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摘要 隨著社會市場經濟的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多地出現在城市中。在大型晚會的現場，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為采用霓虹燈管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達到效果。這些燈的控制設備多為數字電路。而在現代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會的燈光布景，由于其變化多、功率大，數字電路則不能勝任。針對PLC日益得到廣泛應用的現狀。 嵌入式系統是以應用為中心，軟硬件可裁減的工業(yè)控制系統。適應于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統廣泛應用于高科技產品中，具有巨大的市場需求前景。嵌入式系統不僅在傳統的工業(yè)控制和商業(yè)管理領域有極其廣泛的應用空間，如智能工控設備、POS/ATM機、IC卡等，而且在信息家電領域的應用也具有極為廣泛的潛力，例如機頂盒、WebTV、網絡冰箱、網絡空調等眾多的消費類和醫(yī)療保健類電子設備，在車載盒、智能交通等領域的應用也呈現出前所未有的生機。 MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem,通用監(jiān)控系統）是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統的組態(tài)軟件系統。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現場數據采集、和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網絡等功能。該設計的內容就是基于MCGS的節(jié)日彩燈控制，當然要做好這個課程設計必須先熟悉MCGS組態(tài)軟件及PLC節(jié)日彩燈的控制工作原理，了解西門子PLC及MCGS組態(tài)軟件，會用CAD繪制電氣控制原理圖以及用MCGS組態(tài)軟件組態(tài)監(jiān)控畫面及調試實驗。 關鍵詞：MCGS；PLC；循環(huán)；控制 目錄 1 PLC的定義及發(fā)展 2 1.1 PLC的定義 2 1.2 PLC的的發(fā)展歷程 2 1.3 PLC的特點 2 2 控制系統設計 4 2.1 控制要求 4 2.2 硬件分配圖 4 2.3 PLC輸入/出分配表 4 2.4 PLC梯形圖 5 3 MCGS組態(tài) 8 3.1 什么是MCGS組態(tài)軟件 8 3.2 組態(tài)過程 8 3.2.1 建立工程 8 3.2.2 建立監(jiān)控畫面 8 3.3.3 建立數據庫變量 9 3.3.4 設備窗口屬性設置 9 總結 11 參考文獻 12 1 PLC的定義及發(fā)展 1.1 PLC的定義 Programmable Logic Controller 簡稱為PLC，即可編程控制器，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。 1.2 PLC的的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。 　　個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現在，仍常常將PLC簡稱PC。 　　PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 　　上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統. 1.3 PLC的特點 1 ) 高可靠性、抗干擾能力強 （1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。 （2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數一般為10~20ms. （3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （4）采用性能優(yōu)良的開關電源。 （5）對采用的器件進行嚴格的篩選。 （6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。 （7）大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統或有三CPU構成表決系統,使可靠性更進一步提高 2) 豐富的I/O接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應的I/O模塊與工業(yè)現場的器件或設備，如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網絡，它還有多種通訊聯網的接口模塊，等等。 3) 配套齊全、功能完善、適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經形成了各種規(guī)模的系列化產品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。多種多樣的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。 4) 系統的設計、工作量小、維護方便、容易改造 PLC是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 5) 體積小、重量輕、能耗低 以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm ，重量小于150g，能耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想設備。 2 控制系統設計 2.1 控制要求 按下啟動按鈕，9個霓虹燈依次循環(huán)閃爍； 按下停止按鈕，霓虹燈停止閃爍，熄滅。 2.2 硬件分配圖 種類 名稱 地址 輸入信號 啟動按鈕SB1 I0.0 停止按鈕SB2 I0.1 輸出信號 霓虹燈1 Q0.0 霓虹燈2 Q0.1 霓虹燈3 Q0.2 霓虹燈4 Q0.3 霓虹燈5 Q0.4 霓虹燈6 Q0.5 霓虹燈7 Q0.6 霓虹燈8 Q0.7 霓虹燈9 Q1.0 圖 2-1 硬件分配圖 2.3 PLC輸入/出分配表 表2-1 輸入/出分配表 2.4 PLC梯形圖 圖 2-2 梯形圖1 圖 2-3 梯形圖2 圖2-4 梯形圖3 圖2-5 梯形圖4 圖2-6 梯形圖5 3 MCGS組態(tài) 3.1 什么是MCGS組態(tài)軟件 MCGS（Monitor and Control Generated System,通用監(jiān)控系統）是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統的組態(tài)軟件系統。 MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現場數據采集、和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網絡等功能。 MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農業(yè)自動化和航天等領域，經過各種現場的長期實際運行，系統穩(wěn)定可靠。 3.2 組態(tài)過程 3.2.1 建立工程 雙擊桌面“MCGS組態(tài)環(huán)境”圖標，進入MCGS組態(tài)環(huán)境，新建工程。 圖 3-1 新建工程 3.2.2 建立監(jiān)控畫面 在MCGS組態(tài)平臺上單擊“用戶窗口”，“新建窗口”，在“用戶窗口”中新建一個“窗口0”，雙擊開始編輯。 圖 3-2 編輯用戶窗口 3.3.3 建立數據庫變量 單擊“實時數據庫”，增加對象并修改其屬性。 圖 3-3 實時數據庫 3.3.4 設備窗口屬性設置 在組態(tài)工作臺界面中，用鼠標單擊“設備窗口”選項，出現設備窗口圖標并雙擊進入設備組態(tài)窗口；在此窗口中通過設備工具箱，完成設備組態(tài)。 圖 3-4 設備組態(tài) 總結 選定題目后，感覺困難較大。查看了一些資料后，頭腦里開始有了設計思路和方向。 回顧此次實訓，時間雖然不長，但是在此實訓中學到了很多有用的東西。我的題目是基于MCGS的節(jié)日彩燈PLC控制系統的設計，經過老師的講解和自己在書上查找資料，逐步了解了自己要設計的是什么、該設計的工作原理及該出現的運行結果，并且掌握了怎樣使MCGS與PLC進行通訊及設置MCGS的組態(tài)過程。 現在，整個設計基本完成，雖然結果并不是很令人滿意，過程中也出現了問題。但我想只有在實踐中多去操作、不言棄、不急躁、迎難而上、多總結經驗、多嘗試，才能將專業(yè)知識學得更好，才能學以致用。 參考文獻 [1]. 黃永紅，電氣控制欲PLC應用技術[M].北京.機械工業(yè)出版社. [1]. MCGSE參考手冊. [1]. MCGS嵌入版快速入門. [1]. MCGS嵌入版用戶指南 . [1]. 西門子（中國）有限公司.S7-200可編程器系統手冊.2005. [1]. 廖常初.S7-200 PLC基礎教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.