《组态控制技术》课件 第8章 工程应用实例-运料小车控制系统设计

第8章工程应用实例——运料小车控制系统设计1.熟悉MCGS子窗口及其函数的调用方法2.熟悉脚本程序及运行策略的设计方法3.掌握日期、时间、星期等显示功能4.会使用MCGS与PLC设计运料小车仿真系统项目要求某生产车间需要一个小车自动运料系统，如图8-1所示。此系统的工作任务就是将A料斗中的料粒和B料斗中的料粒同时运送到卸料处的储料罐内，以备使用。在A装料处、B装料处和卸料处均装有限位开关。小车的运行轨道为直线，右行由接触器KM1控制，左行由接触器KM2控制，装料和卸料动作均由电磁阀控制，具体工作过程主要包括：图8-1小车自动运料系统（1）原点位置。小车空车停在A装料处，此时限位开关SQA被小车压下，各阀门关闭。按下启动按钮系统运行，首先A料斗装料阀打开并且开始装A料粒，8s后A料斗装料阀关闭，小车慢速右行；当小车运行到B装料处时；限位开关SQB被压下，小车停止，B料斗装料阀打开并且开始装B料粒，6s后B料斗装料阀关闭，小车快速右行；当小车运行到卸料处时，限位开关SQC被压下，小车停止，同时卸料阀打开，使液压缸推动料斗翻起开始卸料；10s后卸料阀关闭，结束卸料，小车快速左行返回；当小车返回至A装料处时，限位开关SQA再次被压下使小车停止，完成一次运料循环。（2）控制要求。系统运行时，首先应根据实际需求情况设定小车运料的次数。当完成设定的运料次数后，系统自动停止在原点。如果中途按了暂停按钮，小车不能立即停止，而是在完成当前运料循环后返回原点停止；再次按暂停按钮后，系统继续运行，将剩余的运料次数完成后自动停止。只有当本次设定的运料次数完成后才能设定下次的运料任务。利用MCGS和PLC设计运料小车控制系统，具体要求主要包括：（1）系统要有登录界面。登录界面为启动画面，即系统运行时首先进入登录界面。单击登录按钮，输入正确的密码才能进入主画面；若密码不正确，则不能进入主画面。（2）系统应具有演示运行和仿真运行两种运行方式。演示运行方式是指完全由MCGS的动画功能模拟运料小车工作过程；仿真运行是指由MCGS与PLC连接共同完成运料小车工作过程，即由MCGS运料小车画面中的图形元件模拟现场设备，按照PLC控制程序进行动作实现小车运料过程，同时图形元件模拟发出相应的现场信号反馈给PLC，作为下一动作执行的条件。（3）画面中应有运料次数设定、运料次数及日期、时间和星期等显示功能。（4）系统要有必要的提示窗口，如次数设定超限、系统正忙、运料完成等提示窗口。（5）系统要有必要的工程安全设置。8.1系统监控画面设计根据系统设计要求分析，运料小车运行系统应该由能够显示小车工作过程的主画面和各种信息提示子窗口画面组成。8.1.1创建实时数据库在MCGS组态环境中创建一个名为“运料小车控制系统设计”的工程，然后进行实时数据库创建以及画面组态工作。根据设计要求，运料小车控制系统所需的数据对象共40个，见表8-1。序号变量名称类型初值注释1SQA开关0A装料处限位开关变量2SQB开关0B装料处限位开关变量3SQC开关0卸料处限位开关变量4车移动数值0车位置变化变量5A装料阀开关0A装料阀开关变量6B装料阀开关0B装料阀开关变量7卸料阀开关0卸料阀开关变量8右行开关0右行控制变量9左行开关0左行控制变量10启动开关0启动控制变量11暂停开关0暂停控制变量12循环开关0演示运行循环标志变量13次数设定数值1次数设定变量，默认次数为114模式开关0仿真/演示控制变量，0为演示有效，1为仿真有效15仿真开关0仿真控制变量16演示开关1演示控制变量17仿真运行开关0仿真运行状态变量18演示运行开关0演示运行状态变量19日期字符0日期显示用变量20时间字符0时间显示用变量21星期字符0星期显示用变量22计时启动1开关0定时器构件1用变量23计时时间1数值0定时器构件1用变量24计时启动2开关0定时器构件2用变量25计时时间2数值0定时器构件2用变量26计时启动3开关0定时器构件3用变量27计时时间3数值0定时器构件3用变量28计时复位开关0定时器构件用变量29计时到开关0定时器构件用变量30完成次数数值0计数器构件用变量31计数复位开关0计数器构件用变量32次数到开关0计数器构件用变量33PLCC0数值0PLC计数器C0连接变量34PLCT0数值0PLC定时器T0的显示变量35PLCT1数值0PLC定时器T1的显示变量36PLCT2数值0PLC定时器T2的显示变量37A料粒数值0装料A料粒显示控制变量38B料粒数值0装料B料粒显示控制变量39C料粒数值0卸料料粒显示控制变量40垂直移动数值0登录界面控制垂直移动字的变量8.1.2登录界面设计根据项目任务和控制要求设计制作的登录界面如图6-3所示，该图形画面是欢迎界面，主要由中部的闪烁文字、两侧上下垂直移动的文字、登录按钮图形元件等组成。图8-3登录界面1.新建窗口在工作台的“用户窗口”选项卡中新建两个窗口：一个名为“登录界面”，另一个名为“主画面”。2.闪烁文字制作打开“登录界面”窗口，将其背景颜色设为蓝色。利用绘图工具箱中的“标签”按钮，在窗口中、上位置处输入文字“欢迎光临”。将“填充颜色”设为“没有填充”，“边线颜色”设为“没有边线”，“字符颜色”设为红色，“字体”设为“黑体”，“字形”设为“粗体”，“大小”设为“72号”。然后参照巩固练习3中的内容将其制作成闪烁效果。3.垂直移动文字的绘制及动画连接垂直移动文字的绘制及动画连接的方法主要包括：（1）在登录界面中，单击绘图工具箱中的“矩形”图标，在画面两侧分别绘制适当宽度的矩形条，作为垂直移动文字的背景，矩形条的“填充颜色”“边线颜色”均设为灰色，如图8-3所示。（2）单击绘图工具箱中的“标签”按钮，在画面左侧绘制一个垂直矩形，双击该矩形，弹出“标签动画组态属性设置”对话框，在“扩展属性”选项卡的“文本内容输入”框中输入垂直排列的文字“运料小车控制系统”，如图8-4所示。图8-4垂直移动文字的输入（3）在“属性设置”选项卡中，将填充色设为“没有填充”，边线颜色设为“没有边线”，“字符颜色”设为紫色，“字体”设为“隶书”，“字形”设为“粗体”，“大小”设为“小一”。选择“位置动画连接”中的“垂直移动”，出现“垂直移动”选项卡，如图8-5所示。图8-5垂直移动文字的属性设置（4）在“垂直移动”选项卡中，“表达式”选为“垂直移动”数据对象，“最大移动偏移量”设为“100”，其“表达式的值”设为“100”（表示移动方向为垂直向下），如图8-6所示。将该文本框移动到画面左侧顶端，参见图8-3。图8-6左侧垂直移动文字的动画连接（5）复制刚制作的垂直文字输入框，将其移动到画面右侧底端，如图8-3所示。双击该文本框，在“扩展属性”选项卡中将“文本内容”输入框中的文字改为“工控组态应用技术”；在“垂直移动”选项卡中将“最大移动偏移量”的“表达式的值”改为“-100”（表示移动方向为垂直向上），如图8-7所示。图8-7右侧垂直移动文字的动画连接（6）双击登录界面空白处弹出“用户窗口属性设置”对话框，在“循环脚本”选项卡中将“循环时间（ms）”设为“100”，然后在其下方的脚本编辑区中输入以下脚本程序：图8-8垂直移动脚本程序4.登录按钮制作及动画连接在登录窗口的中部适当位置，利用按钮工具制作一个按钮，其名称改为“进入主画面”，按钮背景色改为“红色”。双击“进入主画面”按钮，打开按钮属性设置对话框，选择“脚本程序”属性页，在其编辑区内输入如下脚本：IF!LogOn()=0THEN

主画面.open()ENDIF

标准按钮构件属性设置”对话框的“抬起脚本”中输入脚本城后如图8-9所示，单击“确认”按钮。图8-9登录按钮的属性设置5.登录密码的设置登录密码设置的方法主要包括：（1）关闭所有用户窗口，在工作台上选择“工具”菜单中的“用户权限管理”，打开“用户管理器”对话框后双击“负责人”，打开“用户属性设置”对话框，可进行用户密码的设置，如图8-10所示。图8-10用户密码设置（2）选中“登录界面”用户窗口，单击鼠标右键，将“登录界面”设置为“启动窗口”，如图8-11所示。至此，登录界面制作完成，可进行模拟运行，查看制作效果。图8-11启动窗口的设置8.1.23主画面设计根据项目任务和控制要求设计制作的主画面如图8-12所示，该图形画面主要由标题文字、控制与显示、运料小车图形元件等组成。图8-12主画面1.新建窗口并输入标题文字新建窗口并输入标题文字的方法主要包括：（1）在工作台的“用户窗口”选项卡中新建一个名为“主画面”的窗口，将其背景颜色设为橙色。（2）打开“主画面”窗口，利用绘图工具箱中的“标签”工具，在窗口顶端中心位置输入标题文字“运料小车控制系统”，将“填充颜色”设为灰色，“边线颜色”设为“没有边线”，“字符字体”设为黄色、“黑体”“粗体”“一号”。2.料斗图形元件的制作及动画连接料斗图形元件的制作及动画连接方法主要包括：（1）单击绘图工具箱中的“插入元件”按钮，从元件库中的“反应器”类中选择“反应器1”图形作为A料斗图形；再从“阀”类中选择“阀20”图形，将其向右旋转90°后移动到A料斗的下方，调整反应器和阀的大小比例，并同时框选，单击鼠标右键，选择“排列”，再选择“合成单元”，作为A料斗及装料阀组件，如图8-13所示。图8-13A料斗及装料阀组件（2）双击A料斗及装料阀组件，弹出“单元属性设置”对话框，在“数据对象”选项卡的“连接类型”中选择“填充颜色”，单击右边的按钮，从数据库中选择“A装料阀”，如图8-14所示。（3）通过复制A料斗及装料阀组件制作B料斗及装料阀组件的图形，将其移动到A料斗及装料阀组件作为组件的右边适当位置。双击B料斗及装料阀组件，将“填充颜色”的数据对象连接设为“B装料阀”。图8-14A装料阀数据对象属性设置3.料粒串的制作及动画连接本项目中料粒移动的动画效果是通过设置连续排列的三个小圆的可见度属性来实现的，即让三个小圆按照时间顺序依次可见，从而实现小圆移动的装料效果。料粒串的制作过程主要包括：（1）单击绘图工具箱中的“椭圆”按钮，在窗口空白处绘制一个直径为10的小圆（通过边绘制小圆边观察窗口右下角的状态栏的数据变化情况，从而控制小圆的直径大小），作为A料粒的图形。（2）双击小圆，将“属性设置”选项卡中的“填充颜色”设为红色，选择“特殊动画连接”中的“可见度”，出现相应的“可见度”选项卡，如图8-15所示。图8-15A料粒属性设置（3）在“可见度”选项卡中，在“表达式”中输入“A装料阀=1ANDA料粒=1”，如图8-16所示。图8-16A料粒可见度属性设置（4）复制2个A料粒小圆，分别将其“可见度”选项卡中的“表达式”改为“A装料阀=1ANDA料粒=2”和“A装料阀=1ANDA料粒=3”。将3个小圆垂直排列成一串，如图8-17左图所示，然后用鼠标拖选的方法同时选择三个小圆，在选中的小圆图形上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“排列”→“合成单元”选项，将其合并成一个料粒组。再复制2个料粒组，然后将三个料粒组垂直排列起来并合成一个单元，即A料粒串，如图8-17右图所示。图8-17A料粒组和A料粒串（5）B料粒串可通过复制的方法制作。复制一个A料粒串，双击后，在“数据对象”选项卡中，按照图8-18所示进行设置。图8-18B料粒可见度属性设置（6）卸料串的制作方法与上述方法相似，只是卸料串的排列不是垂直的，而是曲线状的，如图8-12所示；另外，卸料串的可见度连接变量分别为“卸料阀=1ANDC料粒=l”“卸料阀=1ANDC料粒=2”和“卸料阀=1ANDC料粒=3”。（7）将A料串、B料串和卸料串分别移动到A料斗、B料斗下方和卸料处。4.小车的制作及动画连接小车的制作及动画连接方法主要包括：（1）用绘图工具箱中的“直线”工具绘制一条水平线，将“边线线型”设为粗型，作为公路图