胡丹

[摘 要] 文章研究MCGS在生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試課程中的應(yīng)用，并以供料站系統(tǒng)為例，闡述組態(tài)平臺開發(fā)步驟。該平臺的使用可以有效避免真實的實訓(xùn)設(shè)備存在價格昂貴、數(shù)量不足、操作危險、實驗內(nèi)容單一等弊端，提高學(xué)生綜合實踐能力。

[關(guān)鍵詞] MCGS;自動線安裝與調(diào)試;教學(xué)改革

[作者簡介] 胡 丹（1986—），女，浙江臺州人，講師，研究方向為智能控制專業(yè)教學(xué)與研究。

[中圖分類號] G712? ? [文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）42-0349-02? ? [收稿日期] 2020-03-04

引言

隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要，企業(yè)對自動化生產(chǎn)線方面的人才要求也越來越高，特別是工程實際應(yīng)用能力。自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試是智能控制技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，旨在培養(yǎng)自動線方面的人才，課程的重要特征是理論與操作的密切結(jié)合，強調(diào)技術(shù)應(yīng)用。通過這門課的學(xué)習，讓學(xué)生具備設(shè)計復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，并能進行安裝、運行和維護的綜合實踐能力。

一、組態(tài)軟件MCGS概述

組態(tài)控制技術(shù)也叫“應(yīng)用程序生成器”。為滿足使用者要求，它使用一些組態(tài)軟件工具對各種軟硬件資源進行配置，從而達到讓計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動執(zhí)行特定任務(wù)，是一種計算機控制技術(shù)。[1]

MCGS（通用監(jiān)控系統(tǒng)）組態(tài)軟件是昆侖通態(tài)公司研發(fā)，用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等各種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，具體的組態(tài)過程包括系統(tǒng)菜單和系統(tǒng)參數(shù)組態(tài)、設(shè)備構(gòu)件組態(tài)、用戶界面組態(tài)、實時數(shù)據(jù)對象組態(tài)和運行策略組態(tài)。MCGS系統(tǒng)界面一致性好，易學(xué)易用，比使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，廣泛地用于在實際的自動化生產(chǎn)線的控制中。[1]因此本文采用MCGS組態(tài)軟件進行仿真教學(xué)實驗的研發(fā)。

二、亞龍YL-335B型自動化生產(chǎn)線概述

由于現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品類型不同，所需要的自動線的功能也不盡相同，但就自動化生產(chǎn)線本身的核心技術(shù)和功能實現(xiàn)方式而言，幾乎都是相同的。本文以亞龍YL-335B型自動線實訓(xùn)考核裝置為研究和仿真對象，該自動線以若干個真實任務(wù)的工作過程為導(dǎo)向，讓學(xué)生在模擬真實工業(yè)環(huán)境的自動化生產(chǎn)制造系統(tǒng)中進行自動化生產(chǎn)線的裝配和調(diào)試。

YL-335B型自動線由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成，各工作單元均設(shè)置一臺PLC承擔其控制任務(wù)，各PLC之間也可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)互連。[2]這些內(nèi)容基本涵蓋了自動線所要求掌握的基本知識點和技能點。因此，利用YL-335B型自動線可以模擬接近真實工廠環(huán)境的教學(xué)環(huán)境，有效縮短理論教學(xué)與實際應(yīng)用之間的距離。

三、MCGS在自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程中的應(yīng)用

自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程在授課中，是由易到難，從單個站的講授到整站全線的調(diào)試，但是在以往的教學(xué)過程中，大多重視最后全線的組態(tài)模擬，單個站的人機界面組態(tài)并不存在，筆者認為組態(tài)的教學(xué)也應(yīng)該貫穿整個教學(xué)過程。

（一）MCGS在自動線單個工作站中的應(yīng)用

利用MCGS組態(tài)軟件可以設(shè)計自動線課程每一個站點的實驗仿真系統(tǒng)。這個系統(tǒng)既可以是連接實訓(xùn)室中PLC和其他硬件設(shè)備的仿真系統(tǒng)，也可以是在沒有真實設(shè)備的情況下用人機界面元件來代替被控對象的仿真系統(tǒng)。前者將組態(tài)畫面中的圖形元件和真實的輸入輸出設(shè)備通過編程對應(yīng)起來，以此監(jiān)視實訓(xùn)設(shè)備硬件的工作狀態(tài)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，操作液晶觸摸屏畫面就可以實時監(jiān)控和改變設(shè)備的運行;后者需要在軟件中編寫MCGS組態(tài)應(yīng)用腳本程序，通過虛擬上位機，來觀察設(shè)備控制的過程和結(jié)果，這種方式，方便學(xué)生平時學(xué)習自動線站點的知識。下面以供料站中的系統(tǒng)控制為例，來講解仿真系統(tǒng)的創(chuàng)建過程。

控制要求：若工作兩個氣缸均處于縮回位置，且料倉內(nèi)有足夠的待加工工件，則正常工作燈常亮，表示系統(tǒng)準備好。不然正常工作燈以1赫茲頻率閃爍。若設(shè)備已經(jīng)準備好，按下開始按鈕，運行指示燈常亮。若在運行中料倉內(nèi)工件不足，則正常工作燈以1赫茲的頻率閃爍，運行指示燈常亮。若料倉內(nèi)沒有工件，則兩個燈均以1赫茲頻率閃爍。若在運行中按下停止按鈕，運行指示燈熄滅。

第一步：建議實時數(shù)據(jù)庫，把供料站中所有的I/O口和中間變量在組態(tài)軟件中建立對應(yīng)的變量，注意選擇變量的類型和初始值。

第二步：設(shè)計組態(tài)畫面，進行元件與變量之間的動畫連接。其中“正常工作燈”和“設(shè)備運行燈”的動畫設(shè)置有三個，分別是可見度的參數(shù)設(shè)置、閃爍效果的參數(shù)設(shè)置和填充顏色的參數(shù)設(shè)置，連接DQ07和DQ10的變量?！皢印焙汀巴Ｖ埂卑粹o的設(shè)置方法，是在操作屬性中勾選“數(shù)據(jù)對象值操作”，然后選擇“按1松0”，分別連接DI12和DI13。

第三步：編寫程序?qū)崿F(xiàn)控制要求。如果是用軟件來代替被控硬件的工作系統(tǒng)，則需要編寫如圖3的人機界面程序腳本以實現(xiàn)程序控制要求，并設(shè)置循環(huán)策略為100ms，模擬真實PLC的工作方式。如果是連接硬件的工作系統(tǒng)，就需要通過“設(shè)備窗口”將組態(tài)中的通道和組態(tài)中的變量連接起來，利用PLC的程序?qū)崿F(xiàn)控制要求，組態(tài)界面可實時監(jiān)控設(shè)備運行。

（二）MCGS在自動線上整站運行中的應(yīng)用

自動線全站的組態(tài)設(shè)計本質(zhì)上是5個站點的綜合，但是5個站全部的端口數(shù)量太大，也沒必要每個端口都實現(xiàn)組態(tài)控制。因此，整站的組態(tài)頁面需要模擬控制系統(tǒng)中比較重要的傳感器、按鈕輸入端口的狀態(tài)，還要反映氣缸、電磁閥等設(shè)備的運行狀態(tài)，還能設(shè)置變頻器運行頻率等參數(shù)。通過MCGS組態(tài)軟件的設(shè)計和交換機的信號交換，將觸摸屏、計算機、各工作站構(gòu)建成一個完整的自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)，學(xué)生通過人機界面提供系統(tǒng)啟停及復(fù)位等主令信號，就可以完成對自動線各種被控設(shè)備的監(jiān)控和調(diào)試[3-5]。

四、總結(jié)

本文論述的仿真自動化生產(chǎn)線實驗平臺能夠模擬亞龍YL-335B實訓(xùn)裝備的生產(chǎn)過程，人機界面形象友好、操作方便。通過仿真組態(tài)技術(shù)進行教學(xué)設(shè)計，可以使課程實驗內(nèi)容多樣化，并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，有效地避免真實的實訓(xùn)設(shè)備存在地弊端，從而提高教學(xué)效果。

參考文獻

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

[2]呂景權(quán).自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（第三版）[M].北京：中國鐵道出版社，2017.

[3]宋柯，等.基于MCGS和PLC的仿真實驗教學(xué)設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機，2019（32）：21-25.

[4]李江.組態(tài)軟件在PLC實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2019（27）：143.

[5]郭軍.基于工控機組態(tài)與PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試探究[J].自動化與儀器儀表，2017（11）：18-20.

Application of MCGS in the Course of Installation and Debugging of Automatic Production Line

HU Dan

（Taizhou Vocational Collage of Science & Technology，Taizhou，Zhejiang 318020，China）

Abstract：This paper studies the application of MCGS in the course of Installation and Debugging of Automatic Production Line，and takes the feeding station system as an example to elaborate the development steps of configuration platform.The use of this platform can effectively avoid the disadvantages of real training equipment，such as high price，insufficient quantity，dangerous operation，single experimental content and so on.

Key words：MCGS;Installation and Debugging of Automatic Production Line;teaching reform