MCGS组态软件课程设计基于MCGS组态软件实现自动门设计.docx
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MCGS组态软件课程设计基于MCGS组态软件实现自动门设计
MCGS组态软件课程设计
基于MCGS组态软件实现自动门设计
摘要：
利用MCGS组态软件，采用模块的形式，制作出自动门的监控画面，工作人员通过监控画面可以实时了解自动门的运行，与时对自动门系统故障进行报警，分析判断故障原因，并通过计算机直接控制自动门的运行。
设计具有一定的理论研究和工程实用价值
关键字：
自动门,组态软件,监控
Abstract
ThepaperdescribeshowthedynamicmonitoringscreenonHMIfortheautomaticdoor’sautomatedcontrolsystemisdesignedandbuiltbytheconfigurationsoftwareMCGSandinmoduleform.ThestaffcanmonitortheoperationalstatusofthedoorbytheHMI,andgivethealarmintimetosolvetheproblemswithoutdelayifsomeaccidenthappensintheautomaticsystem.Also,thestaffcancontrolthedoor’soperationbyPLC.Itisoftheoreticalandpracticalvalues
KeyWords：
Automaticdoor，MCGSsoftware,monitor
1.绪论
1.1立题背景
随着自动控制技术的飞速发展，人民生活水平的逐渐提高，去商场或超市购物的时间越来越多，为了方便顾客随时进入或走出商场或超市，许多商场或超市原来的手推玻璃门逐渐被自动玻璃门所取代，而且商场或超市在冬天或夏天开空调，采用自动玻璃门可以减少顾客推门或关门这个烦琐的动作，而且还可提高室内的舒适度,自动门已成为人们日常生活中不可缺少的工具,其运行的可靠性也成为人们关注的焦点。
近几年来随着组态软件的广泛应用,结合门监控系统的实际要求和组态软件的特点开始将组态软件应用到自动门的控制系统。
组态软件本身所具有的操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出优点,可以使管理人员不到现场就能直观、清晰、准确地了解门的运行状态,与时对自动门系统中的故障进行报警,分析判断故障原因,并可通过计算机直接控制门的运行,充分提高系统的工作效率和监控力度,保障人们进入和出门的可靠性。
与以往自动门控制中采用的单片机等软件相比,MCGS操作更简便,其动画显示使人机界面更加人性化,因此基于组态软件的车库控制系统的研究具有重要的现实意义。
1.2研究问题
1.2.1自动门组态控制对象分析:
被控对象——自动门
被控参数——开关门动作、报警灯闪烁
控制目标——是自动门能够接收开门、关门、停止等命令，并发出正、反转信号，大门动作后，还应能够检测是否已经全部打开或关闭，是否夹到人或物品，能够自动打开。
控制变量——共两个，分别控制正转继电器和反转继电器
1.2.2自动门监控系统初方案指定
从人身安全、公共利益，提高自动化程度、降低劳动强度考虑，本系统选择闭环方案。
自动门控制系统的闭环方案如图：
闭环控制自动门系统方框图
闭环控制需要安装3个传感器，检测门是否已全部打开、关闭，是否夹到人或物品，闭环控制在硬件结构上比开环开销稍大，但可以实现到位后自动打开。
1.3设计思路
本设计中有四个自动门，第一个自动门通过位移传感器检测人的位置来控制门的开关。
第二个门通过感应元件检测到有人来时，门自动打开。
第三个门是密码门，当密码输入正确时门自动打开。
同时对楼房窗户的暗亮进行了控制，使其有规律的闪烁。
这些都是通过程序实现的。
第四个门通过采用设备中泰PCI-8048芯片通信，采用三个开关控制门的各个状态。
PID控制器包括比例积分、比例微分环节。
在调节控制系统的稳定性中具有调节时间较长，并且具有超调量、调节时间、稳态误差等等。
本设计控制的自动门是属于开关控制，要求响应快。
PLC控制具有实时性，高可靠性，与丰富的I/O接口。
若采用PID控制不能满足设计要求，我们不可能在实际中开门或关门等待系统缓慢的调节，所以我才用PLC控制，使用中泰PCI-8048芯片通信、使用MCGS组态软件进行监控等。
PLC自动门控制系统方框图
第三章建模分析
3.1工程建立
进入MCGS组态环境后，单击工具条上的“新建”按钮，或执行“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.MCG”的新工程（X为数字，表示建立新工程的顺序，如1、2、3等）。
选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。
在文件名一栏内输入“自动门控制”，点击“保存”按钮，工程创建完毕
3.2用户窗口组态
3.2.1建立画面
在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。
如图1
图1窗口的建立
编辑画面
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，弹出“用户窗口属性设置”对话框，按所列款项设置有关属性。
主画面的编辑
MCGS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。
自动门控制系统的全图
主界面的控制图
定义数据对象如下图所示
定义了各个控制的变量
动画连接
到现在为止，我们由图形对象搭制而成的图形界面是静止的，需要我们对这些图形对象进行动画属性设置，使它们“动”起来，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。
MCGS实现图形动画设计的主要方式是将用户窗口中的图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性，这样在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，就会由数据对象的实时采集结果进行驱动，从而实现图形的动画效果，使图形界面“动”起来。
下面将分块介绍动画连接：
门1的动画设计
主要是通过开关按钮调用行策略来控制门的开关，各属性属性如下图：
定义门的开关位移
开门开关的调用程序
控制门停止的程序
控制门关门的程序
报警灯的报警属性设置
如下面各图所示为设备窗口的参数设定：
自动门的程序设定：
门的控制程序如下：
IF开门=1THEN
水平移动量=水平移动量+1
报警灯控制信号2=1
IF关门=1THEN
水平移动量=水平移动量-1
报警灯控制信号2=1
IF停止=1THEN
水平移动量=水平移动量
报警灯控制信号2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF关门=1THEN
水平移动量=水平移动量-1
报警灯控制信号2=1
IF开门=1THEN
水平移动量=水平移动量+1
报警灯控制信号2=1
IF停止=1THEN
水平移动量=水平移动量
报警灯控制信号2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF停止=1THEN
水平移动量=水平移动量
报警灯控制信号2=1
IF关门=1THEN
水平移动量=水平移动量-1
报警灯控制信号2=1
IF开门=1THEN
水平移动量=水平移动量
报警灯控制信号2=1
ENDIF
ENDIF
ENDIF
IF水平移动量=0AND停止=1THEN
报警灯控制信号1=1
ENDIF
IF水平移动量=0AND关门=1THEN
报警灯控制信号1=1
ENDIF
门2的动画设计
设计思路：
动画中，从左边开过来一辆车，到达门2在的位置后车停下来，这时从车上下来一个人朝门走去，门通过检查元件检测到有人要进楼，调用程序让门打开，人进去后门自动关上。
设计中附加计数器记下每天的客流量，对宾馆的客人人数有一个准确的记录。
人的动画组态属性设计有水平移动和可见度，设置可见度的目的是当人进楼后，置可见度为0，使其消失。
门3的动画设计
当人走到了门前，输入密码13579正确。
经一定时间以后门打开，人进入房间。
门四的设计思路
通过控制门的检测范围来控制门的开关。
当人进入一定范围时门打开，人进入后门关上。
总结
运用MCGS组态软件设计出带有控制按钮、报警窗口等的自动门控制系统监控画面,并在每个画面上生成相互关联的静态或者动态的图形对象。
画面可动态显示门的运行状态（如方向、位置、开关门等）,与时进行故障分析判断,并可自动报警以提示和告知维修人员,同时进行应急处理。
根据实际自动门控制系统中各个物理量,建立了含有全部数据变量的当前值的实时数据库,指定变量名和变量类型,并实时与动态画面连接。
当变量的值改变时画面以图形对象的动画效果显示,或者由软件使用者改变图形对象数据变量的值。
在此过程中定义门对应的方向、位置、开关门等内呼、外呼信号,以便于属性设置和编程时使用。
再次进行画面属性设置,将实时数据库中定义的各种开关型或数值型变量和监控画面中相对应的按钮、指示灯等相连接,能使画面按照要求显示。
基于MCGS的自动门控制系统,操作界面友好,自动化程度高,监控可靠,完全可以满足工程的需要。
参考文献
[1]彭珍瑞,董海棠.控制工程基础.北京：
高等教育出版社，2010
[2]MCGS组态软件
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