MCGS組態技術在中職PLC實訓教學中的應用

黃祖棟

（廣西大學電氣工程學院，廣西 南寧 530007）

MCGS組態技術在中職PLC實訓教學中的應用

黃祖棟

（廣西大學電氣工程學院，廣西 南寧 530007）

主要討論液體混合攪拌系統的仿真實訓，結合MCGS和PLC,給出了仿真界面和實現仿真的流程。此改革既可緩解中等職業學校PLC實踐教學設備投入不足的困難，又可豐富實訓課內容，提高學生的學習興趣，培養學生PLC控制系統的綜合開發能力。

MCGS；監控系統；PLC；組態軟件

目前，全國開設有電子、電氣以及自動化等專業的的中等職業學校都將PLC教學納入教學任務，作為一門必修的專業課。PLC實訓是該課程的重要組成部分，實訓裝置性能的好壞對學生能力鍛煉有很大的影響。

1 目前PLC實訓教學中存在的問題

目前科學技術日新月異，企業生產設備和工藝流程都在不斷更新換代，為了讓學生能夠盡快適應企業需求，要求我們的實訓內容要不斷更新，進而要求實訓設備要不斷更新。由于受到面積、價格等諸多客觀條件的限制，很難在實訓室配置數量較多的PLC和較全面的工業控制對象，也很難實現設備的不斷更新，因而制約了實訓的數量和質量，普遍存在實訓設備不足、經費不足、實訓內容單調等問題。如何利用現有資源最大限度的滿足實踐教學需求顯得尤為重要。

2 MCGS組態技術用于PLC實踐教學

采用組態軟件與PLC控制系統相結合，進行二次開發，對PLC控制系統進行動畫組態、硬件組態和控制組態，通過計算機平臺全真模擬PLC自動化控制的教學實踐過程。即利用MCGS組態來仿真模擬PLC系統的輸入、輸出設備。利用組態軟件仿真模擬PLC的控制對象能解決無實際控制對象或由于經費不足購置困難的問題。利用有限的成本，多樣化的程序來豐富學生的實訓內容，能有效提高學生的學習興趣、編程技巧和動手能力，大大豐富了PLC實訓課的教學效果和學生的工程實踐經驗，達到了全方位教學的目的。將 MCGS應用于PLC教學是一種新的探索和嘗試。

利用MCGS開發實訓所需要的監控界面，以取代價格昂貴的實物模型，使學生能夠直觀形象了解程序運行效果。本文以液體混合攪拌系統為例，簡述MCGS監控界面的開發過程。

2.1設計監控界面

在MCGS組態平臺上，創建“液體混合攪拌系統”用戶窗口，單擊“動畫組態”，進入動畫制作窗口。利用組態工具，繪制液體混合攪拌系統監控界面。

圖1　液體混合攪拌系統監控畫面

2.2建立實時數據庫

實時數據庫的MCGS系統的核心，也是應用系統的數據處理中心，系統各部分均以實時數據庫為數據公用區，進行數據交換、數據處理和實現數據的可視化處理。建立實時數據庫工作主要是定義數據對象和數據對象屬性設置。此系統建立的數據對象如表1：

表1　數據對象分配表

2.3動畫連接

MCGS實現圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態特征，由數據對象的實時采集值驅動，從而實現了圖形的動畫效果。

2.4MCGS與PLC的連接

設備窗口是MCGS系統的重要組成部分，負責建立系統與外部硬件設備的連接，使得MCGS能從外部設備讀取數據并控制外部設備的工作狀態，實現對工業過程的實時監控。

（1）在MCGS組態軟件開發平臺上，單擊“設備窗口”，再單擊“設備組態”按鈕進入設備組態。在“設備工具箱”中，選中“串口通訊父設備”和“三菱FX系列編程口"，加到右面已選設備并分別設置兩者的屬性，如圖2所示。

圖2　添加PLC設備

（2）雙擊“通用串口父設備”，設置其參數，具體如圖3：

圖3　“通用串口父設備”參數設置

圖4　“三菱FX系列編程口”參數設置

注意：“通用串口父設備”的通信參數設置與PLC設置的參數應該相同，否則無法通信。

（3）同理，雙擊“三菱FX系列編程口”，在彈出的對話框中選擇“基本屬性”標題欄，對其基本屬性進行如圖4設置。

3 PLC仿真實訓與傳統實訓對比

在實訓教學和科研開發過程中，可把計算機看作為“被控對象”，用PLC對其進行控制，即在計算機屏幕上以仿真動畫的形式直觀地看到程序的執行結果，極大地增加了教學的興趣，提高了學生的動手能力。在實訓過程中學生的參與意識增強，對可編程控制器的理解更深入，達到了實訓的目的，提高了教學質量。教學、教研實踐表明，用這種仿真的方法開發PLC仿真控制對象，周期短、費用低、可靠性高，節省電力資源，維護要求低，并且不會危及人身和設備安全。又因其模擬效果逼真，人機界面生動友好，受到師生的普遍歡迎。

另外，仿真控件的開發周期短，開發后免維護，所以可以開發多個仿真控件，增加實訓的多樣性，以達到全方面教學和科研開發的目的。例如音樂噴泉、自動運料小車、皮帶輸送機、自動洗衣機、裝配流水線、飲料灌裝機、天塔之光、樓宇電梯、交通信號燈、自動飲料售貨機、機械手等。

4 結論

用組態軟件開發的仿真技術，可以解決傳統實物實訓遇到的各種困難，進而解決了各中職學校開展PLC實訓難或無法開展PLC實訓的問題。此外，仿真的方法不但可以用于為學生開展PLC控制實訓，也可用于學生的課程設計、實訓考核，而且還可在教師的教科研過程中發揮巨大作用，節約大量的實訓經費、縮短實訓時問、提高實訓的安全性。另外，采用MCGS軟件平臺設計監控程序，也便于今后對系統各項功能進行修改、擴充。實踐證明，應用組態軟件實現PLC工作狀態監控，是一種提高控制系統整體效益的較好方法。

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Application of MCGS PLC Vocational Training Teaching

It focuses on liquid mixing system simulation training,combined with MCGS and PLC, the simulation process simulation interface and implementation.This reform can relieve secondary vocational school practice teaching equipment PLC insufficient investment difficult, but also rich content of training courses to improve students' interest in learning, students PLC control system integrated development capability.

MCGS; monitoring system; PLC; configuration software

G71

A

1008-1151(2015)04-0121-02

2015-03-12

黃祖棟（1982-），男，廣西南寧人，廣西大學電氣工程學院研究生，廣西交通運輸學校講師，研究方向為控制工程。