02《工业组态控制技术》项目二 电动机正反转监控系统设计

66工业组态控制技术电动机正反转监控系统设计 项目二66目 录电动机正反转监控系统的建立电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.1任务2.266电动机正反转监控系统的建立任务2.1首先进入“项目工程建立”环节。在MCGS组态环境中新建基于TPC7062Ti型触摸屏的工程项目。在“新建工程设置”中单击背景色下拉单将项目将背景色设置为蓝色。如图 2-3 所示。电动机正反转监控系统的建立任务2.11项目的建立图 2-3 新建项目并设置背景色 电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库 在MCGS中所有数据对象的集合就构成了所谓的实时数据库。是整个MCGS嵌入版组态系统的核心，相当于一个数据存储与处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。“数据对象与实时数据库”实时数据库电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库“数据对象的类型”“对象类型”是数据对象的基本属性之一，MCGS组态软件将所有数据对象区分为以下5种类型。记录开关信号（0或非0）的数据对象称为开关型数据对象，通常与外部设备的数字量输入输出通道连接，用来表示某一设备当前所处的状态。开关型数据对象没有工程单位和最大最小值属性，没有限值报警属性，只有状态报警属性。开关1电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库 数值型数据对象的数值范围是：负数从-3.402823E38 到1.401298E-45，正数是从 1.401298E-45 到3.402823E38。数值型数据对象除了存放数值及参与数值运算外，还提供报警信息，并能够与外部设备的模拟量输入输出通道相连接。2数值字符3字符型数据对象是存放文字信息的单元，用于描述外部对象的状态特征，其值为多个字符组成的字符串，字符串长度最长可达64KB。字符型数据对象没有工程单位和最大、最小值属性，也没有报警属性。电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库 事件4事件型数据对象用来表示某种特定事件的产生及相应时刻，如报警事件、开关量状态跳变事件。数据组对象是MCGS引入的一种特殊类型的数据对象，类似于一般编程语言中的数组和结构体，用于把相关的多个数据对象集合在一起，作为一个整体来定义和处理5组对象电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库 单击“工作台”中“实时数据库”选项卡。单击“新增对象”按钮，列表中增加名为“DaTa1”的数据对象，类型为“数值型”。双击“DaTa1”，在弹出的“数 据对象属性设置”窗口中，对变量对象的基本属性进行设置。(1)电动机正反转监控系统的建立任务2.12构造实时数据库 序号名称变量类型备注1正转指令开关型读写PLC M 0.02反转指令开关型读写PLC M 0.13停止指令开关型读写PLC M 0.24电机正转中开关型读取PLC Q 0.05电机反转中开关型读取PLC Q 0.16电机运转中开关型内部变量，当Q0.0或Q0.1为1时，该变量都为1。7显示纵向箭头开关型内部变量，用于控制纵向箭头的显示8显示横向箭头开关型内部变量，用于控制横向箭头的显示按照表 2.1 中规划的内容，对新增的对象属性进行设置。对象名称设置为“正转指令”；对象类型选择“开关型”，左击确认按钮即完成了对第一个数据对象的属性编辑。按照此方法完成表 2-1 中全部变量的创建。(2)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口图 2-5 修改停止按钮文本及背景色在用户窗口选项卡中新建窗口并命名为“电机正反转监控”，打开动画组态界面。在窗口中添加三个标准按钮组件。在“属性窗口”“基本属性”选项卡中修改文本与最终效果图中一致。在“背景色”下拉单中将停止按钮颜色改为红色，操作方法如图 2-5 所示。随后利用左侧对齐 按钮 以及等间距 按钮将三者排布整齐。(1)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口将三个按钮分别连接到“正转指令”、“反转指令”、“停止指令”三个变量上，在按下时将对应变量置1，按钮弹起时清0。利用标签组件为页面添加备注。双击该标签，在“属性设置窗口”中将“填充颜色”改为没有填充，将“边线颜色”改为没有边线。在该界面中我们单击“字体”按钮，将字体修改为楷体，将文字大小改为四号。标签样式设置方法如图 2-6 所示。(2)(3)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口图 2-7 将变量连接到指示灯单击工具箱中“插入元件”按钮，增加指示灯图形对象，并调整其大小。摆放完成后双击该指示灯，在弹出的“单元属性设置”窗口中将其与数据对象“PLC通信状态”进行连接。这样指示灯就会根据触摸屏与PLC之间的通信状态显示不同颜色。操作方法如图2-7所示。(4)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口图 2-8 将变量连接到指示利用“标签”组件，为指示灯增加文字标识。窗口的右半部分监 控 组 件 制 作 完成，该阶段用户窗口的效果如图 2-8 所示。(5)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口单击 “插入元件”按钮，在元件库里面马达文件夹中选择“马达56”图元。(6)单击工具箱中 “常用图符”按钮，选择其中的 “弯曲管道”图标进行绘制。首先绘制三条平行竖管道来代表正转电线。(7)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口全选已有的三条管道，单击工具栏中的 “构成图符”按钮，将三者组成一个整体。“构成图符”功能类似于设计软件中常用的“打组”功能，构成图符后的各个图形变为一个整体，可以进行整体移动以及整体属性设置。在构成图符后，可以单击 按钮进行“解组”，将图符重新拆分为各个图形。(8)双击打组后的三条管道，在弹出的“动画组态属性设置”窗口中，勾选填充颜色选项，此时串口中会增加“填充颜色”选项卡。进入该选项卡后，单击表达式输入框旁边的“变量选择”按钮，选择已经建立好的“电机正转中”变量。完成后的动画效果如图 2-9 所示。(9)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口图 2-10 设置管道填充颜色的表达式在填充颜色连接选框中，将分段点值0和1的对应颜色改为灰色和绿色，最后单击确认件保存设置。操作方法如图 2-10 所示。(10)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口重复以上方法，绘制出“反转线路”和“根部线路”部分。绘制完成后，组成两个图符。将“反转线路”部分的填充颜色状态连接到变量“电机反转中”；将“根部电路”填充颜色状态连接到“电机运转中”。(11)利用 标签工具为两组电路增加上标签，并调整字体样式和大小。完成电路了变色功能的制作，当前阶段用户窗口效果如图 2-11 所示。(12)选中已经完成的部分图元，单击编辑栏中的 “固化”按钮，进行固化。(13)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口从常用“常用图符”中选择 “三角箭头”图形，绘制第一个箭头，放置在电机图形的外圆顶部，象征一个顺时针正转的指示。根据最终效果，我们还要在其底部绘制一个相反指向的箭头。此时我们可以复制一份然后单击编辑条中的 “左右镜像”图标，生成一个指向相反的箭头。将该箭头放置在外圆底部。(14)将上下箭头组合为图元，将该图元复制一份后选中，单击编辑栏中的 向左旋转按钮，我们便有了一对水平排布的箭头。(15)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口首先将横向箭头的可见度关联到控制其显隐的变量上，在可见度表达式位置输入以下内容。如图 2-12 所示。(16)图 2-12 以横向箭头为例，填写可见度表达式电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口利用相同的方法，将纵向箭头的可见度关联到以下表达式：完成以上功能我们需要利用用户窗口的循环脚本实现以下2个逻辑功能:l 显示横向箭头在0与1之间反复切换；l 显示纵向箭头与显示横向箭头互斥，即二者不应同时为1。(17)双击用户窗口中的空白部分，弹出“用户窗口属性设置”对话框，选择“启动脚本”选项卡。(18)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口将循环时间修改为500，并在循环脚本中输入以下脚本程序：填写脚本语言的操作过程如图 2-14 所示。显示横向箭头=1-显示横向箭头显示纵向箭头=1-显示横向箭头(19)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口单击检查按钮，对脚本进行组态检查，验证无误后单击确定按钮保存脚本。操作过程如图 2-15 所示。图 2-15 组态检查操作流程(20)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口分别选中利用复制和 “水平镜像”、“竖直镜像”的功能，制作出象征反向运转的横向、纵向箭头。由于我们是采用复制方式创造了反转时的箭头，因此其可视度连接变量设定也与其母本相同，我们需要进行修改。(21)将反向运转横、纵箭头的可见度表达中的“电机正转中”修改为“电机反转中”。将设置好的箭头放置在与正转箭头的相同位置。这样，这对箭头就只会在电机处于反转状态时才有可能显示，实现了反转时的显示功能。关闭用户窗口并选 择保存完成用户窗口组态的效果如图 2-16 所示。(22)电动机正反转监控系统的建立任务2.13组态用户窗口图2-16 用户窗口组态完成效果图 电动机正反转监控系统的建立任务2.14组态设备窗口单击工作台中“设备窗口”，双击打开“设备窗口”，在设备工具箱中选择“Siemens-1200”驱动程序，双击将其加入到设备窗口中。(1)设置本地IP地址为192.168.1.1、远端IP地址为127.0.0.1，其它保持默认值。(2)双击通道列表中的“通讯状态”通道，在弹出的变量选择窗口中选择“PLC通讯状态”进行连接。(3)电动机正反转监控系统的建立任务2.15组态设备窗口新增通道“读写M0.0”、“读写M0.1”、“读写M0.2”分别连接“正转指令”、“反转指令”和“停止指令”三个变量。(4)新增通道“只读Q0.0”、“只读Q0.1”分别连接“电机正转中”和“电机反转中”两个变量。(5)66电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.2电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.21虚拟联调的通信实现打开“工业组态虚拟仿真实训软件”，进入“电动机正反转监控系统仿真”模块。在场景中我们看到了需要通过组态系 统控制的联调设备，即一台电气控制柜以及由该电控柜控制的三相异步电动机，效果如图 2-18 所示。图 2-18 虚拟调试场景(1)电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.21虚拟联调的通信实现切换出场景，打开下载好的“电动机正反转监控系统PLC程序”博途项目文件。(2)打开PLCSIM仿真工具，下载程序，启动仿真PLC至RUN状态。限于篇幅，这里只给出了启动PLC仿真的概括步骤，操作 步骤如图 2-19 所示。(3)电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.21虚拟联调的通信实现 打开MCGS组态软件的“设备编辑窗口”，单击“启动设备调试”按钮，测试通信状态，查看“通讯状态”的调试数据。确认该值为0后单击停止设备调试按钮。通信测试操作流程如图 2-20 所示。(4)电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.22利用虚拟场景进行调试图 2-21工程下载与模拟运行0启动MCGS模拟运行环境并进行工程下载运行。操作过程如图 2-21 所示。操作正转按钮、反转按钮、停止按钮，监控PLC程序及仿真场景，确认组态系统能否正常工作，是否实现了预期效果。(1)(2)电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.23工程调试与故障排查打开停止按钮的“操作属性选项卡”，将其中的按下功能修改为清0，抬起功能改为置1，操作的数据对象不变。(1)在实时数据库中，双击“停止指令”，在弹出的“数据对象属性设置”窗口中将对象初值修改为1，对象初值设置流程如图 2-23 所示。(2)图 2-23将停止指令的对象初值修改为10电动机正反转监控系统的仿真调试任务2.2电机运转中=电机正转中 OR 电机反转中打开“电机正反转监控”用户窗口，双击页面背景。循环脚本选项卡中增加以下脚本：(3)3工程调试与故障排查66感谢您的认真聆听！工业组态控制技术