(tài)設計。

拓展項目15學時（理論2學時，實踐3學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握用戶權限管理，包括：新建用戶及用戶

組；用戶權限設置（密碼）；用戶授權界面組態(tài)。

教學重點：用戶授權界面組態(tài)。

教學難點：實踐操作并完成用戶及用戶組、用戶權限設置（密碼）、

用戶授權界面組態(tài)等實踐操作并調試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：5G與工匠精神，專注。內容：5G技術、高鐵螺母

（哈德洛克）的設計與加工。

2.職業(yè)技能：用戶授權組態(tài)方法及實踐操作。

拓展項目215學時（理論3學時，實踐12學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握（1）標準元件庫的使用；（2）流動塊

的使用；（3）水平移動、垂直移動、隱藏與顯示的實現；（4）數值

輸入，輸入框的使用等。

教學重點：流程圖組態(tài)設計。

教學難點：標準元件庫的使用方法、流動塊的使用、數值輸入，

輸入框的使用。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：工匠精神，精益求精。內容：中華傳統(tǒng)優(yōu)秀文化，

王羲之與十八缸水；百步穿楊與賣油翁。

2.職業(yè)技能：實踐操作完成（1）利用標準元件庫等完成液體混合

流程圖設計；（2）利用輸入框或標簽實現數值的輸入等

拓展項目35學時（理論1學時，實踐4學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握趨勢曲線組態(tài)，包括：實時曲線和歷史

曲線。

教學重點：實時曲線和歷史曲線。

教學難點：實踐操作并完成趨勢曲線組態(tài)等實踐操作并調試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：工匠精神，敬業(yè)。內容：鐵人王進喜及其事跡。

2.職業(yè)技能：實時曲線和歷史曲線組態(tài)及實踐操作。

拓展項目45學時（理論1學時，實踐4學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握報表組態(tài)，包括：實時報表（數據一覽）、

歷史報表（工藝報表）的組態(tài)。

教學重點：實時報表組態(tài)、歷史報表組態(tài)。

教學難點：實踐操作并完成報表組態(tài)的實踐操作并調試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：創(chuàng)新。內容：張衡與地動儀、蒼蠅與宇宙飛船。

2.職業(yè)技能：實時報表組態(tài)、歷史報表組態(tài)及實踐操作。

拓展項目56學時（理論2學時，實踐4學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握腳本的簡單使用，包括：IF…THEN…、

IF-THEN-；ELSE…語句。

教學重點：HMI腳本的使用。

教學難點：實踐操作并完成各組態(tài)畫面中腳本的設計、組態(tài)等實

踐操作并調試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：工匠事跡。內容：王震華與天壇祈年殿。

2.職業(yè)技能：腳本的工程設計及實踐操作。

拓展項目64學時（理論1學時，實踐3學時）

本節(jié)教學基本要求：掌握控制策略中的報警策略的組態(tài)設計。

教學重點：報警策略組態(tài)。

教學難點：實踐操作并完成報警策略組態(tài)等實踐操作并調試。

教學內容：（含課程思政內容）

1.課程思政：身邊的工匠事跡。內容：電工布線，在校學生布線

與工廠員工布線對比。

2.職業(yè)技能：報警策咯組態(tài)的使用方法及實踐操作。

課程考核方式與要求：

成績構成：平時成績（含課程思政）占50%,期末成績占50吼

考核方式：期末以實踐操作（上機操作+考核項目調試）形式進行

考核。

過程考核評分標準

項目內容分值評分細則得分

設計通信在已給定的畫面中設計畫面設計不能滿足測試功

10

任務測試界面通信測試界面能,扣10分

1借助組態(tài)軟件幫助文檔不能自行翻閱技術文檔或

職業(yè)素養(yǎng)5

等完成設計工作未能正確使用技術文檔

HMI-PLC通完成西門子S7-200或三完成通信電纜制作并通信

信電纜制測試成功，不扣分；其他

任務15菱FX3UPLC與MCGS觸摸

作屏之間的通信電纜制作。情況扣10分。

2

職業(yè)素養(yǎng)101、能夠正確使用電氣工1、不能正確使用儀表螺絲

具；刀等基本工具；

2：’能夠查詢組態(tài)軟件幫

2、不能正確使用電烙鐵完

助文襠等；成焊接；

3、安全用電、團隊協(xié)作3、工作過程中發(fā)生意外燙

傷或多次損壞器件；

4、團隊分工混亂。

閱讀PLC程

分配錯誤或與PLC程序

10每個實時變量1分

不符

1.能將用戶窗口中圖形

1.沒有相關性連接一次扣

對象與實時數據庫中的

2分；

HMI畫面設數據對象建立相關性連

2沒有設置相應的動畫屬

計25接，并設置相應的動畫屬

性一次扣2分；

動畫連接性和幅度。

3.沒有正確與外部設備的

2.正確建立與外部設備

連接扣5分。

的連凄

任務

1.能對組態(tài)內容進行分1.控制程序錯一處扣5分；

3

調試及運段和總體調試。2.一次調試不成功扣5分，

15

行2.整個系統(tǒng)界面美觀、二次不成功扣10分；

運行準確可靠。3.運行不準確扣5分/處。

設計符合維修電工職業(yè)

規(guī)范；

能夠完成技術文檔、國家

標準的查詢；

正確完成進行上電檢查；

職業(yè)素養(yǎng)10調試步驟合理，能夠準備

未發(fā)生短路事故等。

無誤的完成調試工作；

注重用電安全，正確完成

上電險查工作；

團隊協(xié)作、分工合理。

液體混合控制系統(tǒng)任務單

一、項目概述

假設你是某公司的電氣設備裝調人員，公司現有液體混合設備1套，能夠完

成兩種液體的自動化混合作業(yè)，但是隨著設備使用年限的增加，控制面板上的按

鈕經常會出現，如，接觸不良等小故障，現公司要求利用HMI對現有設備進行升

級改造，使之在原有自動控制功能的基礎上，增加部分功能使之能夠實現新增不

同種類兩種液體的混合功能，且具有手動控制、自動控制，其中自動控制包括：

單周期混合控制和連續(xù)混合控制。

液體混合裝置示意圖如下圖所示：

圖1液體混合裝置

說明：混合罐高度2000mm

二、項目改造控制要求描述

(1)現有設備控制功能描述

①初始狀態(tài)：開始時混合罐是空的，各閥門均處于關閉狀態(tài)，各液位傳感器

無信號。

②自動控制模式：功能描述如下：按下“啟動”按鈕，控制系統(tǒng)將自動順序

運行。首先打開閥A,液體A流入容器，當中限位開關變?yōu)?狀態(tài)時，關閉閥A,

并打開閥B,液體B流入容器。當液位到達上限位開關時，關閉閥B,電機M開

始運行，攪動液體使之混合均勻，5分鐘后停止攪動，并力開閥C,放出混合液。

當混合液液位下降至下限位開關之后再過20秒，容器放空且關閉閥C,一個工

作周期結束，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。

（2）改造后功能要求描述

①在現有自動控制的基礎上，增加手動控制模式，使之能夠實現手動開關閥

A、閥B、閥C和攪拌電機M的啟?？刂?；

②自動控制模式下須對循環(huán)周期數進行設置，并對當前完成的混合次數進行

統(tǒng)計并在HMI上實時顯示；

③增加“停止”按鈕，當按下“停止”按鈕后，控制系統(tǒng)能在當前混合周期

的操作結束后，系統(tǒng)自動停止工作，并返回初始狀態(tài)；

④所有手自動控制方式，其中自動模式：單周期和連續(xù)運行工作模式，均在

HMI上進行操作，急停按鈕除外。

⑤為避免緊急情況或當出現險情/報警時進一步擴大故障，控制系統(tǒng)必須須

有急停功能。

⑥把現有開關量型液位傳感器更換成模擬量型液位傳感器（選做）

模擬量傳感器參數如下：

量程：0-2000mm；輸出信號：4-20mA

⑦增加溫度控制，模擬量PtlOO傳感器，配套變送器，量程0-200七，輸出

信號4-20mA或1-5V（二選一）

（3）控制系統(tǒng)系統(tǒng)設計要求

①現有條件：已完成改造的西門子S7-200或三菱FX5U（或其他）PLC程序1

套。

②角色扮演：假設你是一位電氣設備維護工程師、電氣控制系統(tǒng)設計師

③工作任務：根據現有PLC程序，在改造后實現上述功能并完成系統(tǒng)調試。

任務1:設計通信測試界面

任務：設計MCGS觸摸屏與西門子S7-200系列PLC之間的通信測試界面畫面。

要求：

1.自行建立實習數據庫、連接PLC變量；

2.當通信成功時，能夠顯示“通信正?！?；通信錯誤時，能夠顯示“通信異?！?

注：詳細資料請翻閱MCGSE組態(tài)軟件驅動連接的幫助文檔

3.畫面抬頭需有設計單位LOGO等信息，參考畫面的抬頭部分畫面如下：

二二**職業(yè)技術學院：u期時向年升日時分出

套a*制式

提示：

1.自行設計并完成通信測試界面；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件自帶幫助文檔（驅動連接幫助文檔）、西門子PLC編

程軟件STEP7-Micro/WIN使用手冊等技術文檔。

任務2：HMI-PLC通信電纜制作

任務：完成MCGS觸摸屏與西門子S7-200系列PLC之間的通信電纜的制作。

要求：

(1)通信電纜制作器材準備

1.器材：九針串口公頭母頭各1只、通信用電纜1-2米；

2.工具：螺絲刀、焊接用工具1套(電烙鐵、焊錫絲等)；

3.電纜制作用技術手冊或幫助文檔1份。

(2)根據技術資料完成通信電纜焊接或制作

TPC端PLC端

注：詳細資料請翻閱MCGSE組態(tài)軟件驅動連接的幫助文檔

(3)符合維修電工操作規(guī)范，參考《維修電工國家職業(yè)標準》

(4)結合任務1完成HMI-PLC之間的通信連接。

提示：

1.公頭或母頭現有型號有螺絲型串口、焊接型串口等類型；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件幫助文檔、西門子S7-200使用手冊等技術文檔。

任務37：閱讀PLC程序并完成實時數據庫設計及連接

任務：閱讀給定PLC程序并根據程序完成實時數據庫設計，完成與PLC之間的驅

動連接。

要求：

（1）閱讀PLC程序并理解控制程序功能

分析“項目案例描述”（本文檔第1頁）

（2）完成實時數據庫與PLC之間的驅動連接

實時數據庫驅動連接

連接變里通道名稱

關UI

開

褊量周期模式一型

關

開

￡。福夫開關型通訊狀態(tài)通訊狀態(tài)

關

開

型下液位只讀1000.3

觸閥B開關

關

開

型中液位

犯閥C開關只讀1000.4

關

開

型上液位只讀1000.5

艮?閥門A

關

開

型閥門A讀寫Q000.0

誨。閥門B

關

開

型閥門B讀寫Q000.1

春B閥門C

關

開

型閥門讀寫

知攪拌電機CQ000.2

關

開

型攪拌電機讀寫

知攪拌電機啟停Q000.3

關

開

型手自動切換讀寫

知連續(xù)工作模式M000.0

關

開

的上余位型單周期模式讀寫M000.1

關

開

型連續(xù)工作模式讀寫

的手自動切換M000.2

關

開

型讀寫

婦通訊狀態(tài)閥A開關M000.3

關

開

的下液位型閥B開關讀寫M000.4

關

開

春。中港位型閥C開關讀寫M000.5

值

數

型攪拌電機啟停讀寫M000.6

艮電放空時間設蓋H1II

值

數

型攪拌時間設置讀寫VWB100

知放空時間設置PLCPLC

值

數

型放空時間設置PLC讀寫VWB102

春。攪拌時間設蓋fflll

值

數

型周期數顯示讀寫VWB104

的攪拌時間設蓋PLC

值

數

型周期數設置

的周期數設置讀寫VWUB106

值

數

型

的周期數顯示

提示:

1.PLC程序包括：手動程序、自動程序及手自動切換程序：

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件自帶幫助文檔、西門子S7-200使用手冊等技術文檔。

任務3-2：HMI畫面設計及動畫連接

任務：完成手動控制HMI畫面、自動控制HMI畫面及手自動切換畫面。

要求：

(1)完成手自動切換控制HMI畫面設計

1.畫面應用手自動切換開關、單周期工作切換開關、連續(xù)工作切換開關。

2.手自動切換開關功能：切換手動控制、自動控制兩種模式；

3.單周期工作模式切換開關功能：打開或關閉單周期工作模式;

4.連續(xù)工作切換開關功能：打開或關閉連續(xù)工作模式;

5.打開單周期工作模式，自動復位連續(xù)工作模式；反之亦然。

福

濟

福

皿

(2)完成手動控制模式控制HMI畫面設計

1.建立相應的手動按鈕，控制閥A、閥B、閥C和攪拌電機，并對其狀態(tài)

進行顯示;

2.對混合罐液位進行顯示。

暈

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用

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3）完成自動控制模式控制HMI畫面設計

1.可顯示已完成的周期數統(tǒng)計顯示；

2.HMI畫面可進行如下設置：周期數設置、攪拌時間設置、放空時間設置。

注：定時器時基為100ms,而定時時間單位為分鐘和秒，注意時間單位變換。

提示：

1.PLC程序包括：手動程序、自動程序及手自動切換程序；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件自帶幫助文檔、西門子S7-200使用手冊等技術文

檔。

任務3-3：調試及運行

任務：完成HMI畫面的調試及運行控制。

要求：

連接西門子S7-200PLC,完成調試與運行控制

1.手自動切換開關功能調試及運行控制；

2.單周期工作功能調試及運行控制；

調試手動控制按鈕，如：按下閥門A手動按鈕，閥門A是否打開（PLC

上是否有輸出），閥門A狀態(tài)是否正確顯示（HMI畫面上是否有顯示）。

3.連續(xù)工作功能調試及運行控制；

在連續(xù)工作模式下，設置好周期數、攪拌時間、放空時間，按下PLC箱子

上的啟動按鈕，系統(tǒng)是否自動運行，各閥門狀態(tài)、攪拌電機狀態(tài)是否顯示。

提示：

1.PLC程序包括：手動程序、自動程序及手自動切換程序；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件自帶幫助文檔、西門子S7-200使用手冊等技術文檔。

過程考核評分標準

項目內容分值評分細則得分

設計通信在已給定的畫面中設計畫面設計不能滿足測試功

10

任務測試界面通信測試界面能，扣10分

1借助組態(tài)軟件幫助文檔不能自行翻閱技術文檔或

職業(yè)素養(yǎng)5

等完成設計工作未能正確使用技術文檔

HMI-PLC通完成西門子S7-200或三完成通信電纜制作并通信

信電纜制15菱FX3UPLC與MCGS觸摸測試成功，不扣分；其他

作屏之間的通信電纜制作。情況扣10分。

1、不能正確使用儀表螺絲

任務1、能夠正確使用電氣工刀等基本工具；

2具；2、不能正確使用電烙鐵完

職業(yè)素養(yǎng)102、能夠查詢組態(tài)軟件幫成焊接；

助文考等；3、工作過程中發(fā)生意外燙

3、安全用電、團隊協(xié)作傷或多次損壞器件；

4、團隊分工混亂。

閱讀PLC程

分配縉誤或與PLC程序

10每個實時變量1分

不符

1.能將用戶窗口中圖形

1.沒有相關性連接一次扣

對象與實時數據庫中的

2分；

HMI畫面設數據對象建立相關性連

2沒有設置相應的動畫屬

計25接，并設置相應的動畫屬

性一次扣2分；

動畫連接性和幅度。

3.沒有正確與外部設備的

2.正確建立與外部設備

連接扣5分。

的連凄

任務

1.能對組態(tài)內容進行分1.控制程序錯一處扣5分；

3

調試及運段和總體調試。2.一次調試不成功扣5分，

15

行2.整個系統(tǒng)界面美觀、二次不成功扣10分；

運行準確可靠。3.運行不準確扣5分/處。

設計符合維修電工職業(yè)

規(guī)范；

能夠完成技術文檔、國家

標準的查詢；

正確完成進行上電檢查；

職業(yè)素養(yǎng)10調試步驟合理，能夠準備

未發(fā)生短路事故等。

無誤的完成調試工作；

注重用電安全，正確完成

上電險查工作；

團隊協(xié)作、分工合理。

液體混合控制系統(tǒng)任務單

一、項目概述

假設你是某公司的電氣設備裝調人員，公司現有液體混合設備1套，能夠完

成兩種液體的自動化混合作業(yè)，但是隨著設備使用年限的增加，控制面板上的按

鈕經常會出現，如，接觸不良等小故障，現公司要求利用HMI對現有設備進行升

級改造，使之在原有自動控制功能的基礎上，增加部分功能使之能夠實現新增不

同種類兩種液體的混合功能，且具有手動控制、自動控制，其中自動控制包括：

單周期混合控制和連續(xù)混合控制。

液體混合裝置示意圖如下圖所示：

圖1液體混合裝置

說明：混合罐高度2000mm

二、項目改造控制要求描述

(1)現有設備控制功能描述

①初始狀態(tài)：開始時混合罐是空的，各閥門均處于關閉狀態(tài)，各液位傳感器

無信號。

②自動控制模式：功能描述如下：按下“啟動”按鈕，控制系統(tǒng)將自動順序

運行。首先打開閥A,液體A流入容器，當中限位開關變?yōu)?狀態(tài)時，關閉閥A,

并打開閥B,液體B流入容器。當液位到達上限位開關時，關閉閥B,電機M開

始運行，攪動液體使之混合均勻，5分鐘后停止攪動，并力開閥C,放出混合液。

當混合液液位下降至下限位開關之后再過20秒，容器放空且關閉閥C,一個工

作周期結束，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。

（2）改造后功能要求描述

①在現有自動控制的基礎上，增加手動控制模式，使之能夠實現手動開關閥

A、閥B、閥C和攪拌電機M的啟?？刂?；

②自動控制模式下須對循環(huán)周期數進行設置，并對當前完成的混合次數進行

統(tǒng)計并在HMI上實時顯示；

③增加“停止”按鈕，當按下“停止”按鈕后，控制系統(tǒng)能在當前混合周期

的操作結束后，系統(tǒng)自動停止工作，并返回初始狀態(tài)；

④所有手自動控制方式，其中自動模式：單周期和連續(xù)運行工作模式，均在

HMI上進行操作，急停按鈕除外。

⑤為避免緊急情況或當出現險情/報警時進一步擴大故障，控制系統(tǒng)必須須

有急停功能。

⑥把現有開關量型液位傳感器更換成模擬量型液位傳感器（選做）

模擬量傳感器參數如下：

量程：0-2000mm；輸出信號：4-20mA

⑦增加溫度控制，模擬量PtlOO傳感器，配套變送器，量程0-200七，輸出

信號4-20mA或1-5V（二選一）

（3）控制系統(tǒng)系統(tǒng)設計要求

①現有條件：已完成改造的西門子S7-200或三菱FX5U（或其他）PLC程序1

套。

②角色扮演：假設你是一位電氣設備維護工程師、電氣控制系統(tǒng)設計師

③工作任務：根據現有PLC程序，在改造后實現上述功能并完成系統(tǒng)調試。

任務1:設計通信測試界面

任務：設計MCGS觸摸屏與西門子S7-200系列PLC之間的通信測試界面畫面。

要求：

1.自行建立實習數據庫、連接PLC變量；

2.當通信成功時，能夠顯示“通信正常”；通信錯誤時，能夠顯示“通信異?！?；

注：詳細資料請翻閱MCGSE組態(tài)軟件驅動連接的幫助文檔

3.畫面抬頭需有設計單位LOGO等信息，參考畫面的抬頭部分畫面如下：

二二**職業(yè)技術學院T仙時問年小。分:秒

七***VTC

提示：

1.自行設計并完成通信測試界面；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件自帶幫助文檔（驅動連接幫助文檔）、西門子PLC編程軟

件STEP7-Micro/WIN使用手冊等技術文檔。

23

任務2：HMI-PLC通信電纜制作

任務：完成MCGS觸摸屏與西門子S7-200系列PLC之間的通信電纜的制作。

要求：

(1)通信電纜制作器材準備

1.器材：九針串口公頭母頭各1只、通信用電纜1-2米；

2.工具：螺絲刀、焊接用工具1套(電烙鐵、焊錫絲等)；

3.電纜制作用技術手冊或幫助文檔1份。

(2)根據技術資料完成通信電纜焊接或制作

TPC端PLC端

RS485A+3Data+

RS485B-8Data-

注：詳細資料請翻閱MCGSE組態(tài)軟件驅動連接的幫助文檔

(3)符合維修電工操作規(guī)范，參考《維修電工國家職業(yè)標準》

(4)結合任務1完成HMI-PLC之間的通信連接。

提示：

1.公頭或母頭現有型號有螺絲型串口、焊接型串口等類型；

2.可翻閱MCGSE組態(tài)軟件幫助文檔、西門子S7-200使用手冊等技術文檔。

24

任務37：閱讀PLC程序并完成實時數據庫設計及連接

任務：閱讀給定PLC程序并根據程序完成實時數據庫設計，完成與PLC之間的驅動連

接。

要求：

(1)閱讀PLC程序并理解控制程序功能

分析“項目案例描述”(本文檔第1頁)

(2)完成實時數據庫與PLC之間的驅動連接

實時數據庫驅動連接

類星

上連接變重通道名稱

開關II

________________型

褊童周期模式

開關

的閥夫開關型通訊狀態(tài)通訊狀態(tài)

開關

型下液位只讀工000.3

的閥B開關

開關

型中液位只讀

站閥C開關1000.4

開關

型上液位只讀100。.5

的閥門A

開關

型閥門A讀寫Q000.0

的閥門B

開關

型閥門B讀寫Q000.1

的閥門C

開關

型閥門讀寫

拊攪拌電機CQ000.2

開關

型攪拌電機讀寫

的攪拌電機啟停Q000.3

開關

型手自動切換讀寫M000.0

婦連續(xù)工作模式

開關

的上曲位型單周期模式讀寫M000.1

開關

型連續(xù)工作模式讀寫M000.2

2手自動切換

開關

型閥開關讀寫

軸通訊狀態(tài)AM000.3

開關

型閥開關讀寫

的下涌位BM000.4

開關

型閥開關讀寫

0。中泊位CM000.5

數值

型攪拌電機啟停讀寫

的放空時間設蓋HMI