MCGS在自動化生產線安裝與調試課程中的應用

胡丹

[摘 要] 文章研究MCGS在生產線的安裝與調試課程中的應用，并以供料站系統為例，闡述組態平臺開發步驟。該平臺的使用可以有效避免真實的實訓設備存在價格昂貴、數量不足、操作危險、實驗內容單一等弊端，提高學生綜合實踐能力。

[關鍵詞] MCGS;自動線安裝與調試;教學改革

[作者簡介] 胡 丹（1986—），女，浙江臺州人，講師，研究方向為智能控制專業教學與研究。

[中圖分類號] G712? ? [文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）42-0349-02? ? [收稿日期] 2020-03-04

引言

隨著產業轉型升級的需要，企業對自動化生產線方面的人才要求也越來越高，特別是工程實際應用能力。自動化生產線安裝與調試是智能控制技術及相關專業的一門核心專業課程，旨在培養自動線方面的人才，課程的重要特征是理論與操作的密切結合，強調技術應用。通過這門課的學習，讓學生具備設計復雜的工業控制系統，并能進行安裝、運行和維護的綜合實踐能力。

一、組態軟件MCGS概述

組態控制技術也叫“應用程序生成器”。為滿足使用者要求，它使用一些組態軟件工具對各種軟硬件資源進行配置，從而達到讓計算機或軟件按照預先設置自動執行特定任務，是一種計算機控制技術。[1]

MCGS（通用監控系統）組態軟件是昆侖通態公司研發，用于快速構造和生成計算機監控系統的組態軟件。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現場數據采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等各種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，具體的組態過程包括系統菜單和系統參數組態、設備構件組態、用戶界面組態、實時數據對象組態和運行策略組態。MCGS系統界面一致性好，易學易用，比使用專用機開發的工業控制系統更具有通用性，廣泛地用于在實際的自動化生產線的控制中。[1]因此本文采用MCGS組態軟件進行仿真教學實驗的研發。

二、亞龍YL-335B型自動化生產線概述

由于現代生產企業的產品類型不同，所需要的自動線的功能也不盡相同，但就自動化生產線本身的核心技術和功能實現方式而言，幾乎都是相同的。本文以亞龍YL-335B型自動線實訓考核裝置為研究和仿真對象，該自動線以若干個真實任務的工作過程為導向，讓學生在模擬真實工業環境的自動化生產制造系統中進行自動化生產線的裝配和調試。

YL-335B型自動線由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成，各工作單元均設置一臺PLC承擔其控制任務，各PLC之間也可以通過以太網實現互連。[2]這些內容基本涵蓋了自動線所要求掌握的基本知識點和技能點。因此，利用YL-335B型自動線可以模擬接近真實工廠環境的教學環境，有效縮短理論教學與實際應用之間的距離。

三、MCGS在自動化生產線安裝與調試課程中的應用

自動化生產線安裝與調試課程在授課中，是由易到難，從單個站的講授到整站全線的調試，但是在以往的教學過程中，大多重視最后全線的組態模擬，單個站的人機界面組態并不存在，筆者認為組態的教學也應該貫穿整個教學過程。

（一）MCGS在自動線單個工作站中的應用

利用MCGS組態軟件可以設計自動線課程每一個站點的實驗仿真系統。這個系統既可以是連接實訓室中PLC和其他硬件設備的仿真系統，也可以是在沒有真實設備的情況下用人機界面元件來代替被控對象的仿真系統。前者將組態畫面中的圖形元件和真實的輸入輸出設備通過編程對應起來，以此監視實訓設備硬件的工作狀態、統計數據，操作液晶觸摸屏畫面就可以實時監控和改變設備的運行;后者需要在軟件中編寫MCGS組態應用腳本程序，通過虛擬上位機，來觀察設備控制的過程和結果，這種方式，方便學生平時學習自動線站點的知識。下面以供料站中的系統控制為例，來講解仿真系統的創建過程。

控制要求：若工作兩個氣缸均處于縮回位置，且料倉內有足夠的待加工工件，則正常工作燈常亮，表示系統準備好。不然正常工作燈以1赫茲頻率閃爍。若設備已經準備好，按下開始按鈕，運行指示燈常亮。若在運行中料倉內工件不足，則正常工作燈以1赫茲的頻率閃爍，運行指示燈常亮。若料倉內沒有工件，則兩個燈均以1赫茲頻率閃爍。若在運行中按下停止按鈕，運行指示燈熄滅。

第一步：建議實時數據庫，把供料站中所有的I/O口和中間變量在組態軟件中建立對應的變量，注意選擇變量的類型和初始值。

第二步：設計組態畫面，進行元件與變量之間的動畫連接。其中“正常工作燈”和“設備運行燈”的動畫設置有三個，分別是可見度的參數設置、閃爍效果的參數設置和填充顏色的參數設置，連接DQ07和DQ10的變量。“啟動”和“停止”按鈕的設置方法，是在操作屬性中勾選“數據對象值操作”，然后選擇“按1松0”，分別連接DI12和DI13。

第三步：編寫程序實現控制要求。如果是用軟件來代替被控硬件的工作系統，則需要編寫如圖3的人機界面程序腳本以實現程序控制要求，并設置循環策略為100ms，模擬真實PLC的工作方式。如果是連接硬件的工作系統，就需要通過“設備窗口”將組態中的通道和組態中的變量連接起來，利用PLC的程序實現控制要求，組態界面可實時監控設備運行。

（二）MCGS在自動線上整站運行中的應用

自動線全站的組態設計本質上是5個站點的綜合，但是5個站全部的端口數量太大，也沒必要每個端口都實現組態控制。因此，整站的組態頁面需要模擬控制系統中比較重要的傳感器、按鈕輸入端口的狀態，還要反映氣缸、電磁閥等設備的運行狀態，還能設置變頻器運行頻率等參數。通過MCGS組態軟件的設計和交換機的信號交換，將觸摸屏、計算機、各工作站構建成一個完整的自動化生產線系統，學生通過人機界面提供系統啟停及復位等主令信號，就可以完成對自動線各種被控設備的監控和調試[3-5]。

四、總結

本文論述的仿真自動化生產線實驗平臺能夠模擬亞龍YL-335B實訓裝備的生產過程，人機界面形象友好、操作方便。通過仿真組態技術進行教學設計，可以使課程實驗內容多樣化，并能激發學生學習興趣，有效地避免真實的實訓設備存在地弊端，從而提高教學效果。

參考文獻

[1]李江全.組態軟件MCGS從入門到監控應用35例[M].北京：電子工業出版社，2015.

[2]呂景權.自動化生產線安裝與調試（第三版）[M].北京：中國鐵道出版社，2017.

[3]宋柯，等.基于MCGS和PLC的仿真實驗教學設計[J].工業控制計算機，2019（32）：21-25.

[4]李江.組態軟件在PLC實驗系統中的應用[J].科技經濟導刊，2019（27）：143.

[5]郭軍.基于工控機組態與PLC控制系統的調試探究[J].自動化與儀器儀表，2017（11）：18-20.

Application of MCGS in the Course of Installation and Debugging of Automatic Production Line

HU Dan

（Taizhou Vocational Collage of Science & Technology，Taizhou，Zhejiang 318020，China）

Abstract：This paper studies the application of MCGS in the course of Installation and Debugging of Automatic Production Line，and takes the feeding station system as an example to elaborate the development steps of configuration platform.The use of this platform can effectively avoid the disadvantages of real training equipment，such as high price，insufficient quantity，dangerous operation，single experimental content and so on.

Key words：MCGS;Installation and Debugging of Automatic Production Line;teaching reform