MCGS組態(tài)軟件課程設(shè)計(jì)

1、基于MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 姓名： 指導(dǎo)老師：摘要：利用MCGS組態(tài)軟件，采用模塊的形式，制作出自動(dòng)門(mén)的監(jiān)控畫(huà)面，工作人員通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面可以實(shí)時(shí)了解自動(dòng)門(mén)的運(yùn)行，及時(shí)對(duì)自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)故障進(jìn)行報(bào)警，分析判斷故障原因，并通過(guò)計(jì)算機(jī)直接控制自動(dòng)門(mén)的運(yùn)行。設(shè)計(jì)具有一定的理論研究和工程實(shí)用價(jià)值 關(guān)鍵字：自動(dòng)門(mén), 組態(tài)軟件, 監(jiān)控AbstractThe paper describes how the dynamic monitoring screen on HMI for the automatic doorsautomated controlsystem is designed

2、 and built by the configuration software MCGS and in module form .The staff can monitor the operationalstatus of the door by the HM I, and give the alarm in time to solve the problems without delay if some accident happens inthe automatic system .Also, the staff can control the doors operation by PL

3、C .It is of theoretical and practical valuesKey Words ： Automatic door，MCGSsoftware, monitor1.緒論1.1 立題背景隨著自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，人民生活水平的逐漸提高，去商場(chǎng)或超市購(gòu)物的時(shí)間越來(lái)越多，為了方便顧客隨時(shí)進(jìn)入或走出商場(chǎng)或超市，許多商場(chǎng)或超市原來(lái)的手推玻璃門(mén)逐漸被自動(dòng)玻璃門(mén)所取代，而且商場(chǎng)或超市在冬天或夏天開(kāi)空調(diào)，采用自動(dòng)玻璃門(mén)可以減少顧客推門(mén)或關(guān)門(mén)這個(gè)煩瑣的動(dòng)作，而且還可提高室內(nèi)的舒適度,自動(dòng)門(mén)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ?,其運(yùn)行的可靠性也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾年來(lái)隨著組態(tài)軟件的廣

4、泛應(yīng)用 ,結(jié)合門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際要求和組態(tài)軟件的特點(diǎn)開(kāi)始將組態(tài)軟件應(yīng)用到自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)。組態(tài)軟件本身所具有的操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出優(yōu)點(diǎn),可以使管理人員不到現(xiàn)場(chǎng)就能直觀、清晰、準(zhǔn)確地了解門(mén)的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)對(duì)自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)中的故障進(jìn)行報(bào)警,分析判斷故障原因,并可通過(guò)計(jì)算機(jī)直接控制門(mén)的運(yùn)行,充分提高系統(tǒng)的工作效率和監(jiān)控力度,保障人們進(jìn)入和出門(mén)的可靠性。與以往自動(dòng)門(mén)控制中采用的單片機(jī)等軟件相比, MCGS操作更簡(jiǎn)便,其動(dòng)畫(huà)顯示使人機(jī)界面更加人性化,因此基于組態(tài)軟件的車庫(kù)控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究問(wèn)題自動(dòng)門(mén)組態(tài)控制對(duì)象分析:被控對(duì)象自動(dòng)門(mén)被控參數(shù)開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作、報(bào)警燈

5、閃爍控制目標(biāo)是自動(dòng)門(mén)能夠接收開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)、停止等命令，并發(fā)出正、反轉(zhuǎn)信號(hào)，大門(mén)動(dòng)作后，還應(yīng)能夠檢測(cè)是否已經(jīng)全部打開(kāi)或關(guān)閉，是否夾到人或物品，能夠自動(dòng)打開(kāi)?？刂谱兞抗矁蓚€(gè)，分別控制正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器自動(dòng)門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)初方案指定從人身安全、公共利益，提高自動(dòng)化程度、降低勞動(dòng)強(qiáng)度考慮，本系統(tǒng)選擇閉環(huán)方案。自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的閉環(huán)方案如圖： 閉環(huán)控制自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)方框圖閉環(huán)控制需要安裝3個(gè)傳感器，檢測(cè)門(mén)是否已全部打開(kāi)、關(guān)閉，是否夾到人或物品，閉環(huán)控制在硬件結(jié)構(gòu)上比開(kāi)環(huán)開(kāi)銷稍大，但可以實(shí)現(xiàn)到位后自動(dòng)打開(kāi)。1.3設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)中有四個(gè)自動(dòng)門(mén)，第一個(gè)自動(dòng)門(mén)通過(guò)位移傳感器檢測(cè)人的位置來(lái)控制門(mén)的開(kāi)關(guān)。第二個(gè)門(mén)通過(guò)感應(yīng)元件

6、檢測(cè)到有人來(lái)時(shí)，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。第三個(gè)門(mén)是密碼門(mén)，當(dāng)密碼輸入正確時(shí)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。同時(shí)對(duì)樓房窗戶的暗亮進(jìn)行了控制，使其有規(guī)律的閃爍。這些都是通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)的。第四個(gè)門(mén)通過(guò)采用設(shè)備中泰PCI-8048芯片通信，采用三個(gè)開(kāi)關(guān)控制門(mén)的各個(gè)狀態(tài)。PID控制器包括比例積分、比例微分環(huán)節(jié)。在調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性中具有調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，并且具有超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差等等。本設(shè)計(jì)控制的自動(dòng)門(mén)是屬于開(kāi)關(guān)控制，要求響應(yīng)快。PLC控制具有實(shí)時(shí)性，高可靠性，及豐富的I/O接口。若采用PID控制不能滿足設(shè)計(jì)要求，我們不可能在實(shí)際中開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)等待系統(tǒng)緩慢的調(diào)節(jié)，所以我才用PLC控制，使用中泰PCI-8048芯片通信、使用MCGS組

7、態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控等。位移傳感器模擬量輸入通道 PLC基本單元I/O存取器數(shù)字量輸出門(mén)開(kāi)關(guān)上位計(jì)算機(jī)(MCGS界面)程序RS232BD PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)方框圖第三章 建模分析 工程建立進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境后，單擊工具條上的“新建”按鈕，或執(zhí)行“文件”菜單中的“新建工程”命令，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)名為“”的新工程（X為數(shù)字，表示建立新工程的順序，如1、2、3等）。 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內(nèi)輸入“自動(dòng)門(mén)控制”，點(diǎn)擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢3.2 用戶窗口組態(tài) 建立畫(huà)面在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”。如圖1 圖1 窗口的建立編輯畫(huà)面設(shè)

8、置用戶窗口屬性：選擇帶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。 主畫(huà)面的編輯MCGS提供了三類圖形對(duì)象供用戶選用，即圖元對(duì)象、圖符對(duì)象和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。這些圖形對(duì)象位于常用符號(hào)工具箱和動(dòng)畫(huà)工具箱內(nèi)，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對(duì)象，配置在用戶窗口內(nèi)，可以創(chuàng)建各種復(fù)雜的圖形。 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的全圖 主界面的控制圖定義數(shù)據(jù)對(duì)象如下圖所示定義了各個(gè)控制的變量動(dòng)畫(huà)連接到現(xiàn)在為止，我們由圖形對(duì)象搭制而成的圖形界面是靜止的，需要我們對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)行動(dòng)畫(huà)屬性設(shè)置，使它們“動(dòng)”起來(lái)，真實(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫(huà)

9、設(shè)計(jì)的主要方式是將用戶窗口中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)屬性，這樣在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征，就會(huì)由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集結(jié)果進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)圖形的動(dòng)畫(huà)效果，使圖形界面“動(dòng)”起來(lái)。下面將分塊介紹動(dòng)畫(huà)連接：門(mén)1的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)按鈕調(diào)用行策略來(lái)控制門(mén)的開(kāi)關(guān)，各屬性屬性如下圖：定義門(mén)的開(kāi)關(guān)位移 開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)的調(diào)用程序控制門(mén)停止的程序控制門(mén)關(guān)門(mén)的程序 報(bào)警燈的報(bào)警屬性設(shè)置如下面各圖所示為設(shè)備窗口的參數(shù)設(shè)定：自動(dòng)門(mén)的程序設(shè)定：門(mén)的控制程序如下：IF 開(kāi)門(mén) = 1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 + 1 報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 IF 關(guān)門(mén)=1 T

10、HEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 - 1報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 IF 停止=1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 關(guān)門(mén) = 1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 - 1 報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 IF 開(kāi)門(mén)=1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 + 1報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 IF 停止=1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 停止 = 1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 IF 關(guān)門(mén)=1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量 - 1報(bào)警燈控制信號(hào)

11、2=1 IF 開(kāi)門(mén)=1 THEN 水平移動(dòng)量 = 水平移動(dòng)量報(bào)警燈控制信號(hào)2=1 ENDIFENDIFENDIF IF 水平移動(dòng)量=0 AND 停止=1 THEN 報(bào)警燈控制信號(hào)1=1 ENDIFIF 水平移動(dòng)量=0 AND 關(guān)門(mén)=1 THEN 報(bào)警燈控制信號(hào)1=1 ENDIF門(mén)2的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：動(dòng)畫(huà)中，從左邊開(kāi)過(guò)來(lái)一輛車，到達(dá)門(mén)2在的位置后車停下來(lái)，這時(shí)從車上下來(lái)一個(gè)人朝門(mén)走去，門(mén)通過(guò)檢查元件檢測(cè)到有人要進(jìn)樓，調(diào)用程序讓門(mén)打開(kāi)，人進(jìn)去后門(mén)自動(dòng)關(guān)上。設(shè)計(jì)中附加計(jì)數(shù)器記下每天的客流量，對(duì)賓館的客人人數(shù)有一個(gè)準(zhǔn)確的記錄。人的動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)計(jì)有水平移動(dòng)和可見(jiàn)度，設(shè)置可見(jiàn)度的目的是當(dāng)人進(jìn)樓后，置可

12、見(jiàn)度為0，使其消失。門(mén)3的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)當(dāng)人走到了門(mén)前，輸入密碼13579正確。經(jīng)一定時(shí)間以后門(mén)打開(kāi)，人進(jìn)入房間。門(mén)四的設(shè)計(jì)思路通過(guò)控制門(mén)的檢測(cè)范圍來(lái)控制門(mén)的開(kāi)關(guān)。當(dāng)人進(jìn)入一定范圍時(shí)門(mén)打開(kāi)，人進(jìn)入后門(mén)關(guān)上?？偨Y(jié)運(yùn)用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)出帶有控制按鈕、報(bào)警窗口等的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面,并在每個(gè)畫(huà)面上生成相互關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的圖形對(duì)象。畫(huà)面可動(dòng)態(tài)顯示門(mén)的運(yùn)行狀態(tài)(如方向、位置、開(kāi)關(guān)門(mén)等),及時(shí)進(jìn)行故障分析判斷,并可自動(dòng)報(bào)警以提示和告知維修人員,同時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理。根據(jù)實(shí)際自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)中各個(gè)物理量,建立了含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),指定變量名和變量類型,并實(shí)時(shí)與動(dòng)態(tài)畫(huà)面連接。當(dāng)變量的值改變時(shí)畫(huà)面以圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)效果顯示,或者由軟件使用者改變圖形對(duì)象數(shù)據(jù)變量的值。在此過(guò)程中定義門(mén)對(duì)應(yīng)的