基于MCGS的节日彩灯PLC控制实训.docx
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基于MCGS的节日彩灯PLC控制实训
成绩评定表
学生姓名
班级学号
专业
自动化
课程设计题目
MCGS组态软件及PLC节日彩灯控制设计
评
语
组长签字：
成绩
日期
20年月日
课程设计任务书
学院
信息科学与工程学院
专业
自动化
学生姓名
班级学号
课程设计题目
MCGS组态软件及PLC节日彩灯控制设计
实践教学要求与任务:
1）熟悉MCGS组态软件及PLC节日彩灯的控制工作原理；
2）熟悉西门子PLC及MCGS组态软件；
3）CAD绘制电气控制原理图；
4）用MCGS组态软件组态监控画面及调试实验；
5）撰写设计及实验报告。
时间安排：
1）第1天：
下任务及查阅资料；
2）第2天：
编程及实验；
3）第3-4天：
总结及写报告；
4）第5天：
交报告。
指导教师：
201年月日
专业负责人：
201年月日
学院教学副院长：
201年月日
摘要
MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem,通用监控系统）是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、和报表输出以及企业监控网络等功能。
该设计的内容就是基于MCGS的节日彩灯控制，当然要做好这个课程设计必须先熟悉MCGS组态软件及PLC节日彩灯的控制工作原理，了解西门子PLC及MCGS组态软件，会用CAD绘制电气控制原理图以及用MCGS组态软件组态监控画面及调试实验。
关键字：
节日彩灯PLCMCGS
1MCGS组态软件概述4
1.1什么是MCGS组态软件4
1.2MCGS组态软件系统的构成4
1.2.1MCGS组态软件的整体结构4
1.2.2MCGS组态软件的五大组成部分4
1.3MCGS组态软件功能和特点5
2西门子S7-200PLC简介6
2.1S7-200编程软件介绍6
2.2S7-200通讯方式6
2.3S7-200通讯参数设置6
2.4S7-200与MCGS的通讯连接7
3控制系统的设计8
3.1控制要求8
3.2PLC的输入/出分配表9
3.3电气图9
3.4系统程序设计10
3.4.1PLC程序10
3.4.2工作过程分析12
3.5MCGS组态过程13
3.5.1建立工程13
3.5.2设计监控画面14
3.5.3建立数据库变量16
3.5.4动画连接17
3.5.5设备窗口属性设置19
3.5.6MCGS的运行画面22
总结23
参考文献24
1MCGS组态软件概述
1.1什么是MCGS组态软件
MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem,通用监控系统）是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、和报表输出以及企业监控网络等功能。
MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化和航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。
1.2MCGS组态软件系统的构成
1.2.1MCGS组态软件的整体结构
MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。
组态环境相当于一套完整的工具软件，用来帮助用户设计和构造自己的应用系统。
运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。
两部分相互独立，有紧密相关。
1.2.2MCGS组态软件的五大组成部分
用MCGS组态软件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，可完成不同的工作，且具有不同的特性。
（1）主控窗口构造了应用系统的主框架
（2）设备窗口是MCGS嵌入版系统与外部设备联系的媒介
（3）用户窗口实现了数据和流程的“可视化”
（4）实时数据库是MCGS嵌入版系统的核心
（5）运行策略是对系统运行流程实现有效控制的手段
1.3MCGS组态软件功能和特点
MCGS的主要特点和基本功能如下：
（1）简单灵活的可视化操作界面
（2）实时性强、良好的并行处理性能
（3）丰富、生动的多媒体画面
（4）开放式结构，广泛的数据获取和强大的数据处理功能
（5）完善的安全体制
（6）强大的网络功能
（7）多样化的报警功能
（8）实时数据库为用户分步组态提供极大方便
（9）支持多种硬件设备，实现“设备无关”
（10）控制方便复杂的运行流程
（11）良好的可维护性和扩展性
（12）用数据库来管理数据存储，系统可靠性高
（13）设立对象元件库，组态工作简单方便
（14）实现对工控系统的分布式控制和管理
2西门子S7-200PLC简介
2.1S7-200编程软件介绍
西门子S7-200系列PLC是德国西门子公司（Siemens）出品的,小型PLC。
1994年S7-200PLC进入中国，立刻受到了用户的广泛欢迎；随着1998年S7-200PLC升级为第二代产品，2004年S7-200PLC升级为第三代产品，S7-200PLC已经成为小型PLC中的佼佼者。
S7-200CN继承了S7-200的优良品质和卓越性能，适用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到复杂的自动化控制，应用领域极为广泛，覆盖所有与自动监测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种纺织机械、中央空调、印刷机械、包装机械、工程机械、小型机床、楼宇自控、民用设施、环境保护设备等等。
适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能，具有较高的性能/价格比。
2.2S7-200通讯方式
S7200PLC的通讯端口为RS485模式。
通讯连接方式：
（1）采用标准串口型号的西门子PC/PPI电缆；
（2）采用RS232/485转换器连接，RS485的A正B负与PLC编程口3正8负连接；
（3）TPC触摸屏的RS485接口的A正B负与PLC编程口3正8负连接。
2.3S7-200通讯参数设置
S7-200系列PLC可以通过西门子STEP7-Micro/WIN为S7-200PLC配置波特率和PLC地址。
当为S7-200修改参数后，需要将改动参数的系统块下载至S7-200。
每台S7-200CPU的默认波特率为9.6kbps（即:
9600bps），默认PLC地址为2。
当PLC设置地址时，一次只能连接并设置一个PLC。
参数设置方法：
（1）连接好PLC及PPI电缆，PLC上电，运行STEP7-Micro/WIN编程软件。
（2）设置PG/PC接口：
2.4S7-200与MCGS的通讯连接
S7-200PLC的通讯端口是RS485。
MCGS通讯端口有两个：
①COM1是RS232通讯协议②COM2是RS485通讯协议
（1）一个S7200PLC与一个MCGS通讯连接
①PLC连接MCGS的COM2（RS485）端口
②PLC连接MCGS的COM1（RS232）端口
（2）多个S7-200PLC与一个MCGS通讯相连
①所有PLC的波特率相同
设置各个PLC的地址不相同，范围：
1--32
②所有的PLC的波特率为9600或者19200，将PLC按照波特率分成两组，波特率9600一组，波特率19200一组，参照①进行设置。
3控制系统的设计
3.1控制要求
控制系统按预定节拍产生一个“环形分配器”，有了环形分配器，彩灯就得到预设频率和预设花样的闪亮信号，在整个工作过程中定时实现花样的变换。
先根据花样变换的规律列出动作时序表，再按预设彩灯变换花样在表中“打点”，然后再根据动作时序表输出即可。
此次实训所选彩灯变换花样为跳闪方式：
1隔1跳2，回跳1，隔1跳2，回跳1……，其动作时序表为
表3-1动作时序表
节拍
输出
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Q0.0
+
+
+
Q0.1
+
+
+
Q0.2
+
+
+
Q0.3
+
+
+
Q0.4
+
+
+
Q0.5
+
+
+
Q0.6
+
+
+
Q0.7
+
+
+
3.2PLC的输入/出分配表
表3-2输入/出分配表
输入信号
启动按钮SB1
I0.7
输出信号
灯1
Q0.0
灯2
Q0.1
灯3
Q0.2
灯4
Q0.3
灯5
Q0.4
灯6
Q0.5
灯7
Q0.6
灯8
Q0.7
3.3电气图
图3-1I/O接线图
3.4系统程序设计
3.4.1PLC程序
3.4.2工作过程分析
按下启动按钮I0.0接通，M2.0得电闭合，开始计时同时正跳变指令检测到正跳变信号后，开灯初始Q0.0灯亮（此时MW0为0000000000000001，Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.710000000）；0.5s后T33接通，网络3的正跳变触电指令检测到第一次正跳变信号执行左循环移位指令（即MW0为0000000000000010），灯Q0.2和Q0.3亮（此时
Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.700110000），此时T33再次开始计时；0.5s后，网络3的正跳变触点指令检测到第二次信号，第二次执行左移位指令（即MW0为0000000000000100），灯Q0.1亮（此时Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.701000000），此时T33第三次开始计时；0.5s后，网络3的正跳变触点指令检测到第三次信号，第三次执行左移位指令（即MW0为0000000000001000），灯Q0.3和Q0.4亮（此时Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.700011000），此时T33第四次开始计时……如此循环下去。
3.5MCGS组态过程
3.5.1建立工程
双击桌面“MCGS组态环境”图标，进入MCGS组态环境，如图3-2所示。
图3-2MCGS组态环境
在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，在“D/MCGS/WORK/”自动生成新建工程，将工程保存为“节日彩灯控制系
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