计算机课程设计文档格式.docx
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(1)题目、目录、原始数据及技术要求等;
(2)具体设计说明,包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形;
(3)系统总原理图;
(4)元件明细;
(5)参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求;
(1)课程设计说明书;
(2)硬件设计原理图;
(3)软件流程图。
5.时间进度安排;
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务,搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料(文献)。
(1)《微型计算机控制技术》赖寿宏,机械工业出版社
(2)《计算机控制系统》李正军,机械工业出版社
(3)《计算机控制系统》张德江,机械工业出版社
(4)MCGS嵌入版用户手册,2004年2月
(5)HMI实验教材,2010年10月
计算机控制技术课程设计成绩评
系(部):
自动控制工程系班级:
电自091学生姓名:
揭谣进
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料;
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
工作能力
态度
工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能够独立完成设计工作,
0.2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度适宜。
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
(加权分合计乘以12)
分
加权分合计
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性;
有综合归纳资料的能力
工作量饱满,难度适中。
0.3
评阅教师评审成绩
(加权分合计乘以8)
分
评阅教师签名:
课程设计总评成绩
中文摘要
当代电子技术的迅速发展,为人们的文化、物质生活提供了优越的条件,数码摄像机、家庭影院、空调、电子计算机等,都是典型的电子计数应用实例,可谓琳琅满目、异彩纷呈。
至于电子技术在科技领域的应用,更是起着龙头作用,例如通信工程,测控技术、空间科学等比比皆是。
而计算机控制技术学习就是我们了解更多电子技术的平台,还给我们提供了自行设计的机会。
本次课程设计的题目是计算机控制交流异步电动机可单机操作的顺序控制系统,实际上用所学过的PLC知识对两台电动机进行有单机、双机控制的选择电路进行编程,使其能够实现:
(1)第一台电动机启动后,延时10S后,第二台电动机启动;
第二台电动机停止、延时5S后,第一台电动机停止。
(2)有同时的停止功能;
(3)有分别启动停止功能;
(4)有短路、过载保护;
并将整个控制过程用计算机组态进行实时监控,使其在任何一个时刻系统出现问题时,操作人员能够在第一时间了解并知道是哪个环节出现故障,并及时的去处理问题。
用计算机组态对系统进行监控,是科技高速发展的二十一世纪每个工厂惯用的一项技术,我们在这里只是在理论上对其进行肤浅的了解,但是也为我们将来的发展提供了广阔的空间。
关键词:
计算机控制PLC组态
目录
课程设计(论文)任务书……………………………………………………
课程设计(论文)成绩评定表………………………………………………
中文摘要…………………………………………………………………………………
1设计组态系统及操作说明…………………………………….…………….………1
1.1创建工程及组态设备窗口………………………………………………….…..…..1
1.2组态用户窗口、图形界面的生成…………...……………………….……..….1
1.3创建用户窗口……………………………………………………………….…………2
1.4设置用户窗口属性……………………………….…………………………………...2
1.5创建图形对象…….………………………………………..…………………………...3
1.5.1编辑图形对象………………………………………………………………..…3
1.5.2定义动画连接…………………………………………………………….//..….3
1.5.3图元、图符对象连接……………………………………………………..….4
1.6创建运行策略…………………………………………………………...………….….4
1.6.1设置策略属性…………………………………………………………….....…5
1.6.2组态策略内容……………………………………………………………....…5
1.6.3数据对象的类型………………………………………………………….…..6
1.6.4数据对象的属性设置………………………………………………….……7
1.6.5基本属性…………………………………………………………………..…...7
1.7数据对象的作用域………………………………………………………...8
1.8工程测试…………………………………………………………………..9
2计算机控制交流异步电动机电气控制设计…………………………….…….....10
2.1设计目的……………………………………………………………………..……..10
2.2设计主要内容……………………………………………………………………...10
2.3电气控制PLC程序图………………………………….…………………./….…10
3计算机控制交流异步电动机电气控制组态图………………………….…..12
3.1工程简介……………………………………………………………..…....12
3.2工程分析…………………………………………………………….…….12
3.2.1数据对象……………………………………………………..……...13
3.2.2流程控制……………………………………………………..……...13
3.2.3安全机制…………………………………………………………….13
3.3创作工程画面……………………………………………………….…….13
结论……………………………………………………………………..………14
致谢……………………………………………………………………………..15
参考文献………………………………………………………………..………16
设计组态系统及操作说明
1.1创建工程
MCGS嵌入版中用“工程”来表示组态生成的应用系统,创建一个新工程就是创建一个新的用户应用系统,打开工程就是打开一个已经存在的应用系统。
工程文件的命名规则和Windows系统相同,MGCS嵌入版自动给工程文件名加上后缀“MCE”。
每个工程都对应一个组态结果数据库文件。
在Windows系统桌面上,通过以下三种方式的任何一种,都可以进入MCGS嵌入版组态环境:
鼠标双击Windows桌面上的“MCGSE组态环境”图标;
选择“开始”——“程序”——“MCGS嵌入版组态软件”——“MCGSE组态环境”命令;
按快捷键“Ctrl+Alt+E”。
进入MCGS嵌入版组态环境后,单击工具条上的“新建”按钮,后执行“文件”菜单中的“新建工程”命令,系统自动创建一个名为“新建工程X.MCE”的新工程(X为数字,表示建立新工程的顺序,如1、2、3等)。
由于尚未进行组态操作,新工程只是一个“空壳”,一个包含五个基本组成部分的结构框架,接下来要逐步在框架中配置不同的功能部件,构造完成特定任务的应用系统。
如下图所示,MCGS嵌入版用“工作台”窗口来管理构成用户应用系统的五个部分,工作台上的五个标签:
主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略,对应于五个不同的窗口页面,每一个页面负责管理用户应用系统的一部分,用鼠标单击不同的标签可选取不同窗口页面,对应用系统的相应部分进行组态操作。
在保存新工程时,可以随意更换工程文件的名称。
缺省情况下,所有的工程文件都存放在MCGS嵌入版安装目录下的Work子目录里,用户也可以根据自身需要求偶指定存放工程文件的目录。
1.2组态用户窗口图形界面的生成
MCGS嵌入版以窗口为单位来组建应用系统的图形界面,创建用户窗口后,通过放置各种类型的图形对象,定义相应的属性,为用户提供漂亮、生动、具有多种风格和类型的动画画面。
用户窗口本身是一个“容器”,用来放置各种图形对象(图元、图符和动画构件),不同的图形对象对应不同的功能。
通过对用户窗口内多个图形对象的组态,生成漂亮的图形界面,为实现动画显示效果做准备。
生成图形界面的基本操作步骤:
创建用户窗口
设置用户窗口属性
创建图形对象
编辑图形对象
1.3创建用户窗口
选择组态环境工作台中的用户窗口页,所有的用户窗口均位于该窗口页内,按“新建窗口”按钮,或执行菜单中的“插入”——“用户窗口”命令,即可创建一个新的用户窗口,以图标形式显示,如“窗口0”。
开始时,新建的用户窗口只是一个窗口,用户可以根据需要设置窗口的属性和在窗口内放置图形对象。
1.4设置用户窗口属性
选择带定义的用户窗口图标,点鼠标右键选择属性,也可以单击工作台窗口中的“窗口属性”按钮,或者单击工具条中的“显示属性”按钮,或者操作快捷键“Alt+Enter”,弹出“用户窗口属性设置”对话框,按所列款项设置有关属性。
用户窗口的属性包括基本属性、扩充属性和脚本控制(启动脚本、循环脚本、退出脚本),由用户选择设置。
窗口的基本属性包括窗口名称、窗口标题、窗口背景、窗口位置、窗口边界等项内容,其中窗口位置、窗口边界不可用。
窗口的扩充属性:
鼠标单击“扩充属性”标签,进入用户窗口的扩充属性页,完成对窗口的位置进京精确定位显示滚动条设置无效。
在扩充属性中的“窗口视区”是指实际用户窗口可用的区域,在显示器屏幕上所见的区域称为可见区,一般情况下两者大小相同,但是可以把“窗口视区”设置成大雨可见区,此时在用户窗口侧边附加滚动条,操作滚动条可以浏览用户窗口内所有图形。
打印窗口时,按“窗口视区”的大小来打印窗口的内容。
还可以选择打印方向是指按打印纸张的纵向打印还是按打印纸张的横向打印例如:
窗口0.Left可以去的窗口0的左边界的当前坐标值;
窗口0.OpenSubWnd则可以打开用户窗口0的子窗口。
脚本控制包括启动脚本,循环脚本和退出脚本。
启动脚本在用户窗口打开时执行脚本,循环脚本是在窗口打开其间以指定的间隔循环执行脚本,退出脚本则是在用户窗口关闭时执行。
1.5创建图形对象
MCGS嵌入版提供了三类图形对象供用户选用,即图元对象、图符对象和动画构件。
这些图形对象位于常用符号工具箱和动画工具箱内,用户从工具箱中选择所需要的图形对象,配置在用户窗口内,可以创建各种复杂的图形。
1.5.1编辑图形对象
图形对象创建完成后,要对图形对象进行各种编辑工作,如:
改变图形的颜色和大小,调整图形的位置和排列形式,图形的旋转及组和分解等项操作,MCGS嵌入版提供了完善的编辑工具,使用户能快速制作各种复杂的图形界面,以图形方式精确表示外部物理对象。
1.5.2定义动画连接
定义动画连接,实际上是将用户窗口内创建的图形对象与实际数据库中定义的数据对象建立对应连接关系,通过对图形对象在不同的数值区间内设置不同的状态属性(如颜色、大小、位置移动、可见度、闪烁效果等),用数据对象的值的变化来驱动图形对象的状态改变,使系统在运行过程中,产生形象逼真的动画效果。
因此,动画连接过程就归结为对图形对象的状态属性设置的过程。
1.5.3图元图符对象连接
在MCGS嵌入版中,每个图元、图符对象都可以实现11种动画连接方式。
可以利用这些图元、图符对象来制作实际工程所需要的图形对象,然后再建立起与数据对象的对应关系,定义图形对象的一种或多种动画连接方式,实现特定的动画功能。
这11种动画连接方式如下:
填充颜色连接
边线颜色连接
字符颜色连接
水平移动连接
垂直移动连接
大小变化连接
显示输出链接
按钮输入连接
按钮动作连接
可见度连接
闪烁效果连接
1.6创建运行策略
每建立一个新工程,系统都自动创建三个固定的策略块:
启动策略、循环策略和退出策略,它们分别在启动时、运行过程中和退出前由系统自动调度运行。
在系统工作台“运行策略”窗口下,单击“新建策略”按钮,可以创建所需要的策略块,缺省名称“策略X”(其中X为数字代码),如下图中的“策略1”:
一个应用系统最多能创建512个策略块,侧苦厄块的名称在属性设置窗口中指定。
策略名称是唯一的,系统其它部分按策略名称进行调用。
MCGS嵌入版提供六种策略类型供用户选择,分别是用户策略、循环策略、报警策略、事件策略、热键策略和中断策略,其中除策略的启动方式各自不同之外,其功能本质上没有差别。
用户策略自己并不启动需要其他策略、按钮等调用。
循环策略是指按设定的循环时间自动循环运行。
事件策略是等待某事件的发生后启动运行。
报警策略是当某个报警条件发生后启动运行。
热键策略是响应某个热键按下时启动运行。
中断策略是在用户设定的中断发生时,调用该策略以实现相应的操作。
1.6.1设置策略属性
进入运行策略窗口页,选择某一策略块,单击“策略属性”按钮,或按工具条中“显示属性”按钮,即可弹出“策略块属性设置”对话框,设置的项目主要是策略名称和策略内容注释。
其中的“循环时间”一栏,是专为循环策略块设置循环时间用的。
1.6.2组态策略内容
无论是用户创建的策略块还是系统固有的三个策略块,创建时只是一个有名无实的空架子,要使其成为独立的实体,被系统其他部分调用,必须对其进行组态操作,制定策略块所要完成的功能。
每一个策略块都具有多项功能,每一项功能的实现,都以特定的条件为前提。
MCGS嵌入版把“条件——功能”结合成一体,构成策略块中的一行,称为策略行,策略块由多个策略行构成,多个策略行按照从上到下的顺序执行。
策略块的组态操作包括:
创建策略行
配置策略结构
设置策略构件属性
鼠标双击指定的策略块图标,或单击策略块图标,按“策略组态”按钮,弹出“策略组态”窗口,组态操作在该窗口内进行,步骤如下:
创建策略行:
组态操作的第一步是创建策略行,目的是先为策略块搭建结构框架。
用鼠标单击窗口上端的工具条中的“新增策略行”按钮,或单击鼠标右键在弹出右键菜单中选择“新增策略行菜单”,或直接按下快捷键“Ctrl+I”,增加一个空的策略行。
一个策略块中最多可创建1000个策略行。
配置策略构件:
每个策略行都由两种类型的构件串接而成,前端为条件构件,后端为策略构件。
一个策略行中只能有一个策略构件。
在MCGS嵌入版的“策略工具箱”中,为用户提供了多种常用的策略构件,用户从工具箱中选择所需的条件构件和策略构件,配置在策略行相应的位置上。
操作方法是:
鼠标单击窗口上端工具条中的“工具箱”按钮,打开“策略工具箱”;
选中策略行的功能框(后端),鼠标双击工具箱中相应的策略构件;
或者选中工具箱中的策略构件,用鼠标单击策略行的功能框图,即可将所选的构件配置在该行的指定位置上。
策略调用构件:
调用指定的用户策略
数据对象构件:
数据值读写、存盘和报警处理
设备操作构件:
执行指定的设备命令
退出策略构件:
用于中断并退出所在的运行策略块
脚本程序构件:
执行用户编制的脚本程序
定时器构件:
用于定时
计数器构件:
用于计数
窗口操作构件:
打开、关闭、隐藏和打印用户窗口
设置策略构件属性:
鼠标双击策略构件;
或者单击策略构件,按工具条中的“属性按钮”,弹出该策略构件的属性设置对话框。
不同的策略构件,属性设置的内容不同。
1.6.3数据对象的类型
在MCGS嵌入版中,数据对象有开关型、数值型、字符型、事件型和组对象等五种类型。
不同类型的数据对象,属性不同,用途也不同。
1开关型数据对象
记录开关信号(0或非0)的数据对象称为开关型数据对象,通常与外部设备的数字量输入输出通道连接,用来表示某一设备当前所处的状态。
开关型数据对象也用于表示MCGS嵌入版中某一对象的状态,如对应于一个图形对象的可见度状态。
开关型数据对象没有工程单位和最大最小值属性,没有限值报警属性,只有状态报警属性。
2在MCGS嵌入版中,数值型数据对象的数值范围是:
负数时从-3.402823E38到-1.401298E-45,正数是从1.401298E-45到3.402823E38。
数值型数据对象除了存放数值及参与数值运算外,还提供报警信息,并能够与外部设备的模拟量输入输出通道相连接。
数值型数据对象有最大和最小值属性,其值不会超过设定的数值范围。
当对象的值小于最小值或大于最大值时,对象的值分别取为最小值或最大值。
数值型数据对象有限值报警属性,课同时设置下下限、下限、上限、上上限、上偏差、下偏差等六种报警限值,当对象的值超过设定的限值时,产生报警;
当对象的值回到所有的限值之内时,报警结束。
3字符型数据对象
字符型数据对象是存放文字信息的单元,用于描述外部对象的状态特征,其值为多个字符组成的字符串,字符串长度最长可达64KB。
字符型数据对象没有工程单位和最大、最小值属性,也没有报警属性。
4数据组对象
数据组对象是MCGS引入的一种特殊类型的数据对象,类似于一般编程语言中的数组和结构体,用于把相关的多个数据对象集合在一起,作为一个整体来定义和处理。
例如在实际工程中,描述一个锅炉的工作状态有温度、压力、流量、液面高度等多个物理量,为便于处理,定义“锅炉”为一个组对象,用来表示“锅炉”这个实际的物理对象,其内部成员则由上述物理量对应的数据对象组成,这样,在对“锅炉”对象进行处理(如进行组态存盘、曲线显示、报警显示)时,只需指定组成对象的名称“锅炉”,就包括了对其所有成员的处理。
组对象只是在组态时对某一类对象的整体表示方法,实际的操作则是针对每一个成员进行的。
如在报警显示动画构件中,指定要显示报警数据对象为组对象“锅炉”,则该构件显示组对象包含的各个数据对象在运行时产生的所有报警信息。
把一个对象的类型定义成组对象后,还必须定义组对象所包含的成员。
如下图所示,在“组对象属性设置”对话框内,专门有“组对象尘缘”窗口页,用来定义组对象的成员。
图中左边为所有数据对象的列表,右边为组对象成员列表。
利用属性页中的“增加”按钮,可以把左边指定的数据对象增加到组对象成员中;
“删除”按钮则把右边指定的组对象成员删除。
组对象没有工作单位、最大值、最小值属性,组对象本身没有报警属性。
1.6.4数据对象的属性设置
数据对象定义之后,应根据实际需要设置数据对象的属性。
在组态环境工作窗口中,选在“实时数据库”标签,从数据对象列表中选中某一数据对象,鼠标单击“对象属性”按钮,或者鼠标双击数据对象,即可弹出如下所示的“数据对象属性设置”对话框。
对话框设有三个窗口页:
基本属性、存盘属性和报警属性。
1.6.5基本属性
数据对象的基本属性中包含数据对象的名称、单位、初值、取值范围和类型等基本特征信息。
在基本属性设置页的“对象名称”一栏内输入代表对象名称的字符串,字符个数不得超过32个(16个汉字),对象名称的第一个字符不能为“!
”、“$”符号或0~9的数字,字符串中间不能有空格。
拥护不指定对象的名称时,系统缺省定为“DataX”,其中X为顺序索引代码(第一个定义的数据对象为DATA0)。
数据对象的类型必须正确设置。
不同类型的数据对象,属性内容不同,按所列栏目设定对象的初始值、最大值、最小值及工程单位等。
在内容注释一栏中,输入说明对象情况的注释性文字。
1数据对象的属性和方法
在MCGS嵌入版组态软件系统中,每个数据对象都是由系统的属性和方法构成。
使用操作符“.”,可以在脚本程序或使用表达式的地方,调用数据对象相应的属性和方法。
例如:
Data00.Value可以取得数据对象Data00的当前值;
Data00.Min则可以获得数据对象的最小值。
2数据对象方法
函数意义:
把数据对象DataNane对应的当前值存入存盘数据库中。
本函数的操作使对应的数据对象的值存盘一次。
此数据对象必须具有存盘属性,且存盘时间需设为0秒。
否则会操作失败。
返回值:
数值型,等于0为操作成功,不等于0为操作失败。
参数:
DataName,数据对象名。
实例:
!
SaveData(电机1),把组对象“电机1”的所有成员对应的当前值存盘一次。
函数意义:
本操作把设置有“退出时自动保存数据对象的当前值作为初始值”属性的数据对象的当前值存入组态结果数据中作为初始值,防止突然断电而无法保存,以便下次启动时这些数据对象能自动恢复其值。
数据值,返回值等于0:
调用正常;
不等于0:
调用不正常。
无。
SaveDataInitValue()
使用指定时间保存数据。
本函数通常用于指定指定时间来保存数据,实现与通常机制不一样的存盘方法。
数值型,返回值等于0:
Time,整型,使用时间函数转换出的时间量。
时间精度到秒。
TimeMS,整型,指定存盘时间的毫秒数。
t=!
TimeStr2I
!
SaveDataOnTime(t,0,DataGroup),按照指定时间保存数据对象
应答数据对象Da
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- 关 键 词:
- 计算机 课程设计