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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