多少？ • ⑤ 所选择的I/O接口设备的供电电压是什么？ • ⑥ 画出所选择的I/O接口设备接线端子图，指出其定义。
训练项目
• （3）传感器、变送器的选择。 • ① 所选择的传感器、变送器的型号是什么？ • ② 所选择的传感器、变送器的主要技术参数？ • （4）执行器的选择。所选择的执行器的主要技术参数。 • （5）其他选择。 • 4．控制系统的电路原理图设计（15分） • （1）I/O接口设备与传感器、变送器的连接。请画出I/O设备与传感
闸状态； QF3、QF6都为“0”，处于断开状态。 • ③ 变压器故障信号T1、T2和供电线路短路信号K1、K2都为0。 • （2）控制要求。 • ① 正常情况下，系统保持初始状态，2套电源分列运行。 • ② 若电源G1、G2有1个掉电（=0），则QF1或QF2跳闸，QF3闭
合。 • ③ 若变压器T1、T2有1个故障（=1），则QF1和QF4跳闸或QF2和
器、变送器的连线图。 • （2）I/O接口设备与执行器的连接。请画出I/O设备与执行器的连线
图。 • （3）I/O接口设备与IPC的连线图。请画出I/O设备与IPC的连线图。 • （4）其他。 • 5．软件设计与调试（30分） • （1）数据变量的定义。请进行变量规划并填表L1.1。
训练项目
• （2）监控画面的制作。请进行监控画面目
图L2.2 供电系统监控参考画面
（6）I/O分配。假设使用中泰PCI-8408 I/O板卡，参考I/O定义见表L2.4。
训练项目
• （7）变量定义。假设使用中泰PCI-8408 I/O板卡，参考变量定义见 表L2.5。
训练项目
• （8）动画连接与调试。 • ① 电源G1、G2，变压器故障T1、T2和短路K1、K2状态显示的动
层左右两边的检测开关,可以检测托盘上汽车停放是否到位。
• 开关门检测传感器可采用限位开关。
训练项目
• （4）自动车库电路接线图。略。 • （5）参考画面设计。参考画面如图L1.3所示，画面中除了车库、卷
帘门、汽车外，还设计了SB1等10个按钮，用来在调试时模拟内外开 门开关、关门开关、停止开关、车感信号X1、车位信号X2、上限位 开关X3和下限位开关X4，进行信号输入。Y3是动作指示灯。画面中 还设计了车库门上卷、下卷等13个状态指示灯。
画效果：可以采用颜色变化显示或明、暗变化显示或可见度显示等。 信号输入模拟：用按钮取反连接。 • 流动画效果：采用流动的动画效果。 • ② 延时效果：可利用定时器构件实现，设置方法如图L2.3所示。
图L2.3 定时器构件设置参考图
训练项目
• 训练项目4 用IPC和组态软件实现加热反应炉自动监控
• 1．训练任务
训练项目
（a）
（b）
图L1.4 循环策略中的计数器和定时器
（8）控制程序的编写与调试。参考控制程序略。
（c）
训练项目
• 训练项目2 用IPC和组态软件实现供电系统自动监控 • 1．训练任务 • 利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成供
电系统的计算机监控系统，实现以下功能： • （1）初始状态。 • ① 2套电源均正常运行，状态检测信号G1、G2都为“1”。 • ② 供电控制开关QF1、QF2、QF4、 QF5、QF7都为“1”，处于合
（5）当压力上升到给定值时，即X4=1， 关断氮气阀。送料过程结束。
图L4.1 加热反应炉监控系统
训练项目
• 第二阶段：加热反应控制。 • （1）接通加热炉电源Y5。 • （2）当温度上升到给定值时（此时信号X2=1），切断加热电源。
加热过程结束。 • 第三阶段：泄放控制。 • （1）延时10s，打开排气阀Y1，使炉内压力降到给定值以下（此时
• 利用MCGS或组态王软件、IPC和PLC（或I/O板卡、模块）构成加 热反应炉的计算机监控系统，实现以下功能：
按启动按钮后，系统运行；按停止按钮 后，系统停止。二者信号总相反。
第一阶段：送料控制。
（1）检测下液面X1、炉内温度X2、炉 内压力X4是否都小于给定值（都为 “0”）。 （2）若是，则开启排气阀Y1和进料阀 Y2。 （3）当液位上升到上液面X3时，应关 闭排气阀Y1和进料阀Y2。 （4）延时10s，开启氮气阀Y3，氮气进 入反应炉，炉内压力上升。
图L2.1 供电系统监控参考画面
训练项目
• 2．设计参考 • （1）监控系统系统对象分析。 • 监控系统的控制对象——供电系统。 • 控制参数——供电线路中断路器的动作。 • 控制目标——供电系统能够自动检测电源状态、变压器状态和线路
的短路故障，确保在线路发生异常时，自动进行电源切换。 • 控制变量——QF1～QF7的通断。 • 检测装置——电源故障检测装置、变压器故障检测装置、短路故障
检测装置。 • （2）控制系统方案确定。略。 • （3）设备选型。请查找有关供配电和电力系统相关资料。 • （4）供电线路接线图。请查找有关供配电和电力系统相关资料。 • （5）参考画面设计。如图L2.2所示，画面中除了供电系统外，还
设计了G1等6个按钮，用来在调试时模拟电源运行状态、变压器运 行状态和短路故障信号，进行信号输入。
步骤。 • （3）在组态软件中进行通道连接。请写出主要方法与步骤。 • （4）在组态软件中进行设备调试。请写出主要方法与步骤。 • （5）其他。 • 8．系统在线运行与调试（10分） • 请写出主要方法与步骤。
训练项目
• 9．设计参考
• （1）监控系统系统对象分析。 • 监控系统的控制对象——自动车库。
训练项目
（4）加热炉反应电路接线图。略。 （5）参考画面设计。参考画面如图L4.3所示，画面中除了加热炉反 应系统外，还设计了SB1等6个按钮，用来在调试时模拟启动、停止 开关、传感器开关，进行信号输入。
图L4.3 加热反应炉监控系统
动下行，动作指示灯亮。 • （5）门下行碰到下限位开关，门全部关闭，此时停止下行。 • （6）车库内和车库外还设有手动控制开关，可以控制门的开门、
关门和停止。 • （7）在计算机中显示车库工作状态。 • 要求能够查阅自动车库监控相关资料；根据控制要求制定控制方案、
选择I/O接口设备，正确画出车库监控系统电路原理图；能够应用 MCGS或Kingview组态软件进行监控画面的制作和程序编写、调试。
QF5跳闸，QF6闭合。 • ④ 若K1短路（=1），QF7立即跳闸（速断保护）；若K2短路
（=1），QF7经2s延时跳闸（过流保护）。 • ⑤ 若G1、G2同时掉电或T1、T2同时故障，QF1～QF7全部跳闸。
训练项目
• （3）在计算机中显示供电系统工作状态。要求能够查阅供电监控 系统相关资料；根据控制要求制定控制方案、选择I/O接口设备， 正确画出供电监控系统电路原理图；能够应用MCGS或Kingview组 态软件进行监控画面的制作和程序编写、调试。
图L1.3 自动车库监控系统
（6）变量定义。假设使用中泰PCI-8408 I/O板卡，参考变量定义见 表L1.4。
训练项目
训练项目
（7）动画连接与调试。 ① 各开关动画效果：SB1～SB6用“按1松0”操作属性连接，其他用取反连 接。 ② 各指示灯的动画效果：可以采用颜色变化显示或明、暗变化显示或闪烁 效果等。 ③ 门的动画效果：用大小变化连接。 ④ 车的动画效果：用水平移动连接。 ⑤ 车感信号的计数：在循环策略中使用计数器，设置方法如图L1.4(a)和(b)
图L1.2 光电开关
• 控制参数——车库门的开关动作。
• 控制目标——车库能够自动检测车到门前，自动地打开车库大门，
门动作后，还应能够检测是否已经全部打开，车驶入车库后能检测
车是否停靠到位。车辆停稳后，门可以关闭并能够检测是否完全关
闭。
• 控制变量——执行机构采用电动机实现，控制变量共两个，分别控
制正转继电器和反转继电器的通断。
训练项目
• 9．设计参考 • 加热反应炉控制系统（Heating Furnace Control System）通过对炉温、炉
内压力及液位的检测实现送料控制、加热控制及泄放控制。本系统通过压力 变送器、液位传感器和温度变送器检测压力、液位及炉内温度，控制电磁阀 的动作。 • （1）监控系统系统对象分析。 • 监控系统的控制对象——加热炉。 • 控制参数——加热炉液位、炉内压力和温度。 • 控制目标——使液位、炉温和炉内压力处于给定值范围内。 • 控制变量——控制4个电磁阀，1个电加热器的通断。 • 检测装置——液位传感器、压力变送器和温度变送器。 • （2）控制系统方案确定。略。 • （3）设备选型。本监控系统采用电磁阀作为执行机构，设备的选型可参考 学习项目项目1～5。 • 液位的检测可以采用液位变送器或液位开关（Liquid Level Switch）实现， 位于炉上的二个液位开关可以检测液位（可参见练习项目3）。气压罐的压 力检测采用压力变送器或压力开关。压力开关是一种简单的压力控制装置， 当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号（参见练习项目 3）。温度的检测可以采用温度变送器或温度开关，温度变送器是将温度的 变化以电流或者电压的变化形式输出至测量装置的一个组件。温度开关是温 度到达设定值，则产生关闭或者开启电源的一个装置。 • 温度变送器可以是温度开关的探头组件，见图L4.2所示。
X4=0）。 • （2）打开泄放阀Y4，当炉内溶液降到下液面以下（此时X1=0），
关闭泄放阀Y4和排气阀Y1。系统恢复到原始状态，准备进入下一 循环。 • 最后在计算机中显示反应炉工作状态。 • 要求能够查阅加热反应炉监控相关资料；根据控制要求制定控制方 案、选择I/O接口设备，正确画出加热反应炉监控系统电路原理图； 能够应用MCGS或Kingview组态软件进行监控画面的制作和程序编 写、调试。
• （3）动画连接。请填表L1.2，说明所进行的主要的动画连接。
（4）程序的编写。请写出程序清单。 （5）程序调试顺序单。请填表L1.3确定调试步骤与结果。