知識模塊五可編程控制器與人機(jī)界面

5.1教學(xué)組織

5.2教學(xué)內(nèi)容

5.3課堂演示——MCGS嵌入版組態(tài)

5.4技能訓(xùn)練

邊學(xué)邊議

5.1教學(xué)組織

一、教學(xué)目的

(1)了解TPC7062K和MCGS嵌入版組態(tài)軟件系統(tǒng)總體的結(jié)構(gòu)框架。

(2)學(xué)習(xí)使用TPC7062K和MCGS嵌入版組態(tài)軟件的方法。

5.2教學(xué)內(nèi)容

5.2.1PLC與組態(tài)軟件的連接

組態(tài)軟件是在PC上建立工業(yè)控制對象的一種人機(jī)接口軟件，這個軟件主要以Windows中文操作系統(tǒng)作為操作平臺，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點。它使采用PC開發(fā)的系統(tǒng)工程比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，大大減少了工控軟件開發(fā)者的重復(fù)性工作，并可運用PC豐富的軟件資源進(jìn)行二次開發(fā)。

1.?TPC7062K產(chǎn)品外觀及啟動

TPC7062K產(chǎn)品外觀如圖5-1所示，使用24V直流電源給TPC供電，開機(jī)啟動后屏幕出現(xiàn)“正在啟動”提示進(jìn)度條，此時不需要任何操作，系統(tǒng)會自動進(jìn)入工程運行界面。圖5-1TPC7062K產(chǎn)品外觀

2.?MCGS嵌入版組態(tài)軟件

MCGS嵌入版組態(tài)軟件是由昆侖通態(tài)公司專門開發(fā)的用于mcgsTpc的組態(tài)軟件，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。

MCGS嵌入版組態(tài)軟件與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便地開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。如可以靈活組態(tài)各種智能儀表及數(shù)據(jù)采集模塊、無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場采集站、人機(jī)界面等專用設(shè)備。

1)?MCGS嵌入版組態(tài)軟件的主要功能

(1)具有簡單靈活的可視化操作界面：采用全中文、可視化的開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求。

(2)實時性強(qiáng)，有良好的并行處理性能：是真正的32位系統(tǒng)，以線程為單位對任務(wù)進(jìn)行分時并行處理。

(3)豐富、生動的多媒體畫面：以圖像、圖符、報表、曲線等多種形式，為操作員及時提供相關(guān)信息。

(4)完善的安全機(jī)制：提供了良好的安全機(jī)制，可以為多個不同級別的用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。

(5)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能。

(6)多樣化的報警功能：提供多種不同的報警方式，具有豐富的報警類型，方便用戶進(jìn)行報警設(shè)置。

(7)支持多種硬件設(shè)備。

總之，MCGS嵌入版組態(tài)軟件具有與通用組態(tài)軟件一樣強(qiáng)大的功能，并且操作簡單，易學(xué)易用。

2)?MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組成

MCGS嵌入版生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成，如圖5-2所示。圖5-2MCGS嵌入版組態(tài)軟件的組成

(1)主控窗口：構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、特性參數(shù)和啟動特性等內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。

(2)設(shè)備窗口：是MCGS嵌入版系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介。設(shè)備窗口專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。

(3)用戶窗口：實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。用戶窗口中可以放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對象，用戶可以構(gòu)造各種復(fù)雜的圖形界面，用不同的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。

(4)實時數(shù)據(jù)庫：是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心。實時數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)處理中心，同時也起到公共數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)被送入實時數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)其他部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實時數(shù)據(jù)庫。

(5)運行策略：是對系統(tǒng)運行流程實現(xiàn)有效控制的手段。運行策略本身是系統(tǒng)提供的一個框架，其里面放置由策略條件構(gòu)件和策略構(gòu)件組成的“策略行”。通過對運行策略的定義，可使系統(tǒng)按照設(shè)定的順序和條件操作任務(wù)，實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。

3.嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

嵌入式組態(tài)軟件的組態(tài)環(huán)境和模擬運行環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，可以在PC上運行。

嵌入式組態(tài)軟件的運行環(huán)境則是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)工程中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)工程一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，并且將組態(tài)好的工程通過USB口下載到嵌入式一體化觸摸屏的運行環(huán)境中，組態(tài)工程就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在TPC上，從而實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的可靠性、實時性、確定性和安全性。

4.?PLC與組態(tài)軟件的連接

TPC7062K與組態(tài)計算機(jī)的連接如圖5-3所示。圖5-3TPC7062K與組態(tài)計算機(jī)的連接

TPC7062K與三菱PLC的連接如圖5-4所示。圖5-4TPC7062K與三菱PLC的連接

TPC7062K與FX系列編程口的連接如圖5-5所示。圖5-5TPC7062K與FX系列編程口的連接5.2.2軟件安裝與工程下載

1.安裝MCGS嵌入版組態(tài)軟件

MCGS嵌入版只有一張安裝光盤，具體安裝步驟如下：

(1)插入光盤后，從Windows的光盤驅(qū)動器運行光盤中的Autorun.exe文件，MCGS安裝程序窗口如圖5-6所示。

(2)在安裝程序窗口中單擊“安裝組態(tài)軟件”按鈕，彈出安裝程序窗口，單擊“下一步”按鈕，啟動安裝程序，如圖5-7所示。圖5-6MCGS安裝程序窗口圖5-7安裝程序

(3)按提示步驟操作，隨后，安裝程序?qū)⑻崾局付ò惭b目錄，用戶不指定時，系統(tǒng)缺省安裝到D:\MCGSE目錄下，建議使用缺省目錄，如圖5-8所示，系統(tǒng)安裝大約需要幾分鐘。圖5-8指定安裝目錄

(4)?MCGS嵌入版主程序安裝完成后，繼續(xù)安裝設(shè)備驅(qū)動，選擇“是”按鈕，如圖5-9所示。圖5-9安裝設(shè)備驅(qū)動

(5)單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入驅(qū)動安裝程序，選擇“所有驅(qū)動”，再單擊“下一步”按鈕進(jìn)行安裝，如圖5-10所示。圖5-10選擇安裝的驅(qū)動

(6)選擇好后，按提示操作，MCGS驅(qū)動程序安裝過程大約需要幾分鐘。

(7)安裝過程完成后，系統(tǒng)將彈出對話框提示安裝完成，提示是否重新啟動計算機(jī)，選擇重啟后，完成安裝，如圖5-11所示。圖5-11提示重啟計算機(jī)

(8)安裝完成后，Windows操作系統(tǒng)的桌面上添加了如圖5-12所示的兩個快捷方式圖標(biāo)，分別用于啟動MCGS嵌入式組態(tài)環(huán)境和模擬運行環(huán)境。圖5-12快捷方式圖標(biāo)

2.連接TPC7062K和PC

將普通的USB線(如圖5-13所示)，一端為扁平接口，插到電腦的USB口，一端為微型接口，插到TPC端的USB2口。圖5-13USB線

3.工程下載

點擊工具條中的下載按鈕，進(jìn)行下載配置。選擇“連機(jī)運行”，連接方式選擇“USB通訊”，然后單擊“通訊測試”按鈕，通訊測試正常后，點擊“工程下載”按鈕，如圖5-14和圖5-15所示。圖5-14通訊測試圖5-15工程下載

5.3課堂演示——MCGS嵌入版組態(tài)

本節(jié)主要介紹MCGS嵌入版與三菱FX系列PLC連接的組態(tài)過程。

1.工程建立

雙擊Windows操作系統(tǒng)桌面上的組態(tài)環(huán)境快捷方式圖標(biāo)

，可打開嵌入版組態(tài)軟件,然后按如下步驟建立通訊工程：

(1)單擊文件菜單中的“新建工程”選項，彈出“新建工程設(shè)置”對話框，TPC類型選擇為“TPC7062K”，單擊“確定”按鈕，如圖5-16所示。圖5-16工程建立

(2)選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。

(3)在文件名一欄內(nèi)輸入“TPC通訊控制工程”，單擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。

2.工程組態(tài)

下面通過實例介紹MCGS嵌入版組態(tài)軟件中建立同三菱FX系列PLC編程口通訊的步驟，實際操作地址是三菱PLC中的Y0、Y1、Y2、D0和D2。

1)設(shè)備組態(tài)

(1)在工作臺中激活設(shè)備窗口，鼠標(biāo)雙擊進(jìn)入設(shè)備組態(tài)畫面，然后單擊工具條中的打開“設(shè)備工具箱”，如圖5-17所示。圖5-17打開“設(shè)備工具箱”

(2)在設(shè)備工具箱中，按先后順序雙擊“通用串口父設(shè)備”和“三菱_FX系列編程口”，將其添加至組態(tài)畫面，如圖5-18所示。在如圖5-19所示的提示框中，選擇“是”按鈕。圖5-18添加組態(tài)畫面圖5-19提示框所有操作完成后關(guān)閉設(shè)備窗口，返回工作臺。

2)窗口組態(tài)

(1)在工作臺中激活用戶窗口，鼠標(biāo)單擊“新建窗口”按鈕，建立新畫面“窗口0”，如圖5-20所示。

(2)接下來單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶窗口屬性設(shè)置”對話框，在“基本屬性”選項卡中，將“窗口名稱”修改為“三菱FX控制畫面”，然后單擊“確認(rèn)”按鈕進(jìn)行保存，如圖5-21所示。圖5-20建立新畫面“窗口0”圖5-21設(shè)置窗口屬性

(3)在用戶窗口雙擊進(jìn)入“動畫組態(tài)三菱FX控制畫面”，單擊?按鈕打開“工具箱”。

(4)建立基本元件。

①按鈕：從工具箱中選中“標(biāo)準(zhǔn)按鈕”構(gòu)件，在窗口編輯位置按住鼠標(biāo)左鍵，拖放出一定大小后，松開鼠標(biāo)左鍵，這樣一個按鈕構(gòu)件就繪制在窗口畫面中了，如圖5-22所示。圖5-22繪制按鈕構(gòu)件接下來雙擊該按鈕打開“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置”對話框，在“基本屬性”選項卡中，將“文本”修改為“Y0”，然后單擊“確認(rèn)”按鈕進(jìn)行保存，如圖5-23所示。圖5-23“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置”對話框按照同樣的操作分別繪制另外兩個按鈕，將“文本”分別修改為“Y1”和“Y2”，完成后的界面如圖5-24所示。

按住鍵盤的Ctrl鍵，然后單擊鼠標(biāo)左鍵，同時選中三個按鈕，使用工具欄中的等高寬、左(右)對齊和縱向等間距對三個按鈕進(jìn)行排列對齊，如圖5-25所示。圖5-24Y0、Y1、Y2完成后的界面圖5-25三個按鈕排列對齊后的界面②指示燈：單擊工具箱中的“插入元件”按鈕，打開“對象元件庫管理”對話框，選中圖形對象庫指示燈中的一款，單擊“確認(rèn)”按鈕將其添加到窗口畫面中，并調(diào)整大小。用同樣的方法再添加兩個指示燈，將其擺放在窗口中按鈕旁邊的位置，如圖5-26所示。

③標(biāo)簽：單擊選中工具箱中的“標(biāo)簽”構(gòu)件，在窗口按住鼠標(biāo)左鍵，拖放出一定大小的“標(biāo)簽”，如圖5-27所示。圖5-26指示燈的擺放圖5-27繪制標(biāo)簽雙擊該標(biāo)簽，彈出“標(biāo)簽動畫組態(tài)屬性設(shè)置”對話框，在“擴(kuò)展屬性”選項卡中，將“文本內(nèi)容輸入”設(shè)置為“D0”，然后單擊“確認(rèn)”按鈕，如圖5-28所示。

用同樣的方法再添加另一個標(biāo)簽，將“文本內(nèi)容輸入”設(shè)置為“D2”，如圖5-29所示。圖5-28設(shè)置標(biāo)簽屬性圖5-29設(shè)置另一個標(biāo)簽④輸入框：單擊工具箱中的“輸入框”構(gòu)件，在窗口按住鼠標(biāo)左鍵，拖放出兩個一定大小的“輸入框”，將其分別擺放在D0、D2標(biāo)簽的旁邊位置，如圖5-30所示。圖5-30繪制輸入框

(5)建立數(shù)據(jù)鏈接。

①按鈕：雙擊“Y0”按鈕，彈出“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置”對話框，如圖5-31所示，在“操作屬性”選項卡中，默認(rèn)“抬起功能”按鈕為按下狀態(tài)，勾選“數(shù)據(jù)對象值操作”選項，選擇“清0”操作。

單擊按鈕，彈出“變量選擇”對話框，選擇“根據(jù)采集信息生成”選項，通道類型選擇“Y輸出寄存器”，通道地址為“0”，讀寫類型選擇“讀寫”，如圖5-32所示，設(shè)置完成后單擊“確認(rèn)”按鈕。圖5-31“操作屬性”選項卡圖5-32“變量選擇”對話框即在Y0按鈕抬起時，對三菱FX的Y0地址“清0”，如圖

5-33所示。圖5-33按鈕的設(shè)置1用同樣的方法，單擊“按下功能”按鈕，進(jìn)行設(shè)置，選擇“數(shù)據(jù)對象值操作”→“置1”→“設(shè)備0_讀寫Y0000”，如圖5-34所示。圖5-34按鈕的設(shè)置2用同樣的方法分別對Y1和Y2按鈕進(jìn)行設(shè)置。

Y1按鈕→“抬起功能”時“清0”，“按下功能”時“置1”→變量選擇→Y輸出寄存器，通道地址為1。

Y2按鈕→“抬起功能”時“清0”，“按下功能”時“置1”→變量選擇→Y輸出寄存器，通道地址為2。

②指示燈：雙擊按鈕Y0旁邊的指示燈元件，彈出“單元屬性設(shè)置”