工控组态技术及应用——MCGS (21)[33页]
工控组态技术及应用-MCGS模块一工控组态基础知识
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1) 数据采集系统 在数据采集系统中，计算机只承担数据的采集和处理工 作，不直接参与控制。数据采集系统对生产过程的各种工艺 变量进行巡回检测、处理、记录以及对变量采取超限报警等， 同时对这些变量进行累计分析和实时分析，得出各种趋势分 析，为操作人员提供参考，如图1-1-3所示。
模块一 工控组态基础知识
模块一 工控组态基础知识
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由于计算机科学的飞速发展，计算机的存储能力、运算 能力都得到更进一步的发展，能够解决一般模拟控制系统解 决不了的难题，达到一般控制系统达不到的优异的性能指标。 在计算机控制算法方面，实现了最优控制、自适应、自学习 和自组织系统以及智能控制等先进的控制方法，为提高复杂 控制系统的控制质量，有效地克服随机扰动，提供了有力的 工具。
模块一 工控组态基础知识
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图1-1-8 现场总线控制系统结构图
模块一 工控组态基础知识
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近年来，由于现场总线的发展，智能传感器和执行器也 向数字化方向发展，用数字信号取代4 mA～20 mA电流信号， 为现场总线的应用奠定了基础。现场总线是连接工业现场仪 表和控制装置之间的全数字化、双向、多站点的串行通信网 络。现场总线被称为21世纪的工业控制网络标准。
模块一 工控组态基础知识
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2. 计算机控制系统的组成 1) 基本概念 在计算机控制系统中，由于工业控制机输入和输出的是 数字信号，而现场采集到的信号或送到执行机构的信号大部 分是模拟信号，因此，与常规的按偏差控制的闭环负反馈系 统相比，计算机控制系统需要有模/数(A/D)转换和数/模(D/A) 转换这两个环节。计算机闭环控制系统结构框图如图1-1-1 所示。
模块一 工控组态基础知识
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采用计算机代替模拟仪表控制，只要改变程序就可以对 控制对象进行控制，因此计算机可以控制几百个回路，并可 以对上下限进行监视和报警。此外，因为计算机有较强的计 算能力，所以控制方法的改变很方便，只要改变程序就可以 实现。就一般的模拟控制而言，要改变控制方法就必须改变 硬件，这不是轻而易举的事。
MCGS工控组态软件使用课件
脚本运行错误或逻辑不正确。
数据连接问题
无法正常连接设备或数据传输中断。
画面设计问题
画面布局不合理或控件无法正常显示。
解决方案与技巧
软件启动问题
重新安装软件或检查系统环境是否满足软件 要求。
画面设计问题
调整画面布局或使用正确的控件类型。
数据连接问题
检查设备连接线是否完好，重新配置数据源 。
报表生成与导
报表模板设计
创建或导入报表模板，定义报表的格式和内 容。
报表数据提取
从数据库或实时数据中提取报表所需的数据 。
报表生成
根据模板和数据生成报表。
报表导出
将报表导出为Excel、PDF等格式，便于分析 和汇报。
PART 04
MCGS工控组态软件高级 功能
脚本编程
脚本编程语言
MCGS支持多种脚本编程语言，如VBScript和JavaScript，允许用 户自定义数据处理、事件响应等逻辑。
软件特点
易学易用
MCGS工控组态软件采用图形化编程语 言，无需编写复杂的代码，降低了学习
门槛。
实时性强
软件采用多线程技术，能够实时处理 数据和事件，保证系统的稳定性和可
靠性。
功能强大
软件具备丰富的功能模块，支持多种 通信协议和硬件设备，可满足各种工 业控制需求。
安全性高
软件具备完善的安全机制，可对数据 进行加密、备份和恢复，保障系统的 安全性和稳定性。
脚本编辑器
提供可视化的脚本编辑器，方便用户编写、调试和运行脚本程序。
脚本库
提供丰富的脚本库函数，包括数学运算、字符串处理、文件操作等 ，简化脚本编写过程。
数据库连接
数据库类型
工控组态技术及应用——MCGS (20)[25页]
![工控组态技术及应用——MCGS (20)[25页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a915da715727a5e9856a61ad.png)
项目四液位串级控制系统本项目主要讨论液位串级控制系统的组成、工作原理、MCGS组态方法及统调等内容，使学生具备组建简单计算机直接数字控制系统的能力。
一、学习目标1. 知识目标⑴掌握液位串级控制系统的控制要求。
⑵掌握液位串级控制系统的硬件接线。
⑶掌握液位串级控制系统的通信方式。
⑷掌握液位串级控制系统的控制原理。
⑸掌握液位串级控制系统PID控制的设计方法。
⑹掌握液位串级控制系统脚本程序的设计方法。
⑺掌握液位串级控制系统的组态设计方法。
2. 能力目标⑴初步具备简单工程的分析能力。
⑵初步具备串级控制系统的构建能力。
⑶增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题的能力。
⑷初步具备对PID串级控制系统的设计能力。
⑸初步具备液位串级控制系统的分析能力。
⑹初步具备液位串级控制系统的组态能力。
⑺初步具备液位串级控制系统的统调能力二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴检测仪表及调节仪表的基本知识。
⑵串级控制系统的组成。
⑶计算机控制基本知识。
⑷泓格7017模拟量输入模块基本知识。
⑸泓格7024模拟量输出模块基本知识。
⑹计算机输入通道基本知识。
⑺计算机输出通道基本知识。
⑻PID控制原理。
⑼计算机直接数字控制系统基本知识。
⑽闭环控制系统基本知识。
⑾组态技术基本知识。
2. 必备技能⑴熟练的计算机操作技能。
⑵变送器的调校技能。
⑶控制器的调校技能。
⑷泓格7017模拟量输入模块的接线能力。
⑸泓格7024模拟量输出模块的接线能力。
⑹计算机直接数字控制系统的组建能力。
三、相关知识讲解1. 泓格7017模拟量输入模块简介见模块三中的项目一。
2. 泓格7024模拟量输出模块简介见模块三中的项目一。
四、理实一体化教学任务任务一液位串级控制系统工艺流程任务二液位串级控制系统控制方案的设计任务三液位串级控制系统接线任务四液位串级控制系统控制原理任务五液位串级控制系统控制原理任务六液位串级控制系统设备的组态任务七液位串级控制系统用户窗口的组态任务八液位串级控制系统循环脚本的组态任务九液位串级控制系统的联调五、理实一体化教学步骤1. 液位串级控制系统工艺流程图液位串级控制系统有2个调节器，主、副两个被控对象，下水箱液位是主对象h2，中水箱液位是副对象h1，2个调节器分别设置在主、副回路中。
k工控组态技术及应用——MCGS(第二版)模块二参考资源j21v (2)
模块二 MCGS开关量组态工程 项目二
基于泓格7060模块的交通灯控制系统
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MCGS工控组态技术 应用 一、学习目标 1. 知识目标
模块二 MCGS开关量组态工程
⑴ 掌握定时器构件基本知识。 ⑵ 掌握交通灯控制系统的控制要求。 ⑶ 掌握交通灯控制
⑸ 计时状态 计时状态，和开关型数据对象建立连接，把计时器的计
时状态赋给数据对象。当前值小于设定值时，计时状态为0，当前 值大于等于设定值时，计时状态为1。
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MCGS工控组态技术 模块二 MCGS开关量组态工程 应用
四、理实一体化教学任务
任务一 交通灯控制系统控制要求任务五 交通灯控制系统设备组态
① 打开工作台的设备窗口标签，双击设备窗口，在空白 处右击鼠标，打开“设备工具箱”，添加如图2-2-8所示的 设备。
图2-2-8 交通灯控制系统设备 窗口组态
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MCGS工控组态技术 模块二 MCGS开关量组态工程 应用 ② 泓格i-7060属性设置如图2-2-9所示。
图2-2-9 泓格i-7060属
Endif if ss3=1 Then ss2=0 green=0 yellow=1
ss3=0 red=1 yellow=0 endif
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MCGS工控组态技术 应用 六、实操考核
模块二 MCGS开关量组态工程
学号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
姓名
硬件接线(5分)
考
控制原理(10分)
图2-2-14 新建策略 26
MCGS工控组态技术 模块二 MCGS开关量组态工程 应用
② 双击定时器1进入策略
工控组态技术及应用——mcgs下载地址
工控组态技术及应用——mcgs下载地址工控组态技术是指利用计算机软件实现对工业控制过程进行调度、监控和管理的技术。
它通过将传感器、执行器、PLC等控制设备与上位机相连，构建一个完整的工业自动化控制系统。
而MCGS（Machine Control and Graphics System）是一款常用的工控组态软件，提供了丰富的组态工具和功能，广泛应用于工控领域。
首先，MCGS可以实现对工业设备的可视化监控。
它提供了各种图形界面组态工具，比如按钮、开关、进度条等，可以将实际设备的状态以图形化的方式展示在上位机上。
通过这种方式，操作人员可以直观地了解设备的工作状态，及时发现和解决问题。
其次，MCGS支持对设备进行实时数据采集和分析。
它可以与各种传感器和PLC 进行通讯，实时获取设备的各种数据，如温度、压力、流量等。
这些数据可以通过图表、曲线等形式展示，帮助用户了解设备的运行情况和趋势变化，及时进行调整和优化。
此外，MCGS还具有强大的数据处理和报警功能。
它可以对采集到的数据进行处理和计算，生成各种统计报表和趋势分析图表。
同时，当设备出现异常情况时，MCGS能够及时向操作人员发送报警信息，以便快速采取相应措施，避免事故发生。
除了以上功能，MCGS还支持远程监控和控制。
通过网络连接，操作人员可以在任何地点通过互联网访问工控系统，实时监控设备运行情况，并对其进行控制和调整。
这为企业提供了极大的便利性和灵活性，有助于提高生产效率和降低运营成本。
不过，值得注意的是，MCGS作为一款商业软件，并非免费的，用户需要付费购买并获得使用授权。
对于需要使用MCGS的用户，可以通过官方网站或授权代理商等渠道获取软件和授权。
最后，关于MCGS的下载地址，由于涉及版权问题和软件更新等原因，我无法提供具体的下载地址。
但是，用户可以通过搜索引擎等方式，搜索MCGS官方网站或授权代理商的网站，查找相关下载和购买渠道。
综上所述，MCGS是一款功能强大的工控组态软件，可以实现对工业设备的可视化监控、实时数据采集和分析、数据处理和报警、远程监控和控制等功能。
工控组态技术及应用-MCGS模块三MCGS模拟量组态基本知识
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
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2. 能力目标 (1) 初步具备简单工程的分析能力。 (2) 初步具备简单控制系统的构建能力。 (3) 增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题能力。 (4) 具备泓格7017模拟量输入模块的接线能力。 (5) 具备泓格7024模拟量输出模块的接线能力。
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
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3．模拟量输入信号采样过程 计算机对某个随时间变化的模拟量进行采样，是利用定 时器控制开关，每隔一定时间使开关闭合而完成一次采样。 开关重复闭合的时间间隔T称为采样周期，其倒数ƒs=1/T称 为采样频率。所谓采样过程，是指将一个连续的输入信号经
开关采样后，转变为发生在采样开关闭合瞬时0、T、
2T…nT的一连串脉冲输出信号ƒ*(t)，如图3-1-2所示。
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上下频繁波动的信号有一个特点，即它始终在平均值附近变 化，如图3-1-3所示。图3-1-3中的黑点表示各个采样值。对 于这类信号，仅仅依靠一次采样值作为控制依据是不正确的， 通常采用递推平均的方法，即第n次采样的N项递推平均值
是n，(n－1)，…，(n－N+1)次采样值的算术平均。
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
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图3-1-5 多路信号共用一个D/A转换器的结构
模块三 MCGS模拟量组态基本知识
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四、理实一体化教学任务 理实一体化教学任务见表3-1-1。
任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 任务六 任务七 任务八
表 3-1-1 理实一体化教学任务
泓格 7000 智能模块的功能 泓格 7017 模拟量输入模块 泓格 7024 模拟量输出模块 7000Utility 软件的使用 掌握液位控制系统工艺流程 液位控制系统控制方案的设计 液位控制系统接线 控制系统的组成及控制原理
工控组态技术及应用——MCGS (1)[25页]
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模块四MCGS模拟量组态工程本模块主要介绍了多种模拟量MCGS监控系统的构建方法。
分别对温度控制系统、风机变频控制系统、单容液位定值控制系统、电机转速控制系统、液位串级控制系统的组成、工作原理、MCGS组态方法及统调等作了详细的介绍。
项目二温度控制系统本项目主要讨论EM235模块、温度控制系统的组成、工作原理、PLC程序的设计与调试、MCGS组态方法及统调等内容，使学生具备组建简单计算机监督控制系统的能力。
一、学习目标1. 知识目标⑴掌握EM235模块的使用方法。
⑵掌握温度传感器的使用方法。
⑶掌握温度控制系统的控制要求。
⑷掌握温度控制系统的硬件接线。
⑸掌握温度控制系统的通信方式。
⑹掌握温度控制系统的控制原理。
⑺掌握温度控制系统的PID控制的设计方法。
⑻掌握温度控制系统的程序设计方法。
⑼掌握温度控制系统的组态设计方法。
2. 必备技能⑴熟练的PLC接线操作技能。
⑵熟练的温度传感器接线操作技能。
⑶熟练的PLC编程调试技能。
⑷计算机监督控制系统的组建能力。
二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴PLC应用技术基本知识。
⑵闭环控制系统基本知识。
⑶组态技术基本知识。
⑷温度传感器基本知识。
⑸PID控制原理。
2. 必备技能⑴熟练的PLC接线操作技能。
⑵熟练的温度传感器接线操作技能。
⑶熟练的PLC编程调试技能。
⑷计算机监督控制系统的组建能力。
三、相关知识讲解1. EM235模块祥见模块四项目一2. 温度控制模块介绍硬件组成如图4-2-3所示A8052模块作为一个小型对象，系统由冷却风扇电机，调压器、加热模块，测温单元等组成。
测温单元pt100检测到的信号经温度变送器转换成4～20毫安的电流；调压器采用2～10V 调压控制，以改变加热器的加热速度；通过改变风扇调节旋钮改变加热器的散热速度。
图4-2-3 温度控制模块的硬件组成四、理实一体化教学任务五、理实一体化教学步骤设计一个温度控制系统，具体要求如下：⑴用pt100热电阻、调压器、风扇、S7-200PLC、EM235模拟量处理模块等构成温度闭环控制系统系统。
精品课件-工控组态技术及应用kj21v
2
MCGS工控组态技术应用
一、学习目标 2. 能力目标
模块二 MCGS开关量组态工程
⑴ 初步具备按钮指示灯控制系统的分析能力。 ⑵ 初步具备PLC按钮指示灯控制系统的设计能力。 ⑶ 初步具备按钮指示灯控制系统PLC的程序设计能 力。 ⑷ 初步具备按钮指示灯控制系统的组态能力。 ⑸ 初步具备按钮指示灯控制系统PLC程序与组态的 统调能力。
③ 选中对象，按“对象属性”按钮，或双击 选中对象，则打开数据对象属性设置窗口。
④ 如图2-1-7所示，将对象名称改为M1，对 象类型选择开关型；在对象内容注释输入框 内输入：“启动”，单击“确认”。
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MCGS工控组态技术应用
模块二 MCGS开关量组态工程
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MCGS工控组态技术应用
模块二 MCGS开关量组态工程
3. 反复调试，直到组态界面和PLC程序都达 到要求为止。
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MCGS工控组态技术应用
模块二 MCGS开关量组态工程
九、思考题
1. 启动按钮按下后，指示灯亮3S灭3S，不 断交替循环，控制系统应该怎样修改？
2. 指示灯的点动控制应该怎样修改？
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MCGS工控组态技术应用
模块二 MCGS开关量组态工程
⑤按照此步骤，依次创建表2-1-8所列
的数据对象如图2-1-7。
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MCGS工控组态技术应用
模块二 MCGS开关量组态工程
⑶ 设备组态。 ① 打开工作台的设备窗口标签，双击设备窗口，在空
白处右击鼠标，打开设备工具箱，单击设备管理，在 弹出的设备管理窗口中选择PLC设备三菱三菱FX-
232，添加如图2-1-9所示的设备。
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MCGS工控组态技术应用
新一代工控组态软件MCGS及应用
) 4 K F =+ < F G H < I , > F > H K G > =& V N G > ?2 K F =KN V N G > ? ?K = >J H < ? *+ , & ’ R >K O O I L P K G L < F< J G R >N V N G > ?N < J G EK H >
流量计算 % 带温度 . 压力补偿功能 * 实时显示 / 采集 / /
图 & 系统硬件结构图
& 2系统软件 硬 件 设 计 并 测 试 安 装 后/ 就必须按用户的需求 设计应用软件来实现计量任务 0 软件设计要充分考 虑系统的高可靠性 . 可维护性以及二次开发功能 0 操
或 禁 止对系统进 行 操 作 / 允许或禁止对数据进行访 作系统的选择对系统的安全至关重要 / 因此 / 选择了 万方数据 新技术新工艺 A3 @ ’ ’ ’年 第 ;期 ?& ’ ?
方式 ) 8 A B串行总线 C ’ + 7 " 7协议 0 *< = > ? 串口和 @
参考文献
昆仑通态计算 5 4辽 河 油 田 3 6 6万 轻 烃 计 量 系 统 研 制 报 告 4 机技术研究所 ) 5 D D D 昆仑通态计 算 机 技 术 研 究 所 ) 3 4*+ , &工控组态软件手册 4 5 D D D
费 用和周 期 / 只 需 极 少 的 投 入 即 可 得 到 方 便. 实 用.
!" # $组成的天然气计量系统
用 !" 作者开发了辽河油田 # $工控组态软件 / 天然气计量系统 0 系统主要包括传感器选型 . 下位工 作站 . 执行 部 件 . 报 警 处 理 等/ 完成对天然气的数据 定时报表 / 数据存储 / 系统结构如图 & 0
工控组态技术及应用——MCGS (19)[28页]
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项目三风机变频控制系统知识点：●掌握EM235模块的使用方法●掌握台州富凌变频器的使用方法●掌握风机变频控制系统的控制要求●掌握风机变频控制系统的硬件接线●掌握风机变频控制系统的通信方式●掌握风机变频控制的PID控制的设计方法●掌握风机变频控制的PLC程序设计方法●掌握风机变频控制系统的组态设计方法能力目标：●初步具备风机变频控制系统分析能力●初步具备PLC风机变频控制系统的设计能力●初步具备风机变频控制PLC的程序设计能力●初步具备对PID闭环控制系统的设计能力●初步具备风机变频控制系统的组态能力●初步具备风机变频控制系统PLC程序与组态的统调能力二、要求学生必备的知识与技能必备知识闭环控制系统基本知识组态技术基本知识PLC应用技术基本知识PID控制原理必备技能熟练的PLC编程调试技能计算机监督控制系统的组建能力熟练的PLC接线操作技能三、相关知识讲解1. EM235模块见模块四项目一2. 风机模块前面板图4-3-1 风机模块前面板图3. 调速器调速器特性：电源输入0～36V，通过PWM技术，调节输出电压不超过输入电压。
控制输入电压0～10V，输入电阻﹥100K欧姆。
4. 速度测量传感器速度测量传感器为光电耦合器件。
采用夏普公司的高性能光电发射测量元件。
内部电路和管脚图如图4-3-2所示。
5. 台州富凌变频器变频器的操作面板采用三级菜单结构进行参数设置等操作。
三级菜单分别为：功能参数组（一级菜单），功能码（二级菜单），单）。
操作流程如图变频器操作方法：四、理实一体化教学任务任务一风机变频控制系统控制要求任务二风机变频控制系统硬件接线任务三风机变频控制系统控制原理任务四风机变频控制系统PLC程序设计与调试任务五风机变频控制系统数据库组态任务六风机变频控制系统设备组态任务七风机变频控制系统用户窗口组态任务八风机变频控制系统PLC程序与组态统调五、理实一体化教学步骤1. 风机变频控制系统控制要求⑴用速度测量传感器、风机、PLC、EM235模拟量处理模块、变频器等构成风机闭环控制系统⑵用MCGS软件来监控风机变频控制系统⑶实现对风机变频控制系统的定值调节。
工控组态软件MCGS及其应用_包建华
第3期 2007年6月工矿自动化Industry and M ine A uto matio nNo.3 Ju n.2007文章编号:1671-251X(2007)03-0092-03工控组态软件MCGS 及其应用包建华, 丁启胜, 张兴奎(徐州师范大学电气工程及自动化学院,江苏徐州 221116)摘要:介绍了全中文工控组态软件M CGS 的组成、结构与特性,并以/空压机组集散监控系统0项目开发为例,阐述了M CGS 的组态过程及实现的主要功能。
工程实践表明,该系统运行可靠、操作简便、自动化程度高,具有较好的推广应用价值。
关键词:空压机;监控系统;组态软件;MCGS 中图分类号:TD637 文献标识码:BM CGS Config uration Soft w are of Industry Control and It s ApplicationBAO Jian -hua, DING Q-i sheng , ZH ANG Xing -kui(Colleg e of Electrical Eng ineering &A utom ation o f Xuzhou Norm al U niversity,Xuzhou 221116,China) Abstract :T he co mpo sition,construction and characteristics o f M CGS Chinese co nfiguratio n softw areof industry co ntrol w ere introduced,the pro cess of config uration w ith M CGS and main functions o f the system also described in details through the project development for a distributed monito ring system of air -co mpresso r g roup.Eng ineering ex periences sho wed that the system has the advantages of hig h depend -ability and automation,convenient o peratio n,and has w idely application value.Key words :air -co mpr essor,m onitor ing sy stem,config ur ation softw are,MCGS 收稿日期:2007-01-13作者简介:包建华(1972-),男,讲师,2004年在江苏大学控制理论与控制工程专业获工学硕士学位,现在徐州师范大学电气工程及自动化学院从事计算机控制、控制理论等方面的教学与科研工作。
MCGS工控组态软件使用课件
MCGS工控组态软件发展趋势
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人机交互体验
MCGS工控组态软件在人机交 互体验方面将越来越注重用户 的感知和操作便利性。
工业自动化技术
MCGS工控组态软件将紧跟工 业自动化技术发展，不断提供 更先进的功能和解决方案。
MCGS工控组态软件使用课件
MCGS工控组态软件介绍
MCGS工控组态软件是一种功能强大的工业自动化软件，用于创建人机界面 和监控系统。 它具有友好的用户界面、灵活多样的组态能力以及广泛的应用领域。
安装MCGS工控组态软件
了解MCGS工控组态软件的系统要求，并通过官方网站下载和安装最新版本的软件。
MCGS工控组态软件的应用
MCGS工控组态软件应 用案例
MCGS工控组态软件广泛 应用于工业自动化领域， 包括制造业、能源、交通 等各个行业。
MCGS工控组态软件的 优化建议
通过合理的组件布局、优 化的数据显示和灵活的交 互设计，可以提升工控系 统的效率和易用性。
总结
MCGS工控组态软件的优 点和应用前景
物联网应用
MCGS工控组态软件将与物联 网技术紧密结合，实现智能化 的工控系统集成和优化。
MCGS工控组态软件界面
工程管理
在工程管理界面中， 您可以创建、打开 和保存项目文件。
组件库
组件库提供了丰富 的可定制化控件， 用于构建用户界面 的各种元素。
属性配置
通过属性配置界面， 您可以对组件进行 参数设置和样式调 整，以满足您的需 求。
监控窗口
监控窗口用于显示 实时数据和报警信 息，帮助您实时监 视工控系统的运行 状态。
工控组态技术及应用——MCGS (10)[26页]
![工控组态技术及应用——MCGS (10)[26页]](https://img.taocdn.com/s3/m/7a9e7778e009581b6ad9eb69.png)
项目五抢答器控制系统本项目主要讨论抢答器控制系统的组成、工作原理、MCGS组态方法及统调等内容，使学生初步具备组建简单的MCGS监控系统的能力。
一、学习目标1. 知识目标⑴掌握抢答器控制系统的控制要求。
⑵掌握抢答器控制系统的硬件接线。
⑶掌握抢答器控制系统的通信方式。
⑷掌握抢答器控制系统的控制原理。
⑸掌握使用MCGS创建工程的方法。
⑹掌握抢答器控制系统设备的连接方法。
⑺掌握抢答器控制系统的组态设计方法。
2. 能力目标⑴初步具备简单工程的分析能力。
⑵初步具备抢答器控制系统的构建能力。
⑶增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题的能力。
⑷初步具备抢答器控制系统的设计能力。
⑸初步具备抢答器控制系统的分析能力。
⑹初步具备抢答器控制系统的组态能力。
⑺初步具备抢答器控制系统的统调能力。
2. 必备技能⑴熟练的计算机操作技能。
⑵S7-200PLC 编程软件使用的技能。
⑶S7-200PLC 简单程序调试的技能。
⑷S7-200PLC 硬件的接线能力。
⑸计算机组态监控系统的组建能力。
二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴S7-200PLC 的系统构成。
⑵S7-200PLC 编程的基本知识。
⑶S7-200PLC 硬件接线的基本知识。
⑷抢答器控制系统的组成。
(5) 计算机组态软件基本知识。
三、理实一体化教学任务四、理实一体化教学步骤1. 抢答器控制系统控制要求设计四组抢答器控制及监控系统，具体要求如下：一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，显示器（七段数码管）能及时显示该组的编号并使蜂鸣器发出音乐，彩灯开始旋转，同时锁住抢答器，使其它组按下按键无效，抢答器有复位开关，复位后可重新抢答。
使用MCGS组态软件设计完成抢答器的监控系统，监控各按钮动作情况及七段数码管显示。
2. 抢答器控制系统实训设备基本配置1）实训设备基本配置抢答器系统一套S7-200系列PLC（CPU226）一块PC/PPI通信电缆一条MCGS组态软件一套STEP 7 MicroWIN V4.0 软件一套计算机一台连接导线若干2）抢答器控制系统I/O分配PLC中I/O口分配注释MCGS实时数据对应的变量元件地址1号按键SB1I0.11号按键SB1I0.1 2号按键SB2I0.22号按键SB2I0.2 3号按键SB3I0.33号按键SB3I0.3 4号按键SB4I0.44号按键SB4I0.4复位按钮SB5I0.0复位按钮SB5I0.0蜂鸣器，彩灯Q0.0蜂鸣器，彩灯Q0.0数码管字段a Q0.1数码管字段a Q0.1数码管字段b Q0.2数码管字段b Q0.2数码管字段c Q0.3数码管字段c Q0.3数码管字段d Q0.4数码管字段d Q0.4数码管字段e Q0.5数码管字段e Q0.5数码管字段f Q0.6数码管字段f Q0.6数码管字段g Q0.7数码管字段g Q0.7M0.11号按键1号指示灯L1M0.22号按键2号指示灯L2M0.33号按键3号指示灯L3M0.44号按键4号指示灯L43. 抢答器控制系统接线图抢答器控制系统接线时，L、N接220V交流电，PLC的输入及输出使用直流24V电源供电。
工控组态技术及应用——MCGS (18)[32页]
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项目一电机转速控制系统1. 知识目标⑴掌握光电耦合器的使用方法。
⑵掌握电机转速控制系统的控制要求。
⑶掌握电机转速控制系统的硬件接线。
⑷掌握电机转速控制系统的通信方式。
⑸掌握电机转速控制系统的控制原理。
⑹掌握电机转速控制系统的程序设计方法。
⑺掌握电机转速控制系统的组态设计方法一、学习目标⑴初步具备电机转速控制系统分析能力。
⑵初步具备光电耦合器的测速技能。
⑶初步具备PLC电机转速控制的设计能力。
⑷初步具备电机转速控制PLC 程序设计能力。
⑸初步具备电机转速控制系统的组态能力。
⑹初步具备电机转速控制系统PLC程序与组态的统调能力。
2能力要求二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴EM235模块的使用方法。
⑵PLC应用技术基本知识。
⑶PID控制基本知识。
⑷闭环控制系统基本知识。
⑸组态技术基本知识。
⑴熟练的PLC接线操作技能。
⑵熟练的PLC编程调试技能。
⑶熟练的PID控制系统调试技能。
⑷计算机监督控制系统的组建能力。
2必备技能三、相关知识讲解1. EM235模块S7-200的CPU本身不能处理模拟信号，处理模拟信号时需要外加模拟量扩展模块。
模拟量扩展模块EM235提供了模拟量输入输出的功能，采用12位的A/D转换器，多种输入输出范围，不用加放大器即可直接与执行器和传感器相连。
EM235模块能直接和PT100热电阻相连，供电电源为24VDC。
EM235有四路模拟量输入一路模拟量输出。
输入输出都可以为0～10V电压或0～20mA电流。
图4-2-1为EM235的输入输出连线示意图用DIP开关可以设置EM235模块，如图4-2-2所示，开关1～6可以选择模拟量输入范围和分辨率，所有的输入设置成相同的模拟量输入范围和格式。
开关1、2、3是衰减设置，开关4、5是增益设置，开关6为单双极性设置。
表4-2-1 EM 235选择单/双极性、增益和衰减的开关表本系统中DIP开关设置为如表4-2-3所示。
在单极性时，对应的数据字是0～32000，双极性时对应的数据字是-32000～32000，在本系统中用的是4～20mA电流，是单极性字，所以对应4mA电流数据字是0，20mA电流数据字是32000。
工控组态技术及应用——MCGS (5)[28页]
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项目四西门子S7-300PLC简介一、学习目标1. 知识目标⑴掌握西门子PID指令的使用方法。
⑵掌握西门子S7-300PLC系统组成。
⑶掌握西门子编程元件的使用方法。
⑷掌握西门子存储器的相关知识。
⑸掌握西门子PLC与计算机的连接方法2. 能力目标⑴初步具备用PLC搭建PID控制系统能力。
⑵初步具备STEP7软件的安装能力。
⑶初步具备编程软件的使用能力。
⑷初步具备PLC程序的下载能力。
⑸初步具备PLC工程的调试能力。
二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴计算机控制基本知识。
⑵计算机直接数字控制系统基本知识。
⑶西门子S7300PLC系统基本知识。
⑷西门子S7300PLC指令系统基本知识。
⑸I/O信号处理基本知识。
⑹检测仪表及调节仪表的基本知识。
⑺PID控制原理。
⑻PLC梯形图和语句表编程的基本知识。
二、要求学生必备的知识与技能2. 必备技能⑴熟练的计算机操作技能。
⑵简单过程控制系统分析能力。
⑶S7-300PLC系统搭建能力。
⑶S7-300PLC PID模块应用能力。
⑷仪表信号类型的辨识能力。
⑸S7-300PLC简单程序的编程技能。
三、理实一体化教学任务任务一S7-300PLC的CPU类型任务二西门子编程元件任务三西门子PID指令任务四西门子S7-300PLC系统组成任务五西门子S7-300PLC存储器任务六PC-PPI电缆任务七STEP7软件的安装任务八编程软件的使用方法任务九PLC程序的下载任务十工程调试1. 西门子S7300PLC基本知识PS 307CPU模块处理部件通信部件FM351SM331…SM332 PGMPI网OP背板总线其他PLCIM360SM321SM332…IM3611. 西门子S7300PLC基本知识2）S7-300的扩展能力PS CPU2IM SMSMSMSMSMSMSM SM10987654311 IM SMSMSMSMSMSMSM SM10987654311 IM SMSMSMSMSMSMSM SM10987654311 IM SMSMSMSMSMSMSM SM10987654311槽号槽号槽号槽号1机架3机架0机架1机架2连接电缆连接电缆连接电缆1. 西门子S7300PLC 基本知识3）S7-300模块地址的确定槽 位 号机架 模块起始地址123 4 5 6 7 8 9 10 11 0 数字量模拟量 PS CPUIM 0 256 4 272 8 288 12 304 16 320 20 336 24 352 28 368 1 数字量模拟量 —IM 32 384 36 400 40 416 44 432 48 448 52 464 56 480 60 496 2 数字量模拟量 —IM 64 512 68 528 72 544 76 560 80 576 84 592 88 608 92 624 3数字量模拟量—IM96 640100 656104 672108 688112 704116 720120 736124② 752②2. S7-300 PLC 存储区外设I/O 存储区 P 输出 Q 输入 I 计数器 C定时器 T 位存储区 M 系统存储区可执行用户程序：-逻辑块(OB 、FB 、FC)-数据块(DB) 临时本地数据存储区(L 堆栈)工作存储区动态装载存储区(RAM)：存放用户程序可选的固定装载存储区(FEPROM)：存放用户程序装载存储区CPU 利用外设P 存储区直接读/写总线上的模块这些存储区的大小由CPU 的型号决定累加器 1(ACCU1)累加器 2(ACCU1)累加器32位地址寄存器 1(AR1)地址寄存器 2(AR2)地址寄存器32位打开的共享数据块号 DB 数据块地址寄存器32位打开的背景数据块号DB(DI)状态位状态字寄存器16位3. S7-300系列PLC模块性能简介1）CPU模块概述3. S7-300系列PLC模块性能简介1）CPU模块概述CPU模块面板布置示意图2）数字量信号模块2）数字量信号模块2）数字量信号模块（2）数字量输出模块SM322。
工控组态技术及应用——MCGS (16)[14页]
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项目四液位闭环控制系统在讨论了开环控制系统的MCGS组态方法、控制系统中重要参数的报警、报表组态方法的基础上，本项目主要讨论闭环控制系统的组态方法及调试方法。
一、学习目标1.知识目标⑴掌握闭环控制系统数据库的组态。
⑵掌握闭环控制系统设备的组态。
⑶掌握闭环控制系统用户窗口的组态。
⑷掌握闭环控制系统循环脚本的组态。
2. 能力目标⑴初步具备对闭环控制系统数据库的组态能力。
⑵初步具备对闭环控制系统数据库的组态能力。
⑶初步具备对闭环控制系统用户窗口的组态能力。
⑷初步具备对闭环控制系统循环脚本的组态能力。
⑸初步具备对闭环控制系统统调的能力。
⑹计算机直接数字控制系统基本知识。
二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴检测仪表及调节仪表的基本知识。
⑵控制系统的组成及工作原理。
⑶计算机控制系统基本知识。
⑷开环控制系统的组态知识。
⑸开环控制系统的组态知识。
⑹计算机直接数字控制系统基本知识。
2. 必备技能⑴开环控制系统硬件的组建技能⑵开环控制系统的组态技能。
⑶开环控制系统组态的调试能力⑷熟练的PLC编程调试技能。
⑸计算机监督控制系统的组建能力。
⑹报表组态的技能。
三、理实一体化教学任务见表3-4-1。
表3-4-1 理实一体化教学任务任务一闭环控制系统数据库的组态任务二闭环控制系统设备的组态任务三闭环控制系统用户窗口的组态任务四闭环控制系统循环脚本的组态任务五闭环控制系统的联调四、理实一体化教学步骤1. 数据库组态闭环控制系统的数据库规划见表3-4-2。
表3-4-2数据库规划2. 设备组态在开环控制系统的基础上，添加PID控制软设备，PID软设备的设置如图3-4-1所示。
3. 用户窗口组态在用户窗口添加一个闭环控制的窗口，绘制如图3-4-2所示的单容液位定值控制系统图。
⑴条形显示：红色显示设定值sv，绿色显示测量值pv，紫色显示总输出mv2,相应的实时曲线、历史曲线也用红色显示设定值sv，绿色显示测量值pv，紫色显示总输出mv2。
工控组态技术及应用——MCGS (12)[29页]
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项目七MCGS对PLC硬件的虚拟扩展本项目主要讨论MCGS对PLC硬件虚拟扩展的方法、硬件组成、工作原理、PLC程序设计与调试、MCGS组态方法及统调等内容，使学生具备组建简单计算机监督控制系统的能力。
一、学习目标1.知识目标⑴掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的控制要求。
⑵掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的硬件接线。
⑶掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的通信方式。
⑷掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的控制原理。
⑸掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的PLC程序设计方法。
⑹掌握MCGS对PLC硬件虚拟扩展的组态设计方法。
2. 能力目标⑴初步具备硬件虚拟扩展的分析能力。
⑵初步具备利用PLC设计系统硬件的能力。
⑶初步具备硬件虚拟扩展的PLC程序的设计能力。
⑷初步具备硬件虚拟扩展的组态能力。
⑸初步具备硬件虚拟扩展PLC程序与组态的统调能力。
二、要求学生必备的知识与技能1. 必备知识⑴PLC应用技术基本知识。
⑵数字量输入通道基本知识。
⑶数字量输出通道基本知识。
⑷组态技术基本知识。
2. 必备技能⑴数字量输入通道构建基本技。
⑵数字量输出通道构建基本技能。
⑶熟练的PLC接线操作技能。
⑷熟练的PLC编程调试技能。
⑸计算机监督控制系统的组建能力。
三、理实一体化教学任务2. 控制时序图MCGS工控组态技术应用模块二MCGS开关量组态工程图2-3-1电动机正、反转控制系统接线图⑴实训设备基本配置24V直流稳压电源一台RS232转换接头及传输线一根MCGS运行狗一个计算机1台/人西门子S7200系列PLC 一台⑵交通灯控制系统I/O点分析系统需要启动、停止按钮各一个，交通灯需要Q0.0∽Q0.5六个输出点，东西向倒计时数码管需要14个输出点，南北向倒计时数码管需要14个输出点，合计共用34个输出点，在程序设计阶段，如果接好所有的硬件，会浪费很多时间和精力，而且存在PLC接口短缺无法调试的问题，因此利用MCGS软件借助于PLC的中间继电器实现对硬件的替代，实现程序的设计与调试。
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项目五西门子S7300PLC液位控制
系统
本项目主要讨论西门子S7300PLC的结构特点、工作原理、PID模块的原理、MCGS组态以及系统调试等内容，使学生具备用S7300PLC及MCGS软件组建简单计算机监控系统的能力。
一、学习目标
1. 知识目标
⑴掌握西门子S7300PLC的工作原理。
⑵掌握模拟量输入模块/输出模块的特性。
⑶掌握模拟量控制的相关知识。
⑷掌握液位控制系统的控制要求。
⑸掌握液位控制系统PID控制算法的设计方法。
⑹掌握西门子S7300PLC液位控制系统的构成。
⑺掌握简单控制系统的设计思路。
⑻掌握西门子S7300PLC液位控制系统的硬件接线。
⑼掌握西门子S7300PLC液位控制系统设备的连接。
⑽掌握控制系统的组态设计方法。
2. 能力目标
⑴初步具备简单工程的分析能力。
⑵初步具备过程控制系统的设计能力。
⑶增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题的能力。
⑷初步具备西门子S7300PLC系统的设计能力。
⑸初步具备西门子S7300PLC系统的应用能力。
⑹初步具备对简单控制算法PID的设计能力。
⑺初步具备对西门子S7300PLC系统中PID模块的应用能力。
⑻初步具备对简单控制系统进行组态的设计能力。
⑼初步具备西门子S7300PLC系统的调试能力。
二、要求学生必备的知识与技能
1.必备知识
⑴计算机控制基本知识。
⑵计算机直接数字控制系统基本知识。
⑶西门子S7300PLC系统基本认识。
⑷西门子S7300PLC系统模拟量输入/输出模块基本知
识。
⑸I/O信号处理基本知识。
⑹简单过程控制系统基本知识。
⑺检测仪表及调节仪表的基本知识。
⑻PID控制原理。
⑼PLC编程的基本知识。
⑽组态技术基本知识。
2. 必备技能
⑴熟练的计算机操作技能。
⑵简单过程控制系统分析能力。
⑶S7-300PLC编程软件使用的技能。
⑷S7-300PLC简单程序调试的技能。
⑸S7-300PLC硬件的接线能力。
⑹仪表信号类型的辨识能力。
⑺S7-300PLC PID模块应用能力。
⑻计算机监控系统的组建能力。
MCGS工控组态技术应用模块四MCGS模拟量组态工程表4-5-1理实一体化教学任务
任务一分析水箱液位控制系统控制要求
任务二水箱液位控制系统控制方案的设计
任务三水箱液位控制系统PLC设备选型
任务四水箱液位控制系统硬件接线
任务五水箱液位控制系统软件编程
任务六水箱液位控制系统上位机组态
任务七水箱液位控制系统调试三、理实一体化教学任务
见表4-5-1。
四、理实一体化教学步骤
1.分析水箱液位控制系统控制要求
水箱液位控制系统被控量为上水箱液位Q1（也可采用中水箱或下水箱）的高度，要求上水箱的液位稳定在给定值。
将压力传感器检测到的上水箱液位信号作为测量信号，通过控制器控制电动调节阀的开度，达到控制上水箱液位的目的。
系统的控制器应采用PI控制规律。
图4-5 -1上水箱液位控制系统结构图和方框图
(a)结构图(b)方框图
2. 水箱液位控制系统控制方案的设计
系统I/O设计：
AI：2个。
AO：1个。
系统构成设计：用一台S7300（CPU315-2DP）PLC、一个SM331模拟量输入模块和一个SM332模拟量输出模块，以及一块西门子CP5611专用网卡和一根MPI网线实现对
S7300PLC液位的控制，并用MCGS软件实现对各种参数的显示、存储与控制功能。
图4-5-2所示为S7-300PLC控制系统结构图。
图4-5-2S7-300PLC控制系统结构图
3. S7300PLC水箱液位控制系统实训设备基本配置及控制接线图
1）实训设备基本配置
液位对象（带液位变送器和电动调节阀）一套S7-300PLCCPU：CPU315-2DP 1个
模拟量输入模块：SM331 1个
模拟量输出模块：SM332 1个
通讯卡：CP5611专用网卡1个
通信电缆：MPI 1个
计算机1台/人
2）S7300PLC液位控制系统接线
4. S7300PLC水箱液位控制系统的控制原理
上水箱液位信号经液位变送器的转换，将其转换为4～20mA的电流信号，然后送到S7-300PLC系统
SM331模块的0通道，通过SM331模块内部D/A转换电路将4～20mA的电流信号转换为数字信号送到CPU模块CPU315-2DP中，然后按照预先编写的程序，对被测量进行分析、判断、处理，按预定的控制算法进行PID 运算，从而送出一个控制信号，送到SM332模块的0通道，经D/A转换器转换为4～20mA的电流信号送给电动调节阀，从而通过调节阀门的开度来达到控制水箱进水流量的目的；阀门的开度可通过SM331模块的1通道送到计算机进行显示。
5. S7300PLC水箱液位控制系统PLC控制程序
1）硬件组态
打开Step 7编程软件，进行系统组态、CPU的参数设置、模块的参数设置及地址分配，如图4-5-5所示。
其中，S7-300PLC系统机架上有八个槽，编号为1～8。
1号槽必须放电源模块，2号槽必须放CPU 及扩展模块，4～8号槽可以任意放置各种SM（信号模块）。
图4-5-5S7-300PLC系统硬件组态
2）通信组态
网络连接的组态如图4-5-6所示。
图4-5-6S7-300PLC系统硬件网络连接
3）符号表
见表4-5-2。
符号地址数据类型注释
CONT_C FB 41FB 41连续PID控制
CYC_INT53535循环中断组织块
SCALE FC 105FC 105标度变换
T_Level PIW 256WORD液位采样值值
F_Feedback PIW 258WORD阀门开度采样值
T_Ret_Val MW 20WORD液位标度变换后错误代码显
示值
T_Out DB2.DBD 0REAL液位显示值
F_Ret_Val MW 22WORD阀门开度标度变换后错误代
码显示值F_Out DB2.DBD 4REAL阀门开度显示值
Polar M 0.0BOOL标度变换极性判断
F_InstDB DB 1FB 41背景数据块
F_SP PQW 256WORD阀门开度控制信号输出
MCGS工控组态技术应用模块四MCGS模拟量组态工程
4）建立程序逻辑块
逻辑块包括组织块OB、功能块FB和功能块FC。
根据控制系统要求，分别新建共享数据块、功能块FC105（标度变换子程序）、新建PID控制功能块FB41（连续控制
4）建立程序逻辑块
逻辑块包括组织块OB、功能块FB和功能块FC。
根据控制
系统要求，分别新建共享数据块、功能块FC105（标度变换
子程序）、新建PID控制功能块FB41（连续控制专用PID模
块）及对应背景数据块DB1。
插入系统组织块OB35（默认
循环周期100ms）。
具体如图4-5-7所示。
5）编写程序
水箱液位控制系统现场检测仪表发送的信号是4～20mA电流信号，通过编写子程序实现4～20mA电流信号到电动阀门开度0～100的标度变换。
根据控制要求，利用PID算法及组织块的调用实现水箱液位的定值控制。
数据块的设置：由于现场采集到的模拟量信号需要进行标度变换，标度变换程序设计中必须要把从模块通道上采集到的值进行转换并需要把转换后的数据进行存储，因此需要建立共享数据块，本项目中定义为DB2。
打开数据块DB2，根据水箱液位信号和阀门开度信号的特点，依次对信号通道设置如下：
“T_Out”：REAL型，地址为DB2.DBD0；
“F_Out”：REAL型，地址为DB2.DBD4。
主程序：主程序包括两个网络，由于STEP 7软件系统函数库文件中包含标度变换子程序“SCALE”和“PID”,因此应用中一般只需要在主程序中调用，并进行相应参数设置即可。
（1）网络1：对现场采集到的模拟量信号进行标度变换，在OB35中断组织块内进行调用，中断时间为：100ms。
如图4-5-8和图4-5-9所示。