第1部分 计算机监控技术学习项目 1
先导知识学习 1
0.1什么是计算机控制系统？（The Computer Control System） 1
0.1.1人是如何对设备进行控制的？ 1
0.1.2自动控制系统的组成（The Automatic Control System） 2
0.1.3计算机控制系统的组成 4
0.2计算机控制系统中使用哪种计算机？ 4
0.2.1计算机控制系统中使用计算机的种类 4
0.2.2 1PC、 PLC、 MCU系统性能特点比较 6
0.3什么是组态控制技术？ 7
0.3.1在计算机控制系统中组态技术的两个层面 7
0.3.2采用组态技术的计算机控制系统的优越性 8
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形式？ 8
0.4.1数据采集系统的功能与结构 8
0.4.2直接数字控制系统的功能与结构 9
0.4.3集散控制系统的功能与结构 9
0.4.4现场总线控制系统的功能与结构 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 12
1.1机械手监控系统的方案设计 12
1.1.1机械手监控系统的控制要求 12
1.1.2机械手监控系统对象分析 13
1.1.3机械手监控系统初方案制订 15
1.2机械手监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 16
1.2.1命令输入设备选型 16
1.2.2传感器和变送器选型 16
1.2.3执行器选型 16
1.2.4计算机选型 17
1.2.5 I/O接口设备选型 17
1.2.6机械手监控系统方框图和电路接线图绘制 22
1.2.7系统软件选型 26
1.3机械手系统监控软件的设计与调试 26
1.3.1 MCGS组态软件的安装 26
1.3.2工程的建立 27
1.3.3变量的定义 28
1.3.4画面的设计与编辑 29
1.3.5动画连接与调试 35
1.3.6控制程序的设计 37
1.3.7程序的编辑、模拟仿真运行、调试与改进 45
1.4机械手监控系统的软、硬件联调 51
1.4.1中泰PCI-8408板卡的安装 51
1.4.2中泰PCI-8408板卡驱动程序的安装 51
1.4.3机械手监控系统电路连接 52
1.4.4在MCGS中进行PCI-8408板卡设备的连接与配置 53
1.4.5系统软、硬件联调 56
1.5思路拓展 57
本项目小结 60
学习项目2用IPC和MCGS实现电动大门监控系统 62
2.1电动大门监控系统的方案设计 62
2.1.1电动大门监控系统的控制要求 62
2.1.2电动大门监控系统对象分析 63
2.1.3电动大门监控系统初方案制订 64
2.2电动大门监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 65
2.2.1命令输入设备选型 65
2.2.2传感器和变送器选型 65
2.2.3执行器选型 65
2.2.4计算机选型 67
2.2.5 I/O接口设备选型 68
2.2.6电动大门监控系统的方框图和电路接线图绘制 69
2.2.7系统软件选型 71
2.3电动大门系统监控软件的设计与调试 71
2.3.1工程的建立 71
2.3.2变量的定义 72
2.3.3画面的设计与编辑 73
2.3.4动画连接与调试 80
2.3.5电动大门监控系统的控制任务及PLC与IPC的分工 85
2.3.6方案一程序的编辑、模拟仿真运行和调试 86
2.3.7方案二程序的编辑、模拟仿真运行和调试 90
2.4电动大门监控系统的软、硬件联调 97
2.4.1西门子S7-200 PLC CPU222的安装与电路连接 97
2.4.2方案一PLC程序的编辑与调试 99
2.4.3 PLC通信设置 100
2.4.4在MCGS中进行S7-200 PLC设备的连接与配置 101
2.4.5方案一软、硬件联调 106
2.4.6方案二软、硬件联调 106
2.5思路拓展 107
本项目小结 110
学习项目3用IPC和MCGS实现储液罐水位监控系统 112
3.1储液罐水位监控系统的方案设计 112
3.1.1储液罐水位监控系统的控制要求 112
3.1.2储液罐水位监控系统对象分析 113
3.1.3储液罐水位监控系统初方案制订 114
3.2储液罐水位监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 115
3.2.1命令输入设备选型 115
3.2.2传感器和变送器选型 115
3.2.3执行器选型 116
3.2.4计算机选型 117
3.2.5 I/O接口设备选型 118
3.2.6利用PCL-818L板卡做接口设备的系统方框图和电路接线图绘制 119
3.2.7利用S7-200 PLC做接口设备的系统方框图和电路接线图绘制 124
3.2.8系统软件选型 126
3.3储液罐系统监控软件的设计与调试 126
3.3.1工程的建立 126
3.3.2变量的定义 127
3.3.3画面的设计与编辑 127
3.3.4动画连接与调试 128
3.3.5水位对象的模拟 132
3.3.6实时和历史报警窗口的制作与调试 133
3.3.7实时和历史报表的制作与调试 142
3.3.8实时和历史曲线的制作与调试 147
3.3.9储液罐水位监控系统控制程序的编写与调试 152
3.4使用PCL-818L做接口设备的储液罐水位监控系统的软、硬件联调 155
3.4.1研祥PCL-818L板卡的安装与电路连接 155
3.4.2在 MCGS中进行PCL-818L设备的连接与配置 156
3.4.3使用PCL-818L做接口设备的储液罐水位监控系统软硬、件联调 162
3.5使用S7-200 PLC做接口设备的储液罐水位监控系统的软、硬件联调 163
3.5.1 S7-200 PLC的安装与电路连接 163
3.5.2在MCGS中进行S7-200 PLC设备的连接与配置 164
3.5.3使用S7-200 PLC做接口设备的储液罐系统软、硬件联调 169
3.6思路拓展 169
本项目小结 171
学习项目4用IPC和组态王实现机械手监控系统 173
4.1机械手监控系统的方案设计 173
4.2机械手监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 173
4.2.1机械手监控系统方框图和电路接线图 175
4.2.2系统软件选型 176
4.3机械手系统监控软件的设计与调试 176
4.3.1组态王软件的安装 176
4.3.2工程的建立 179
4.3.3变量的定义 180
4.3.4画面的设计与编辑 182
4.3.5动画连接与调试 185
4.3.6控制程序的编写 188
4.3.7程序的模拟运行与调试 191
4.4机械手监控系统的软、硬件联调 194
4.4.1机械手监控系统电路连接 194
4.4.2三菱FX2N-48MR型PLC通信参数的设置 194
4.4.3在组态王中进行三菱FX2N-48MR型PLC设备配置 195
4.4.4机械手监控系统软、硬件联调 197
4.5思路拓展 197
本项目小结 205
学习项目5用IPC和组态王实现水箱水位监控系统 206
5.1水箱水位监控系统的方案设计 206
5.1.1水箱水位监控系统的控制要求 206
5.1.2水箱水位监控系统对象分析 207
5.1.3水箱水位监控系统初方案制订 207
5.2水箱水位监控系统的软、硬件设备选型与电路设计 208
5.2.1命令输入设备选型 208
5.2.2传感器和变送器选型 208
5.2.3执行器选型 208
5.2.4计算机选型 209
5.2.5 I/O接口设备选型 209
5.2.6其他器件的选型 210
5.2.7水箱水位监控系统方框图和电路接线图绘制 211
5.2.8系统软件选型 212
5.3水箱水位监控软件的设计与调试 212
5.3.1工程的建立 212
5.3.2变量的定义 213
5.3.3画面的设计与编辑 215
5.3.4动画连接与调试 218
5.3.5控制程序的编写与模拟调试 222
5.3.6实时和历史报警窗口的制作与调试 223
5.3.7实时和历史曲线的制作与调试 226
5.3.8日报表的制作与调试 229
5.4水箱水位监控系统的软、硬件联调 233
5.4.1水箱水位监控系统的电路连接 233
5.4.2三菱FX2N-48MR PLC通信参数的设置 234
5.4.3在组态王中进行三菱FX2N-48MR PLC和凌华ND-6018智能模块的设备配置 234
5.4.4系统软、硬件联调 238
5.5思路拓展 239
本项目小结 241
第2部分 计算机监控技术训练项目 243
训练项目1用IPC和组态软件实现车库自动监控 243
训练项目2用IPC和组态软件实现供电系统自动监控 249
训练项目3用IPC和组态软件实现雨水利用自动监控 256
训练项目4用IPC和组态软件实现加热反应炉自动监控 262
训练项目5用IPC和组态软件实现升降机的自动监控 269
训练项目6用IPC和组态软件实现废品检测自动监控 276
训练项目7用IPC和组态软件实现加料过程监控 282
训练项目8用IPC和组态软件实现双储液罐单水位监控 287
训练项目9用IPC和组态软件实现双储液罐双水位监控 292
训练项目10用IPC和组态软件实现双储液罐温度监控 295
训练项目11用IPC和组态软件实现双储液罐水位PID控制 299
训练项目12用IPC和组态软件实现双储液罐水位、温度监控 302
训练项目13用IPC和组态软件实现工件加工过程监控 305
训练项目14用IPC和组态软件实现污水处理过程监控 311