【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 引言 12 便于用戶修改錯(cuò)誤。 。 PLC 的工作方式和運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)控 用戶程序的動(dòng)態(tài)執(zhí)行情況。 PLC 執(zhí)行強(qiáng)制操作。 主界面 啟動(dòng) STEP7Micro/WIN32 編程軟件后，其主界面如圖 31 所示，一般包括以下幾個(gè)區(qū)：主菜單（ 8 個(gè)主菜單項(xiàng)），工具欄（快捷按鈕），導(dǎo)引條（快捷操作窗口），指令樹（快捷操作窗口），輸出窗口和用戶窗口（可同時(shí)或分別打開圖中的 5 個(gè)用戶窗口）。 圖 31 編程軟件主界面 Fig 31 Plait distance software main interfaces 編程軟件的使用 上一節(jié)認(rèn)識(shí)了主界面的各部分功能 ，本節(jié)將介紹如何用 STEP7Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 13 項(xiàng)目文件來(lái)源有三個(gè)：新建一個(gè)項(xiàng)目、打開已有的項(xiàng)目和從 PLC 上載已有項(xiàng)目。 ①新建項(xiàng)目 在為 PLC 控制系統(tǒng)編程時(shí)，首先應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件，單擊菜單“文件”中的“新建”按鈕，在主窗口將顯示新建的項(xiàng)目文件主程序區(qū)。圖 32 所示為一個(gè)新建程序的指令樹，系統(tǒng)默認(rèn)初始設(shè)置如圖所示。用戶可以確定 PCL 的 CPU型號(hào)、更改項(xiàng)目文件名、添加子程序和中斷程序，以及編輯程序等。 圖 32 新建程序結(jié)構(gòu) Fig 32 Lately set up procedure structure ②打開已有文件項(xiàng)目 打開磁盤已有的文件項(xiàng)目，可單擊菜單“文件”中的“打開”項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中選擇打開已有的文件。 ③上載和下載項(xiàng)目文件 在已有與 PLC 建立通訊的前提下，可用“文件”菜單中的“上載”項(xiàng)，也可點(diǎn)擊工具條中的“上載”按鈕來(lái)完成。 利用 STEP7Micro/WIN32 編程軟件編輯和修改控制程序是設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，本節(jié)介紹梯形圖編輯器的編輯操作。梯形圖的編輯界面如圖 33所示。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 14 圖 33 梯形圖的編輯界面 Fig 33 The editor interface of trapezoid digresses 梯形圖的編輯按鈕如圖 34所示， 圖 35為順序輸入梯形圖元件。 圖 34 編輯按鈕 Fig 34 Edit a button 圖 35 順序輸入元件 Fig 35 In proper order importation ponent 主程序控制流程圖如 36 所示。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 15 圖 36 主程序控制流程圖 Fig 36 The control flow chart of the main program 雨水利用自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì) 根據(jù)上面所示的流程圖，控制程序的梯形圖如下圖 37 所示。 氣壓罐壓力是否為設(shè)定值？ 、 雨水罐中是否達(dá)到下液位？ 啟動(dòng)水泵 雨水罐中是否達(dá)到中液位？ 氣壓罐壓力是否為設(shè)定值？ 開啟進(jìn)水閥 雨水罐中是否達(dá)到上液位？ 關(guān)閉進(jìn)水閥 程序結(jié)束 開始 關(guān)閉水泵 計(jì)時(shí) 5s ? 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 16 圖 37 控制程序梯形圖 Fig 37 control procedure trapezoid diagrams PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力 。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡(jiǎn)化。 S7— 200 PLC 的編程軟件為 STEP7 Micro／ WIN32，是一種基于 windows 平臺(tái)的應(yīng)用軟件，它可以使用通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為圖形編輯器，用于在線或離線開發(fā)用戶程序，用于在線對(duì) PLC 進(jìn)行各種操作，并且可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 STEP7 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 17 Micro／ WIN32 編程軟件提供了三種編程語(yǔ)言，即梯形圖 LAD，語(yǔ)句表 STL 及功能塊圖 FBD，每種語(yǔ)言都有自己的特點(diǎn)。梯形圖 LAD 是在繼電接觸控制基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，是 一種圖形化的編程語(yǔ)言。編程人員幾乎不必具備計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，不需考慮 PLC 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸控制的基礎(chǔ)，就能在很短時(shí)間內(nèi)掌握梯形圖 LAD 的使用和編程方法，因此這種編程語(yǔ)言應(yīng)用最廣。語(yǔ)句表 STL 類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，是 PLC 最基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言。它特別適合于熟悉計(jì)算機(jī)原理和熟悉 PLC 的結(jié)構(gòu)原理和工作過(guò)程的程序員，用它可以編寫出梯形圖 LAD 或功能塊圖 FBD 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的程序，程序執(zhí)行速度最快 [9][10]。 功能塊圖 FBD 類似于數(shù)字電子電路，它是將具有各種與、或、非、異或等邏輯關(guān)系的功能塊圖按照一 定的控制邏輯組合起來(lái)。這種編程語(yǔ)言適合于那些熟悉數(shù)字電子電路的人員。 本文各種控制程序均采用梯形圖 LAD 語(yǔ)言編制，邏輯關(guān)系反映得形象、直觀。 4 系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì) MCGS 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 MCGS(Monitor and Control Generated System)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)，可運(yùn)行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2021 等操作系統(tǒng)。 MCGS 為用戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開 發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(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(jiǎn)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(cè)、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)各種現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 [12]。 組建新工程的一般過(guò)程。 。分析工程項(xiàng)目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 18 清系統(tǒng)的控制流程和 監(jiān)控對(duì)象的特征，明確監(jiān)控要求和動(dòng)畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來(lái)傳遞數(shù)據(jù)及動(dòng)畫顯示的。 。 MCGS 稱為建立新工程。主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動(dòng)窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫(kù)文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)定動(dòng)畫刷新的周期。經(jīng)過(guò)此步操作，即在 MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五部分組成的工程結(jié)構(gòu)框架。封面窗口和啟動(dòng)窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。 。為了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)及工作流程進(jìn)行有效地調(diào)度和控制，通常要在主控窗口內(nèi)編制菜單。編制菜單分兩步進(jìn)行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對(duì)各級(jí)菜單命令進(jìn)行功能組態(tài)。在組態(tài)過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。 。動(dòng)畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)屬性設(shè)置兩個(gè)過(guò)程。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過(guò) MCGS 組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動(dòng)畫構(gòu)件庫(kù)，在用戶窗口內(nèi)“組合”成各種復(fù)雜的畫面。后一部分則設(shè)置圖形的動(dòng)畫屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的變 量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動(dòng)畫圖形的驅(qū)動(dòng)源。 。在運(yùn)行策略窗口內(nèi)，從策略構(gòu)件箱中，選擇所需功能策略構(gòu)件，構(gòu)成各種功能模塊（稱為策略塊），由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。MCGS 還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言，編寫工程控制程序。 。包括對(duì)菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警信息輸出等功能；建立工程安全機(jī)制等。 。利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢 查動(dòng)畫顯示和控制流程是否正確。 。選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件，連接設(shè)備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設(shè)備屬性的設(shè)置。此項(xiàng)操作在設(shè)備窗口內(nèi)進(jìn)行。 。最后測(cè)試工程各部分的工作情況，完成整個(gè)工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接。 注意：以上步驟只是按照組態(tài)工程的一般思路列出的。在實(shí)際組態(tài)中，有些焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 19 過(guò)程是交織在一起進(jìn)行的，用戶可根據(jù)工程的實(shí)際需要和自己的習(xí)慣，調(diào)整步驟的先后順序，而并沒有嚴(yán)格的限制與規(guī)定。 建立工程 鼠標(biāo)雙擊“ MCGS 組態(tài)環(huán)境”圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖 41所示畫面，進(jìn)入 MCGS 組態(tài)環(huán)境。 圖 41 MCGS 組態(tài)環(huán)境 Fig 41 The MCGS set Tai environment 在菜單 “ 文件 ” 中選擇 “ 新建工程 ” 菜單項(xiàng)， 如下圖 42所示， 如果 MCGS 安裝在 D：根目錄下，則會(huì)在 D： \MCGS\WORK\下自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為新建工程 (X 表示新建工程的順序號(hào)，如： 0、 2 等 )。 圖 42 建立工程 Fig 42 Establishment engineering 可以在菜單 “ 文件 ” 中選擇 “ 工程另存為 ” 選項(xiàng)，把新建工程存為： D：\MCGS\WORK\雨水利用自動(dòng)控制 系統(tǒng)。 如下圖 43 所示，單擊“保存”按鈕，工程建立完畢。 焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 20 圖 43 輸入工程名 Fig 43 Importation engineering 變量的定義 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也即是定義數(shù)據(jù)變量的過(guò)程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍 和保存期限等。 變量分配即數(shù)據(jù)對(duì)象定義前需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。本系統(tǒng)的變量分配，見表 41。 表 41 變量分配 Tab 41 The changes