昆仑通态专题（二十一）：自动车库控制系统的设计（案...

显示全部楼层 · 2024-3-14 15:04:46

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实训目的

•1. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对自动车库控制系统的模拟控制。

•2. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节。

•3. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。

实训设备

•计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

工艺过程及控制要求

•1．存车：当车到车库前时，传感器收到信号，延时5S开启车库门，直至压到上限位开关。当车经过车库门时，传感器收到信号车库关闭。车停到位后，传感器收到信号，提示车位已占用。

•2．取车：当车倒车时，传感器收到信号，示车位已空出。当车到车库门时，传感器收到信号，延时5S开启车库门，直至压到上限位开关。当车经过车库门时，传感器收到信号车库关闭。

•3．车库门开启压到上限位开关时，提示灯亮，提示司机进出。

•4．按下急停按键或车库电机过载时，报警灯闪烁。

•5．车库门内外设有车库门的手动控制按钮，可人工控制。

•6．设置用户权限管理、实时曲线、历史曲线、实时数据、历史数据。

画面设计与制作

1.工艺流程

•自动车库控制系统的设计工艺流程是设计主画面

（包括车、车库门、指示灯和指示灯等等动画构件），实时数据库中定义好需要的变量。脚本程序编写是本次实训内容的一个重点，当编写脚本程序完成后，还需要针对车库系统进行一些数据处理。

•设计的基本要求是在存取车时让车到车库前传感器收到信号，延时5S开启车库门，直至压到上限位开关。当车经过车库门时，传感器收到信号车库关  闭，车停到位后传感器收到信号，提示车位已占用或空出。并且还要设置报警按钮进行意外报警，另外在自动车库完成后还要设置手动按钮进行手动控制。

2.建立工程

•进入MCGS 嵌入版组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存为” 选项, 把新建工程存为: D：\MCGS\WORK\自动车库控制系统。进入MCGS 嵌入版组态软件的组态平台单击“新建窗口”按钮，分别创建9个新的用户窗口以图标形式显示并分别命名为“用户权限窗口”、“自动车库窗口”、“实时曲线窗口”、“历史曲线窗口”、“实时报表窗口”、“历史报表窗口”、“手动车库窗口”、“报警窗口”、“定时器窗口”。用户窗口如图实训9-1所示。

•自动车库窗口的设计：按“新建窗口”按钮，或执行菜单中的“插入”→“用户窗口”命令，即可创建一个新的用户窗口以图标形式显示，如“窗口0”。

开始时，新建的用户窗口只是一个空窗口，可以根据需要设置窗口的属性和在窗口内放置图形对象。

•自动车库窗口的画面制作；打开自动车库窗口画面选取车和指示灯可单击绘图工具箱中的（插入元件）图标，在弹出对象元件管理对话框直接选择获得。标签则是从选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形。在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形来获得。而车库门与车等其他矩形图形是选择工具箱中选择“矩形”按钮自己绘得，自动车库的画面如图实训9-2所示。

图实训9-1       用户窗口的建立图

图实训9-2       车库主画面图

3.定义数据对象

•数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括：

•（1）指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。

•（2）确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘周期、存盘时间范围等。

•打开工作台的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮在窗口的数据变量列表中，分别添加13个变量并进行属性设置。鼠标点击工作台的“实时数据库” 窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量选中变量，按“对象属性”按钮或双击选中变量打开对象属性设置窗口。在实时数据库添加车感信号、车位信号、车库门上卷接触器、车库门下卷接触器、动作指示、动作指示1、车移动参数、垂直、计时状态、ZHV1、ZHV2、急停、车库电机等实时数据库的数据对象的建立。实时数据库的数据对象详细信息见表实训9-1所示。

表实训9-1       车库系统变量定义表

4.动画连接

•上述过程创建完成后，自动车库控制系统还需要把各个图素与数据库中的相应变量建立联系才能使画面动起来。建立动画连接后，组态系统根据实时数据库中的变量变化图形对象可以按照动画连接的要求变化。以下是自动车库控制系统的自动窗口的动画连接过程。

•开关型构件的属性设置；在用户窗口中双击自动窗口进入，选中急停按钮变量双击则弹出标准按钮属性设置窗口。选中基本属性在文本处填写急停，在操作属性中打开数据对象值区域填写置1为急停变量完成操作退出。其他操作按图实训9-3所示设置。其他开关型构件的设置如外部开门变量、外部关门变量、内部开门变量、内部关门、手动存车、手动取车跟急停变量属性设置方法相同，如图实训9-4所示。

图实训9-3       急停变量的属性设置

图实训9-4       其他开关型变量的属性设置

•小车移动构件属性设置：在用户窗口中双击手动车库窗口进入，选中小车构件双击进入小车构件单元属性设置窗口。点击动画连接的水平移动选项选中组合图符单击则进入动画组态属性设置，按图实训9-5所示设置。门的抬起与关闭分别使用2个移动的构件进行垂直移动完成的，因为2个垂直移动的构件所以使用是要设置垂直移动的构件的可见度属性。动画组态属性设置与小车移动构件属性设置相同具体设置按图实训9-6所示设置

图实训9-5       流动块构件属性设置

图实训9-6       门的构件属性设置框图

5.运行策略设置

•在“运行策略”中双击“循环策略”进入“策略属性设置”，把“循环时间”设为：

200ms按确定即可。在策略组态中单击工具条中的“新增策略行”图标，再添加策略工具箱中的2个定时器策略和1个脚本程序策略。显示循环策略如图实训9-7所示。

图实训9-7       循环策略图

•在自动车库系统中，主要用到了条件语句。在编写车库控制流程时，要先对控制流程进行分析。然后在MCGS嵌入版组态软件开发平台上单击“运行策略”，再双击“循环策略”或选中“循环策略”，单击“策略组态”进入策略组态中。双击

图标进入“策略属性设置”，将循环时间设为：200ms。从工具条中单击“新增策略行”

图标，新增加一个策略行。再从“策略工具箱”中选取“脚本程序”，拖到策略行

上单击鼠标左键如图实训9-8所示。然后再双击脚本程序，进入控制流程编写画面具体脚本程序如下。

图实训9-8       脚本程序添加框图

6.报警处理

•报警信息是为能保障车库正常、安全的运行。有了报警提示操作人员才能更加放心地让车库安全工作，同时可以减少不必要的损失。

•报警窗口的设置如下：进入“报警”窗口用标签作标题名为“报警”，然后单击工具箱中的报警显示按钮和报警浏览按钮。分别制作实时报警和历史报警并放于合适的位置，然后再插入四个指示灯、四个输入框、四个标签构成报警显示窗口。实时报警使用的报警浏览构件设计完成的。在“实时报警”属性中将“实时报警数据”设为“组1”，报警的字体及颜色的设置等操作参照如图实训9-9所示。

图实训9-9       报警浏览构件设置

•历史报警是使用报警显示构件设计完成的，在“历史报警”的基本属性选框中将“对应数据对象”设为“组1”，可见度不进行设置具体设置如图实训9-10所示。报警窗口效果图如图实训9-11所示。

图实训9-10       报警显示构件设置

图实训9-11       报警浏览与报警显示图

7.实时数据表格与历史数据表格

•（1）实时数据表格。

•实时数据是实时地将当前的数据对象变量值按一定的报告格式显示出来。实时表格的设置如下：进入“实时数据”窗口点击工具箱中的，在窗口拉出一个实时数据报表放于合适的位置。再通过增加行，删除列，将表格设置为七行两列形式，然后在第一列中添加如下七个变量：车感信号、车位信号、车移动参数、车移动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触器、车库门下卷接触器。在2列各进行连接对应变量：点击鼠标右键进行变量车感信号、车位信号、车移动参数、车移动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触器、车库门下卷接触器的连接。上述步骤完成后实时数据表格建立完成，具体步骤参照如图实训9-12所示。

图实训9-12       实时数据表格制作过程

•（2）历史数据表格。

•历史数据表格是从历史数据库中提取存盘数据的记录，它记录的是每一个时间段的值。锅炉的历史数据显示可以通过滚动条，掌握车库每一个时间段的使用信息。历史数据表格的制作如图下：历史数据表格是使用历史表格构件制作的，进入“历史数据”窗口点击工具箱中的，在窗口中选择历史数据报表放于合适的位置。再通过增加行和删除列的功能，在历史数据报表的第一行中添加9个变量：感信号、车位信号、车移动参数、车移动参数I、垂直、垂直1、车库门上卷接触器、车库门下卷接触器。最后再合并单元格，进入数据库的连接设置，设置数据来源为组1。历史表格构件双击表格进入，把鼠标移到在C1与C2之间，当鼠标发生变化时拖动鼠标改变单元格大小；单击鼠标右键进行编辑。拖动鼠标从到R2C1-R4C11表格会变黑。单击“合并单元” 图标出现反斜杠窗口，双击表格中反斜杠处，点击鼠标右键弹出“数据库连接”窗口。进入“数据库连接”窗口单击“基本属性”中的“存盘数据源组态设置”弹出“数据源配置”，基本属性中设置“显示多页记录”，数据来源“组1”显示设置为各变量。以上步骤完成历史数据表格的操作，步骤参考如图实训9-13所示。

图实训9-13       历史数据表格

8.实时曲线与历史曲线

•（1）实时曲线的设置。

•在实际生产控制过程中，对实时数据、历史数据的查看和分析是不可缺少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化的规律，同时曲线处理在控制系统中也是一个非常重要的部分。

•实时曲线的设置如下：进入“实时曲线”窗口设置合适的背景色后，制作一个名为“实时曲线”的标签，再点击工具箱中的实时曲线按钮、在用户窗口中拉出一个适合大小的实时曲线图表放于合适的位置。再进行曲线构建的属性设置，设置“时间格式”为MM:SS和“时间单位”为秒钟，设置画笔对应的表达式和属性，对曲线的颜色和线型进行改动。正确的实时曲线显示，可以明确地表达变量此时的变化形式如图实训9-14所示。

•（2）历史曲线的设置。

•历史曲线的设置如下：进入“历史曲线”窗口，设置合适的背景色后制作一个名为“历史曲线”的标签。再点击工具箱中的历史曲线按钮，在窗口中拉出一个适合大小的历史曲线图放于合适的位置，再进行历史曲线构建的属性设置。设置存盘数据位液位组，时间格式为分:秒，时间单位为秒再对曲线标识进行设置，如图实训9-15所示。

图实训9-14 实时曲线       历史曲线

9.系统权限管理

•菜单“工具”中单击“用户权限管理”，弹出“用户管理器”。点击“用户名”下面的空白处，再单击“新增用户”会弹出“用户属性设置”设置用户名称与密码。

•MCGS嵌入版组态软件的组态平台上单击“主控窗口”，选中“主控窗口”，单击“系统属性”，在“基本属性”中单击“权限设置”按钮，弹出“用户权限设置”窗口。在“权限设置”按钮下面选择“进入登录，退出登录”，菜单设置为有菜单。菜单管理效果图如图实训9-16所示。

•在MCGS嵌入版组态软件的组态平台上的“主控窗口”中按“菜单组态”按钮，打开菜单组态窗口。在“系统管理”下拉菜单下，单击工具条中 “新增下拉菜单项”图标增加8个菜单，分别为“自动车库”、“定时器窗口”、“实时曲线”、“历史曲线”、“实时报表”、“历史报表”、“用户管理”。再单击“新增菜单项” 图标增加3个菜单，分别为“登录系统”、“修改密码”、 “退出系统”，如图实训9-17所示。

图实训9-16       主控窗口属性设置窗口

图实训9-17       菜单管理图

10.工程完工综合测试

•最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作。打开下载配置窗口，选择“模拟运行”，点击“通信测试”，测试通信是否正常。如果通信成功，在返回信息框中将提示“通信测试正常”同时弹出模拟运行环境窗口，在任务栏中显  示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失败”。点击“工程下载”，将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载将提示：“工程下载成功！”。成功后与触摸屏进行  连机运行点击“启动运行”，模拟运行环境启动。模拟环境最  大化显示，看到工程正在运行实现了自动车库控制系统的全部功能。点击下载配置中的“停止运行”按钮，或者模拟运行  环境窗口中的停止按钮工程停止运行；点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训9-18所示。

图实训9-18       下载过程图

11、整体画面

•按照以上11个步骤利用MCGS嵌入版组态软件完成的自动车库控制系统

设计总图。自动车库控制系统设计的主画面图如图实训9-19所示。

图实训9-19       自动车库控制系统设计的主画面图

来源：网络
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