任务1 触摸屏监控双速电动机

知识目标：

●了解YL-158GA1现代电气控制系统；

●熟悉双速电动机的工作原理及应用；

●熟悉HMI触摸屏的基本使用方法；

●熟悉MCGS组态及与FX系列PLC通信。

能力目标：

●能编写双速电动机的PLC控制程序；

●会连接和测试PLC通信编程电缆；

●会组态双速电动机控制HMI监控界面；

●会分析及处理常见通信故障和组态故障。

1.1 知识准备

1.1.1 YL-158GA1现代电气控制系统

1.现代电气控制技术

随着产业升级需求和科学技术的发展，在现代化工业领域、现代化农业、现代化物流业、现代化服务业等领域，都离不开电气控制技术。目前，电气控制技术已发展到了一定的高度，传统电气控制技术的内容发生了很大的变化。

现代电气控制技术集传统的继电器控制技术、PLC技术、传感器技术、变频器技术、伺服、步进驱动技术、网络通信技术于一体，并将触摸屏和组态软件应用到各种控制系统中。本教材所对应的“现代电气控制技术”是一门以电气控制系统为载体的基于工作过程的项目化课程。

二维码1-1 YL-158GA1现代电气控制系统

2.YL-158GA1简介

YL-158GA1现代电气控制系统实训装置是一套集中了中小型PLC、变频器、触摸屏、伺服驱动、步进驱动、传感器和工业网络等先进控制器件的综合实训设备，如图1-1所示。

图1-1 现代电气控制系统的核心技术

本实训装置主要分为如下5个部分。

（1）操作面板（正门、后门）

操作面板有正门和后门两个单元，面板上布置有主令电器和仪表等器件，包括进线电源启动与保护、多功能仪表、触摸屏、电源总开关及保护、主令电器、AC 220V指示灯和温控仪等，如图1-2所示。操作面板单元起着向系统中的其他单元提供控制信号的作用。

图1-2 操作面板（正门）布置图

（2）面板端子分布

操作面板的电源、主令电器和AC 220V指示灯等接线端子都引到了面板背面的端子排上，各电气元器件的接线端子分布如图1-3所示。

图1-3 接线端子分布图

（3）总电源配电图

现代电气控制系统实训装置的总电源配电图如1-4所示。由航空插（头）引入的总电源分成两路来配送，一路经断路器QF2、熔断器FU2后，给触摸屏电源、多功能电力仪表、交流伺服驱动器和前门电源输出端口供电；另一路经断路器QF1、熔断器FU1后，给故障板和后门电源输出端口供电。两路电源均有急停、电源分相指示和短路保护功能。

（4）PLC控制单元挂板

PLC控制单元挂板有前面和背面两块，图1-5是前面挂板，图1-6是背面挂板。共有三台主流PLC、伺服驱动器、步进驱动器、变频器、工业网络、电压和电流表、电压源和电流源等。起着PLC控制、运动控制、输入信号处理和电气控制信号输出等重要作用。

三菱Q系列、FX系列PLC和变频器等主要部件的清单见表1-1。

图1-4 总电源配电图

图1-5 PLC控制单元挂板（前面）

表1-1 三菱主要部件清单

（续）

图1-6 PLC控制单元挂板（背面）

（5）电控制单元挂板

电控制单元挂板如图1-7所示。包含有AC 220V接触器、时间继电器、行程开关、丝杠小车、3台交流异步电动机、1台双速电动机、1台伺服电动机和1台步进电动机等。本单元具有对PLC控制信号进行放大和执行的作用。

图1-7 电控制单元挂板

1.1.2 双速电动机

双速电动机是变极调速中最常见的一种形式，它是通过改变电动机定子绕组接线来改变磁极对数，从而改变电动机运行速度。同步转速公式为

式中，p是电动机的磁极对数；n₁是旋转磁场转速；f₁是电动机电源频率。由式（1-1）可知，如果电动机的磁极对数p减少一半，旋转磁场的转速n₁便提高一倍，转子的转速n差不多也提高一倍。

改变p的方法是把定子每相绕组分成两半，然后进行两种接法，如图1-8所示。一种是绕组从三角形改成双星形，如图1-8a所示的连接方式改成图1-8c所示的接法；另一种是绕组从单星形改成双星形，如图1-8b所示的连接方式转换成图1-8c所示的接法。图1-8a或图1-8b所示的连接方式，每相绕组中两个线圈串联，形成四个极，电动机为低速模式。图1-8c的接法，绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，形成两个极，电动机为高速模式。

图1-8 双速电动机定子绕组的接线图

a）三角形联结 b）单星形联结 c）双星形联结

图1-9是双速电动机三角形变双星形的控制电路图，当按下起动按钮SB2，主电路接触器KM1的主触头闭合，电动机三角形联结，以低速运转；同时KA的常开触头闭合使时间继电器线圈得电，经过一段时间（时间继电器的整定时间），KM1的主触头断开，KM2、KM3的主触头闭合，电动机的定子绕组由三角形变双星形，以高速运转。

图1-9 双速电动机的控制电路图

变极调速的优点是设备简单，运行可靠，既可适用于恒转矩调速（Υ/ΥΥ），也可适用于近似恒功率调速（△/ΥΥ）。其缺点是转速只能成倍变化，为有极调速。Υ/ΥΥ变极调速应用于起重电动葫芦、运输传送带等；△/ΥΥ变极调速应用于各种机床的粗加工和精加工。

1.1.3 触摸屏简介

1.人机界面

人机界面（Human Machine Interface，HMI），也称为“人机接口”，是为了解决PLC的人机交互问题而产生的。随着计算机技术和数字电路技术的发展，很多工业控制设备都具备了串口通信能力，如变频器、直流调速器、温控仪表、数据采集模块等都可以连接人机界面产品，来实现人机交互功能。

人机界面有文本显示器（Text Display）、操作面板（Operator Panel）和触摸屏（Touch Panel）三种类型。按键式面板（Key Panel）属于操作面板的一种。

HMI的接口种类很多，有RS-232串口、RS-485串口和RJ45网线接口等。

2.TPC7062Ti触摸屏

TPC7062Ti是北京昆仑通泰自动化软件科技有限公司生产的一款高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品采用了7in高亮度TFT液晶显示屏（分辨率为800像素×480像素），四线电阻式触摸屏，预装了MCGS嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能。

图1-10所示是TPC7062Ti触摸屏的外观结构。面板尺寸226.6mm×163mm，开孔尺寸215mm×152mm，内存128MB，存储空间128MB，支持U盘备份、恢复，支持RS-232/RS485/RJ45接口通信。符合国家工业三级抗干扰标准，防护等级为IP65（前面板）。

图1-10 TPC7062Ti触摸屏的外观结构

a）正面 b）背面

TPC7062Ti触摸屏提供了LAN、USB及COM接口，如图1-11所示。USB1主接口兼容USB1.1标准，USB2从接口用于下载工程，串口（DB9）支持RS-232和RS-485通信。采用DC 24V电源供电，额定功率为5W。电源插口的上引脚为正，下引脚为负。

图1-11 TPC7062Ti触摸屏的接口

3.触摸屏的通信连接

（1）触摸屏与PC（个人计算机）连接

TPC与PC的连接采用USB连接方式，如图1-12所示。

图1-12 TPC与PC连接

（2）触摸屏与PLC连接

TPC7062Ti触摸屏的COM接口引脚定义如图1-13所示。有两种通信方式：一种是RS-232通信，一种是RS-485通信。

图1-13 触摸屏接口引脚定义

两种通信方式的区别有：

1）传输方式不同。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通信；而RS-485则采用平衡传输，即差分传输方式。

2）传输距离不同。RS-232适合本地设备之间的通信，传输距离一般不超过20m。而RS-485的传输距离为几十米到上千米。

3）RS-232只允许一对一通信，而RS-485接口在总线上允许连接多达128个收发器。

TPC触摸屏与三菱FX系列PLC采用RS-232通信时，电缆选用RS-232（DP9）/RS-422（MD8），连接方式如图1-14所示。协议的串口为COM1，采用FX编程口专有协议。

TPC触摸屏与三菱FX系列PLC采用RS-485通信时，电缆选用RS-485（DP9），连接方式如图1-15所示。协议的串口为COM2，采用FX串口专有协议。

4.触摸屏启用

（1）触摸屏的启动

TPC的启动。使用DC 24V给TPC供电，将TPC与PC连接后，即可开机运行。启动后屏幕出现“正在启动”提示进度条，此时无须任何操作，系统即可自动进入启动界面。

图1-14 RS-232通信的连接

图1-15 RS-485通信连接

（2）查看TPC的IP地址

TPC上电，单击启动进度条，打开启动属性对话框，在系统信息中可以查看IP地址，还可查看产品配置、产品编号、软件版本。

（3）对TPC进行触摸校准

TPC上电，单击启动进度条，进入启动属性对话框，不要进行任何操作，30s后系统自动进入触摸屏校准程序。根据提示进行相应的操作。

（4）确定PC与TPC连接是否正常

参照图1-12，确认USB接线可靠。执行PC中Windows平台“开始”→“运行”，输入“CMD”按<回车>键，在DOS环境中输入“ping IP地址”按<回车>键。如果LOST=0%，说明网络连接正常；否则说明数据包有丢失，或网络连接断开。

二维码1-2 触摸屏的应用

（5）下载工程失败的处理

在MCGS组态完毕后，USB通信测试与下载组态界面时出现问题，如图1-16所示。

第一种情况。首先确认USB通信线是否连接。TPC上电，单击启动进度条，打开启动属性对话框，执行“系统维护”→“恢复出厂设置”→“是”→“确认”命令，重新启动TPC。

图1-16 USB通信测试失败

第二种情况。右击“我的电脑”，执行“属性”→“设备管理器”→“移动设备”命令，查看驱动是否是“MCGSTpc Device”，若不是，则需要更新驱动。

第三种情况。执行“组态运行环境”快捷方式中的“属性”→“兼容性”命令，如果“以兼容模式运行这个程序”复选框是选中状态，那么组态的程序则无法通过USB下载至触摸屏了，即出现通信测试失败的故障。一旦去掉上述复选框中的“√”后，又能重新通过USB下载程序至触摸屏了。

1.1.4 MCGS组态软件

1.MCGS组态软件简介

MCGS（Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。MCGS能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点。

MCGS组态软件有通用版、嵌入版和网络版三个版本。本书主要介绍嵌入版。MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件。

2.MCGS嵌入版组态软件的整体结构

二维码1-3 MCGS

MCGS嵌入式体系结构分为组态环境和运行环境两部分。其关系和功软件的下载及安装能如图1-17所示。

组态环境相当于一套完整的工具软件，可以在PC上运行。用户可根据实际需要裁减其中内容。它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。

运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义，必须与用户的组态工程一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。

图1-17 组态环境与运行环境的关系和功能

用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程和编制工程打印报表等全部组态工作后，生成默认名为“新建工程X.MCE”的工程文件，又称为组态结果数据库，默认存放于目录“MCGSE\WORK”中。它与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。创建一个工程就是创建一个新的用户应用系统。

3.MCGS嵌入版组态软件的组成部分

MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，如图1-18所示。每一部分分别应用于组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。

图1-18 MCGS嵌入版组态软件的组成

在MCGS嵌入版中，每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口，但可以有多个用户窗口和多个运行策略，实时数据库中也可以有多个数据对象。

1）主控窗口。主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓，以及运行流程、特性参数和启动特性等内容，是应用系统的主框架。

2）设备窗口。设备窗口是MCGS嵌入版系统与外部设备联系的媒介。设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件，实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来，送入实时数据库，或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一个应用系统只有一个设备窗口。

二维码1-4 MCGS触摸屏常用元素介绍

3）用户窗口。用户窗口实现了数据和流程的“可视化”。用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象：图元、图符和动画构件。组态工程中的用户窗口最多可定义512个。

4）实时数据库。实时数据库是MCGS嵌入版系统的核心。实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。实时数据库采用面向对象的技术，为其他部分提供服务，提供了系统各个功能部件的数据共享。

5）运行策略。运行策略本身是系统提供的一个框架，其里面放置有策略条件构件和策略构件组成的“策略行”，通过对运行策略的定义，使系统能够按照设定的顺序和条件操作实时数据库、控制用户窗口的打开、关闭，并确定设备构件的工作状态等，从而实现对外部设备工作过程的精确控制。一个应用系统有三个固定的运行策略：启动策略、循环策略和退出策略，同时允许用户创建或定义最多512个用户策略。

1.2 任务实施：触摸屏监控双速电动机

1.任务要求

（1）功能要求

某混料泵由一台5.5kW的双速电动机M4拖动，有过载和互锁保护，用触摸屏监控双速电动机的运行状态。

（2）控制要求

1）调试模式。按下调试起动按钮SB1，电动机M4以低速运行4s后停止；再次按下起动按钮SB1后，电动机高速运行6s；电动机M4调试结束。电动机M4调试过程中，调试灯HL2以亮2s灭1s的周期闪烁。

2）混料模式。按下混料起动按钮SB3，电动机M4先低速运行4s，再高速运行6s，然后停止4s。重复运行n次后，电动机M4自动运行结束。按下混料停止按钮SB4，完成本次运行后自动暂停。再次按下起动按钮SB3，继续自动运行。混料运行过程中，混料灯HL3以1Hz频率闪烁。

3）停止状态。停止时，停止灯HL1点亮。过载时，停止灯HL1闪烁。

4）触摸屏可以实现工作模式的切换和模式指示、低速和高速指示、运行次数n（≤9）的设置和显示。

5）当电动机M4出现过载时，系统停止运行，并在触摸屏自动弹出“报警画面，设备过载”报警信息，解除报警后，系统需要重新起动。

2.确定地址分配

（1）I/O地址分配

系统输入信号有4个，输出信号有5个，均是开关量信号，可选择FX_3U-32MR/ES-A型PLC。I/O地址分配见表1-2。

表1-2 任务1的I/O地址分配表

（2）内部标识和数据交换地址分配

PLC内部标识、触摸屏与PLC的数据交换地址分配见表1-3。

表1-3 内部标识和数据交换地址分配表

3.硬件设计

（1）主电路设计

混料泵主电路如图1-19所示。三相总电源从前门配电箱的接线端子排X1-1引出，给混料泵电动机供三相电，给PLC供单相电。混料泵电动机用接触器KM3的主触点接通低速运行，用接触器KM4的主触点和辅助触点接通高速运行。注意，高/低速切换时，双速电动机绕组需要换相序。动力线选用2.5mm²的多股铜导线，U、V、W三相分别选用黄、绿、红色导线，N线用浅蓝色，PE线用黄绿色。

（2）通信电路设计

通信电路如图1-20所示。上位机（PC）通过USB下载线与昆仑通泰触摸屏TPC通信，通过USB-SC09-FX下载线与PLC通信。触摸屏通过串口COM2，经RS-485（DP9）电缆，连接到FX_3U-485-BD接口，与PLC通信。这种通信模式，PLC可以同时与上位机（PC）、触摸屏进行通信。

（3）PLC I/O电路设计

1）PLC的输入接线电路图。PLC的输入接线电路如图1-21所示。DC-24V电源选用0.7mm²的棕色和蓝色软铜导线，弱电信号线用0.5mm²或0.7mm²的黑色或者白色软铜导线。

2）PLC的输出接线电路图。PLC的输出接线电路如图1-22所示。AC 220V接触器型号为CJX2-12，线圈吸合功率70VA、功率18～27W，可控5.5kW三相电动机。电源AC 220V选用1mm²的红色和浅蓝色软铜导线。为了避免相线短路或电弧短路事故，接触器KM3和KM4线圈之间必须保留触点互锁。

图1-19 混料泵主电路

图1-20 通信电路

4.软件设计

（1）程序设计

双击桌面图标，启动GX Works2软件，创建一个新工程。选择工程类型为“简单工程”，PLC系列为“FXCPU”，PLC类型为“FX3U/FX3UC”，程序语言为“梯形图”，设置工程名称为“任务1双速电动机控制”。

图1-21 PLC输入接线电路图

图1-22 PLC输出接线电路图

双速电动机控制程序如图1-23～图1-25所示。图1-23是公共程序和模式选择程序、图1-24是调试模式控制程序、图1-25是混料模式控制程序。其中一些步的说明如下：

第0步，PLC上电、过载时，清除标识位（M10～M100）和数据寄存器（D0～D99）。

第14步，模式切换时，清除标识位（M3～M100）和数据寄存器（D1～D99）。

第30步，过载信号存放到标识位M6中。

第32步，混料模式起动前，清除循环次数寄存器D202。

第40步，模式切换。非调试状态和非混料状态下，允许通过触摸屏的按钮M0进行模式切换。

第49步，调试模式判断，D0=1，M1=ON。

第55步，混料模式判断，D0=2，M2=ON。

第61步，模式循环切换控制。

第71步，双速电动机低速运行输出。第77步，双速电动机高速运行输出。

第83步，停止指示，或者过载时停止灯闪烁。

图1-23 公共程序和模式选择程序

图1-24 调试模式控制程序

图1-25 混料模式控制程序

第93步，调试模式M1接通时，按下调试起动按钮SB1（X1），D40.0接通4s，双速电动机低速运行，同时置位调试中标识M40。4s后，低速运行停止，按下调试起动按钮SB1（X1），D41.0接通6s，双速电动机高速运行。6s后，高速运行停止，同时复位调试中标识M40。

第137步，调试模式运行时，调试灯HL2以亮2s灭1s的周期闪烁。

第150步，混料模式M2接通时，按下混料起动按钮SB3（X3），D40.1接通4s，双速电动机低速运行，同时混料运行次数加1，置位混料中标识M70，复位混料次数不足标识M72。4s后，低速运行停止，自动接通D41.1，双速电动机高速运行。6s后，高速运行停止，若循环次数到，复位混料中标识M70；若循环次数未到，则置位M72，暂停4s。暂停时间到，且无停止信号（M100=OFF），则自动进入下一循环。

第225步，混料模式运行时，混料灯HL3以亮0.5s灭0.5s的周期闪烁。

（2）PLC通信参数设置

在“任务1双速电动机控制”工程中，执行“导航”→“工程”→“参数”命令，打开PLC“FX参数设置”对话框，选择“PLC系统设置（2）”选项卡，如图1-26所示。勾选“进行通信设置”；选择协议为“专用协议通信”，数据长度为“7bit”、奇偶校验为“偶数”、停止位为“1bit”、传输速度为“9600bps”、H/W类型为“RS-485”、勾选“和校验”、“传送控制步骤”为“格式1”，“站号设置”默认为“00H”，设置结束。

注：下载PLC程序和PLC参数后，PLC需要断电重起。

图1-26 PLC通信参数设置

5.监控组态设计

（1）创建新工程

打开MCGS组态环境。选择TPC类型为TPC7062Ti，其余参数采用默认设置。

（2）命名新建工程

打开“保存为”窗口。将当前的“新建工程x”取名为“任务1触摸屏监控双速电动机”，保存在默认路径下（D：\MCGSE\WorK）。

（3）设备组态

1）添加FX系列PLC串口。执行“设备窗口”→“设备工具箱”→“设备管理”命令。打开“设备管理”对话框，执行“PLC”→“三菱”→“三菱_FX系列串口”命令，添加“三菱_FX系列串口”到选定设备区，如图1-27所示。

2）添加触摸屏与PLC的RS-485串口连接设备。返回“设备窗口”，先添加根目录“通用串口父设备0--[通用串口父设备]”，再添加子目录“设备0--[三菱_FX系列串口]”，如图1-28所示。

二维码1-5 在MCGS软件中建立通道

3）设置通用串口父设备参数。双击“通用串口父设备0--[通用串口父设备]”，打开“通用串口设备属性编辑”对话框。选择“串口端口号”为“COM2”“通信波特率”为“9600”“数据位位数”为“7位”“停止位位数”为“1位”“数据校验方式”为“偶校验”，如图1-29所示。确认后退出。

二维码1-6 双速电动机触摸屏下载

4）设置FX系列串口参数。双击“设备0—[三菱_FX系列串口]”，打开“设备编辑窗口”，设置设备属性值如下。“协议格式”为“协议1”“是否校验”为“求检验”“PLC类型”为“FX2N”，如图1-30中左框所示。

图1-27 添加“三菱_FX系列串口”

图1-28 添加触摸屏与PLC的RS-485串口连接设备

图1-29 设置通用串口父设备参数

图1-30 设置FX系列串口参数和通道连接变量

5）添加通道连接变量。“增加设备通道”为“读写Y0001～Y0007”，设置其“快速连接变量”为Y1～Y7；“增加设备通道”为“读写M0000～M0002”“读写M0006”“读写M0040”“读写M0070”，设置其“快速连接变量”为M0～M2、M6、M40、M70；增加“设备通道”为“读写DWUB0200”“读写DWUB0202”，设置其“快速连接变量”为D200、D202，如图1-30中右框所示。确认后退出。

二维码1-7 在MCGS软件中建立变量

（4）组态混料电动机控制界面

执行“用户窗口”→“新建窗口”命令，新建窗口0。在窗口0中，组态混料电动机控制界面，组态结果如图1-31所示。各控件组态参数如下。

图1-31 混料电动机控制界面的组态结果

1）标题栏。坐标为[H：0]、[V：0]，尺寸为[W：800]、[H：45]，静态填充为“灰色”，边线为“黑色”，文本内容为“混料电动机控制”，其格式为对齐均居中。

2）模式按钮。执行“插入元件”→“按钮82”命令。坐标为[H：90]、[V：160]，尺寸为[W：150]、[H：150]。执行“按钮输入”→“连接表达式”命令，选择“M0”，执行“按钮动作”→“数据对象值操作”命令，选择“取反”。添加文本“模式按钮”。

3）调试模式指示。执行“插入元件”→“指示灯2”命令。坐标为[H：320]、[V：70]，尺寸为[W：80]、[H：80]。执行“动画连接”→“第一个三维圆球”→“可见度”→“连接表达式”命令，选择“M1”，执行“当表达式非零时”命令，选择“对应图符可见”。执行“动画连接”→“第二个三维圆球”→“可见度”→“连接表达式”命令，选择“M1”，执行“当表达式非零时”命令，选择“对应图符不可见”。添加文本“调试模式”。

4）混料模式指示。复制调试模式指示的控件，修改坐标为[H：560]、[V：70]，连接表达式为“M2”，文本名称为“混料模式”，其余参数不变。

5）低速运行指示。执行“插入元件”→“指示灯3”命令。坐标为[H：320]、[V：215]，尺寸为[W：80]、[H：80]。执行“动画连接”→“第一个组合符号”→“可见度”→“连接表达式”命令，选择“Y6”，执行“当表达式非零时”命令，选择“对应图符不可见”。执行“第二个组合符号”→“可见度”→“连接表达式”命令，选择“Y6”，执行“当表达式非零时”命令，选择“对应图符可见”。添加文本“低速运行”。

6）高速运行指示。复制低速运行指示的控件，修改坐标为[H：560]、[V：215]，连接表达式为“Y7”，文本名称为“高速运行”，其余参数不变。

7）设定次数输入框。插入工具“输入框”。坐标为[H：300]、[V：360]，尺寸为[W：120]、[H：60]。执行“操作属性”→“对应数据对象的名称”命令，选择“D200”。添加文本“设定次数”。

8）设定当前次数输入框。坐标为[H：540]、[V：360]，尺寸为[W：120]、[H：60]。执行“操作属性”→“对应数据对象的名称”命令，选择“D202”。添加文本“当前次数”。

（5）组态报警界面

1）设M6过载报警变量。执行“实时数据库”→双击变量“M6”→“数据对象属性设置”→“报警属性”命令。在数据对象属性设置对话框，勾选“允许进行报警处理”，在报警设置栏勾选“开关量报警”，报警注释为“过载”，报警值为“1”，如图1-32所示。确认后退出。

二维码1-8 报警弹出窗口的制作

二维码1-9 报警变量建立——开关量

2）组态报警子窗口。新建窗口1，在窗口1中组态报警界面，如图1-33所示。组态过程如下。

①绘制一个凸平面。执行“工具箱”→“常用符号”→绘制一个“凸平面”命令。坐标为[H：0]、[V：0]，尺寸为[W：400]、[H：200]。

②添加标签。文字“报警画面，设备过载”，字体为红色、粗体、小二。坐标为[H：95][V：55]，尺寸为[W：295][H：110]。

③插入警告标志。执行“插入元件”命令，选择“标志24”。坐标为[H：13]、[V：76]，尺寸为[W：60]、[H：60]。

图1-32 设置报警对象属性

图1-33 报警子窗口

3）组态报警启动策略。

①执行“运行策略”→“新建策略”→“报警策略”命令，建立策略1。双击图标，打开“策略属性设置”对话框，设置策略属性。策略名称为“报警启动”，对应数据对象为“M6”，对应报警状态选择“报警产生时，执行一次”，如图1-34所示。确认后退出。

②在策略组态窗口（图1-36），右击弹出对话框，单击新增策略行增加一条策略。双击图标，打开“表达式条件”对话框，设置表达式为“M6”，条件设置为“表达式的值非0时条件成立”，如图1-35所示，确认后退出。

图1-34 报警策略属性

图1-35 策略行条件属性

③在策略组态窗口（图1-36），双击图标，打开“脚本程序”窗口，执行“用户窗口”→“窗口0”→“方法”命令，选择函数“OpenSubWnd”命令。编辑函数：“用户窗口.窗口0.OpenSubWnd（窗口1，200，140，400，200，17）”，单击“确认”后退出。

报警启动策略组态界面如图1-36所示。

4）组态报警结束策略。

①执行“运行策略”→“新建策略”→“报警策略”命令。建立名称为“报警结束”的策略，对应数据对象为“M6”，对应报警状态选择“报警结束时，执行一次”，确认后退出。

②新增策略行。双击图标，打开“表达式条件”对话框，设置表达式为“M6”，条件设置为“表达式的值为0时条件成立”，确认后退出。

二维码1-10 报警变量建立——模拟量

③双击图标，打开“脚本程序”窗口，执行“用户窗口”→“窗口0”→“方法”命令，选择函数“CloseAllSubWnd”。编辑函数：“用户窗口.窗口0.CloseAllSubWnd（）”，单击“确认”后退出。

报警策略组态结果如图1-37所示。

图1-36 策略组态：报警启动

图1-37 报警策略组态结果

5）弹出子窗口函数说明。

返回值：字符型，如成功就返回子窗口n，n表示打开的第n个子窗口。

参数1：用户窗口名。

参数2：数值型，打开子窗口相对于本窗口的X坐标。

参数3：数值型，打开子窗口相对于本窗口的Y坐标。

参数4：数值型，打开子窗口的宽度。

参数5：数值型，打开子窗口的高度。

参数6：数值型，打开子窗口的类型。参数6是一个32位的二进制数。其中：

●第0位：使用此功能，必须在此窗口中使用CloseSubWnd来关闭该子窗口，子窗口外别的构件对鼠标操作不响应；

●第1位：是否菜单模式，使用此功能时，一旦在子窗口之外按下按钮，则子窗口关闭；

●第2位：是否显示水平滚动条，使用此功能可以显示水平滚动条；

●第3位：是否垂直显示滚动条，使用此功能可以显示垂直滚动条；

●第4位：是否显示边框，选择此功能时，在子窗口周围显示细黑线边框；

●第5位：是否自动跟踪显示子窗口，选择此功能时，在当前鼠标位置上显示子窗口。此功能适用于鼠标打开的子窗口，选用此功能则忽略iLeft和iTop的值，如果此时鼠标位于窗口之外，则在窗口对中处显示子窗口；

●第6位：是否自动调整子窗口的宽度和高度为默认值，使用此功能则忽略iWidth和iHeight的值。

6.下载

（1）PLC程序下载

在“任务1双速电动机控制”工程中，执行“导航窗口”→“连接目标”→“所有连接目标”命令，打开“连接目标设置Connection1”对话框，双击图标，打开“计算机侧I/F串行详细设置”对话框，设置COM端口，如图1-38所示。

COM端口的选择要与PLC的USB下载线在PC上的端口编号一致。USB下载线的PC端口编号，通过PC的设备管理器查询，如图1-39所示。

图1-38 设置PLC下载端口

图1-39 查看PLC下载线端口编号

PLC与PC通信成功后，单击GX Works的图标，将工程“任务1双速电动机控制”写入PLC中。

（2）MCGS组态程序下载

打开MCGS组态工程“任务1触摸屏监控双速电动机”，确定组态设置正确，没有错误后，单击图标，打开“下载配置”对话框。选择“连机运行”，连接方式选择“USB通信”，在“下载选项”栏目勾选“清除配方数据”“清除报警记录”和“清除历史数据”，单击“工程下载”，如图1-40所示。

图1-40 组态下载配置

7.运行调试

（1）调试准备工作

1）进行电气安全方面的初步检测，确认控制系统没有短路、导线裸露、接头松动和有杂物等安全隐患。

2）确认PLC的各项指示灯是否正常。

3）确认触摸屏显示是否正常。

4）打点确认PLC各输入接线是否正常。

5）打点确认PLC各输出接线是否正常。

6）确认RS-485通信指示是否正常，RD灯和SD灯是否均闪烁。

（2）运行调试

按照表1-4所列的项目和顺序进行检查调试。检查正确的项目，请在结果栏记“√”；出现异常的项目，在结果栏记“×”，记录故障现象，小组讨论分析，找到解决办法，并排除故障。

表1-4 任务1运行调试小卡片

1）PLC投入到RUN工作方式时，系统的停止指示灯HL1亮。

2）工作模式切换。通过触摸屏的模式按钮，可以在调试模式和混料模式之间来回切换。停止灯HL1熄灭后，触摸屏上相应的模式指示灯亮。

3）调试模式。按下调试起动按钮SB1，观察触摸屏低速运行指示灯是否点亮，PLC的Y6灯是否点亮，接触器KM3是否吸合，电动机是否低速运行4s后停止。再次按下SB1，观察触摸屏高速运行指示灯是否点亮，PLC的Y7灯是否点亮，接触器KM4是否吸合，电动机是否高速运行6s后停止。对电动机M4调试过程中，调试灯HL2是否以亮2s灭1s的周期闪烁。

4）再次运行调试模式，观察是否可正常运行。

5）混料模式。设定循环次数为3，按下混料起动按钮SB3，观察电动机M4是否先低速运行4s，再高速运行6s，然后停止4s。重复运行3次后，电动机M4自动运行结束。观察各信号灯指示是否正常，当前循环次数计数是否准确。

6）再次混料模式。设定循环次数为2，按下SB3后，电动机进入低速运行，按下停止按钮SB4，观察电动机是立即停止，还是运行完当前流程后停止。停止后，再次按下起动按钮SB3，电动机能否继续运行。

7）混料模式。按下热继电器的测试按钮，使FR1的保护常开触点闭合，观察电动机是否立即停止运行，触摸屏能否自动弹出“报警画面，设备过载”报警信息，如图1-41所示。解除报警后，报警界面能否自动消失，系统能否重新起动。

图1-41 报警画面运行效果