MCGS工控组态软件在职高PLC编程多媒体教学中的应用.doc

MCGS组态软件在职高PLC编程教学中的应用顺德胡锦超职业学校钟育煌 摘要：在职高的可编程控制器原理及应用教学工作中，我们将MCGS工控组态软件技术应用于PLC编程教学中取得了很好的效果。本文以交通灯的编程教学为例，对MCGS组态软件的特性及其在PLC教学中的应用作一简要的介绍。关键词：MCGS组态软件；PLC编程教学；一、引言随着职业学校教学发展，机电和电子应用专业相应地增设了可编程控制器应用技术方面的课程，大多数的学校都配备了PLC和电脑用于学科的教学。由于职高的学生学习基础偏低，在教学中由可编程控制器的基本指令过渡到逻辑控制类程序的编程时，学生学习的难度加大，学生普遍认为难学。加上条件所限，学生编程的结果只能观察一组组灯的亮与灭来判断程序的运行情况，这种方法很难让学生将程序和工业的现场联系起来，无法观察到实际的运行效果，久而久之学生只是为了学编程而编程，学习的兴趣渐渐减退。为了解决这一问题，笔者经过一个学期的学习和实践，利用北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发的MCGS组态软件，制作出模拟工业现场的多媒体课件应用于PLC的编程教学取得了很好的效果。二、 MCGS组态软件简介MCGS（Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows95/98/NT操作系统，可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态软件包，它为用户提供了从设备驱动、数据采集到数据处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作工具。MCGS工控组态软件系统包括组态环境和运行环境两大部分，用户所有的组态配置过程都是在组态环境中进行的，用户组态后可生成一个“组态结果数据库”的文件。MCGS的运行环境是一个独立的运行系统，它能按照“组态结果数据库”中的组态方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。三、应用于PLC教学中的特点：（1）概念简单，易于理解和使用 软件易学易懂，教师和学生经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成大多数简单的有关教学工程项目，制作出形象的工程动画，使其能集中精力解决工程本身的编程问题，而不需处理太多的计算机系统复杂的软硬件问题。（2）丰富和方便的动画组态软件具有丰富的工程图形（如图1所示），能快速构造出各种复杂的动画画面。图元图图1 对象元件库符对象可实现自由构图和定义动画，包括颜色、位置、大小、可见度、闪烁、输入输出、按钮动作等多种动画效果。这给制作多媒体教学课件提供了丰富的素材。（3）所有的工程动画都可由PLC设备进行驱动，所以它不是简单的动画演示，而是真正性质的由外部设备进行驱动的更接近于工程现场的虚拟教学模型。四、下面以交通灯的编程教学为例，对MCGS组态软件制作多媒体教学课件及其在PLC教学中的应用作一简要的介绍。1、进入MCGS组态环境建立一个新工程（如图2所示）图2 用户窗口2、建立画面1在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。2选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。3将窗口名称改为：交通灯；窗口标题改为：交通灯；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。4在“用户窗口”中，选中“交通灯”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。如图3：图3 设置为启动窗口3、编辑画面选中“交通灯”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。并对各图符进行属性设置，最后生成的画面如图4所示：图4 动画组态窗口4、定义数据对象实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。根据工程的要求定义数据对象的内容如图5所示：图5 定义数据库对象5、动画连接由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。此工程由编入用户脚本程序实现。用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，MCGS脚本程序的编程语法非常类似于普通的Basic语言，但在概念和使用上更简单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。方法如下：双击运行策略中的循环策略进入脚本程序的编辑，编入如下的脚本程序：“车2=车2+30 IF y1=1 or 车2=1500 THEN 车2=0 车1=车1+40 IF y2=1 or 车1=2000 THEN 车1=0 if y1=1 then !TimerRun(2)d2=!TimerValue(2,0)d2=!abs(d2-16)IF y6=1 THEN !TimerStop(2)IF y6=1 THEN !TimerReset(2,0 ) if y6=1 then !TimerRun(3)d3=!TimerValue(3,0)d3=!abs(d3-2)IF y2=1 THEN !TimerStop(3)IF y2=1 THEN !TimerReset(3,0 ) if y2=1 then !TimerRun(1)d1=!TimerValue(1,0)d1=!abs(d1-18)IF y2=0 THEN !TimerStop(1)IF y2=0 THEN !TimerReset(1,0 )“6、设备连接MCGS组态软件提供了大量的工控领域常用的设备驱动程序。在本样例中，我们将工程与三菱FX2n48MR型PLC进行连接，使工程中的灯和车都受PLC的控制。方法如下：进入“设备窗口”，双击“设备窗口”进入“设备组态”。双击“设备2三菱FX232”设置效果如图6所示：图6 设备属性设置窗口继续设置基本属性、通道连接、设备调试分别如图7、图8、图9所示：图7 基本属性设置图8 通道连接图9 设备调试7、系统的运行调试至此为止，用MCGS组态构建的交通灯现场模拟图完成了。教学中由学生将自己编的交通灯PLC程序写入PLC并运行，同时运行交通灯MCGS组态工程。这时组态工程中的红绿灯就会按照PLC程序的控制而相应亮灭，计时器显示红绿灯发亮的剩余时间，车按照红灯停、绿灯行的规则行驶，跟真正的红绿灯控制场面一样。通过这个MCGS组态工程，学生就能及时地发现自己PLC编程出现了什么样的问题，并作相应的修改。而且该动画生动又和现场的情况很接近，大大提高了学生的学习兴趣，提高了课堂教学的效率。以上的案例中，对灯、车、计数器的组态过程未能详细阐明，这些内容可通过MCGS的帮助很快完成。五、结束语从交通灯模型试验