组态控制技术及应用

前  言
随着计算机信息技术、网络技术的快速发展，以及工业自动化水平的迅速提高，组态控制技术作为自动化技术中一个极其重要的组成部分，正突飞猛进地发展着。近几年，组态新技术、新产品层出不穷。组态、触摸屏与PLC在工业生产应用中已占据了非常重要的地位。尤其是在流程工业控制中，智能仪表、组态控制软件、PLC控制器以及现场总线等更是构成其核心技术。因此，在组态控制技术飞速发展的今天，作为从事自动化相关技术行业的技术人员，掌握组态控制技术是必要的。
目前，组态软件市场上产品多样，北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS组态软件作为国内主流工控产品之一，是企业实现管控一体化的理想选择。本书是以MCGS通用版组态软件和MCGS嵌入版组态软件为例，介绍组态软件在工业监控中的应用及组态监控工程的设计与制作方法。
组态控制技术的相关教材很多，但大多数教材以理论知识的介绍为侧重点，案例少，且理论介绍和组态工程案例的制作不为一个整体，使读者在学习理论部分时感到枯燥、抽象，在做工程案例时，又无法将理论正确地应用其中。而基于工作过程导向的项目化教学法作为一种新的、更有效的教学和学习方法，也已迅速在各高职高专院校乃至本科院校中广泛应用。以工程导入、任务驱动，服务于“做、学、教”一体的项目式教学的配套教材的需求量也日益增大。
作为西安航空职业技术学院规划教材建设基金资助项目，本书在编写中，旨在将典型、实用的工程项目引入课堂，并将理论知识融入组态工程设计与制作过程中，激发学生的学习兴趣和积极主动性。通过对书中工程的制作与学习，使学生在实践中获取知识，做到真正的理论与实践一体化(即理实一体)。
本书是我院两个国家级示范建设专业，即机电一体化技术专业和电气自动化技术专业的相关课程的配套教材。 
本书是由参与编写的教师根据多年的教学、实践以及实验项目开发等的经验总结编撰而成的。本书在力图做到教学内容实用性的同时，更是实现了工作任务的完整性。在内容设置上，以MCGS工程的开发与设计过程为主体，将软件技术与操作融入其中，并强调方法、细节与制作技巧等。具体特点如下。
(1) 案例丰富。本书共提供了20个工程，每个工程各有特色。工程的选取，考虑到了典型、实用、难易适中、示范性强且富有趣味性等特点，使读者在轻松愉快的环境中获取知识。
(2) 工程真实。每个工程都是由参与编写的教师编辑整理控制要求，用心完成设计与制作，在调试运行好后，再整理成文档的形式。教材内容凝结了教师们的经验、智慧和劳动成果，展现出教师严谨的态度。
(3) 理实一体。本书以组态工程案例为载体，将理论知识的介绍融入每个工程的设计制作过程中，使读者真正体会到“理论得于实践，用于实践”。
(4) 注重细节。本书不但在内容编写上详细到位，而且在每个模块教学内容前，均给出了内容简介、教学知识点(包括重点、难点)提示、建议教学方法等；每个工程结尾都为读者提供了思路拓展，做了温馨提示，还给出了自我检测的思考题。
(5) 结构鲜明。本书是以“教与学、学与练”的思想为指导，在结构上以“工程案例学习→工程案例模仿训练→工程实战”3个递进层次为主线，教学内容设置由浅入深，由点到面，使教学与学习按照认知(初次见面)→学习(刨根问底)→案例(照猫画虎)→实战(挑战自我)的递进过程进行。
(6) 软硬兼顾。针对每个工程，不但介绍组态监控系统设计制作(软件部分)，还详细地介绍了PLC系统硬件电路与程序的设计与调试，可谓是综合全面、软硬兼顾。
(7) 图文并茂。教材融丰富的图、文、表于一体，清晰、形象、生动地表现出工程设计制作的每个细节，使之一目了然。
全书共分成两大部分：通用版MCGS组态软件部分和嵌入版MCGS组态软件部分。这两部分的结构相同，均是以“工程案例学习→工程案例模仿训练→工程实战”3个递进层次为主线设置案例教学。
本书由西安航空职业技术学院的李宁担任主编，负责部分内容的编写以及全书内容结构安排、工作协调及统稿、校稿等工作：由西安航空职业技术学院的边娟鸽和张芬担任副主编，负责部分内容的编写；由哈尔滨职业技术学院的戚本志参与编写部分内容。具体的任务分工详见编写任务分工表。
教材编写任务分工表
内  容                            章   编者        内  容                                  章         编  者
通用版MCGS组态软件认知            1   李宁        单容水箱液位组态监控系统                 2        边娟鸽
水泵运行组态监控系统            2         多种液体混合搅拌组态监控系统         3 
分拣单元的搬运机械手组态监控系统         双容水箱液位定值控制监控系统         7 
交通信号灯组态监控系统            3         嵌入版MCGS组态软件认知                 5         张芬
仓储料块分拣检测组态监控系统          四层升降电梯组态监控系统  
多组竞赛抢答器组态监控系统    4         喷泉运行组态监控系统                 6 
自动送料装车组态监控系统          电机变频闭环调速组态监控系统  
仓储运料小车定位控制组态监控系统         锅炉液位组态监控系统                 6         戚本志
自动生产线立体仓库单元组态监控系统         嵌入式TPC与变频器的RS485通信与曲线控制 7 
自动化生产线分拣单元组态监控系统     
零件的废品检测组态监控系统    7    
自动门组态监控系统     
双储液罐液位组态监控系统     
附录、课后思考题、温馨提示、模块小结、模块内容简介、知识点提示、教学方法提示等 
本书在编写过程中，得到了北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的软硬件设备支持与技术支持，在此表示衷心感谢。部分工程借助了天津源峰科技的TVT-2000G MPS训练装置、亚龙YL-335B自动化生产线、上海英集斯的MPS系统以及天煌科技的过程控制系统等设备，完成调试运行。在此，也衰心感谢各设备公司硬件上的支持。
我们为选择本书的任课教师提供配套的教学资源(工程运行演示讲解视频)，为教学与学习提供便利，需要者可到清华大学出版社网站教师服务专区下载。
由于水平所限，若有错误、疏漏之处，敬请谅解，同时请将错误之处反馈给编者，以便及时修正，不断提高教材出版质量。我们虚心接受您的宝贵意见和建议。反馈或留言E-mail地址：crystalrabbit1569@126.com。
编  者    

《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》是以昆仑通态的MCGS组态软件为例，介绍组态技术在工业监控系统中的具体应用。全书分成两部分，即通用版MCGS组态技术和嵌入版MCGS组态技术。书中提供10个案例工程和10个挑战项目。在内容编排时，将组态知识融入工程案例的设计与制作过程中，体现了做中学、学中做的教学特点。两部分内容均设置成工程案例学习→工程案例模仿实训→工程实战的递进结构。案例工程中详细介绍了组态工程人机界面的制作细节与技巧、从模拟仿真到联机调试的方法与过程、PLC控制系统设计及触摸屏等关键技术，内容涵盖MCGS组态控制技术的各个环节，具有案例典型、丰富且贴近实际的特点。
　　《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》可作为高职高专院校以及应用型本科院校的机电一体化技术、电气自动化技术、过程控制技术、计算机控制技术等专业相关课程的教学与学习用书，也可作为自动化技术人员的参考资料和实训教材

《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》是以昆仑通态的MCGS组态软件为例，介绍组态技术在工业监控系统中的具体应用。全书分成两部分，即通用版MCGS组态技术和嵌入版MCGS组态技术。书中提供10个案例工程和10个挑战项目。在内容编排时，将组态知识融入工程案例的设计与制作过程中，体现了做中学、学中做的教学特点。两部分内容均设置成工程案例学习→工程案例模仿实训→工程实战的递进结构。案例工程中详细介绍了组态工程人机界面的制作细节与技巧、从模拟仿真到联机调试的方法与过程、PLC控制系统设计及触摸屏等关键技术，内容涵盖MCGS组态控制技术的各个环节，具有案例典型、丰富且贴近实际的特点。
　　《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》可作为高职高专院校以及应用型本科院校的机电一体化技术、电气自动化技术、过程控制技术、计算机控制技术等专业相关课程的教学与学习用书，也可作为自动化技术人员的参考资料和实训教材

部分 通用版MCGS组态
第1章 通用版MCGS组态软件认知
1.1 组态技术概述
1.2 MCGS通用版组态软件的安装
1.3 MCGS组态软件系统的组成
1.4 MCGS组建新工程的步骤
1.5 MCGS组态软件的工作方式
本章小结
思考题
第2章 通用版MCGS组态软件学习
2.1 水泵运行组态监控系统
2.1.1 工程系统分析
2.1.2 新建工程
2.1.3 定义数据对象
2.1.4 制作组态工程画面
2.1.5 动画连接
2.1.6 控制流程程序设计
2.1.7 软硬件联机调试运行
2.2 分拣单元的搬运机械手组态监控系统
2.2.1 工程系统分析
2.2.2 新建工程
2.2.3 定义数据对象
2.2.4 制作组态工程画面
2.2.5 动画连接
2.2.6 控制流程程序设计
2.2.7 动画效果设计改进
2.2.8 软硬件联机调试运行
2.2.9 思路拓展
2.2.10 设计完善与知识延伸
2.3 单容水箱液位组态监控系统
2.3.1 工程系统分析
2.3.2 新建工程
2.3.3 定义数据对象
2.3.4 制作组态工程画面
2.3.5 动画连接
2.3.6 实时曲线和历史曲线的制作
2.3.7 实时报警和历史报警的制作
2.3.8 实时报表和历史报表的制作
2.3.9 参考控制流程及演示工程模拟调试
2.3.1 0联机统调
本章小结
思考题
第3章 通用版MCGS组态工程案例
3.1 交通信号灯组态监控系统
3.1.1 工程系统分析
3.1.2 新建工程
3.1.3 定义数据对象
3.1.4 制作组态工程画面
3.1.5 动画连接
3.1.6 参考控制流程程序
3.1.7 联机统调
3.2 仓储料块分拣检测组态监控系统
3.2.1 工程系统分析
3.2.2 新建工程
3.2.3 定义数据对象
3.2.4 制作组态工程画面
3.2.5 动画连接
3.2.6 参考控制流程程序
3.2.7 联机统调
3.3 多种液体混合搅拌组态监控系统
3.3.1 工程系统分析
3.3.2 新建工程
3.3.3 定义数据对象
3.3.4 制作组态工程画面
3.3.5 动画连接
3.3.6 参考控制流程程序
3.3.7 联机统调
本章小结
思考题
第4章 通用版MCGS组态工程实践
4.1 多组竞赛抢答器组态监控系统
4.2 自动送料装车组态监控系统
4.3 仓储运料小车定位控制组态监控系统
4.4 自动生产线立体仓库单元组态监控系统
4.5 自动化生产线分拣单元组态监控系统

第二部分 嵌入版MCGS组态
第5章 嵌入版MCGS组态软件认知
5.1 嵌入版与通用版的异同
5.2 MCGS嵌入版的安装
5.3 MCGS嵌入版组态软件的主要功能
5.4 MCGS嵌入版系统的构成
5.5 MCGS嵌入版工程下载及工程上传
5.6 MCGS嵌入版的运行
5.7 设备构件的属性设置
5.8 四层升降电梯组态监控系统
5.8.1 工程系统分析
5.8.2 新建工程
5.8.3 定义数据对象
5.8.4 制作组态工程画面
5.8.5 动画连接
5.8.6 控制流程程序
5.8.7 联机统调
本章小结
思考题
第6章 嵌入版MCGS组态工程案例
6.1 喷泉运行组态监控系统
6.1.1 工程系统分析
6.1.2 新建工程
6.1.3 定义数据对象
6.1.4 制作组态工程画面
6.1.5 动画连接
6.1.6 联机统调
6.2 电机变频闭环调速组态监控系统
6.2.1 工程系统分析
6.2.2 新建工程
6.2.3 定义数据对象
6.2.4 制作组态工程画面
6.2.5 动画连接
6.2.6 脚本程序
6.2.7 联机统调
6.3 锅炉液位组态监控系统
6.3.1 工程系统分析
6.3.2 新建工程
6.3.3 定义数据对象
6.3.4 制作组态工程画面
6.3.5 动画连接
6.3.6 参考控制流程程序
6.3.7 其他功能组态
6.3.8 调试运行
本章小结
思考题
第7章 嵌入版MCGS组态工程实践
7.1 零件的废品检测组态监控系统
7.2 自动门组态监控系统
7.3 双储液罐液位组态监控系统
7.4 嵌入式TPC与变频器的RS485通信及计划曲线控制
7.5 双容水箱液位定值控制监控系统
附录常见问题与解答
参考文献

《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》是以昆仑通态的MCGS组态软件为例，介绍组态技术在工业监控系统中的具体应用。全书分成两部分，即通用版MCGS组态技术和嵌入版MCGS组态技术。书中提供10个案例工程和10个挑战项目。在内容编排时，将组态知识融入工程案例的设计与制作过程中，体现了做中学、学中做的教学特点。两部分内容均设置成工程案例学习→工程案例模仿实训→工程实战的递进结构。案例工程中详细介绍了组态工程人机界面的制作细节与技巧、从模拟仿真到联机调试的方法与过程、PLC控制系统设计及触摸屏等关键技术，内容涵盖MCGS组态控制技术的各个环节，具有案例典型、丰富且贴近实际的特点。
　　《组态控制技术及应用/高职高专机电一体化专业规划教材》可作为高职高专院校以及应用型本科院校的机电一体化技术、电气自动化技术、过程控制技术、计算机控制技术等专业相关课程的教学与学习用书，也可作为自动化技术人员的参考资料和实训教材