组态控制技术

随着现代控制技术的飞速发展，组态控制技术逐渐成为工业控制技术的一个重要组成部分。组态软件能帮助广大工程技术人员设计出符合应用需求的开发工具，满足企业对软件的需求，降低在自动测试、数据分析方面的成本，提高系统的开放程度。未来的智能化程度越来越高，组态定制能尽可能支撑更多的自动化系统硬件，将实时数据库的作用不断加强，使其在自动化系统中发挥的作用逐渐增大。因此，作为从事工业控制领域的相关技术人员，掌握组态控制技术是十分必要的。
本书以北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS嵌入版组态软件为例，介绍组态软件在工业监控工程中的设计和应用方法。本书以系统为导向、以能力培养为重点构建各章内容，并结合现代电气控制系统安装与调试等*职业技能大赛内容，将技能大赛资源融入教学内容，设计了机械手监控系统、水位控制系统、十字路口交通灯组态监控系统、加热反应炉自动监控系统、液体混合搅拌控制系统、电动大门自动监控系统，以及液力变扭箱监控系统7个典型系统。每个系统以控制要求为驱动、以实际工作任务为线索，遵从成长规律，系统从简单到复杂，知识由基础到够用，技能从基本到综合，实现理论知识与实践知识的结合，“教、学、做一体化”。教学内容从工程到实践再到拓展，让学习者了解、体验自动化工程实践过程，提升学习者的实践创新能力。
本书在内容编排上，依照工控人员职业技能要求，参考项目式教学模式，科学设置章节体系，将组态知识融入工程案例的设计与实现中。本书由咸宁职业技术学院贾丽仕、江西工业工程职业技术学院唐亮、仙桃职业学院付晓军担任主编。其中，第0章、第1章和第2章由贾丽仕编写，第3章、第5章和第7章由付晓军编写，第4章和第6章由唐亮编写。本书由贾丽仕统稿。
由于编者水平有限，加上编写时间仓促，书中难免有不足之处，敬请广大读者批评指正。

　《组态控制技术》从实际应用出发，通过典型实训项目系统地介绍了组态软件MCGS的设计方法及其监控应用技术。全书分为三篇，基础应用篇包括组态软件概述、组态软件MCGS设计基础和初级应用实训；高级应用篇包括组态软件MCGS的高级设计技术和高级应用实训；监控应用篇采用组态软件MCGS实现多个监控设备（包括三菱PLC、西门子PLC、远程I/O模块和PCI数据采集卡）与PC数据通信及温度监控等功能。每个实训项目由学习目标、设计任务、硬件线路和任务实现等部分组成。《组态控制技术》内容丰富，讲解深入浅出，有较强的实用性和可操作性，可供各类自动化、机电一体化、计算机应用等专业学生及工程技术人员学习和参考。

贾丽仕，机电工程系讲师，作为机电一体化专业的专业课教师，主要教授《组态控制》、《自动生产线安装与调试》、《自动控制原理》、《电子CAD》等课程。从教7年以来，发表论文5篇，主编教材1部，并参加电气控制与PLC精品课程建设。 在教学上，严格要求自己，努力钻研、学习各种先进教育理念，在教学实践中不断创新。

1.教学内容 （1） MCGS人机界面的产品型号命名规则，机器编号规则，产品规格特性，产品接口。 （2） 人机界面的组成结构、安装和电源接线方式。 （3） MCGS组态软件嵌入版的安装方法。 （4） 新建工程，下载工程。 （5） 人机界面与可编程控制器的连接。 （6） 权限设置，工程加密等。 （7） 时间设置。 （8） 中英文切换组态。 2.教学重点 （1） MCGS组态软件嵌入版的安装方法。 （2） 时间设置。 （3） 多语言组态。 （4） 权限设置和工程加密。 3.教学难点 （1） 人机界面和计算机的连接。 （2） 人机界面和可编程控制器的操作。 0.1MCGS人机界面介绍 0.1.1产品型号和机器编号 1.产品型号：TPC AB C D E （1） TPC代表整机代号。 （2） AB代表液晶屏尺寸，其中64表示6.4英寸（1 in=25.4 mm），70表示7英寸，10表示10.4英寸，12表示12.1英寸，15表示15英寸。 （3） C代表主板类型，其中6表示ARM2440主板，2表示磐仪Ietx602主板。 （4） D代表显示分辨率，其中1表示1024×768，2表示800×600，3表示640×480。 （5） E代表产品类型，其中K表示基本型，KS表示简化型，H表示增强型。 2.机器编号 机器编号用16位阿拉伯数字表示，第1到第3位表示产品型号编号，第4、5位表示产品版本号，第6、7位表示产品配置关系，第8到第11位表示产品生产年、月，第12到第16位表示产品流水号。 0.1.2TPC组成结构 1.主板 TPC主板从操作系统上分X86系列和ARM系列。ARM系列主板由CPU（中央处理器）、网卡，NAND存储芯片、内存、总线驱动芯片、显存芯片组成，如图01所示。 图01TPC主板第0章引入组态控制技术2.底板 因为触摸屏的接口与外界的输入输出接口都在底板上面，所以底板在整个触摸屏的组成部分中占据重要地位。底板主要由3 V氧化银电池、电源接口、触摸屏接口、液晶屏接口、RS232/485接口、USB接口、网口、蜂鸣器、串口隔离电源、自制隔离电源、64P接口、过压保护电路等组成，如图02所示。 图02TPC底板3.液晶屏 液晶屏主要用来对图形和图像进行显示，将信息直观地展现在我们面前，达到完美的输出效果。屏幕能显示的基本原理就是在两块平行板之间填充液晶材料，通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的目的，从而显示深浅不一、错落有致的图像。只要在两块平板间加上三原色的滤光层，就可实现彩色图像的显示。 4.触摸屏 触摸屏是简单方便的人机交互工具，由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示屏幕前面，用于检测用户触摸位置，然后将触摸信息送到触摸屏控制器，而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，将此信息转换成触摸坐标，送给CPU，同时接收CPU发来的执行命令。 0.1.3人机界面TPC7062Ti 1.触摸屏的接口 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的昆仑通态触摸屏的实物如图03和图04所示，型号为TPC7062Ti。这个型号的触摸屏是7英寸液晶屏，分辨率是800×480，以ARM结构嵌入式低功耗CPU为核心，主频达400 MHz，内存是64 MB SDRAM，接口有1个RS232、1个RS485、2个USB、1个LAN。 图03昆仑通态触摸屏的正面图04昆仑通态触摸屏的背面串口的引脚定义如图05所示，采用DB9的9芯插头座。TXD发送数据，RXD接收数据，GND为接地。RS232接口采用COM1口，管脚为2、3、5。RS485接口采用COM2口，管脚为7、8。 电源接口接线步骤：先将24 V电源线剥线后插入电源插头接线端子中，再使用一字螺丝刀将电源插头螺钉锁紧，然后将电源插头插入电源插座中。建议使用横截面积为1.25 mm2的电源线。 图05串口引脚定义

作者结合自身教学实践编写，实用性强。