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训练项目•训练项目1用IPC和组态软件实现车库自动监控•1．训练任务•利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成自动车库的计算机监控系统，实现以下功能：•（1）车到门前，车灯亮3次。•（2）车位传感器接收到3个车灯的亮、灭信号后，延时5s，车库门自动上卷，动作指示灯亮。•（3）门上行碰到上限位开关，门全部打开，此时停止上行。•（4）车进入车库，车位传感器检测到车停到车位，延时5s，门自动下行，动作指示灯亮。•（5）门下行碰到下限位开关，门全部关闭，此时停止下行。•（6）车库内和车库外还设有手动控制开关，可以控制门的开门、关门和停止。•（7）在计算机中显示车库工作状态。•要求能够查阅自动车库监控相关资料；根据控制要求制定控制方案、选择I/O接口设备，正确画出车库监控系统电路原理图；能够应用MCGS或Kingview组态软件进行监控画面的制作和程序编写、调试。图L1.1自动车库图训练项目•2．系统方案设计（10分）•（1）控制对象的分析。•①本系统控制对象是什么？•②被控参数有几个，分别完成什么功能？•③控制变量有几个，分别是什么？•（2）控制方案的制定。请画出系统的方框图。•3．控制系统的软、硬件选型（15分）•（1）IPC的选型。请进行IPC的选型，写出选择结果。•（2）I/O接口设备的选择。•①所选择的I/O接口设备（板卡、PLC、模块）的型号是什么？•②本系统I/O点数目：DI有几个，DO有几个，AI有几个，AO有几个？•③所选择的I/O接口设备的I/O点数？•④所选择的I/O接口设备允许的输入输出信号的类型是什么？范围是多少？•⑤所选择的I/O接口设备的供电电压是什么？•⑥画出所选择的I/O接口设备接线端子图，指出其定义。训练项目•（3）传感器、变送器的选择。•①所选择的传感器、变送器的型号是什么？•②所选择的传感器、变送器的主要技术参数？•（4）执行器的选择。所选择的执行器的主要技术参数。•（5）其他选择。•4．控制系统的电路原理图设计（15分）•（1）I/O接口设备与传感器、变送器的连接。请画出I/O设备与传感器、变送器的连线图。•（2）I/O接口设备与执行器的连接。请画出I/O设备与执行器的连线图。•（3）I/O接口设备与IPC的连线图。请画出I/O设备与IPC的连线图。•（4）其他。•5．软件设计与调试（30分）•（1）数据变量的定义。请进行变量规划并填表L1.1。训练项目•（2）监控画面的制作。请进行监控画面的制作或上交制作完成的电子版。•（3）动画连接。请填表L1.2，说明所进行的主要的动画连接。（4）程序的编写。请写出程序清单。（5）程序调试顺序单。请填表L1.3确定调试步骤与结果。训练项目•6．硬件连线与检查（10分）•（1）I/O接口设备与传感器、变送器的连接。•（2）I/O接口设备与执行器的连接。•（3）I/O接口设备与IPC的连线。•（4）其他。•7．组态软件与接口设备的连接（10分）•（1）在组态软件中进行设备添加。请写出主要方法与步骤。•（2）在组态软件中进行设备基本属性的设置。请写出主要方法与步骤。•（3）在组态软件中进行通道连接。请写出主要方法与步骤。•（4）在组态软件中进行设备调试。请写出主要方法与步骤。•（5）其他。•8．系统在线运行与调试（10分）•请写出主要方法与步骤。训练项目•9．设计参考•（1）监控系统系统对象分析。•监控系统的控制对象——自动车库。•控制参数——车库门的开关动作。•控制目标——车库能够自动检测车到门前，自动地打开车库大门，门动作后，还应能够检测是否已经全部打开，车驶入车库后能检测车是否停靠到位。车辆停稳后，门可以关闭并能够检测是否完全关闭。•控制变量——执行机构采用电动机实现，控制变量共两个，分别控制正转继电器和反转继电器的通断。•检测装置——车感应传感器、车位置检测传感器、自动门位置检测传感器。•（2）控制系统方案确定。略。•（3）设备选型。本监控系统采用电动机、接触器、中间继电器作为执行机构。•车感传感器可采用光电开关（PhotoelectricSwitch）实现，位于库门的光电探测检测装置用于检测车是否到门前。安装在车库托盘底层左右两边的检测开关,可以检测托盘上汽车停放是否到位。•开关门检测传感器可采用限位开关。图L1.2光电开关训练项目•（4）自动车库电路接线图。略。•（5）参考画面设计。参考画面如图L1.3所示，画面中除了车库、卷帘门、汽车外，还设计了SB1等10个按钮，用来在调试时模拟内外开门开关、关门开关、停止开关、车感信号X1、车位信号X2、上限位开关X3和下限位开关X4，进行信号输入。Y3是动作指示灯。画面中还设计了车库门上卷、下卷等13个状态指示灯。图L1.3自动车库监控系统（6）变量定义。假设使用中泰PCI-8408I/O板卡，参考变量定义见表L1.4。训练项目训练项目（7）动画连接与调试。①各开关动画效果：SB1～SB6用“按1松0”操作属性连接，其他用取反连接。②各指示灯的动画效果：可以采用颜色变化显示或明、暗变化显示或闪烁效果等。③门的动画效果：用大小变化连接。④车的动画效果：用水平移动连接。⑤车感信号的计数：在循环策略中使用计数器，设置方法如图L1.4(a)和(b)所示。训练项目（a）（b）（c）图L1.4循环策略中的计数器和定时器（8）控制程序的编写与调试。参考控制程序略。训练项目•训练项目2用IPC和组态软件实现供电系统自动监控•1．训练任务•利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成供电系统的计算机监控系统，实现以下功能：•（1）初始状态。•①2套电源均正常运行，状态检测信号G1、G2都为“1”。•②供电控制开关QF1、QF2、QF4、QF5、QF7都为“1”，处于合闸状态；QF3、QF6都为“0”，处于断开状态。•③变压器故障信号T1、T2和供电线路短路信号K1、K2都为0。•（2）控制要求。•①正常情况下，系统保持初始状态，2套电源分列运行。•②若电源G1、G2有1个掉电（=0），则QF1或QF2跳闸，QF3闭合。•③若变压器T1、T2有1个故障（=1），则QF1和QF4跳闸或QF2和QF5跳闸，QF6闭合。•④若K1短路（=1），QF7立即跳闸（速断保护）；若K2短路（=1），QF7经2s延时跳闸（过流保护）。•⑤若G1、G2同时掉电或T1、T2同时故障，QF1～QF7全部跳闸。训练项目•（3）在计算机中显示供电系统工作状态。要求能够查阅供电监控系统相关资料；根据控制要求制定控制方案、选择I/O接口设备，正确画出供电监控系统电路原理图；能够应用MCGS或Kingview组态软件进行监控画面的制作和程序编写、调试。图L2.1供电系统监控参考画面训练项目•2．设计参考•（1）监控系统系统对象分析。•监控系统的控制对象——供电系统。•控制参数——供电线路中断路器的动作。•控制目标——供电系统能够自动检测电源状态、变压器状态和线路的短路故障，确保在线路发生异常时，自动进行电源切换。•控制变量——QF1～QF7的通断。•检测装置——电源故障检测装置、变压器故障检测装置、短路故障检测装置。•（2）控制系统方案确定。略。•（3）设备选型。请查找有关供配电和电力系统相关资料。•（4）供电线路接线图。请查找有关供配电和电力系统相关资料。•（5）参考画面设计。如图L2.2所示，画面中除了供电系统外，还设计了G1等6个按钮，用来在调试时模拟电源运行状态、变压器运行状态和短路故障信号，进行信号输入。训练项目图L2.2供电系统监控参考画面（6）I/O分配。假设使用中泰PCI-8408I/O板卡，参考I/O定义见表L2.4。训练项目•（7）变量定义。假设使用中泰PCI-8408I/O板卡，参考变量定义见表L2.5。训练项目•（8）动画连接与调试。•①电源G1、G2，变压器故障T1、T2和短路K1、K2状态显示的动画效果：可以采用颜色变化显示或明、暗变化显示或可见度显示等。信号输入模拟：用按钮取反连接。•流动画效果：采用流动的动画效果。•②延时效果：可利用定时器构件实现，设置方法如图L2.3所示。图L2.3定时器构件设置参考图训练项目•训练项目4用IPC和组态软件实现加热反应炉自动监控•1．训练任务•利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成加热反应炉的计算机监控系统，实现以下功能：图L4.1加热反应炉监控系统按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。二者信号总相反。第一阶段：送料控制。（1）检测下液面X1、炉内温度X2、炉内压力X4是否都小于给定值（都为“0”）。（2）若是，则开启排气阀Y1和进料阀Y2。（3）当液位上升到上液面X3时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2。（4）延时10s，开启氮气阀Y3，氮气进入反应炉，炉内压力上升。（5）当压力上升到给定值时，即X4=1，关断氮气阀。送料过程结束。训练项目•第二阶段：加热反应控制。•（1）接通加热炉电源Y5。•（2）当温度上升到给定值时（此时信号X2=1），切断加热电源。加热过程结束。•第三阶段：泄放控制。•（1）延时10s，打开排气阀Y1，使炉内压力降到给定值以下（此时X4=0）。•（2）打开泄放阀Y4，当炉内溶液降到下液面以下（此时X1=0），关闭泄放阀Y4和排气阀Y1。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。•最后在计算机中显示反应炉工作状态。•要求能够查阅加热反应炉监控相关资料；根据控制要求制定控制方案、选择I/O接口设备，正确画出加热反应炉监控系统电路原理图；能够应用MCGS或Kingview组态软件进行监控画面的制作和程序编写、调试。训练项目•9．设计参考•加热反应炉控制系统（HeatingFurnaceControlSystem）通过对炉温、炉内压力及液位的检测实现送料控制、加热控制及泄放控制。本系统通过压力变送器、液位传感器和温度变送器检测压力、液位及炉内温度，控制电磁阀的动作。•（1）监控系统系统对象分析。•监控系统的控制对象——加热炉。•控制参数——加热炉液位、炉内压力和温度。•控制目标——使液位、炉温和炉内压力处于给定值范围内。•控制变量——控制4个电磁阀，1个电加热器的通断。•检测装置——液位传感器、压力变送器和温度变送器。•（2）控制系统方案确定。略。•（3）设备选型。本监控系统采用电磁阀作为执行机构，设备的选型可参考学习项目项目1～5。•液位的检测可以采用液位变送器或液位开关（LiquidLevelSwitch）实现，位于炉上的二个液位开关可以检测液位（可参见练习项目3）。气压罐的压力检测采用压力变送器或压力开关。压力开关是一种简单的压力控制装置，当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号（参见练习项目3）。温度的检测可以采用温度变送器或温度开关，温度变送器是将温度的变化以电流或者电压的变化形式输出至测量装置的一个组件。温度开关是温度到达设定值，则产生关闭或者开启电源的一个装置。•温度变送器可以是温度开关的探头组件，见图L4.2所示。训练项目（4）加热炉反应电路接线图。略。（5）参考画面设计。参考画面如图L4.3所示，画面中除了加热炉反应系统外，还设计了SB1等6个按钮，用来在调试时模拟启动、停止开关、传感器开关，进行信号输入。图L4.3加热反应炉监控系统训练项目•（6）I/O分配。若使用PLC作为I/O接口设备，请参考表L4.4。（7）变量定义。参考变量定义见表L4.5。（8）动画连接与调试。①在按钮SB1属性设置窗口中的“脚本程序”里写入：SB1=1SB2=0确保二者不同时为1。②用剪切或缩放效果表现液面的变化。③定时器的制作如图L4.4所示。图L4.4循环策略中定时器的设置训练项目训练项目•训练项目5用IPC和组态软件实现升降机的自动监控•1．训练任务•利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成自动升降机自动控制系的计算机监控系统，实现以下功能：•（1）当升降机停于一层或二层时，按三层按钮呼叫，则升降机上升至LS3停止。•（2）当升降机停于三层