MCGS在自动化生产线安装与调试课程中的应用

胡丹

[摘 要] 文章研究MCGS在生产线的安装与调试课程中的应用，并以供料站系统为例，阐述组态平台开发步骤。该平台的使用可以有效避免真实的实训设备存在价格昂贵、数量不足、操作危险、实验内容单一等弊端，提高学生综合实践能力。

[关键词] MCGS;自动线安装与调试;教学改革

[作者简介] 胡 丹（1986—），女，浙江台州人，讲师，研究方向为智能控制专业教学与研究。

[中图分类号] G712    [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2020）42-0349-02    [收稿日期] 2020-03-04

引言

随着产业转型升级的需要，企业对自动化生产线方面的人才要求也越来越高，特别是工程实际应用能力。自动化生产线安装与调试是智能控制技术及相关专业的一门核心专业课程，旨在培养自动线方面的人才，课程的重要特征是理论与操作的密切结合，强调技术应用。通过这门课的学习，让学生具备设计复杂的工业控制系统，并能进行安装、运行和维护的综合实践能力。

一、组态软件MCGS概述

组态控制技术也叫“应用程序生成器”。为满足使用者要求，它使用一些组态软件工具对各种软硬件资源进行配置，从而达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务，是一种计算机控制技术。[1]

MCGS（通用监控系统）组态软件是昆仑通态公司研发，用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据采集处理，以动画显示、報警处理、流程控制和报表输出等各种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，具体的组态过程包括系统菜单和系统参数组态、设备构件组态、用户界面组态、实时数据对象组态和运行策略组态。MCGS系统界面一致性好，易学易用，比使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，广泛地用于在实际的自动化生产线的控制中。[1]因此本文采用MCGS组态软件进行仿真教学实验的研发。

二、亚龙YL-335B型自动化生产线概述

由于现代生产企业的产品类型不同，所需要的自动线的功能也不尽相同，但就自动化生产线本身的核心技术和功能实现方式而言，几乎都是相同的。本文以亚龙YL-335B型自动线实训考核装置为研究和仿真对象，该自动线以若干个真实任务的工作过程为导向，让学生在模拟真实工业环境的自动化生产制造系统中进行自动化生产线的装配和调试。

YL-335B型自动线由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成，各工作单元均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间也可以通过以太网实现互连。[2]这些内容基本涵盖了自动线所要求掌握的基本知识点和技能点。因此，利用YL-335B型自动线可以模拟接近真实工厂环境的教学环境，有效缩短理论教学与实际应用之间的距离。

三、MCGS在自动化生产线安装与调试课程中的应用

自动化生产线安装与调试课程在授课中，是由易到难，从单个站的讲授到整站全线的调试，但是在以往的教学过程中，大多重视最后全线的组态模拟，单个站的人机界面组态并不存在，笔者认为组态的教学也应该贯穿整个教学过程。

（一）MCGS在自动线单个工作站中的应用

利用MCGS组态软件可以设计自动线课程每一个站点的实验仿真系统。这个系统既可以是连接实训室中PLC和其他硬件设备的仿真系统，也可以是在没有真实设备的情况下用人机界面元件来代替被控对象的仿真系统。前者将组态画面中的图形元件和真实的输入输出设备通过编程对应起来，以此监视实训设备硬件的工作状态、统计数据，操作液晶触摸屏画面就可以实时监控和改变设备的运行;后者需要在软件中编写MCGS组态应用脚本程序，通过虚拟上位机，来观察设备控制的过程和结果，这种方式，方便学生平时学习自动线站点的知识。下面以供料站中的系统控制为例，来讲解仿真系统的创建过程。

控制要求：若工作两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则正常工作灯常亮，表示系统准备好。不然正常工作灯以1赫兹频率闪烁。若设备已经准备好，按下开始按钮，运行指示灯常亮。若在运行中料仓内工件不足，则正常工作灯以1赫兹的频率闪烁，运行指示灯常亮。若料仓内没有工件，则两个灯均以1赫兹频率闪烁。若在运行中按下停止按钮，运行指示灯熄灭。

第一步：建议实时数据库，把供料站中所有的I/O口和中间变量在组态软件中建立对应的变量，注意选择变量的类型和初始值。

第二步：设计组态画面，进行元件与变量之间的动画连接。其中“正常工作灯”和“设备运行灯”的动画设置有三个，分别是可见度的参数设置、闪烁效果的参数设置和填充颜色的参数设置，连接DQ07和DQ10的变量。“启动”和“停止”按钮的设置方法，是在操作属性中勾选“数据对象值操作”，然后选择“按1松0”，分别连接DI12和DI13。

第三步：编写程序实现控制要求。如果是用软件来代替被控硬件的工作系统，则需要编写如图3的人机界面程序脚本以实现程序控制要求，并设置循环策略为100ms，模拟真实PLC的工作方式。如果是连接硬件的工作系统，就需要通过“设备窗口”将组态中的通道和组态中的变量连接起来，利用PLC的程序实现控制要求，组态界面可实时监控设备运行。

（二）MCGS在自动线上整站运行中的应用

自动线全站的组态设计本质上是5个站点的综合，但是5个站全部的端口数量太大，也没必要每个端口都实现组态控制。因此，整站的组态页面需要模拟控制系统中比较重要的传感器、按钮输入端口的状态，还要反映气缸、电磁阀等设备的运行状态，还能设置变频器运行频率等参数。通过MCGS组态软件的设计和交换机的信号交换，将触摸屏、计算机、各工作站构建成一个完整的自动化生产线系统，学生通过人机界面提供系统启停及复位等主令信号，就可以完成对自动线各种被控设备的监控和调试[3-5]。

四、總结

本文论述的仿真自动化生产线实验平台能够模拟亚龙YL-335B实训装备的生产过程，人机界面形象友好、操作方便。通过仿真组态技术进行教学设计，可以使课程实验内容多样化，并能激发学生学习兴趣，有效地避免真实的实训设备存在地弊端，从而提高教学效果。

参考文献

[1]李江全.组态软件MCGS从入门到监控应用35例[M].北京：电子工业出版社，2015.

[2]吕景权.自动化生产线安装与调试（第三版）[M].北京：中国铁道出版社，2017.

[3]宋柯，等.基于MCGS和PLC的仿真实验教学设计[J].工业控制计算机，2019（32）：21-25.

[4]李江.组态软件在PLC实验系统中的应用[J].科技经济导刊，2019（27）：143.

[5]郭军.基于工控机组态与PLC控制系统的调试探究[J].自动化与仪器仪表，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