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西华大学实验报告1西华大学实验报告（理工类）开课学院及实验室：电气信息学院电气信息专业实验中心实验时间：2016年5月19日学生姓名学号成绩学生所在学院电气信息学院年级/专业/班课程名称可编程控制器原理及应用课程代码6001449实验项目名称基于易控的PLC上位监控系统设计实验项目代码实验代码4指导教师郑萍项目学分一、实验目的了解和掌握上位机组态软件的基本操作与用法，能根据控制项目要求设计合适的监控界面，掌握变量的链接、数据的通信与交换方式，通过对易控组态软件的应用，要求学生了解计算机技术和网络技术为工业自动化开辟的广阔发展空间、当今工控领域内系统的基本构成以及如何组建优质高效的监控系统，提高学生的实际综合动手能力与工程技术水平。本实验要求学生完成“科技之光灯塔”的彩灯控制系统设计。其内容包括PLC的软硬件设计，上位机的监控程序设计，并构成一个完整的监控系统。二、实验原理1、易控组态软件功能1）易控组态软件的整体结构易控软件系统包括组态环境和运行环境两个部分，如图4.2所示。用户在易控组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程，其与易控运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。图4.2易控组态软件的整体结构图易控运行环境是用户应用系统的运行环境，在运行环境中完成对工程的控制工作。2）易控组态软件的特点易控(INSPEC)是全球首款完全基于.NET平台开发的新一代组态软件，有如下特点：①卓越的可视化；②超越组态应用；③构建大系统；④高度集成创新；⑤易学易用3）基于易控可完成以下工作：建立一个新工程设计画面流程定义数据变量第组组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库西华大学实验报告2进行动画连接添加模拟设备，使整个画面能模拟运行。2、编制“技之光灯塔”的彩灯PLC控制程序，完成对彩灯的花样变换的自动控制：彩灯的移位位数控制彩灯的移位速度控制彩灯的移位方向控制1）系统构成：下位机PLC负责“科技之光灯塔”的16彩灯的运行花样控制；上位机负责灯塔控制系统的监控，上位机监控效果图如图4.1所示。2）PLC系统设计：硬件设计：参照实验二；软件编程：参照实验二自行设计出彩灯的花样控制程序，并进行运行与调试工作，直至完全满意为止。3）使用上位机组态软件易控进行上位机的监控组态设计;4）进行上/下位机综合调试，通过监控画面中的启动、停止按钮控制PLC的工作，实现16彩灯的上位监控，构成完整的基于工业组态软件易控的综合监控系统。3、通过连接易控和PLC，完成整体的监视和控制功能。易控组态软件的与外部设备的通讯：易控通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。易控负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。本实验需要利于易控中FX2N的驱动程序进行设备的通道连接，使组态软件与PLC相联系。三、实验设备、仪器及材料提供三菱FX2N可编程控制器、模拟板、计算机。详细内容见实验指导书。四、实验步骤（按照实际操作过程）1、软件平台的安装图4.1科技之光效果图启动停止西华大学实验报告3步骤1：在安装有GXDeveloper软件的计算机上安装GXSimulator后可实现离线调试。在安装有GXSimulator的GXDeveloper编程平台上完成梯形图的编制后，启动梯形图逻辑测试工具。步骤2：MXComponent是三菱一款用于PC与PLC进行通信的软件。运行MXComponent，按实验指导书进行相关设置后建立PC与GXSimulator的虚拟通道。2、易控部分实验步骤1）双击易控组态软件开发环境图标，在起始页新建工程，修改工程名及储存位置，然后进行整体画面设计，参考按图4.1设计监控画面；2）数据库变量设置；根据实验要求，设输入输出变量3）基于易控平台的动画设置：确定数据库变量与画面的对应关系，参见图4.2所示。图4.2输入输出对应图4）通道连接：建立数据库变量与PLC的IO通道连接。首先进行通道属性配置，然后新建串口设备，打开FX编程口，批量建立PLC程序中所用到的变量，再和数据库变量对应连接。3、PLC顺序功能图设计的设计根据实验内容，设计三种花样彩灯，在诸多设计方案中顺序法是最简单的，而且具有拓展性，可将上次实验的程序扩展应用。在GXDeveloper上编写梯形图。4、全虚拟PLC仿真过程1）MXComponent设置：按实验指导书进行相关设置。2）运行GXSimulator：启动梯形图逻辑测试功能，将编写的梯形图程序写入GXSimulator中并成功运行。3）运行易控的上位界面4）调试①在调试过程中可直接选择用上位界面上的启动、停止按钮控制16彩灯，也可通过GX中的软元件调试对X1和X2强制通断来控制。②上位机监视PLC的运行现场运行控制：按下可编程控制器模拟板的启动按钮X1，观看上位机中的监控画面的彩灯变换与PLC是否同步；按下可编程控制器模拟板的启动按钮X2，观察上位机中的监控画面的彩灯是否停止工作；上位机控制PLC的运行：通过监控画面中的启动、停止按钮控制PLC的工作，观察PLC是否正常工作。X1X2Y0Y1～Y7Y10～Y17启动停止L1L2～L8L9～L16GXDeveloper易控开发环境西华大学实验报告4五、实验过程记录(数据、图表、计算等)西华大学实验报告5六、实验结果分析及问题讨论思考题：1、MSCG是如何与PLC进行通信的？2、动画连接的本质是什么？3、如何设计其他的PLC监控系统？