基于MCGS組態機電設備密碼登錄的實現

易寶文

（鶴山市職業技術學校，廣東江門，529700）

亞龍YL－235A型光機電一體化實訓考核裝置為全國職業院校中職組機電一體化設備組裝與調試賽項使用的設備。它集成了觸摸屏、PLC、傳感器、RFID、氣壓傳動、變頻器等技術，由轉盤、機械手和皮帶輸送機三大機構部件組成，是電氣運行與控制、自動化、機電一體化等專業學生學習專業知識與技能的綜合訓練平臺。

為了防止無關的人或不懂得操作設備的人隨意操作設備，這樣可能會造成安全事故。因此，有必要對設備的操作能做到專人管理操作使用，我們可以使用開機密碼來管理設備，只有知道密碼的人才能對設備進行操作。通常這個開機密碼或登錄密碼需要觸摸屏使用配合來完成。操作人員要使用設備時，需要輸入特定密碼才能獲得設備使用權。

1 觸摸屏密碼登錄制作要求

觸摸屏“密碼登錄界面”如圖1(a)所示。此時按下觸摸屏上的“調試”或“運行”按鍵，將彈出“請輸入密碼：”頁面，如圖1(b)所示，輸入正確密碼：235后，則可以進入觸摸屏“調試”或“運行”界面。若密碼不正確則彈出“重新輸入密碼：”的頁面如圖1（c）所示，可重新輸入新的密碼；若重新輸入的密碼還不正確，則彈出“你不能操作設備，請離開！”的頁面提示，如圖1(d)所示。這時需要再次按下觸摸屏上的“調試”鍵，再重新輸入正確的密碼才能進入工件處理設備調試界面或運行界面。

圖1 觸摸屏密碼登錄界面

2 方法一觸摸屏密碼登錄畫面組態

以圖1為例，在MCGS組態上分別建立四個界面，其中圖1(a)為首頁界面，即動畫組態窗口0；圖1(b)是動畫組態窗口1，為輸入密碼頁面；圖1(c)是動畫組態窗口2，為輸入錯誤密碼后彈出的請重新輸入密碼頁面；圖1(d)是動畫組態窗口3，為若再次輸入錯誤密碼后，彈出你不能操作設備，請離開的頁面。

■2.1 用戶窗口的建立

首先打開MCGS軟件，進入組態環境界面，鼠標單擊文件菜單中“新建工程”選項，在新建工程設置中選擇所使用的觸摸屏型號，背景色設為白色，其余默認，然后點擊確定按鈕，就完成新建工程并進入工作臺。

在工作臺的“用戶窗口”的右側，連續點擊“新建窗口”按鍵，分別新建窗口0、窗口1、窗口2、窗口3、窗口4、窗口5。其中窗口0對應圖1(a)的界面、窗口1對應圖1(b)的界面、窗口2對應圖1(c)的界面、窗口3對應圖1(d)的界面、窗口4是調試界面、窗口5是運行界面。

■2.2 設備組態

在工作臺的“設備窗口”中，雙擊“設備窗口”進入設備組態畫面，在工具條中找到工具箱圖標，點擊打開“設備工具箱”進行設備管理，把“通用串口父設備”和“三菱FX系列編程口”添加到“設備組態：設備窗口”中。

■2.3 實時數據庫的創建

本次MCGS組態，分別對密碼、調試按鈕和運行按鈕進行屬性和數據對象操作，所以先要建立上述三個數據變量。在工作臺的“實時數據庫”中的右側，點擊“新增對象”按鈕，建立對象名稱為“調試”、“運行”的兩個開關型和對象名稱為“密碼”的字符型數據對象。

■2.4 窗口0畫面的建立

在工作臺的“用戶窗口”中雙擊窗口0,進入動畫組態窗口0界面，點擊“工具箱”中的標簽構件，鼠標移到窗口0，按住鼠標左鍵拖放出相應大小的“標簽”框，雙擊“標簽”框進入“標簽動畫組態屬性設置”對話框，在屬性設置頁邊線顏色下拉菜單中選擇沒有邊線，在字體選項中字體選擇宋體，字形選擇常規，大小選擇一號。在擴展屬性頁文本內容輸入框中輸入“工件處理設備”，然后點擊“確認”按鈕進行確認。

點擊“工具箱”中的“標準按鈕”構件，鼠標移到窗口0，按住鼠標左鍵拖放出相應大小的“按鈕”，雙擊該“按鈕”進入“標準按鈕構件屬性設置”對話框，在基本屬性頁文本項輸入調試，字體選擇宋體，字形選擇常規，大小選擇四號。在操作屬性頁按下功能中勾選打開用戶窗口，在下拉菜單中選擇窗口1；勾選數據對象值操作下拉菜單中置1，點擊？進行數據對象連接“調試”。至此調試按鈕完成組態設置，而運行按鈕的組態設置也是按同樣的方法進行組態，只是數據對象連接為“運行”。

■2.5 窗口1、窗口2和窗口3畫面的建立

在窗口0中，把畫面中的內容全部選擇復制，然后打開窗口1進行粘貼，這樣就把相同的內容都完成構件制作，不同的地方就是把調試按鈕和運行按鈕中的數據對象連接取消。在窗口1頁面中，請輸入密碼是用標簽構件進行組態，“標簽動畫組態屬性設置”對話框，在屬性設置中勾選“按鈕輸入”。在擴展屬性頁文本內容輸入框中輸入“請輸入密碼：”；在按鈕輸入中的對應數據對象名稱項連接“密碼”數據對象，因為密碼可以是數字也可以是字母字符，所以在輸入值類型選項中選擇字符串輸入；輸入格式選項中勾選密碼。然后點擊“確認”按鈕進行確認。用同樣的方法完成窗口2和窗口3的畫面組態。

■2.6 窗口4和窗口5畫面的建立

因為我們只是做這個密碼登錄，而調試和運行不在本次考慮范圍，所以，窗口4和窗口5只是做一個返回按鈕，以方便密碼登錄調試組態效果之用。返回按鈕的組態方法：點擊“工具箱”中的“標準按鈕”構件，鼠標移到窗口0，按住鼠標左鍵拖放出相應大小的“按鈕”，雙擊該“按鈕”進入“標準按鈕構件屬性設置”對話框，在基本屬性頁文本項輸入返回，字體選擇宋體，字形選擇常規，大小選擇四號。在操作屬性頁按下功能中勾選打開用戶窗口，在下拉菜單中選擇窗口0。然后點擊“確認”按鈕進行確認。

■2.7 各構件組態功能的實現

各窗口中的各種構件為了能正確實現各自控制要求，要對各種構件進行組態設置和運行策略進行組態（運行策略一般有啟動策略、循環策略和退出策略，根據控制要求決定在那種策略中編寫腳本程序），使其能按照各種條件運行，實現相應的功能控制。

（1）按調試鍵和運行鍵彈出請輸入密碼框的制作

在圖1(a)中若按下觸摸屏上的“調試”或“運行”按鍵，則彈出“請輸入密碼：”框。這項功能是在標準按鈕構件屬性中設置，在操作屬性欄下的按下功能選項中，勾選打開用戶窗口，在其下拉菜單中選擇窗口1，也就是，只要按下該按鈕，就能打開圖1(b)輸入密碼頁面。同時，為了能識別是按了“調試”還是“運行”按鈕，在操作屬性欄下還要勾選數據對象值操作，在其下拉菜單中選擇置1，連接的對象選擇對應的“調試”還是“運行”。

（2）輸入密碼錯誤彈出請重新輸入密碼的制作

在圖1(b)輸入密碼頁面中，在空白地方雙擊彈出用戶窗口屬性設置對話框，在循環腳本欄里輸入腳本程序，用來控制若密碼輸入正確，觸摸屏畫面就轉去“調試”界面或“運行”界面；若密碼輸入不正確，觸摸屏畫面就轉去請重新輸入密碼頁面，即圖1(c)。腳本程序如下：

IF !strComp(密碼,"235" )=0 AND 調試.Value = 1 THEN

用戶窗口.窗口4.Open( )

ENDIF

IF !strComp(密碼,"235" )=0 AND 運行.Value = 1 THEN

用戶窗口.窗口5.Open( )

ENDIF

IF !strComp(密碼,"235" )<>0 AND !strComp(密碼,"")<>0 THEN

用戶窗口.窗口2.Open( )

ENDIF

（3）密碼再次錯誤顯示你不能操作設備，請離開的制作

在圖1(c)請重新輸入密碼頁面中，在空白地方雙擊彈出用戶窗口屬性設置對話框，在循環腳本欄里輸入腳本程序，用來控制若密碼輸入正確，觸摸屏畫面就轉去“調試”界面或“運行”界面；若再次輸入的密碼還是不正確，則觸摸屏畫面就轉去圖1(d)界面，顯示你不能操作設備，請離開！腳本程序如下：

IF !strComp(密碼,"235" )=0 AND 調試.Value = 1 THEN

用戶窗口.窗口4.Open( )

ENDIF

IF !strComp(密碼,"235" )=0 AND 運行.Value = 1 THEN

用戶窗口.窗口5.Open( )

ENDIF

IF !strComp(密碼,"235" )<>0 AND !strComp(密碼,"")<>0 THEN

用戶窗口.窗口3.Open( )

ENDIF

3 方法二觸摸屏配合PLC進行密碼登錄畫面組態

■3.1 實時數據庫的創建

根據PLC和MCGS組態的控制要求，分別對密碼、調試按鈕和運行按鈕進行屬性和數據對象操作。在工作臺的“實時數據庫”中的右側，點擊“新增對象”按鈕，分別新建數據對象，建立的實時數據庫如表1所示。

表1 實時數據庫

■3.2 MCGS畫面組態

用戶窗口的建立方法和2.1方法一樣，不同的是只需要建立三個用戶窗口，窗口0、窗口1、窗口2。其中窗口0對應圖1(a)的界面、窗口1是調試界面、窗口2是運行界面。

窗口0畫面的建立方法和2.4方法一樣，不同的是在操作屬性頁下抬起功能勾選數據對象值操作，其下拉菜單選擇按1松0，點擊？進行數據對象連接“M100”。至此調試按鈕完成組態設置，而運行按鈕的組態設置也是按同樣的方法進行組態，數據對象連接為“M108”。

在圖1(a)中要顯示“請輸入密碼：”、“請重新輸入密碼：”和“你不能操作設備，請離開！”的頁面，則需要建立5個標簽來進行相關的設置。在制作“請輸入密碼：”標簽時，在屬性設置中勾選“可見度”。在“可見度”表達式寫入M101 or M109。建立一個空白標簽緊接著放在“請輸入密碼：”標簽旁邊，在屬性設置中勾選“顯示輸出”、“按鈕輸入”和“可見度”。在“顯示輸出”中點擊表達式的?按鈕連接數據對象為D0；在輸出值類型選擇數值量輸出。在“按鈕輸入”的操作如同“顯示輸出”項一樣的設置。在“可見度”中表達式寫入M101 or M109。

若輸入密碼錯誤，則顯示“請重新輸入密碼：”，“請重新輸入密碼：”標簽的制作方法和“請輸入密碼：”標簽方法一樣，不同的是對應連接的數據對象為D1。在“可見度”中表達式寫入C1=1。

若再次輸入錯誤密碼，則顯示“你不能操作設備，請離開！”，“你不能操作設備，請離開！”標簽的制作方法和“請輸入密碼：”標簽方法一樣，不同的是不需要連接數據對象和在“可見度”中表達式寫入M106。

■3.3 設備組態

“通用串口父設備”屬性編輯的基本屬性中串口端口設為COM2,數據校驗方式為偶校驗，其余設置為默認。“三菱FX系列串口”設備屬性設置圖2(a)所示和連接變量如圖2(b)所示。

圖2 “三菱FX系列串口”設備屬性設置和連接變量

■3.4 PLC密碼程序的設計

根據觸摸屏密碼登錄制作要求，用觸摸屏配合PLC進行密碼登錄的PLC程序如圖3所示。

圖3 觸摸屏配合PLC進行密碼登錄的PLC程序

4 結束

本次用觸摸屏密碼登錄組態設計完成后，可以通過軟件本身進行工程下載，然后進入運行環境進行模擬運行，驗證組態設計是否能滿足控制要求正確運行。而觸摸屏配合PLC進行密碼登錄畫面組態設計和PLC程序設計完成后，需要用到TPC7062K昆侖通態MCGS觸摸屏和型號為FX3U-48MR三菱PLC進行通信聯機調試運行，驗證觸摸屏組態設計和PLC程序設計是否能滿足控制要求并正確運行。