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1、. . 成 绩 评 定 表学生班级学号专 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
2、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（Monitor and Control Generated System,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
3、MCGS组态软件组态监控画面及调试实验。关键字：节日彩灯 PLC MCGS目录1MCGS组态软件概述41.1什么是MCGS组态软件41.2MCGS组态软件系统的构成41.2.1MCGS组态软件的整体结构41.2.2MCGS组态软件的五大组成部分41.3MCGS组态软件功能和特点52西门子S7-200 PLC 简介62.1S7-200 编程软件介绍62.2S7-200 通讯方式62.3S7-200 通讯参数设置62.4S7-200 与MCGS的通讯连接73控制系统的设计83.1控制要求83.2PLC的输入/出分配表93.3电气图93.4系统程序设计103.4.1PLC程序103.4.2工作过程分
4、析123.5MCGS组态过程133.5.1建立工程133.5.2设计监控画面143.5.3建立数据库变量163.5.4动画连接173.5.5设备窗口属性设置193.5.6MCGS的运行画面22总结23参 考 文 献241 MCGS组态软件概述1.1 什么是MCGS组态软件 MCGS（Monitor and Control Generated System,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、
5、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。1.2 MCGS组态软件系统的构成1.2.1 MCGS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。 1.2.2 MCGS组态软件的五大组成部分用MCGS组态软件建立的工程由
6、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1.3 MCGS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
7、（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S7-200 PLC 简介2.1 S7-200 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
8、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。S7-200 CN 继承了S7-200 的优良品质和卓越性能，适用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。2.2 S7-200 通讯方式S720
9、0PLC 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。2.3 S7-200 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S7-200 CPU 的默认波特率为9.6 kbps(即: 9600 bps
10、)，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：2.4 S7-200 与MCGS的通讯连接S7-200PLC 的通讯端口是RS485。MCGS通讯端口有两个：COM1是RS232通讯协议COM2是RS485通讯协议 （1） 一个S7200PLC 与一个MCGS 通讯连接 PLC 连接MCGS 的COM2(RS485)端口 PLC 连接MCGS的COM1(RS232)端口（2）多个S7-200PLC 与一个MCGS 通讯相连
11、 所有PLC 的波特率相同设置各个PLC 的地址不相同，围：1-32 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
12、2345678910111213141516Q0.0+ Q0.1+ Q0.2+ Q0.3+ Q0.4+ Q0.5+ Q0.6+ Q0.7+3.2 PLC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 Q0.73.3 电气图图3-1 I/O接线图3.4 系统程序设计3.4.1 PLC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0000 0000 0000 0001，Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7 10000000）；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0000
