MCGS软件在测控专业实践教学中的应用
摘 要: 本文分析了目前测控专业实践教学中存在的问题,提出运用MCGS组态软件开发监控仿真系统,既可缓解高校实践设备投入不足的困难,又可提高学生测控系统综合开发能力。
关键词: MCGS 测控专业实践教学 水位监控
目前,PLC和机电传动控制都被大多数学校定为测控专业的必修的两门专业课,里面所设计的PLC实践教学是其重要组成部分。随着专业人数的不断增多,现有的PLC硬件资源越来越难满足学生的PLC的实践教学。利用MCGS开发实验所需要的监控界面,以取代价格昂贵的实物模型,大大节省了成本,画面直观,调试方便。
1. MCGS简介
MCGS全中文工业自动化控制组态软件是一套32位工控组态软件,可稳定运行于Windows95/98/Me/NT/2000等多种操作系统,集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机设备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身。MCGS组态系统大量采用各种成熟通用的I/O接口设备和现场设备,基本不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间,而且提高了工控系统的可靠性。倘若在实际生产中用组态软件替代实际的控制电路设计,则将大大缩短产品的开发周期。
2. MCGS在实践教学中的应用
本文以水位监控系统[1]为例,简述MCGS监控界面的开发流程和在PLC实践教学中的作用。
2.1设计要求
a.水位测量显示;
b.水位控制:将水罐1水位H控制在1—9m,水罐2水位控制在1—6m;
c.水位报警:当水位超出控制范围时报警;
d.报表输出:生成水位参数的实时报表和历史报表,供显示和打印;
e.曲线显示:生成水位参数的实时趋势曲线和历史趋势曲线;
f.系统控制对象:水罐1、水罐2、水泵、调节阀、出水阀、水罐1报警信号灯、水罐2报警信号灯、3根流动管道。
2.2系统变量定义
系统变量是系统内部运行的变量需要用户认真分析系统后作出定义,变量的定义在实时数据库中,本系统如表1所示。
主画面的动画模块是由系统元件添加,MCGS库元件为我们提供了相当丰富的动画元件,我们采用库元件中储存罐2.3系统实时数据显示设计
数据显示画面包括实时报表、实时曲线、历史报表、历史曲线。如图2所示。
2.4MCGS与PLC的连接
设备窗口是MCGS系统的重要组成部分,负责建立系统与外部硬件设备的连接,使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控。
在MCGS组态软件开发平台上,单击“设备窗口”,再单击“设备组态”按钮进入设备组态。在“设备工具箱”中,选中“串口通讯父设备”和“三菱FX-232”,加到右面已选设备并分别设置两者的属性。
2.5编制循环策略
2.5.1液位面特征分析
设水灌对象特征如下,水泵打开时液位1的上升速度:每200ms 0.1m;调节阀打开时液位1下降的速度:每200ms 0.05m、液位2上升速度:每200ms 0.07;出水阀打开时液位1下降速度:每200ms 0.03m。
模拟脚本程序的编写:
IF水泵=1 THEN
液位1=液位1+0.1
ENDIF
IF调节阀=1 THEN
液位1=液位1-0.05
液位2=液位2+0.07
ENDIF
IF出水阀=1 THEN
液位2=液位2-0.03
ENDIF
2.5.2报警极限值的修改
为了方便用户设定报警极限值,我们在此为用户提供了便捷的文本框输入窗口。并设定四个动态参数:液位1的上限、液位1的下限、液位2的上限、液位2的下限。
文本框编写控制脚本语句如下:
!SetAlmValue(液位1,液位1的上限,3);
!SetAlmValue(液位1,液位1的下限,2);
!SetAlmValue(液位2,液位2的上限,3);
!SetAlmValue(液位2,液位2的下限,2);
2.5.3报警信号灯的设定
液位罐1和液位罐2的报警信号灯红色报警信号条件如下:
(1)报警信号灯1可见度,设置表达式:液位1>=液位1的上限OR液位1<=液位1的下限。
(2)报警信号灯2可见度,设置表达式:液位2>=液位2的上限OR液位2<=液位2的下限。
2.5.4液位循环脚本程序:
IF液位1>=9 THEN
水泵=0
ENDIF
IF液位1<=1 THEN
水泵=1
ENDIF
IF液位2<=1 THEN
出水阀=0
ELSE
出水阀=1
ENDIF
IF液位2<=1 THEN
调节阀=1
ENDIF
IF液位2>=6 THEN
调节阀=0
ENDIF
运用MCGS软件构建的仿真系统可替代传统的PLC实验教学中PLC外围设备,嵌入PLC程序可实现动画显示,模拟出整个设计的要求,若与配套扩展卡连接可实现传感器信号采集,等等,对测控专业的学生来说无疑是理论与实践的综合水平的锻炼,具有广阔的意义。
参考文献:
[1]袁秀英主编.组态控制技术[M].北京:电子工业出版社,2003.
[2]包建华,丁启胜,张兴奎.工控组态软件MCGS及其应用[J].工矿自动化,2007.
[3]刘振宇.基于MCGS组态软件开发水位控制系统的研究[J].山西农业大学学报,2006.