馬振寰　荊麗麗

摘要：本文對現(xiàn)有高校實驗室的現(xiàn)狀展開分析，結(jié)合集寧師范學(xué)院的現(xiàn)有情況，利用組態(tài)軟件MCGS的靈活性，操作界面安全易操作的等特點，對當(dāng)前實驗室的監(jiān)控系統(tǒng)提出了行之有效的設(shè)計思路，并給出符合實際需求的解決方法。

關(guān)鍵詞：PLC；MCGS；三層電梯

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0265-02

一、前言

實驗室是高等院校進行教學(xué)和科學(xué)研究活動的重要場所，存放有眾多種類的儀器設(shè)備，也有易燃、易爆、劇毒等危險性物品，加之使用頻繁、人員集中且流動性大，這往往會給學(xué)校帶來巨大的財產(chǎn)損失，有時甚至是人員的傷亡。實際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)校的實驗室沒有監(jiān)控系統(tǒng)，存在很大的安全隱患。為了提高實驗室安全系數(shù)、設(shè)備使用壽命以及節(jié)約能源，本文提出了實驗室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，著重介紹基于MCGS的實驗室電梯監(jiān)控系統(tǒng)，主要是采用PLC硬件與組態(tài)軟件MCGS的有機結(jié)合，實現(xiàn)三層電梯的設(shè)計與監(jiān)控。

二、PLC與MCGS介紹

（一）PLC介紹

可編程控制器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。實際是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似?？删幊炭刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲器（RAM、ROM和EEPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。本文采用西門子公司的S7-200PLC進行設(shè)計。

（二）MCGS介紹

它是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)與被監(jiān)測控制的對象（生產(chǎn)過程）共同構(gòu)成的整體。而組態(tài)軟件具有動畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、工程報表、數(shù)據(jù)與曲線等強大功能。

三、基于MCGS的實驗室監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計思路

（一）三層電梯模擬控制的PLC程序設(shè)計

1.I/O分配。對所有的輸入輸出變量進行賦值，并對其分配地址。

2.根據(jù)控制要求編寫PLC程序梯形圖程序。

3.設(shè)置PG/PC接口，在PLC中的“接口分配參數(shù)”處選擇“PC/PPI cable（PPI）”，然后再打?qū)傩源翱?，在本地連接處下拉，選中“COM1”。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)的MCGS設(shè)計

1.利用組態(tài)軟件中的“工具箱”及其中的常用圖符進行繪圖。

2.定義數(shù)據(jù)變量。

3.設(shè)定循環(huán)策略。

在MCGS組態(tài)軟件“運行策略”窗口中，打開“循環(huán)策略”之后，打開“策略屬性設(shè)置”，在“循環(huán)時間”位置，將時間修改為100ms，單擊“確定”。之后在當(dāng)前界面空白處，鼠標(biāo)右鍵，點擊“新增策略行”，然后鼠標(biāo)右鍵打開“策略工具箱”，將“腳本程序”拖拽到策略行后面方塊出。

4.根據(jù)要求編寫調(diào)試腳本程序。

（三）PLC和MCGS的連接

基于西門子可編程控制器和MCGS動態(tài)組態(tài)軟件的三層電梯控制系統(tǒng)，就是對三層電梯的編程設(shè)計與動態(tài)仿真的結(jié)合。此次設(shè)計，利用MCGS組態(tài)軟件對元件與數(shù)據(jù)變量的連接，利用相應(yīng)的三層電梯腳本，控制電梯轎廂運行及樓層門開關(guān)的動態(tài)仿真。然后利用S7-200PLC編入的三層電梯程序經(jīng)過正確調(diào)試后，把PLC200-PPI添加到MCGS的設(shè)備窗口中，由PLC的輸入控制MCGS的輸出，實現(xiàn)對三層電梯的全面監(jiān)控。

設(shè)備窗口的創(chuàng)建及連接：

第一步：找到組態(tài)軟件中的設(shè)備窗口，鼠標(biāo)雙擊打開。

第二步：在設(shè)備工具箱中找到“通用串口父設(shè)備”和“西門子_S7200PPI”分別添加在設(shè)備窗口中。

第三步：分別設(shè)置“通用串口父設(shè)備”和“西門子_S7200PPI”的設(shè)備屬性。

第四步：完成以上設(shè)置后，進入PLC編程界面，進行與實驗箱通信連接。

第五步：PLC編程界面下，下載調(diào)試PLC程序。

第六步：程序調(diào)試成功后，回到MCGS組態(tài)軟件的界面中，進行MCGS與PLC連接。

第七步：在MCGS組態(tài)軟件界面下，運行調(diào)試仿真，并實現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控。

基于MCGS的實驗室監(jiān)控實現(xiàn)了數(shù)字化、遠程化的監(jiān)控，并能夠及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控環(huán)境中的異常情況，且以最快和最佳的方式發(fā)出警報和提供有用信息，從而能夠更加有效地協(xié)助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[2]李紅萍.工控組態(tài)技術(shù)應(yīng)用——MCGS[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2013.

[3]李江全.組態(tài)軟件MCGS從入門到監(jiān)控35例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2015.

[4]孫婷荃，徐金光.關(guān)于完善實驗室安全管理體制的幾點思考[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，27（3）：112-114.

[5]秧耕，何喬治，何峰峰.電梯基本原理及安裝維修全書[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.