工控组态实训心得

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工控组态实训心得 工控组态实训心得 工控组态实训心得 工控组态实训心得 篇一：工控组态实验报告 《工控组态技术》 实验指导书 湖南工业大学电气与信息工程学院实验一、小车的自动往返1控制系统的组态设计 一、实验目的 熟悉MCGS组态软体的应用、会利用MCGS组态软体进行控制系统设计。 二、实验要求 根据控制要求进行监控画面的制作和程序的编写、调试。 三、实验设备 1．硬件：PC机 2．软件：MCGS组态软件 四、实验内容 如图所示画面，按下启动按钮后，油车自动作往返运行。每碰到两侧的行程开关，油车都要停2秒后掉头行驶。 一个往返过程是20秒。 在油车行驶的任何位置按下停止按钮， 油车返回原位。 五、实验步骤 1、画面建立 2、实时数据库建立 3、动画连接 4、脚本程序 实验二、小车的自动往返2控制系统的组态设计 一、实验目的 熟悉MCGS组态软体的应用、会利用MCGS组态软体进行控制系统设计。 二、实验要求 根据控制要求进行监控画面的制作和程序的编写、调试。 三、实验设备 1．硬件：PC机 2．软件：MCGS组态软件 四、实验内容 如图所示画面，按下启动按钮后，油车自动作往返运行。每到中间位置，都要停下，然后储油罐向油车罐油2秒钟；每碰到两侧的行程开关，油车都要停2秒后掉头行驶。一个往返过程是30秒。 在油车行驶的任何位置按下停止按钮， 油车返回原位，储油罐恢复到起始状态。 五、实验步骤 1、画面建立 2、实时数据库建立 3、动画连接 4、脚本程序 实验三、油罐车控制系统1控制系统的组态设计 一、实验目的 熟悉MCGS组态软体的应用、会利用MCGS组态软体进行控制系统设计。 二、实验要求 根据控制要求进行监控画面的制作和程序的编写、调试。 三、实验设备 1．硬件：PC机 2．软件：MCGS组态软件 四、实验内容 如图所示画面，按下启动按钮后，阀门1打开储油罐向油车罐油2秒钟，储罐油位下降→时间到，阀门1关闭，油车以一定速度向前行驶8秒→时间到，油车停，打开阀门2秒钟→时间到，油车返回原位，储油罐、阀门都恢复到起始状态。 在油车行驶的任何位置按下停止按钮， 油车返回原位，储油罐、阀门都恢复到起始状态。 五、实验步骤 1、画面建立 2、实时数据库建立 3、动画连接 4、脚本程序 实验四、油罐车控制系统2的组态设计 一、实验目的 熟悉MCGS组态软体的应用、会利用MCGS组态软体进行控制系统设计。 二、实验要求 根据控制要求进行监控画面的制作和程序的编写、调试。 三、实验设备 1．硬件：PC机 2．软件：MCGS组态软件 四、实验内容 如图所示画面，按下启动按钮后，阀门打开储油罐向油车罐油2秒钟，储罐 油位下降→时间到，阀门关闭，油车以一定速度向前行驶9秒→时间到，油车停在门前，接着门往上打开2秒钟→时间到，油车继续向前行驶3秒→时间到，油车返回原位，门、储油罐、阀门都恢复到起始状态。 在油车行驶的任何位置按下停止按钮， 油车返回原位，门、储油罐、阀门都恢复到起始状态。 五、实验步骤 1、画面建立 2、实时数据库建立 3、动画连接 4、脚本程序 实验五、小车顺序控制系统的组态设计 一、实验目的 熟悉MCGS组态软体的应用、会利用MCGS组态软体进行控制系统设计。 二、实验要求 根据控制要求进行监控画面的制作和程序的编写、调试。 三、实验设备 1．硬件：PC机 2．软件：MCGS组态软件篇二：PLC实训心得 PLC实训心得 因为12月份有全国研究生统一的缘故，系里的刘老师考虑到这个特殊情况，将我们考研的学生的综合实训的时间延迟到了一月份。由于暑假实习我们做的是嵌入式系统开发，因此这次我们做的是有关PLC和变频器方面的，即PLC交通灯系统及小车变频调速系统I. 经过七天的实习，我们主要进行了三个任务的设计与调试，流水灯控制实验、十字路口交通灯试验、小车多段速控制实验。 交通灯控制实验比较基础，也是对以前所学的PLC课程的回顾，采用STEP7M icroWin来设计梯形图，EasyBuild8000来编辑触摸屏界面。由于梯形图较为简单，到后期我们小组在触摸屏界面上下了功夫，在演示前将流水灯做成了打地鼠游戏的样式获得了同学们的一致好评。 十字路口交通灯控制实验是以前我们在课堂上和PLC实验中学习过的，除了常规的交通灯设计之外，还要求我们在各个交通灯旁加上倒计时，经过努力，我们小组通过减法器和除法器实现了这个功能。 小车多段速控制实验较为复杂，分为步进模式和自动模式两种，这个功能通过三菱PLC的步进指令也较容易实现，但我们小组做的PLC是西门子200系列，不包含步进指令，当然通过我们团队的合作，最终还是实现了实训所要求的功能。 通过这次实习，我又收获了许多东西，实际的对PLC跟工业现场常用的触摸屏设备进行了学习跟操作，进一步将课堂知识与实际应用结合到了一起，学会了EasyBuild8000这款软件的基本应用。除却所学的知识外，我还深刻的意识到了团队合作的重要性，每个人独特的想法结合到一起就能擦出非常奇妙的火花，一方面加深了团队各成员之间的默契程度，另一方面也加快了团队完成项目的速度。无论对提高自己还是对于团队都很有帮助，合作真的很重要！ 最后感谢学院老师的理解，让我们在考研之后仍能参加一次非常有意义的实际培训，我会将此次培训所学得的知识和对合作的理解运用到以后的工作和学习生活当中去。 第二章PLC简介 PLC是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统，由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点，因此在控制方面得到了广泛应用。 2.1 PLC的定义 可编程控制器（PLC）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则选择。而PLC技术与CAD/CAM技术、机器人技术并称现代工业技术的三大支柱。 2.2 PLC的发展 长期以来，计算机控制和传统PLC控制一直是工业控制领域的两种主要控制方法。PLC自1969年问世以来，以其功能强、可靠性高、使用方便、体积小等优点在工业自动化领域得到迅速推广，成为工业自动化领域中极具竞争力的控制工具。但传统的PLC体系结构是封闭的，各个PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统各异，用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，不利于终端用户功能的扩展。近年来，工业自动化控制系统的规模不断扩大，控制结构更趋于分散化和复杂化，需要更多的用户接口。 目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 2.3 PLC的基本结构 1.中央处理器 中央处理器(CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。 2.存储器 PLC存储器主要用于存放系统程序、用户程序和数据等。包含系统存储区(采用ROM、EPROM、EZPROM、FLASH等)、用户存储区(采用随机存取存储器RAM)。 3.I/O接口 输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口采集现场控制或检测元件输入的各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等,通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。 4.编程器 编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器,并利用编程器检查、修改和调试用户程序,监视用户程序的执行过程,显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。常用的有手持编程器和PC上位机。 5.电源 PLC电源为各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VAC)。 6.人机界面 最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。 2.4 PLC的工作原理 PLC的工作方式:按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的工作过程，包括上电处理、输入采样、程序执行、输出刷新、通信处理、自诊断等。 第三章 硬件介绍 3.1 西门子S7—200系列PLC 本次实习采用西门子S7—200系列PLC。如图3—1所示。西门子S7--200系列是一种可编程序逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。 S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。 图3—1 西门子S7—200系列PLC3.1.1西门子S7—200工作过程 S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作： 1.读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。 2.执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。 3.处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。 4.执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。 5.写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器，最后复制到物理输出点，驱动外部负载。 3.1.2 西门子S7—200工作模式 S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。在停止模式下，S7—200不执行程序，可以下载程序和CPU组态。在运行模式下，S7-200将运行程序。 S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。可以用方式开关（位于S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行。也可以将方式开关拨在TERM（终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换CPU的工作模式，即停止模式或运行模式。如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式。 3.2WEINVIEW人机界面 WEINVIEW 新一代嵌入式工业人机界面有MT8000 和MT6000 系列。通过采用不同的CPU，可分为T 系列、i 系列和X 系列。他们的区别主要是：T 系列采用200MHz 32 bit RISC（精简指令集） CPU，32M 内存；i 系列采用400MHz ，32 bit Risc CPU，128M 内存；而X 系列采用 500MHz，32 bit CISC （复杂指令集）CPU，256M内存。由此可以看出i 系列和X 系列采用了更快的 CPU 和更大的内存，从而运行速度更快。而这三个系列里面，根据接口配置的不同，又可以分为MT6000系列通用型产品、MT8000 系列网络型产品和MT8000 系列专业型产品。MT6000系列通用型产品没有配备以太网口，MT8000系列网络型产品配备有以太网口，而MT8000X 系列我们称之为专业型产品，除了配备以太网口外，还配置有音频输出口等。WEINVIEW人机界面如图3—2所示。篇三：PLC及工控组态技术实训 1 MCGS简介 MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套基于Microsoft的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。 MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。 MCGS的主要特点和基本功能如下： ? 简单灵活的可视化早做界面 ? 实时性强、良好的并行处理性能 ? 开放式结构，广泛的数据获取和强大的数据处理功能 ? 实时数据库为用户分部组态提供极大方便 ? 支持多种硬件设备，实现“设备无关” ? 方便控制复杂的运行流程 ? 良好的可维护性和可扩充性 ? 用数据库来管理数据存储，系统可靠性高 ? 设立对象元件库，组态工作简单方便 ? 实现对工控系统的分布式控制和管理 1.1 MCGS组态软件的系统构成 1.1.1 MCGS组态软件的整体结构 MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。 ‎ ‎ MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，它由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。1.1.2 MCGS工程的五大部分 MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 1、主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 2、设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。 3、用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面报警输出、数据与曲线图表等。 4、实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。 5、 运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（if…then脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。 1.2 MCGS组态软件的工作方式 1.2.1 MCGS如何与设备进行通讯 MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。 1.2.2 MCGS如何产生动画效果 MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。当工业现场中测控对象的状态（如：储油罐的液面高度等）发生变化时，通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中，该变量是与动画属性相关的变量，数值的变化，使图形的状态产生相应的变化（如大小变化）。现场的数据是连续被采集进来的，这样就会产生逼真的动画效果（如储油罐的液面的升高和降低）。用户也可编写程序来控制动画界面，以达到满意的效果。 1.2.3 MCGS如何实施远程多机监控 ‎ ‎ MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络测控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络测控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端、工作站地址等属性参数的设置。 1.2.4 如何对工程运行流程实施有效控制 MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。 1.3 组建工程的一般过程 1.工程项目系统分析： 分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和测控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。 2.工程立项搭建框架： MCGS称为建立新工程。主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。经过此步操作，即在MCGS组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。 3.设计菜单基本体系： 为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。在组态过程中，可根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。 4.制作动画显示画面： 动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。前一部分类似于“画画”，用户通过MCGS组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。 5.编写控制流程程序： 在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。MCGS还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。 6.完善菜单按钮功能： 包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。 7.编写程序调试工程： 利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程是否正确。 8.连接设备驱动程序： 选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。此项操作在设备窗口内进行。 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，实施工程交接。 2‎ ‎ PLC简介 2.1 PLC的介绍 在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求， 即： 1） 编程简单方便，可在现场修改程序； 2） 硬件维护方便，最好是插件式结构； 3） 可靠性要高于继电器控制装置； 4） 体积小于继电器控制装置； 5） 可将数据直接送入管理计算机； 6） 成本上可与继电器柜竞争； 7） 输入可以是交流115V； 8） 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9） 扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10 用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。 根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP—14型 ），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来，而且，在工业发达国家发展很快。 在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会（NEMA）经过4年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程序控制器（Programmable Controller），英文缩写为PC，并作如下定义：“可编程序控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。” 其特点有以下几点：1、高可靠性；2、丰富的I/O接口模块；3、采用模块化结构； 4、编程简单易学 ；5、安装简单，维修方便； 2.2 PLC的工作原理 PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。PLC《》 工控组态实训心得