【正文】 Machine will be used to plete the , a Position Machine design results with the results of Subordinate Machine with the pletion of the design of the entire system connecting. Use of software simulation Programmable Controller control targets, we need not only through physical and puter monitors can be prepared for the correct procedures and the implementation of the oute or not, providing a new way of teaching for PLC teaching. Key Words: Monitor and Control Generated System；Emulation System。但在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)被控對(duì)象一旦變動(dòng)，就必須修改控制系統(tǒng)源程序，導(dǎo)致開發(fā)周期長(zhǎng)。目前世界上不少專業(yè)廠商提供各種組態(tài)軟件產(chǎn)品。國外很多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開發(fā)的，對(duì)國內(nèi)而言，它具有應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，用戶界面不理想，不支持國內(nèi)普遍使用的硬件設(shè)備，這些正是國外通用組態(tài)軟件在國內(nèi)部能廣泛應(yīng)用的原因。近年來國外一些著名硬件或系統(tǒng)廠商亦推出了日趨成熟的組態(tài)軟件產(chǎn)品，如美國 GE 公司的 Cimplicity,德國西門子公司的 WinCC 等 [1]。上、下位機(jī)通過串行口進(jìn)行通信交換數(shù)據(jù)。本界面需實(shí)現(xiàn)的控制要求為：a 主要是控制“西安” ， “工業(yè)” ， “大學(xué)” ， “50”， “周年”5 個(gè)字形霓虹燈的閃亮過程，具體實(shí)現(xiàn)的控制功能為：5 個(gè)燈依次點(diǎn)亮后閃三閃，再沿相反的方向依次熄滅；字燈下兩個(gè)燈輪流閃亮；利用組態(tài)設(shè)置周圍的燈配合閃爍。c 當(dāng)沒有連接 PLC 時(shí)，利用腳本程序也可以完成霓虹燈的控制功能。但在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)被控對(duì)象一旦變動(dòng)，就必須修改控制系統(tǒng)源程序，導(dǎo)致開發(fā)周期長(zhǎng) [2]。運(yùn)用組態(tài)軟件就可以讓同學(xué)們看到直觀生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使得理論和實(shí)際得到了完美的結(jié)合。MCGS 是為工業(yè)過程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域服務(wù)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。? 功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要及時(shí)收集，即時(shí)處理，在計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域稱其為實(shí)時(shí)性任務(wù)關(guān)鍵任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和異常處理等。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文5? 建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個(gè)部分及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)。? “面向窗口”的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性。以圖象、圖符、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等有關(guān)信息。每個(gè)動(dòng)畫構(gòu)件都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)畫功能。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。? 支持 OLE Automation 技術(shù)。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，同時(shí)，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫中的存盤數(shù)據(jù)。隨著工作的積累，對(duì)象元件庫將日益擴(kuò)大和豐富，組態(tài)工作將會(huì)變得越來越簡(jiǎn)單方便。 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu)MCGS 組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱 MCGS）由“MCGS 組態(tài)環(huán)境”和“MCGS 運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。MCGS 運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7由可執(zhí)行程序 支持，其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。見圖 。? 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令。????????? 圖 功能圖? MCGS 如何產(chǎn)生動(dòng)畫效果：MCGS 為每一種基本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫屬性，如：一個(gè)長(zhǎng)方形的動(dòng)畫屬性有可見度，大小變化，水平移動(dòng)等，每一種動(dòng)畫屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫效果?，F(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)是連續(xù)被采集進(jìn)來的，這樣就會(huì)產(chǎn)生逼真的動(dòng)畫效果（如儲(chǔ)油罐的液面的升高和降低）。仿真系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。作好工程的整體規(guī)劃，在項(xiàng)目的組態(tài)過程中能夠盡量避免一些無謂的勞動(dòng)，快速有效地完成工程項(xiàng)目。本界面需實(shí)現(xiàn)的控制要求為： a 主要是控制“西安” ， “工業(yè)” ， “大學(xué)” ， “50”， “周年”5 個(gè)字形霓虹燈的閃亮過程，具體實(shí)現(xiàn)的控制功能為：5 個(gè)燈依次點(diǎn)亮后閃三閃，再沿相反的方向依次熄滅；字燈下兩個(gè)燈輪流閃亮；利用組態(tài)設(shè)置周圍的燈配合閃爍。c 當(dāng)沒有連接 PLC 時(shí)，利用腳本程序也可以完成霓虹燈的控制功能。如圖 圖 窗口的建立 編輯畫面 設(shè)置用戶窗口屬性：選擇待定義的用戶窗口圖標(biāo)，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵選擇屬性，彈出“用戶窗口屬性設(shè)置”對(duì)話框，按所列款項(xiàng)設(shè)置有關(guān)屬性。窗口的視區(qū)是指實(shí)際可用的區(qū)域，與屏幕上所見的區(qū)域可以不同，當(dāng)選擇視區(qū)大于可見區(qū)時(shí)，窗口側(cè)邊附加滾動(dòng)條，操作滾動(dòng)條可以瀏覽窗口內(nèi)所有的圖形對(duì)象。見圖 。圖形對(duì)象創(chuàng)建完成后，要對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行各種編輯工作，如：改變圖形的顏色和大小，調(diào)整圖形的位置和排列形式，圖形的旋轉(zhuǎn)及組合分解等項(xiàng)操作，MCGS 提供了完善的編輯工具，使用戶能快速制作各種復(fù)雜的圖形界面，以圖形方式精確表示外部物理對(duì)象。d 選中文字框，作如下設(shè)置：點(diǎn)擊 （填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：黑色點(diǎn)擊 (填線色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。從“按鈕”中選擇“按鈕 39”，點(diǎn)確定。方法為雙擊圖形，有靜態(tài)屬性一欄，即可設(shè)置。i 最后我們可以把幾個(gè)單元圖形合并為一個(gè)整體圖形。最后的畫面如圖 ： 圖 霓虹燈主畫面j 點(diǎn)擊工具欄中的“按鈕輸入”按鈕，拉成一定大小，分別輸入“開始”和“停止” 。在實(shí)際組態(tài)過程中，一般無法一次全部定義所需的數(shù)據(jù)對(duì)象，而是根據(jù)情況需要逐步增加。具體操作方法極其簡(jiǎn)單，只需單擊工具欄中 “工具 ”菜單中的“使用計(jì)數(shù)檢查”選項(xiàng)即可。開關(guān)型數(shù)據(jù)對(duì)象也用于表示 MCGS 中某一對(duì)象的狀態(tài)，如對(duì)應(yīng)于一個(gè)圖形對(duì)象的可見度狀態(tài)。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文15由于本畫面是仿真霓虹燈的閃亮情況，所以只需將燈都定義為開關(guān)型數(shù)據(jù)下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“燈 1”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟：?jiǎn)螕艄ぷ髋_(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁 a 單擊“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象）。根據(jù)需要以后還可以增加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),見圖 圖 建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要注意的是，數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱中不能帶有空格，否則會(huì)影響對(duì)此數(shù)據(jù)對(duì)象存盤數(shù)據(jù)的讀取。 動(dòng)畫連接方法圖元、圖符對(duì)象的動(dòng)畫連接方法，如下圖 所示，圖元、圖符對(duì)象所包含的動(dòng)畫連接方式有四類共 11 種： 圖 動(dòng)畫連接方式 特殊動(dòng)畫連接在 MCGS 中，特殊動(dòng)畫連接包括可見度和閃爍效果兩種方式，用于實(shí)現(xiàn)圖元、圖符對(duì)象的可見與不可見交替變換和圖形閃爍效果，圖形的可見度變換也是閃爍動(dòng)畫的一種。? 選中特殊動(dòng)畫連接標(biāo)簽中的 可見度? 選中標(biāo)題欄的“可見度 ”。 b 單擊標(biāo)題欄的“閃爍效果” ，表達(dá)式填“1” ；閃爍實(shí)現(xiàn)方式選擇“用圖元可見度變化實(shí)現(xiàn)閃爍” ；閃爍速度有三種，分為“快，中，慢” ，選擇慢。停止按鈕設(shè)置同上 圖 按鈕屬性設(shè)置 運(yùn)行策略組態(tài)到目前為止，經(jīng)各個(gè)部分組態(tài)配置生成的組態(tài)工程，只是一個(gè)順序執(zhí)行的監(jiān)控系統(tǒng)，不能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程進(jìn)行自由控制，這只能適應(yīng)簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的需要。由于霓虹燈是按一定的時(shí)間間隔點(diǎn)亮，熄滅，閃爍，因此就需用到運(yùn)行策略里的定時(shí)器構(gòu)件。MCGS 提供了“策略工具箱”，一般情況下，用戶只需從工具箱中選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，配置到“策略組態(tài)”窗口內(nèi)，即可創(chuàng)建用戶所需的策略塊。b 雙擊圖標(biāo) 進(jìn)入“策略屬性設(shè)置” ，將：循環(huán)時(shí)間設(shè)為：500ms，按“確認(rèn)” 。雙擊打開基本屬性設(shè)置，如圖：從圖 可以看出需要設(shè)定時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間兩個(gè)數(shù)值，所以要增加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。當(dāng)前值為 time3。賦值語句用賦值號(hào)（“=”號(hào)）來表示，它具體的含義是：把“=”右邊表達(dá)式的運(yùn)算值賦給左邊的數(shù)據(jù)對(duì)象。在用戶窗口增加“封面”和“主控畫面”。如圖 圖 屬性設(shè)置對(duì)于一個(gè)新建的工程，MCGS 提供了一套缺省菜單，用戶也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)自己的菜單。不同的 PLC 的編程指令是不同的，使用的繼電器名稱也有所區(qū)別。PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。 圖 結(jié)構(gòu)框圖 所需編程器件介紹FX 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器” 。a 輸入繼電器(X)PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口，PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X 是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入） ，線圈的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。b 輸出繼電器（Y）PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 ～Y007。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。 其設(shè)定值在 K1～K32767 范圍內(nèi)有效。當(dāng)?shù)?10 次執(zhí)行線圈指令時(shí)，計(jì)數(shù)器 C0 的輸出觸點(diǎn)即動(dòng)作。 程序的編寫利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號(hào)，PLC 是按編號(hào)來區(qū)別操作元件的 。5個(gè)字燈對(duì)應(yīng)于 PLC 的 5 個(gè)輸出結(jié)點(diǎn) Y0～Y4,下面的兩個(gè)字燈對(duì)應(yīng)于 Y5，Y6。d 在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免.e 在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析 PLC 的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。梯形圖程序如下：西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文35西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文36西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文37西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文38 FX—PLC 編程軟件(FXGPWIN)使用方法本軟件為三菱公司的 PLC 編程軟件，適用于 FX 編程軟件及我廠提供的編程，內(nèi)含 FX 編程軟件及我廠提供的 PLC 演示裝置的全部 8 個(gè)程序。c 要用梯形圖編程，可以點(diǎn)擊視圖里的梯形圖編輯，系統(tǒng)即進(jìn)入梯形圖編和方式，此時(shí)在屏幕的右邊和下方均提供軟元件的圖標(biāo)用鼠標(biāo)選擇適當(dāng)?shù)能浽D標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)將圖標(biāo)置于屏幕的標(biāo)志處順序完成程序的編寫。那么就需要進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。MCGS 系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)立有“設(shè)備工具箱”，工具箱內(nèi)提供了與常用硬件設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件。? 三菱 PLC 設(shè)備沒有顯示在設(shè)備工具箱內(nèi)，用鼠標(biāo)單擊“設(shè)備管理”按鈕，在彈出的設(shè)備管理對(duì)話框中選定所需的三菱 PLC 設(shè)備。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC 的設(shè)置一樣。設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法見圖 圖 驅(qū)動(dòng)方法 三菱 PLC 設(shè)備使用說明本設(shè)備構(gòu)件用于 MCGS 讀寫三菱 Fx 系列中支持 232 通信協(xié)議的 PLC 設(shè)備。三菱 FX232 PLC 設(shè)備構(gòu)件把 PLC 的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把 PLC 中的數(shù)據(jù)讀入到 MCGS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，只寫通道用于把 MCGS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到 PLC 中，讀寫則可以從 PLC 中讀數(shù)據(jù)，也可以往 PLC 中寫數(shù)據(jù)。注意：對(duì)與讀寫的 PLC 通道，在設(shè)備調(diào)試時(shí)不能往下寫對(duì)開關(guān)量輸入輸出通道，在對(duì)應(yīng)值一列顯示的是開關(guān)量狀態(tài)，為 0 表示關(guān)，為 1 表示開。打開工具箱，雙擊通用串口父設(shè)備，再雙擊三菱 FX232。因?yàn)榻M態(tài)軟件不可以控制 PLC 的 x0,x1 等輸入點(diǎn)，所以將啟動(dòng)按鈕和停止按鈕改為中間繼電器m0