基于MCGS的PLC實踐教學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究

趙新華

PLC是通過教學(xué)與實踐一體的教學(xué)模式進行現(xiàn)代化教學(xué)，并通過MCGS監(jiān)控系統(tǒng)的作用將一些復(fù)雜的系統(tǒng)或者歪曲的設(shè)備動作進行簡單化的實物處理，從而將不理想的教學(xué)質(zhì)量變得簡單有效，其次通過MCGS技術(shù)進行PLC仿真教學(xué)可以改變由于工位和經(jīng)費方面不足以及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的問題，并且通過形象生動的MCGS監(jiān)控畫面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及可以使學(xué)生更加簡單的完成相應(yīng)的程序設(shè)計以及對動畫的有效控制，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲望和提高了對學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣，從而潛移默化的有效的培養(yǎng)了學(xué)生的工業(yè)編程的能力以及實踐能力。因此，為了解決以往的教學(xué)弊端，我們引進了方便有效且比較便宜的PLC技術(shù)項目

1 MCGS組態(tài)軟件的介紹

MCGS是一套Windows平臺下的組態(tài)軟件系統(tǒng)，它具有操作維護方便、可視性能好、功能強大等突出特點。利用MCGS可以構(gòu)成上位機監(jiān)控系統(tǒng)采集和監(jiān)測線上數(shù)據(jù)，并能實現(xiàn)實時對數(shù)據(jù)進行處理。MCGS還可以配合其它的軟件、硬件設(shè)備進行開發(fā)生成新的控制設(shè)備，平臺使用者可以根據(jù)自身需求進行組合就可以生成所需的系統(tǒng)。

2 MCGS組態(tài)在PLC實踐教學(xué)中的意義

隨著科技的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)逐漸被人們所使用的，同時人們也對自動化工作系統(tǒng)要求的愈加增強，對PLC監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求既可以實現(xiàn)友好的人機交流，還要求PLC監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)具有較高的可靠性，可以通過簡單的操作實現(xiàn)較高的價值，其次還要求PLC技術(shù)可以在較短的周期中被開發(fā)應(yīng)用，通過測控MCGS的開發(fā)對PLC技術(shù)進行有效的更新以及擴充，用最少的經(jīng)費以及最少的時間開發(fā)出實踐性較高的PLC技術(shù)，構(gòu)成一個可以快速響應(yīng)設(shè)備發(fā)出的信號以及中心控制系統(tǒng)。

PLC技術(shù)使用方式比較簡單，控制方式比較靈活，而且具有非常強大的功能，對新時代的實踐教學(xué)具有重要的意義。首先，將基于MCGS的PLC系統(tǒng)分為三個方面，即控制、監(jiān)控以及管理層三個方面，控制層主要負責(zé)程序的編輯，根據(jù)對工業(yè)作業(yè)的現(xiàn)場環(huán)境以及要求的抗干擾能力編程出具有高可靠性的PLC系統(tǒng)，而監(jiān)控層主要負責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時的采集以及處理，通過IPC為主的硬件以及MCGS工業(yè)組態(tài)對處理的歷史數(shù)據(jù)形成的動畫或者曲線報表施行報警或者流程安全操作，最后通過管理層的整體管理實現(xiàn)快速發(fā)展的PLC自動化技術(shù)。

由于一些學(xué)校教育長期的實踐滯后，導(dǎo)致在應(yīng)用PLC實踐教學(xué)時由于經(jīng)驗的不足使PLC實踐教學(xué)技術(shù)不能很好的展現(xiàn)給學(xué)生，因此在PLC實踐教學(xué)應(yīng)用前期，學(xué)生們不能通過PLC實踐教學(xué)學(xué)習(xí)到應(yīng)有的知識甚至不能準確的了解到工程的實際原理，從而對工程實踐學(xué)習(xí)充滿厭倦的心情，所以為了改善這一弊端，我們應(yīng)該在教學(xué)中首先提高老師對PLC實踐教學(xué)的認識度，只有老師明白PLC實踐教學(xué)真正的意義后，我們才可以使學(xué)生真正的根據(jù)PLC技術(shù)完成教學(xué)的虛擬實踐能力，通過PLC技術(shù)的操作訓(xùn)練，結(jié)合理論知識實現(xiàn)MCGS仿真技術(shù)的自控能力，在邊學(xué)邊練的同時更準確的了解工程實踐的意義，從而實現(xiàn)有效的進行PLC實踐教學(xué)。

MCGS組態(tài)在PLC實踐教學(xué)一方面可以實現(xiàn)與實際工程進行緊密的聯(lián)系，從而實現(xiàn)技術(shù)的實用性以及實踐的綜合性，將抽象的知識通過PLC教學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生動形象的具體畫面，通過有效的畫面將知識間接對的傳授給課堂同學(xué)，通過MCGS組態(tài)PLC實踐教學(xué)實現(xiàn)理論與實踐的有效結(jié)合，解決了以往不能及時的傳達實際工程發(fā)展的弊端，此外，可以通過先進且有效的模擬實踐提高了學(xué)生們的綜合實踐能力，對學(xué)生的實踐動手能力具有重要的作用。另一方面MCGS具有易于操作以及功能強大的特點，所以基于MCGS的PLC實踐教學(xué)可以通過穩(wěn)定的MCGS組態(tài)實現(xiàn)模擬實踐功能的增加以及模擬實踐的控制，從而在保證界面完美的情況下實現(xiàn)PLC實踐教學(xué)的有效成果，通過PLC系統(tǒng)的正常運行，我們可以有效的進行工程的監(jiān)控工作實現(xiàn)自動化技術(shù)的控制與要求，此外基于MCGS的PLC實踐教學(xué)可以較方便容易的完成人機之間的友好交流以及簡單操作，也就是說基于MCGS的PLC實踐教學(xué)可以使不懂程序編程的人運用自如，可以很好的利用現(xiàn)有的資源進行有效的實踐教學(xué)，從而在一定程度上節(jié)省下一筆不小的經(jīng)費，并且通過PLC實踐教學(xué)，可以使學(xué)生們在虛擬的教學(xué)環(huán)境中充滿對學(xué)習(xí)的熱情，而且增加了學(xué)生們對工程實踐的樂趣，在鍛煉學(xué)生實踐能力的同時有效的解決了學(xué)生們對工程理論方面的認識。

3 MCGS組態(tài)在PLC教學(xué)中的構(gòu)建

在進行基于MCGS的PLC實踐教學(xué)時，我們應(yīng)該利用MCGS以及一些其他的輔助人間進行仿真系統(tǒng)的構(gòu)建，而PLC實踐教學(xué)的中心控制系統(tǒng)則是要根據(jù)學(xué)校專業(yè)的課程以及教學(xué)進程進行仿真系統(tǒng)的改變，首先我們應(yīng)該在基礎(chǔ)系統(tǒng)上進行基本指令的構(gòu)建，通過對課程邏輯以及數(shù)據(jù)的分析，從而制定出相應(yīng)的指令系統(tǒng)，其次，在進行實踐時，我們還要根據(jù)實踐的內(nèi)容進行程序方面設(shè)計的實驗，以便于可以比較完整的完成控制演示，其中包括一些自動化控制，信號燈指示以及多種液體混合這些實驗內(nèi)容，整個PLC實踐教學(xué)系統(tǒng)按照由簡到繁的教學(xué)順序通過一些板塊模型設(shè)計出整個大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 PLC實踐教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建板塊

MCGS組態(tài)也同樣需要各部分的分工協(xié)作進行建立每個大工程，首先主控窗口進行工程菜單的設(shè)計，并且根據(jù)工程的不同屬性設(shè)定不同的存盤結(jié)構(gòu)，設(shè)備窗口則是為了根據(jù)工程的需要設(shè)計相對性的工程設(shè)備并且連接工程的設(shè)備已達到可以注冊驅(qū)動的目的，而用戶窗口則是根據(jù)提前設(shè)定的動畫顯示進行人機的友好交流以及提供預(yù)防報警措施，實時數(shù)據(jù)庫則是為了定義工程數(shù)據(jù)的變量，并且進行統(tǒng)計分析，以便于為后面的工程編程進行更新改變，最后的運行策略則是為了根據(jù)工程所具有的自身的特點進行流程結(jié)構(gòu)的編寫以及對功能的使用。

在實際教學(xué)中我們應(yīng)該遵循從簡到繁，從實踐到理論的形成，在進行PLC實踐教學(xué)中，我們應(yīng)該對每個階段進行動畫演示以及做出相應(yīng)的實踐教學(xué)，之后老師根據(jù)課程實際的進度以及實踐教學(xué)的方案進行篩選性的講解，既讓學(xué)生掌握理論關(guān)系的同時，又要讓學(xué)生掌握實際操作水平，并通過PLC模擬實踐對工程理解的更加深入徹底。

為了使學(xué)生更加的熟悉以及可以自我建立相應(yīng)的工業(yè)控制程序，我們應(yīng)該在訓(xùn)練前期讓同學(xué)們足夠了解專業(yè)設(shè)計的實際思想，從而確定有效的編程思路，其次我們還要對每個模塊進行有效且嚴格的安排，將每個模塊做到最好，從而更好的完成整個程序設(shè)計。最重要的我們應(yīng)該讓學(xué)生們充分了解PLC控制系統(tǒng)的整個設(shè)計過程，以及PLC實踐教學(xué)系統(tǒng)的基本設(shè)計理念以及過程，從而可以使學(xué)生打下堅實的實踐基礎(chǔ)。

4 MCGS組態(tài)在PLC虛擬系統(tǒng)中的應(yīng)用

在教學(xué)中PLC虛擬技術(shù)發(fā)揮著巨大的作用，對于一些實踐性比較高的專業(yè)需要設(shè)置一個類似的模擬環(huán)境進行模擬實踐教學(xué)，以此來向?qū)W生講述專業(yè)知識，比如在電氣專業(yè)或者機械專業(yè)這些實踐性要求比較高的專業(yè)，則需要開設(shè)一些與實際專業(yè)發(fā)展的課程以及實驗，通過PLC實踐教學(xué)可以很好的實現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué)。因此，PLC實踐教學(xué)解決了以往的純理論干化教學(xué)，使實踐性的教學(xué)變得簡單而方便，但是PLC實踐教學(xué)需要較高的控制層設(shè)計才可以與被控對象進行高效的結(jié)合，利用現(xiàn)有的計算機資源，在節(jié)約資金的基礎(chǔ)上通過設(shè)計遠程監(jiān)控研究出具有高度靈活性以及具有時代創(chuàng)新性的現(xiàn)代遠程操作PLC系統(tǒng)，通過PLC虛擬系統(tǒng)的實踐教學(xué)實現(xiàn)學(xué)生在教室與現(xiàn)場教學(xué)系統(tǒng)的連接與學(xué)習(xí)，從而較好的達到實踐教學(xué)的目的。之后通過MCGS的實時監(jiān)控作用，完善現(xiàn)有的教學(xué)系統(tǒng)。

因為基于MCGS的PLC虛擬系統(tǒng)具有時代教育的先進性，從而通過現(xiàn)代的先進的網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)可以較好的實現(xiàn)實際系統(tǒng)被虛擬系統(tǒng)代替，其次通過MCGS這類組態(tài)軟件可以較好的實現(xiàn)根據(jù)客戶端的瀏覽對現(xiàn)場的情況進行有效的控制，根據(jù)現(xiàn)場傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及曲線趨勢對現(xiàn)場情況進行有效的分析了解，從而構(gòu)建社會的運行方式，達到了足不出戶可以實現(xiàn)親臨現(xiàn)場的方式，根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備實現(xiàn)模擬現(xiàn)場的作用，在一定方面上降低了教育的成本，但卻收到了比原有高幾十倍的教學(xué)效果，最重要的是可以為同學(xué)們提供比現(xiàn)場設(shè)備更加先進豐富的監(jiān)控以及調(diào)控方便的功能，因此，通過對PLC虛擬技術(shù)不斷發(fā)展研究可以在跟緊時代的腳步的同時，通過虛擬動態(tài)圖畫的方式提高學(xué)生們的實踐能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力以及學(xué)習(xí)興趣，其次還可以使老師在研究PLC虛擬技術(shù)的時候提高自身的科研能力，為學(xué)生提供最優(yōu)質(zhì)的實踐教學(xué)以及最好的虛擬教學(xué)環(huán)境。

圖2

在PLC實踐教學(xué)中可以實現(xiàn)PLC系統(tǒng)安全可靠的運行，但我們?nèi)匀恍枰⒁釶LC實踐教學(xué)中發(fā)生的一些特殊情況，首先一個好的驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)系到整個系統(tǒng)的運行，所以我們在驅(qū)動系統(tǒng)上應(yīng)該進行嚴密的把關(guān)，以便于可以使PLC中心系統(tǒng)變得牢固可靠，其次PLC實踐教學(xué)基于MCGS技術(shù)，所以在連接MCGS時我們應(yīng)該準確的進行連接以及驅(qū)動，使其構(gòu)成一個相互關(guān)聯(lián)的整體，配合PLC技術(shù)的控制，增強實踐教學(xué)的最終效果，對PLC實踐教學(xué)具有重要的意義。

5 結(jié)語

MCGS組態(tài)具有很多優(yōu)點，比如自身的延展性以及可擴充性改變了以往儲存空間不足以及應(yīng)用界面不理想的狀態(tài)，用戶可以進行實時的更改和操作，其次MCGS組態(tài)的易學(xué)易用性可以使不懂編程的人員輕而易舉的完成一個復(fù)雜的編譯程序，而且熟練的應(yīng)用各種操作功能以及方法，最重要的是MCGS具有通用性，這在一定程度上較好的改變了單戶單用的情況，不受區(qū)域時間的限制，通過遠程控制就可以得到你想要的模擬畫面。因此擁有廣泛高效傳遞信息的MCGS組態(tài)對PLC實踐教學(xué)的建設(shè)具有重要的作用。通過PLC實踐教學(xué)提高了學(xué)生們的實踐能力，通過將PLC實踐教學(xué)仿真系統(tǒng)與主系統(tǒng)的連接，有效的將死板的理論知識轉(zhuǎn)化為生動形象的實踐知識，將實驗通過PLC技術(shù)在課堂上得以展示，實現(xiàn)了師生互動現(xiàn)象，將自動化逐漸的由工程基地到學(xué)校實驗室再到課堂教室的轉(zhuǎn)化，同時老師們在設(shè)計與專業(yè)相對應(yīng)的PLC實踐教學(xué)系統(tǒng)時，也提高了老師們的科研能力與對PLC實踐教學(xué)的應(yīng)用能力，之后通過模擬實踐有效的鍛煉了學(xué)生們的動手操作能力，在獲得樂趣與實踐經(jīng)驗的同時獲得了扎實的理論知識，為學(xué)生的以后發(fā)展奠定了非常扎實的實踐理論相結(jié)合基礎(chǔ)。

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