薛小倩，王愛林

（包頭輕工職業(yè)技術學院 自動化系，內蒙古 包頭 014035）

0 引言

在當前的高職教學中，直觀教學尤為重要，而不是偏向于繁多的理論，更多的是偏重于實踐，才能讓學生更好地理解教學內容，掌握知識。同時，學生的實踐和理解能力在此過程中也能夠大大提高。

在此，文章提出了一種PLC實例與MCGS組態(tài)軟件結合的設計理念，通過PLC編寫程序，連接硬件接線，完成搶答器的控制，然后在組態(tài)軟件中建立畫面并完成PLC與MCGS組態(tài)軟件的通信，最終實現(xiàn)搶答器的控制過程直觀地在組態(tài)畫面中得以顯示。本文不僅學習了PLC設備與MCGS組態(tài)軟件的連接于通信，同時驗證了PLC所編寫的程序是否符合搶答器的控制要求［1］，即在此檢測程序的正確性，大大地提高了學生的學習興趣，也鍛煉了對于PLC軟件編程方面的能力。

1 組態(tài)軟件畫面的建立

1.1 搶答器自動控制制作畫面效果圖

建立搶答器自動控制畫面之前，首先分析此控制包括哪幾個部分，然后分別建立。

如圖1所示，在組態(tài)軟件中建立好的效果圖(在1.3中會進行詳細敘述），由4個搶答按鈕，4個搶答席位組成，同時，每個搶答席位上都裝有對應搶答席位的指示燈，作用是當對應席位的搶答器搶答成功，指示燈便會相應點亮。此部分相對簡單，目的是讓學生首先對建立組態(tài)畫面有一定的認識和了解，便于后續(xù)較為復雜的知識理解和掌握。

圖1 搶答器自動控制效果

1.2 搶答器的自動控制要求

當S1按下時，搶答席1對應的指示燈點亮，表示搶答器1的搶答成功，其他兩個席位的控制按鈕S2、S3此時按下將無效。若想要進行下一輪的搶答，需要主持人按下復位按鈕S0，待系統(tǒng)復位后，才可進行下一輪的搶答。同樣，對于搶答席2和搶答席3上的搶答按鈕控制過程和搶答席1上的搶答按鈕S1相同。

1.3 建立搶答器自動控制工程的畫面流程

1.3.1 建立搶答器控制用戶窗口

計算機在安裝了MCGS組態(tài)畫面之后，在電腦的桌面上便有 “MCGS運行環(huán)境” 和 “MCGS組態(tài)環(huán)境” 兩個圖標，首先雙擊 “MCGS組態(tài)環(huán)境” 圖標，依次完成以下幾項：

(1）在 “用戶窗口” 中單擊 “新建窗口” 按鈕，建立 “窗口0” 。

(2）選中 “窗口0” ，單擊 “窗口屬性” ，進入 “用戶窗口屬性設置” 。

(3）將窗口名稱改為搶答器自動控制；窗口標題改為搶答器自動控制；窗口位置選中 “最大化顯示” ，其他不變，單擊 “確認” 。

(4）在 “用戶窗口” 中，選中 “搶答器自動控制” ，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的 “設置為啟動窗口” 選項，將該窗口設置為運行時自動加載的窗口。

1.3.2 搶答器控制工程畫面設計

(1）放置圖形對象。

同樣的方法，可以選擇 “指示燈” 元件部分，選擇好之后，利用鼠標在畫面中擺放，直至滿意的效果。

(2）添加文字標注。

2 PLC和MCGS組態(tài)軟件的通信

2.1 實時數(shù)據(jù)庫建立

MCGS中的數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)或變量，它不只包含變量的數(shù)據(jù)特征，還將與數(shù)據(jù)相關的其他屬性(如數(shù)據(jù)的狀態(tài)、報警限值等）及對數(shù)據(jù)的操作方法(如存盤處理、報警處理等）封裝在一起，作為一個整體，以對象的形式提供服務［2］。這種把數(shù)值、屬性和方法定義成一體的數(shù)據(jù)成為數(shù)據(jù)對象。

在MCGS組態(tài)軟件中，數(shù)據(jù)對象有開關型、數(shù)值型、字符型、組對象等類型。不同類型的數(shù)據(jù)對象，屬性不同，用途也不同［3］。

下面介紹搶答器自動控制系統(tǒng)的建立實時數(shù)據(jù)庫的步驟：首先，在工程中點擊 “實時數(shù)據(jù)庫” ，在右面菜單欄中有 “新增對象” 一欄，點擊此狀態(tài)欄，依次增加搶答器控制所需要的數(shù)據(jù)，完成后單擊 “確認” 。

2.2 通信參數(shù)設置

在工程中點擊 “設備窗口” ，然后在界面中雙擊 “設備窗口” 選項，然后點擊 “” 圖標，或者在打開的界面中點擊鼠標右鍵，打開設備工具箱，再打開 “設備管理” ，在此，選擇我們此控制所需要的設備，包括 “通用串口父設備” 以及 “西門子S7-200PPI” ，針對這兩種設備的屬性進行相應的設置。

(1） “通用串口父設備” 的設置。

從設置屬性中可以看到，包括有初始工作狀態(tài)、最小采集周期、串口端口號、通信波特率等，這些屬性的設置相當重要。在此設定了通信值之后，在PLC中設定的數(shù)值及其屬性必須要和在組態(tài)軟件中所設置的一一對應，否則就不能實現(xiàn)正常通信。

(2） “西門子S7-200PPI” 設置。

雙擊設備0，也就是 “西門子S7-200PPI” ，在此我們需要設置 “基本屬性” 和 “通道連接” 兩個部分。

在 “基本屬性” 設置中，將鼠標點到 “設置設備內部屬性” 處，然后點擊 “” ，出現(xiàn)下面的畫面，依次 “增加通道” 并且設置屬性，比如， “I輸入寄存器” 的操作方式是 “只讀” ，而 “Q讀寫寄存器” 的操作方式便為 “讀寫” ，而且要依據(jù)PLC程序中的地址分配修改對應數(shù)據(jù)位的位數(shù)。 “西門子S7-200PPI” 的通道連接設置如圖2所示。

圖2 “西門子S7-200PPI” 的通道連接設置

在 “通道連接” 的設置中，以上是設置畫面。操作過程是在 “對應數(shù)據(jù)對象” 處點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)設置好的數(shù)據(jù)，包括搶答器中所需要的數(shù)據(jù)類型，比如搶答按鈕S1、搶答席1指示燈Y1等，根據(jù)通道類型所提供的地址位選擇實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，進行對應的連接。

2.3 動畫連接

設置好工作臺中的上面3個部分之后，回到用戶窗口中，打開靜態(tài)畫面。此時，我們需要設置的動畫連接主要由兩個方面，一個是搶答器按鈕，另外一個是搶答席對應的指示燈。本文逐一進行說明。

(1）搶答按鈕部分。

雙擊搶答按鈕S0，出現(xiàn) “數(shù)據(jù)對象” 狀態(tài)欄，然后點擊 “” ，選擇在實時數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)定義好的 “主持人按鈕 “S0” 。然后，在 “動畫連接” 中，進行同樣的設置，之后點擊 “” ，在 “可見度” 狀態(tài)欄中將表達式同樣和 “主持人按鈕S0” 進行連接，點擊確認，設置完畢。

(2）搶答席指示燈部分。此部分的設置和搶答器按鈕設置大致相同，在此不做詳細說明。

3 結語

通過完成PLC對搶答器的模擬控制，然后在組態(tài)軟件中建立畫面，并且進行PLC與MCGS組態(tài)軟件的通信。實驗證明，上述的控制方案具有良好的控制效果，不僅可以讓學生對搶答器的控制有一定的直觀認識，同時也可以加深對PLC軟件編程部分的理解。該模擬系統(tǒng)的建立和實施不僅為PLC與MCGS組態(tài)軟件的搶答器控制提供了理論依據(jù)和實驗平臺，同時為后續(xù)更為復雜的PLC模擬控制研究奠定基礎。