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1、工控软件（组态王）应用M5双层立体车库的监控目 录中文摘要ABSTRACT 前言3第一章 绪 论41.1 M5双层立体车库电气控制系统监控课题的意义41.2 PLC现状与发展41.3 组态软件技术现状与发展51.4 课题所要解决的问题7第二章 硬件任务设计82.1 系统概述82.2 M5双层立体车库模型82.2.1 机械结构概述82.2.2 电气控制概述82.2.3 车库工作流程122.3电气控制装置122.3.1 PLC可编程控制器122.3.2 继电器板142.3.3 控制面板14第三章 控制任务设计143.1 三菱FX248MR编程基础153.2 PLC编程设计要求153.3 PLC编程
2、具体设计16第四章 监控软件设计164.1 组态王软件构成164.1.1 TouchExplorer 是应用工程的开发环境164.1.2 ProjManager是应用程序的管理系统174.1.3 TouchVew是软件的实时运行环境174.2 立体车库监控系统构成174.2.1 立体车库封面174.2.2 监控主界面184.2.3 控制面板接线图264.2.4 PLC接线电路原理图274.3 系统通讯设计274.3.1 组态王I/O设备管理284.3.2 组态王与PLC通讯参数设置30第五章 系统软硬件调试315.1 系统硬件调试315.1.1 设备接线前准备315.1.2 设备接线315.1
3、.3PLC程序与系统联动调试335.2 系统软件调试345.2.1 熟悉组态王并预设计交通红绿灯的监控345.2.2 设计主要部分监控主界面调试355.2.3 设计其他部分调试35第六章 结论35谢辞36参考文献37前 言随着微型计算机技术和自动控制技术的不断进步与发展，许多领域中都引入了计算机自动检测与控制技术，而且随着各领域中研究内容的不断深入与发展，对计算机自动测控系统的要求也越来越高，而为了更好的体现各种测控系统。 在M5双层立体车库模型与电气控制系统中，由于要对其输入信号(如各种开关)和反馈信号（如限位开关）等进行实时的数据采集与控制，为了更直观的了解系统的各种状态，因此尝试引入工控
4、组态软件技术，以取得最好的效果。组态软件是近年来在工业自动化领域兴起的一种新型的软件开发技术，开发人员通常不需要编制具体的指令和代码，只要利用组态软件包中的工具，通过硬件组态（硬件配置）、数据组态、图形图像组态等工作即可完成所需应用软件的开发工作，它具有二次开发简便、开发周期短、通用性强、可靠性高等优点。在M5双层立体车库模型与电气控制系统试验中引入组态软件技术，可使用户避开复杂的计算机软件代码编制问题，集中精力解决好试验本身的问题，按照试验系统的要求，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的测控软件系统。本次我所做的毕业设计的课题就是用工控软件组态王编写一个监控程序，实现对M5双层立体车库模
5、型进行监视和控制。整套系统包含：一台三菱FX248MR （PLC）、M5双层立体车库模型、M5双层立体车库模型之控制面板、一台装有北京亚控科技发展有限公司开发的组态王6.03软件的电脑。所实现的功能就是通过预存的控制M5双层立体车库模型plc程序，运用三菱FX248MR进行控制命令的执行，控制操作输入输出信号，驱动各种指示灯、继电器、开关、电机等运行。同时传出信号以供组态王软件进行监视和控制。此次设计的最终目标就是模拟现场立体车库的运行状况，用工控软件对此进行监视和控制，完成整套系统的各种调试。因为对象比较的明确，所以控制的各种线路下文都有详细的介绍。第一章 绪 论1.1 M5双层立体车库电气
6、控制系统监控课题的意义随着工业自动化的发展，基于PLC,单片机等设备的自动化系统，自动化设备越来越普及，几乎遍布所有自动化领域，与之相应的监控系统人机界面系统也应运而生，并得到同步发展。中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件，另一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力。随着经济发展水平的提升，信息化社会将为组态软件带来更多的市场机会。随着计算机技术的飞速发展，组态软件更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步减少这些行业在自动测试、数据
7、分析方面的软件成本，提高系统的开放程度。而M5双层立体车库电气控制系统监控课题是运用了最新的组态王软件，利用软件完成对PLC48点端口的信号读取和设置，完成被控对象的所有控制功能，包括手动和自动。1.2 PLC现状与发展PLC是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一，其发展重点有如下： 人机界面更加友好PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件
8、的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC网络IPCCRT的模式被广泛应用。 网络通讯能力大大加强PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔AB公司主推的三层网络结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西门子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS网络等。 开放性和互操作性大大发展PLC在发展过程中，各PL
9、C制造商为了垄断和扩大各自市场，处于群雄割据的局面，各自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识，形成了长时期妥协与竞争的过程，并且这一过程还在继续。 PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛。PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，有人统计，除石化过程等个别领域，PLC均有成功能应用，PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS，从而使原来PLC（顺序控制）DCS（过程控制）的模式变成PLCIPC模式。 工业以太网的发展对PLC有重要影响。以太网
10、应用非常广泛，与工业网络相比，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域。目前的挑战在于1）硬件上如合适应工业恶劣环境；2）通讯机制如何提高其可靠。以太网能否顺利进入工控领域，还存在争论。但以太网在工控系统的应用却日益增多，适应这一过程，各PLC厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。1.3 组态软件技术现状与发展1、 总的发展趋势组态软件是工业应用软件的一个组成部分，其发展受到很多因素的制约。归根结底，应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。未来的传感器、数据采集装置、控制器的智能化程度越来越高，实时数据浏览和管理的需求日益高涨，有的买主甚至要求在自己的办公室里监督定货的制造过程。
11、有的装置直接内嵌“Web Server”，通过以太网就可以直接访问过程实时数据。即使这样，也不能认为不再需要组态软件了。用户要求的多样化，决定了不可能有哪一种产品囊括全部用户的所有要求，直接用户对监控系统人机界面的需求不可能固定为单一的模式，因此直接用户的监控系统是始终需要“组态”和“定制”的。这就导致组态软件不可能退出市场，因为需求是存在的。类似OPC这样的组织的出现，以及现场总线、尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备间互连、开发I/O设备驱动软件的工作量。I/O驱动软件也逐渐会朝标准化的方向发展。2、 组态软件功能的变迁由单一的人机界面朝数据处理机方向发展，管理的数据量越来越大。
12、最早的组态软件用来支撑自动化系统的硬件。那时侯，硬件系统如果没有组态软件的支撑就很难发挥作用，甚至不能正常工作。现在的情况有了很大改观。一方面软件部分地与硬件发生分离，大部分自动化系统的硬件和软件现在不是由同一个厂商提供，这样就为自动化软件的发展提供了可以充分发挥作用的舞台。实时数据库的作用将进一步加强。实时数据库存储和检索的是连续变化的过程数据，它的发展离不开高性能计算机和大容量硬盘，现在越来越多的用户通过实时数据库来分析生产情况、汇总和统计生产数据，作为指挥、决策的依据。在最终用户的眼里，组态软件在一个自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统就根本不能缺少组态软件。这其中的主要原因是软
13、件的功能强大，用户也存在普遍的需求，广大用户在厂家强大的宣传攻势面前逐渐认清了软件的价值所在。3、 推动组态软件发展的动力 需求是推动其发展的第一动力，市场会逐步扩大。组态软件市场的崛起一方面为最终用户节省了系统投资，另外也为用户解决了实际问题。现在用户购买组态软件虽然也需要一定的投资，但是和以前相比，投资额得到了大大降低。使用组态软件，用户可以做到“花了少量的钱，办成了大事情”。中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件，另一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力。随着经济发展水平的提升，
14、信息化社会将为组态软件带来更多的市场机会。4、 用户对组态软件的需求变化专用系统所占比例日益提高。组态软件的灵活程度和使用效率是一对矛盾，虽然组态软件提供了很多灵活的技术手段，但是在多数情况下，用户只使用其中的一小部分，而使用方法的复杂化又给用户熟悉和掌握软件带来的很多不必要的麻烦。这也是现在仍然有很多用户还在自己用VB编写自动化监控系统的主要原因。在有些应用领域，自动监控的目标及其特性比较单一（或可枚举，或可通过某种模板自主定义、添加、删除、编辑）且数量较多，用户希望自动生成大部分自动监控系统，例如在电梯自动监控、动力设备监控、铁路信号监控等应用系统。这种应用系统具有一些“傻瓜”型软件的特征
15、，用户只需用组态软件做一些系统硬件及其参数的配置，就可以自动生成某种特定模式的自动监控系统，如果用户对自动生成的监控系统的图形界面不满意，还可以进行任意修改和编辑，这样既满足了用户对简便性的要求，又同时配备比较完善的编辑工具。组态软件应该向更多的应用领域拓展和渗透。目前的组态软件均产生于过程工业自动化，很多功能没有考虑其他应用领域的需求。例如：化验分析（色谱仪、红外仪等，包括在线分析）、虚拟仪器（例如LabView的口号是The Software is the Instrument）、测试（如测井、机械性能试验、碰撞试验等的数据记录与回放等）、信号处理（如记录和显示轮船的航行数据：雷达信号、GPS数据、舵角、风速等）。这些领域大量地使用实时数据处理软件，而且需要人机界面，但是由于现有组态软件为这些应用领域考虑得太少，不能充分满足系统的要求，因而目前这些领域仍然是专用软件占统治地位。随着计算机技术的飞速发展，组态软件应该更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步
