基于MCGS的PLC实践教学监控系统的设计

基于MCGS的PLC实践教学监控系统的设计木 马天兵 安徽理工大学 张新 淮南232001 摘要 针对目前PLC实践教学中存在的问题 提出将MCGS组态软件与PLC控制技术相结合来设计监控 系统 既可缓解高校PLC实践教学设备投入不足的困难 又可提高学生的学习兴趣 培养学生PLC控制系统的 综合开发能力 关键词 MCGS PLC监控系统 实践教学 自动门 中图分类号 TP277 文献标识码 A 文章编号 1001 0785 2011 07 0024 03 Abstract In view of the problems exists in the PLC practice teaching the paper proposes to design monitoring system with combination of MCGS configuration software and PLC control technology which can ease the difficulties ot equipment shortage in PLC course practice teaching in colleges and improve students interest in learning and develop students inte grated development capabilities of PLC control system Keywords MCGS PLC monitoring and control system practice teaching automatic door PLC课程已被多数高校的电气 测控和机电 专业定为必修的专业课 随着高校学生的增多 原有的PLC硬件资源已难满足学生的PLC实践教 学 特别是对于体积大 价格高的实用控制系统 利用MCGS开发实验所需的监控界面取代价格昂 贵的实物模型 可大大节省成本 画面直观 设 计灵活 调试方便 1 MCGS组态软件介绍 MCGS组态软件是一套基于Windows平台开发 的 用于快速构造和生成上位机监控界面的组态 软件系统 能够实现现场数据采集 实时与历史 安徽省教育厅高校教学研究重点项目 2008jyxm092 安徽理工大学一般教研项日 2010jyxin078 介于两者之间 设计符合要求 2 制动距离的计算 S SI v0 FB M 0 式中 s 为有效制动距离 S 为制动器延迟 距离 W为整机满载质量 取27 600 kg rk为驱 动轮滚动半径 取0 553 1TI v0为制动初速度 取 8 33 m s T为制动延迟时间 取0 3 S 计算得制动距离S 4 15 in 6 in 符合设计 要求 3 结论 12 t叉车气液混合制动系统能够满足叉车实际 一24一 工况需要 该系统具有气压和液压的综合优点 气压传动经济 操纵轻便省力 液压传动结构紧 凑 制动平滑 目前该系统已成功应用于合力新 型12 t叉车 参考文献 1 鲁道夫 汽车制动系统分析与设计 M 北京 机械 工业出版社 1984 2 张开文 制动 M 北京 中罔铁道H 版社 1993 3 陆植 叉车设计 M 北京 机械T业lL1 版社 1991 4 陈建 装载机制动控制系统研究 D 杭州 浙汀大 学 2007 5 何正忠 装载机 M 北京 冶金ll 业出版社 1999 作者地址 安徽叉车 集团有限责任公 技术中心重装牟辆 研究所 邮 编 230601 收稿日期 2011 01一O9 起重运输机械 201l 7 数据处理 报警与安全机制 流程控制 动画显 示 趋势曲线与报表的输出及企业监控网络等功 能 MCGS组态系统采用各种成熟通用的I 0接口 设备和现场设备 不再需要单独进行具体的电路 设计 不仅节约了硬件开发时间 也提高了工控 系统的可靠性 若实际生产中用组态软件替代实 际的控制电路设计 则将大大缩短产品的开发 周期 2监控系统开发实例 以电动门监控系统为例 简述MCGS监控界 面的开发流程及其在PLC实践教学中的作用 系 统上位机采用MCGS软件开发动画监控界面 下 位机采用实验室配备的三菱FX1 N一60MR型PLC 梯形图采用GX Developer8 0编写 整个监控系统 如图1所示 上位机McGsl 组态软件J RS232 一 X0 Y0卜 科 X5 Y2 图1 电动大门监控系统组成 2 1 电动门控制系统的设计要求 1 门卫在警卫室通过开 关门开关及停止开 关控制大门的开和关 2 当门卫按下开门开关时 报警灯闪烁5 s 后 开门接触器闭合 门开始打开 直到碰到开 门限位开关 门停止运动 报警灯停止闪烁 3 当门卫按下关门开关时 报警灯闪烁5 S 后 关门接触器闭合 门开始关闭 直到碰到关 门限位开关 门停止运动 报警灯停止闪烁 4 在开门过程中 只要门卫按下停止开关 门立即停在当前位置 报警灯停止闪烁 5 在关门过程中 只要门夹住人或者物品 安全压力挡板就会受到一定的压力 门就立即停 止运动 6 开门和关门开关同时按下时 2个接触器 都不动作 并且进行错误提示 起重运输机械 2011 7 2 2软件编程 根据控制要求 设计软件流程图 见图2 和 梯形图 见图3 整个流程图主要包括开门与关 门控制2部分 a b 图2软件流程图 图3 PLC控制梯形图 2 3 MCGS监控界面设计 组态软件通过串口通讯程序采集PLC输出 信号 并实时显示自动门控制系统的信息 发 送控制信号至PLC进行控制 利用MCGS组态 软件 建立电动门控制系统的监控画面 如图4 o圆圈圃 圈圈 m 匝 图4监控主界面 一25 所示 进行画面的动画连接及设置 使画面图 形对象与数据变量之间建立联接关系 当变量 值改变时能够通过画面的动画效果呈现 也可 以通过图形对象改变数据变量的值 监控界面 中开关量皆取高电平有效 数据库中的变量定 义见表1 表1数据库中的变量定义 变量名称 类型 初始值 注释 开门开关 开关型 O 开关量输入 反映开门开关状态 1要求开门 关门开关 开关型 0 开关量输入 反映关门开关状态 1要求关门 停止开关 开关型 O 开关量输入 反映停止开关状态 1要求停止 开门限位开关 开关型 O 开关量输入 反映开门限位开关状态 l门已全开 关门限位开关 开关型 0 开关量输入 反映关门限位开关状态 1门已全关 安全压力档板 开关型 0 开关量输入 反映安全压力档板状态 1夹住物体 开门接触器 开关型 O 开关量输出 控制开门接触器通断 1接触器接通 关门接触器 开关型 0 开关量输出 控制关门接触器通断 1接触器接通 报警灯 开关型 0 开关量输出 控制报警灯显示 1灯亮 水平移动参数 数值型 0 水平移动效果参数 实现大门移动效果 错误提示 开关型 O 1代表开门开关和关门开关同时按下的状态提示 定时器启动 开关型 O 定时器启动信号 1有效 实现接触器延时动作 定时器复位 开关型 O 定时器复位信号 1有效 实现接触器延时动作 定时器计时时间 开关型 0 定时器计时时间 用于调试接触器延时时间 定时时间到 开关型 0 定时时间到信号 1有效 实现接触器延时动作 3 总结 实验调试表明 该系统可正常运行 能够有 效地完成监控任务 实现控制目的与要求 人机 界面直观友好 易操作 基于MCGS的PLC教学 仿真实验系统的实现不但解决了教学资源投入不 足的问题 而且可利用原有资源平台 节约了大 量的实验经费 将MCGS组态监控技术与PLC技 术引人实践教学 增强了学生对PLC学习的兴趣 加深了学生对监控过程的理解 锻炼了学生的设 计能力和实践动手能力 为未来从事工业控制领 域工作奠定了良好的基础 参考文献 1 杜菲 MCGS软件在测控专业实践教学中的应用 J 考试周刊 2010 4 156 157 2 袁秀英 组态控制技术 M 北京 电子工业出版 社 2007 3 廖世海 MCGS组态监控软件在PLC教学中的应用 J 煤炭技术 2010 29 11 182 183 4 祝常红 基于PLC及嵌人式MCGS组态软件的自动售 货机监控系统 J 自动化应用 2010 11 6 9 作 者 马天兵 地 址 安徽淮南安徽理工大学机械学院测控教研室 邮 编 232001 收稿日期 2011 01 18 起重运输机械 2011 7