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第1部分 学习项目1

先导知识学习1

0.1什么是计算机控制系统1

0.1.1人如何实现对设备的控制1

0.1.2自动控制系统如何实现对设备的控制2

0.1.3计算机控制系统如何实现对设备的控制4

0.2计算机控制系统中使用哪种计算机4

0.2.1计算机控制系统使用的计算机种类4

0.2.2 IPC、PLC、MCU性能比较5

0.3什么是组态控制技术7

0.3.1组态的含义7

0.3.2采用组态技术的计算机控制系统的优越性7

0.3.3市场主流组态控制产品及生产厂家8

0.4计算机控制系统有哪些型式8

0.4.1数据采集系统8

0.4.2直接数字控制系统8

0.4.3集散控制系统9

0.4.4现场总线控制系统10

本项目小结10

学习项目1用IPC和MCGS实现机械手监控系统11

1.1方案设计11

1.1.1控制要求11

1.1.2对象分析12

1.1.3方案制订14

1.2闭环控制系统设备选型与电路设计15

1.2.1命令输入设备选型15

1.2.2传感器变送器选型15

1.2.3执行器选型16

1.2.4工控机选型16

1.2.5 I／O接口设备选型17

1.2.6系统软件选型21

1.2.7系统方框图和原理接线图绘制21

1.3闭环控制系统监控软件的设计与调试22

1.3.1安装MCGS组态软件22

1.3.2建立工程23

1.3.3定义变量24

1.3.4设计与编辑画面26

1.3.5进行动画连接与调试31

1.3.6设计控制程序33

1.3.7进行程序编辑与调试38

1.4闭环控制系统的软、硬件联调45

1.4.1安装与连接西门子S7-200 CPU22245

1.4.2编辑与调试控制程序46

1.4.3进行PLC通信设置47

1.4.4在MCGS中进行S7-200 PLC设备的连接与配置47

1.4.5软、硬件联调52

1.5开环控制系统的实现52

1.6思路拓展55

本项目小结59

学习项目2用IPC和MCGS实现电动大门监控系统61

2.1方案设计61

2.1.1控制要求61

2.1.2对象分析62

2.1.3方案制订63

2.2设备选型与电路设计64

2.2.1命令输入设备选型64

2.2.2传感器和变送器选型64

2.2.3执行器选型65

2.2.4计算机选型65

2.2.5 I／O接口设备选型66

2.2.6系统软件选型66

2.2.7系统方框图和原理接线图绘制66

2.3监控软件的设计与调试70

2.3.1建立工程70

2.3.2定义变量71

2.3.3设计与编辑画面72

2.3.4进行动画连接与调试79

2.3.5进行板卡与IPC的任务分工84

2.3.6设计与调试MCGS监视程序85

2.3.7设计与调试MCGS控制程序87

2.4软、硬件联调95

2.4.1安装中泰PCI-8408板卡95

2.4.2安装中泰PCI-8408板卡驱动程序95

2.4.3安装与连接控制电路96

2.4.4在MCGS中设置PCI-840896

2.4.5进行控制电路的软、硬件联调99

2.4.6进行主电路的软、硬件联调99

2.5思路拓展99

本项目小结102

学习项目3用IPC和MCGS实现储液罐水位监控103

3.1方案设计103

3.1.1控制要求103

3.1.2任务分析104

3.1.3方案制订106

3.2软、硬件选型106

3.2.1命令输入设备选型106

3.2.2传感器和变送器选型106

3.2.3执行器选型108

3.2.4计算机选型109

3.2.5 I／O接口设备选型109

3.2.6系统软件选型110

3.3电路设计110

3.3.1利用PCL-818L板卡做接口设备110

3.3.2利用S7-200 PLC做接口设备116

3.4程序设计与调试117

3.4.1建立工程117

3.4.2定义变量118

3.4.3设计与编辑画面118

3.4.4进行动画连接与调试119

3.4.5进行水位对象的模拟122

3.4.6制作与调试实时和历史报警窗口123

3.4.7制作与调试实时和历史报表131

3.4.8制作与调试实时和历史曲线136

3.4.9编写与调试控制程序140

3.5使用PCL-818L做接口设备的系统软、硬件联调143

3.5.1安装与连接PCL-818L板卡143

3.5.2在MCGS中进行PCL-818L设备的连接与配置144

3.5.3软、硬件联调150

3.6使用S7-200 PLC作接口设备的系统软、硬件联调150

3.6.1安装与连接S7-200 PLC150

3.6.2在MCGS中进行S7-200 PLC设备的连接与配置151

3.6.3软、硬件联调155

3.7思路拓展156

本项目小结158

学习项目4用IPC和组态王实现机械手监控系统160

4.1方案设计160

4.2设备选型160

4.3电路设计161

4.3.1确定方案161

4.3.2设计电路162

4.4程序设计与调试163

4.4.1安装组态王软件164

4.4.2建立工程166

4.4.3定义变量167

4.4.4设计与编辑画面170

4.4.5进行动画连接与调试172

4.4.6编写控制程序181

4.4.7进行程序的模拟运行与调试185

4.5软、硬件联调186

4.5.1连接电路186

4.5.2设置三菱FX2N-48MR型PLC通信参数187

4.5.3在组态王中配置三菱FX2N-48MR型PLC187

4.5.4进行机械手监控系统软、硬件联调189

4.6思路拓展189

本项目小结195

学习项目5用IPC和组态王实现水箱水位监控系统197

5.1方案设计197

5.1.1控制要求197

5.1.2对象分析197

5.1.3初方案制订199

5.2软、硬件选型199

5.3电路设计203

5.4程序设计与调试204

5.4.1建立工程204

5.4.2定义变量205

5.4.3设计与编辑画面208

5.4.4进行动画连接与调试211

5.4.5编写控制程序并进行模拟调试215

5.4.6制作与调试实时和历史报警窗口216

5.4.7制作与调试实时和历史曲线218

5.4.8制作与调试日报表221

5.5软、硬件联调225

5.5.1连接电路225

5.5.2设置三菱FX2N-48MR PLC通信参数225

5.5.3在组态王中配置FX2N PLC和ND-6018225

5.5.4进行软、硬件联调230

5.6思路拓展230

本项目小结232

第2部分 练习项目234

练习项目1车库自动监控系统设计234

练习项目2供电自动监控系统设计240

练习项目3雨水利用自动监控系统设计247

练习项目4加热反应炉自动监控系统设计253

练习项目5升降机自动监控系统设计260

练习项目6废品检测自动监控系统设计267

练习项目7加料过程自动监控系统设计273

练习项目8双储液罐单水位自动监控系统设计278

练习项目9双储液罐双水位自动监控系统设计283

练习项目10双储液罐温度监控系统设计286

练习项目11双储液罐水位PID控制系统设计290

练习项目12双储液罐水位、温度自动监控系统设计293

练习项目13工件自动加工监控系统设计296

练习项目14污水处理过程监控系统设计302