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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 摘要 隨著社會(huì)市場經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會(huì)的現(xiàn)場，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為采用霓虹燈管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達(dá)到效果。這些燈的控制設(shè)備多為數(shù)字電路。而在現(xiàn)代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會(huì)的燈光布景，由于其變化多、功率大，數(shù)字電路則不能勝任。針對PLC日益得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀。 嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的工業(yè)控制系統(tǒng)。適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴(yán)格要求的

2、專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于高科技產(chǎn)品中，具有巨大的市場需求前景。嵌入式系統(tǒng)不僅在傳統(tǒng)的工業(yè)控制和商業(yè)管理領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用空間，如智能工控設(shè)備、POS/ATM機(jī)、IC卡等，而且在信息家電領(lǐng)域的應(yīng)用也具有極為廣泛的潛力，例如機(jī)頂盒、WebTV、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)等眾多的消費(fèi)類和醫(yī)療保健類電子設(shè)備，在車載盒、智能交通等領(lǐng)域的應(yīng)用也呈現(xiàn)出前所未有的生機(jī)。 MCGS（Monitor?and?Control?Generated?System,通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決

3、實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。該設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是基于MCGS的節(jié)日彩燈控制，當(dāng)然要做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)必須先熟悉MCGS組態(tài)軟件及PLC節(jié)日彩燈的控制工作原理，了解西門子PLC及MCGS組態(tài)軟件，會(huì)用CAD繪制電氣控制原理圖以及用MCGS組態(tài)軟件組態(tài)監(jiān)控畫面及調(diào)試實(shí)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：MCGS；PLC；循環(huán)；控制 目錄 1 PLC的定義及發(fā)展 2 1.1 PLC的定義 2 1.2 PLC的的發(fā)展歷程 2 1.3 PLC的特點(diǎn) 2 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2.1 控制要求 4 2.2 硬件分配圖 4 2.3 PLC輸入

4、/出分配表 4 2.4 PLC梯形圖 5 3 MCGS組態(tài) 8 3.1 什么是MCGS組態(tài)軟件 8 3.2 組態(tài)過程 8 3.2.1 建立工程 8 3.2.2 建立監(jiān)控畫面 8 3.3.3 建立數(shù)據(jù)庫變量 9 3.3.4 設(shè)備窗口屬性設(shè)置 9 總結(jié) 11 參考文獻(xiàn) 12 1 PLC的定義及發(fā)展 1.1 PLC的定義 Programmable Logic Controller 簡稱為PLC，即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 1.2 PLC的的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行

5、連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable?Controller（PC）。 　　?個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable?Logic?Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。 　　PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì)（IE

6、C）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 　　?上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的

7、DCS系統(tǒng). 1.3 PLC的特點(diǎn) 1 ) 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng) （1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms. （3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 （6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高 2) 豐富的I/O接口模塊

8、 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 3) 配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度

9、控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 4) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工作量小、維護(hù)方便、容易改造 PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 5) 體積小、重量輕、能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm ，重量小于150g，能耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備。 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 控制

10、要求 按下啟動(dòng)按鈕，9個(gè)霓虹燈依次循環(huán)閃爍； 按下停止按鈕，霓虹燈停止閃爍，熄滅。 2.2 硬件分配圖 種類 名稱 地址 輸入信號(hào) 啟動(dòng)按鈕SB1 I0.0 停止按鈕SB2 I0.1 輸出信號(hào) 霓虹燈1 Q0.0 霓虹燈2 Q0.1 霓虹燈3 Q0.2 霓虹燈4 Q0.3 霓虹燈5 Q0.4 霓虹燈6 Q0.5 霓虹燈7 Q0.6 霓虹燈8 Q0.7 霓虹燈9 Q1.0 圖 2-1 硬件分配圖 2.3 PLC輸入/出分配表 表2-1 輸入/出分配表 2.4 PLC梯形圖 圖 2-2 梯形圖1 圖 2-3

11、梯形圖2 圖2-4 梯形圖3 圖2-5 梯形圖4 圖2-6 梯形圖5 3 MCGS組態(tài) 3.1 什么是MCGS組態(tài)軟件 MCGS（Monitor and Control Generated System,通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。 MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源

12、原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 3.2 組態(tài)過程 3.2.1 建立工程 雙擊桌面“MCGS組態(tài)環(huán)境”圖標(biāo)，進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境，新建工程。 圖 3-1 新建工程 3.2.2 建立監(jiān)控畫面 在MCGS組態(tài)平臺(tái)上單擊“用戶窗口”，“新建窗口”，在“用戶窗口”中新建一個(gè)“窗口0”，雙擊開始編輯。 圖 3-2 編輯用戶窗口 3.3.3 建立數(shù)據(jù)庫變量 單擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”，增加對象并修改其屬性。 圖 3-3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 3.3.4 設(shè)備窗口屬性設(shè)置 在組態(tài)工作臺(tái)界面中，用鼠標(biāo)單擊“設(shè)備窗口”選項(xiàng)，出現(xiàn)設(shè)備窗口圖標(biāo)

13、并雙擊進(jìn)入設(shè)備組態(tài)窗口；在此窗口中通過設(shè)備工具箱，完成設(shè)備組態(tài)。 圖 3-4 設(shè)備組態(tài) 總結(jié) 選定題目后，感覺困難較大。查看了一些資料后，頭腦里開始有了設(shè)計(jì)思路和方向。 回顧此次實(shí)訓(xùn)，時(shí)間雖然不長，但是在此實(shí)訓(xùn)中學(xué)到了很多有用的東西。我的題目是基于MCGS的節(jié)日彩燈PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，經(jīng)過老師的講解和自己在書上查找資料，逐步了解了自己要設(shè)計(jì)的是什么、該設(shè)計(jì)的工作原理及該出現(xiàn)的運(yùn)行結(jié)果，并且掌握了怎樣使MCGS與PLC進(jìn)行通訊及設(shè)置MCGS的組態(tài)過程。 現(xiàn)在，整個(gè)設(shè)計(jì)基本完成，雖然結(jié)果并不是很令人滿意，過程中也出現(xiàn)了問題。但我想只有在實(shí)踐中多去操作、不言棄、不急躁、迎難而上、多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、多嘗試，才能將專業(yè)知識(shí)學(xué)得更好，才能學(xué)以致用。 參考文獻(xiàn) [1]. 黃永紅，電氣控制欲PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社. [1]. MCGSE參考手冊. [1]. MCGS嵌入版快速入門. [1]. MCGS嵌入版用戶指南 . [1]. 西門子（中國）有限公司.S7-200可編程器系統(tǒng)手冊.2005. [1]. 廖常初.S7-200 PLC基礎(chǔ)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 【精品文檔】第 5 頁