基于PLC与MCGS组态软件的抢答器控制研究

薛小倩，王爱林

（包头轻工职业技术学院 自动化系，内蒙古 包头 014035）

0 引言

在当前的高职教学中，直观教学尤为重要，而不是偏向于繁多的理论，更多的是偏重于实践，才能让学生更好地理解教学内容，掌握知识。同时，学生的实践和理解能力在此过程中也能够大大提高。

在此，文章提出了一种PLC实例与MCGS组态软件结合的设计理念，通过PLC编写程序，连接硬件接线，完成抢答器的控制，然后在组态软件中建立画面并完成PLC与MCGS组态软件的通信，最终实现抢答器的控制过程直观地在组态画面中得以显示。本文不仅学习了PLC设备与MCGS组态软件的连接于通信，同时验证了PLC所编写的程序是否符合抢答器的控制要求［1］，即在此检测程序的正确性，大大地提高了学生的学习兴趣，也锻炼了对于PLC软件编程方面的能力。

1 组态软件画面的建立

1.1 抢答器自动控制制作画面效果图

建立抢答器自动控制画面之前，首先分析此控制包括哪几个部分，然后分别建立。

如图1所示，在组态软件中建立好的效果图(在1.3中会进行详细叙述），由4个抢答按钮，4个抢答席位组成，同时，每个抢答席位上都装有对应抢答席位的指示灯，作用是当对应席位的抢答器抢答成功，指示灯便会相应点亮。此部分相对简单，目的是让学生首先对建立组态画面有一定的认识和了解，便于后续较为复杂的知识理解和掌握。

图1 抢答器自动控制效果

1.2 抢答器的自动控制要求

当S1按下时，抢答席1对应的指示灯点亮，表示抢答器1的抢答成功，其他两个席位的控制按钮S2、S3此时按下将无效。若想要进行下一轮的抢答，需要主持人按下复位按钮S0，待系统复位后，才可进行下一轮的抢答。同样，对于抢答席2和抢答席3上的抢答按钮控制过程和抢答席1上的抢答按钮S1相同。

1.3 建立抢答器自动控制工程的画面流程

1.3.1 建立抢答器控制用户窗口

计算机在安装了MCGS组态画面之后，在电脑的桌面上便有 “MCGS运行环境” 和 “MCGS组态环境” 两个图标，首先双击 “MCGS组态环境” 图标，依次完成以下几项：

(1）在 “用户窗口” 中单击 “新建窗口” 按钮，建立 “窗口0” 。

(2）选中 “窗口0” ，单击 “窗口属性” ，进入 “用户窗口属性设置” 。

(3）将窗口名称改为抢答器自动控制；窗口标题改为抢答器自动控制；窗口位置选中 “最大化显示” ，其他不变，单击 “确认” 。

(4）在 “用户窗口” 中，选中 “抢答器自动控制” ，点击右键，选择下拉菜单中的 “设置为启动窗口” 选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。

1.3.2 抢答器控制工程画面设计

(1）放置图形对象。

同样的方法，可以选择 “指示灯” 元件部分，选择好之后，利用鼠标在画面中摆放，直至满意的效果。

(2）添加文字标注。

2 PLC和MCGS组态软件的通信

2.1 实时数据库建立

MCGS中的数据不同于传统意义的数据或变量，它不只包含变量的数据特征，还将与数据相关的其他属性(如数据的状态、报警限值等）及对数据的操作方法(如存盘处理、报警处理等）封装在一起，作为一个整体，以对象的形式提供服务［2］。这种把数值、属性和方法定义成一体的数据成为数据对象。

在MCGS组态软件中，数据对象有开关型、数值型、字符型、组对象等类型。不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同［3］。

下面介绍抢答器自动控制系统的建立实时数据库的步骤：首先，在工程中点击 “实时数据库” ，在右面菜单栏中有 “新增对象” 一栏，点击此状态栏，依次增加抢答器控制所需要的数据，完成后单击 “确认” 。

2.2 通信参数设置

在工程中点击 “设备窗口” ，然后在界面中双击 “设备窗口” 选项，然后点击 “” 图标，或者在打开的界面中点击鼠标右键，打开设备工具箱，再打开 “设备管理” ，在此，选择我们此控制所需要的设备，包括 “通用串口父设备” 以及 “西门子S7-200PPI” ，针对这两种设备的属性进行相应的设置。

(1） “通用串口父设备” 的设置。

从设置属性中可以看到，包括有初始工作状态、最小采集周期、串口端口号、通信波特率等，这些属性的设置相当重要。在此设定了通信值之后，在PLC中设定的数值及其属性必须要和在组态软件中所设置的一一对应，否则就不能实现正常通信。

(2） “西门子S7-200PPI” 设置。

双击设备0，也就是 “西门子S7-200PPI” ，在此我们需要设置 “基本属性” 和 “通道连接” 两个部分。

在 “基本属性” 设置中，将鼠标点到 “设置设备内部属性” 处，然后点击 “” ，出现下面的画面，依次 “增加通道” 并且设置属性，比如， “I输入寄存器” 的操作方式是 “只读” ，而 “Q读写寄存器” 的操作方式便为 “读写” ，而且要依据PLC程序中的地址分配修改对应数据位的位数。 “西门子S7-200PPI” 的通道连接设置如图2所示。

图2 “西门子S7-200PPI” 的通道连接设置

在 “通道连接” 的设置中，以上是设置画面。操作过程是在 “对应数据对象” 处点击鼠标右键，出现实时数据库中已经设置好的数据，包括抢答器中所需要的数据类型，比如抢答按钮S1、抢答席1指示灯Y1等，根据通道类型所提供的地址位选择实时数据库中的数据，进行对应的连接。

2.3 动画连接

设置好工作台中的上面3个部分之后，回到用户窗口中，打开静态画面。此时，我们需要设置的动画连接主要由两个方面，一个是抢答器按钮，另外一个是抢答席对应的指示灯。本文逐一进行说明。

(1）抢答按钮部分。

双击抢答按钮S0，出现 “数据对象” 状态栏，然后点击 “” ，选择在实时数据库中已经定义好的 “主持人按钮 “S0” 。然后，在 “动画连接” 中，进行同样的设置，之后点击 “” ，在 “可见度” 状态栏中将表达式同样和 “主持人按钮S0” 进行连接，点击确认，设置完毕。

(2）抢答席指示灯部分。此部分的设置和抢答器按钮设置大致相同，在此不做详细说明。

3 结语

通过完成PLC对抢答器的模拟控制，然后在组态软件中建立画面，并且进行PLC与MCGS组态软件的通信。实验证明，上述的控制方案具有良好的控制效果，不仅可以让学生对抢答器的控制有一定的直观认识，同时也可以加深对PLC软件编程部分的理解。该模拟系统的建立和实施不仅为PLC与MCGS组态软件的抢答器控制提供了理论依据和实验平台，同时为后续更为复杂的PLC模拟控制研究奠定基础。