全自動生產(chǎn)線物料分檢系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　班級 XXXXX 專業(yè) 機電一體化</p><p>　　題目 全自動生產(chǎn)線 </p><p>　　物料分檢系統(tǒng) </p><p>　　學生姓名 XXXXXX </p><p>

2、;　　指導教師 XXXXXX </p><p>　　2012年 06 月 06 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)過程中物料分揀的效率問題越來越引起人們的關注。重復繁瑣的人工分揀物料過程已不能滿足企業(yè)追求的生產(chǎn)效益和如今社會的需求。人、機器與物料三者關系的協(xié)調(diào)，已成

3、為我們需要解決的重要問題之一。理所當然，用盡可能少的人力控制機器分揀物料來完成如期的生產(chǎn)任務是最佳的選擇模式——即采用自動化技術(shù)代替人工分揀物料的過程。</p><p>　　本文在對熟悉了自動及分揀系統(tǒng)的原理的基礎上，根據(jù)一定的分揀要求,對物料分揀進行了以三菱PLC為控制核心，MCGS組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件，設計出物料分揀控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。該物料分揀系統(tǒng)以PLC為主控制器,結(jié)合氣動裝置、傳感器技術(shù)、組態(tài)監(jiān)

4、控等技術(shù),可以進行現(xiàn)場控制物料的自動分揀、無人監(jiān)控。系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、分揀精度高、易控制等特點,對不同的分揀對象,只要稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要求。</p><p>　　關鍵詞：物料分揀；控制系統(tǒng)；組態(tài)監(jiān)控 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous devel

5、opment of modern industry, the production process of material sorting efficiency problems caused by more and more people's attention. Repeat the cumbersome manual sorting material process can not meet the enterprise

6、pursues the production benefit and society demand. Man, machine and material coordination between the three, has become one of the important problems we need to solve.</p><p>　　Behoove, with as little as pos

7、sible human control machine sorting material to complete on time production task is best choice mode -- namely the use of automation technology to replace manual sorting material process.</p><p>　　Based on t

8、he knowledge automatically and sorting system based on the principles, according to certain requirements for material sorting, sorting to Mitsubishi PLC as the control core, MCGS configuration software for monitoring sof

9、tware, designs the control system of material sorting control system and monitoring system. The sorting system taking PLC as main controller, combines with the aerodynamic device, sensor technology, control technology, c

10、an conduct on-site control automatic sorting, unma</p><p>　　Key words: Material sorting; Control system; Configuration monitoring</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

11、　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　導 言1</b></p><p>　　1 分檢系統(tǒng)介紹2</p><p>　　1.1 YL-235系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2</p><p>　　1.1.1 驅(qū)動部分2</p&

12、gt;<p>　　1.1.2 執(zhí)行部分2</p><p>　　1.1.3 控制部分4</p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作原理及流程分析5</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)工作原理及其實際模型5</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)工作流程6</p><p>　　1.3 硬件線路及PLC接線

13、分析6</p><p>　　2自動分揀系統(tǒng)控制軟件設計9</p><p>　　2.1 分揀系統(tǒng)的控制要求9</p><p>　　2.2 軟件設計及編程10</p><p>　　2.3物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試16</p><p>　　3 組態(tài)監(jiān)控設計16</p><p>　　3.1 MCGS

14、概述16</p><p>　　3.2 監(jiān)控界面設計18</p><p>　　3.3 動畫連接18</p><p>　　3.4 PLC與組態(tài)軟件之間通信21</p><p>　　3.5 下載及調(diào)試23</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><p

15、><b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　導 言</b></p><p>　　隨著社會的不斷發(fā)展，市場的競爭也越來越激烈，因此各個生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進行物料分揀的企業(yè)。以往一直采用重復繁瑣的人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競爭能力差，所以物料的自動分揀已成為

16、企業(yè)的唯一選擇。</p><p>　　針對上述問題，利用 PLC 技術(shù)為控制核心，MCGS組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件可以設計一種成本低，效率高且簡單可靠的物料自動分揀系統(tǒng)，并在物料分揀過程中可取得較好的控制效果。</p><p>　　物料分揀系統(tǒng)采用可編程控制器PLC進行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動強度大大降低，可顯著提高勞動生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設備無縫連

17、接，實現(xiàn)對物料實物流、物料信息流的分配和管理。 其設計采用標準化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護、檢修方便等特點，受場地原因影響不大。同時，只要根據(jù)不同的分揀對象，對本系統(tǒng)稍加修改即可實現(xiàn)相應的自動分檢系統(tǒng)要求。</p><p>　　該系統(tǒng)的靈活性較強，程序開發(fā)較簡單，可適應進行物料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求。對本系統(tǒng)的研究，同時也是對以往學習的一個檢驗、總結(jié)和拓展。理論結(jié)合實際，才能更好的掌握好知識本領。&l

18、t;/p><p>　　本文主要介紹了以三菱PLC為控制器、MCGS軟件為監(jiān)控器以及采用電感、電容等傳感器組成的生產(chǎn)線全自動物料分揀系統(tǒng)，詳細的分析了在基于PLC控制的自動分揀系統(tǒng)的設計，文中介紹了分揀系統(tǒng)中信號的采集分析中傳感器的一些基本知識，并通過要求與比較，確定了硬件系統(tǒng)中的一些元器件的選擇與確定了PLC的選型。</p><p>　　在實際工作過程中，需要對整個控制過程進行監(jiān)控，運用組態(tài)軟

19、件(MCGS)建立其實際的模型，并進行動態(tài)畫面的設定與數(shù)據(jù)報表的輸出，完成一個較完整的監(jiān)控界面。</p><p><b>　　1 分檢系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　YL－235型光機電一體化裝置，由鋁合金導軌式工作臺、上料機構(gòu)、上料檢測機構(gòu)、搬運機構(gòu)、物料傳送和分揀機構(gòu)等組成?？刂葡到y(tǒng)采用模塊組合式，由PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、接線端子排和各

20、種傳感器等組成。</p><p>　　該系統(tǒng)包含了電機驅(qū)動、機械傳動、氣動、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項技術(shù)的綜合運用。</p><p>　　1.1 YL-235系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　1.1.1 驅(qū)動部分</p><p>　　系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的傳動裝置，其驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)動力源的不同，分為液壓、氣壓、電氣、機械

21、、氣液聯(lián)合和電液聯(lián)合等多種方式。</p><p>　　本系統(tǒng)采用的驅(qū)動方式是氣壓驅(qū)動。氣壓驅(qū)動具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、功率體積比高、無污染及抗干擾性強、在工業(yè)機械手中應用較多。另一方面，氣動技術(shù)作為“廉價的自動化技術(shù)”，由于其元器件性能的不斷提高，生產(chǎn)成本的不斷降低，被廣泛應用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領域。在現(xiàn)代化的成套設備與自動化生產(chǎn)線上，幾乎都配有氣動系統(tǒng)。氣動機械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實踐要求的一種重要

22、使用工具。</p><p>　　1.1.2 執(zhí)行部分</p><p><b>　　1、氣缸</b></p><p>　　氣動執(zhí)行元件部分有單出桿氣缸、單出雙桿氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸。目前最常選用的是標準氣缸，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標準化、通用化。水平伸縮氣缸選用單活塞桿雙作用氣缸。其工作原理：對于前伸/回縮氣缸，當左側(cè)無桿腔進氣，右側(cè)有桿腔排氣時活塞

23、桿前伸，反之，活塞桿回縮；對于上升/下降氣缸，當上側(cè)無桿腔進氣，下側(cè)有桿腔排氣時，活塞桿下降，反之活塞桿上升。當氣缸動作時動作限位開關斷開，氣缸快速彈出，此時先導式電磁閥復位，當氣壓太大時而氣缸沒有復位時氣缸復位限位開關感應動作從而關閉先導式電磁閥從而起到保護氣缸的作用。</p><p>　　氣缸式的執(zhí)行機構(gòu)動作比較穩(wěn)定，易于維修，控制過程簡單，所以該物料分揀系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)選擇氣缸推動式。</p>&

24、lt;p><b>　　2、機械手爪</b></p><p>　　在上料部分，系統(tǒng)采用的執(zhí)行機構(gòu)是機械手夾持式。夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，是工業(yè)機械廣泛應用的一種手部形式。它主要由手指、傳動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)組成。其又可分為內(nèi)撐式、外夾式和內(nèi)外夾持式，區(qū)別在于夾持工件的部位不同，手爪動作方向相反，機械手夾持式能滿足在在本系統(tǒng)的氣壓傳動系統(tǒng)中分揀物料的需要。</p><p

25、>　　在氣壓傳動系統(tǒng)中，組成氣動回路是為了驅(qū)動用于各種不同目的機械裝置，其最重要的三個控制內(nèi)容是：力的大小、運動的方向和運動的速度。與生產(chǎn)裝置相連接的各種類型的氣缸，靠壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥分別實現(xiàn)對三個內(nèi)容的控制，正是利用它們組成了各種氣動控制回路。</p><p><b>　　3、變頻器</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用三菱變頻器，該變頻器

26、具有節(jié)能、無極調(diào)速、啟動平穩(wěn)、多種信號輸入輸出端口、接收和輸出模擬信號、電流電壓信號和成本低等特點。 </p><p>　　除一部分參數(shù)之外，參數(shù)的設定僅在用Pr.79選擇PU操作模式時可以實施。一個參數(shù)的設定既可以用數(shù)字鍵設定也可以用 鍵增減。當按下鍵1.5s后寫入設定值并更新。</p><p>　　本項目中變頻器參數(shù)設置參考，如下表1-1：</p><p>

27、　　表1-1 變頻器的參數(shù)設置</p><p>　　1.1.3 控制部分</p><p><b>　　1、PLC系統(tǒng)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的控制器是采用三菱FX2N--48MR型PLC。它接受料槽光電傳感器、各物料傳感器、先導式電磁換向閥、感應電動機、氣缸位置傳感器的信號，根據(jù)要求分別控制輸送帶電機和各電磁閥動作。</p&g

28、t;<p>　　FX2N系列是FX系列PLC家族中較先進的系列，適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化控制應用提供最大的靈活性和控制能力。該系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。</p><p>　　該型號PLC有2

29、4個輸入節(jié)點和24個輸出節(jié)點，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。</p><p><b>　　2、傳感器</b></p><p>　　傳感器是將被檢測對象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘柕囊环N變換器。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制系統(tǒng)的動作提供信息。</p><p><b>　　1）電感傳感器</b&

30、gt;</p><p>　　電感式接近開關屬于有開關量輸出的位置傳感器，用來檢測金屬物體。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。渦流反作用于接近開關，使接近開關振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。本系統(tǒng)用該器件來檢測鐵質(zhì)物料。</p><p><b>　　2）

31、光電傳感器</b></p><p>　　電容傳感器也屬于具有開關量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關。它的測量頭通常是構(gòu)成電容器的一個極板,而另一個極板是待測物體的本身。當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此，便可控制開關的接通和關斷。本裝置中電容傳感器是用于檢測塑質(zhì)物料 。</p><p><b>　　

32、3）光電傳感器</b></p><p>　　光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成它們分別為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光

33、圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作原理及流程分析</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)工作原理及其實際模型</p><p>　　物料分揀系統(tǒng)的PLC控制用于對相關物料的自動化分揀，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖</p>

34、<p>　　根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，可得出其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1-2所示。PLC運行時，物料驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)；當上料傳感器有料時綠燈亮，否則4S后紅燈亮并蜂鳴器響，此時按下啟動按鈕后，機械手從原位動作，夾取物料送至指定位置。當指定位置的光電傳感器1檢測到物料時，變頻器控制的電機以中速驅(qū)動傳送帶正轉(zhuǎn)運輸物料。物料經(jīng)傳感器對其進行識別，檢測其分別為鐵質(zhì)、塑質(zhì)、紅色，其相對應的氣缸進行動作，將物料推入滑槽內(nèi)，若不是上述的幾種材質(zhì)

35、的物料，則當光電傳感器2檢測物料時，最后剩余的氣缸動作，將其推入滑槽內(nèi)，以完成對其的分揀。</p><p>　　圖1-2 物料分揀系統(tǒng)的示意圖</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)工作流程</p><p>　　首先，電機驅(qū)動料盤轉(zhuǎn)動，實行送料。檢測到料臺無物料后，4S蜂鳴器拉響警報；檢測到料臺有料后，驅(qū)動機械手爪過來抓取工件；接著機械手臂旋轉(zhuǎn)，把物料送到傳送帶處放

36、下物料，放下物料后，機械手返回原點，等待下一次抓取工件。當傳送帶檢測到有物料后，電機驅(qū)動傳送帶走動，由傳感器來對不同物料進行分揀，分揀完成后，傳送帶停止，等待下一個物料到來后再次啟動，系統(tǒng)依此循環(huán)。</p><p>　　圖1-3 系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　1.3 硬件線路及PLC接線分析</p><p>　　根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的工作過程可知，系統(tǒng)的控制有輸

37、入信號19個，均為開關量。輸出信號有17個，其中一個控制電動機，一個兩報警，一個控制指示燈，剩下的控制氣閥，也都是開關量。根據(jù)分揀系統(tǒng)的需要配置出I/O對應功能，列表如表1-2所示：</p><p>　　表1-2 分揀系統(tǒng)I/O口配置</p><p>　　根據(jù)控制要求可得PLC系統(tǒng)的接線圖和變頻器的外部接線圖，如圖1-4和1-5所示。</p><p>　　圖1-4

38、 PLC系統(tǒng)外部接線圖</p><p>　　圖1-5 變頻器外部接線圖</p><p>　　2自動分揀系統(tǒng)控制軟件設計</p><p>　　2.1 分揀系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　本課題是基于區(qū)分物料材質(zhì)的不同而設計的物料分揀系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)對鐵質(zhì)、塑質(zhì)物料的自動分揀，具體控制過程如下：</p><p>　　1

39、、PLC運行時，物料驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2、當物料提升臺上有（物料檢測傳感器X13檢測到）物體時，打開啟動按鈕，機械手在左旋限位懸臂伸出，手爪下降；手爪夾緊物料后，手爪上升，機械手懸臂縮回；隨后機械手手臂右旋，到達右旋限位后，機械手懸臂伸出，手爪下降并松開物料；當工作臺上的光電傳感器檢測到物料時，機械手回到左旋限位，當物料臺的漫反射式光電傳感器再次檢測到有物料時機械手循環(huán)以上動作。</p&g

40、t;<p>　　3、提升臺有料時綠燈亮，否則4s后亮紅燈并且蜂鳴器響。</p><p>　　4、當物料被放下后，變頻器控制的電機以中速驅(qū)動傳送帶正轉(zhuǎn)運輸工件。當電感傳感器檢測到工件時，傳送帶停止，同時推料缸1把工件推進下料槽；當電容傳感器檢測到工件時，輸送帶停止，同時推料缸2把工件推進下料槽；當傳送帶上沒有工件時，輸送帶停止不轉(zhuǎn)。</p><p>　　5、按下停止按鈕后，本次

41、動作結(jié)束后就不再進行工作循環(huán)。</p><p>　　6、手爪抓第一個工件時需要人工啟動，之后的工件為自動檢測自動抓取，不需手動。</p><p>　　7、系統(tǒng)可防抖動，如不是機械手夾過來放下的物體電機也不轉(zhuǎn)動；不是傳送帶運輸?shù)诫姼谢螂娙輦鞲衅飨碌奈矬w，運輸帶不會停轉(zhuǎn)、氣缸也不會動作等。</p><p>　　2.2 軟件設計及編程</p><p&g

42、t;<b>　　1、軟件介紹</b></p><p>　　三菱電機公司提供專用的編程軟件。早期是MEDOC，目前是GPPW編程軟件和SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件包。GX編程軟件（GX開發(fā)器）可以用于生成涵蓋所有三菱電機公司PLC設備的軟件包，使用該軟件可以為FX/A/QnA/Q系列PLC生成程序。GX使用Windows操作平臺，用梯形圖、指令表或者SFC進行編程，程序可以與原先包

43、括基于DOS操作系統(tǒng)的程序在內(nèi)的編程軟件相兼容。</p><p>　　三菱SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件如圖2-2是應用于FX系列PLC的中文編程軟件，可在Windows 9x或Windows 3.1及以上操作系統(tǒng)運行。物料分揀系統(tǒng)采用該軟件作為編程軟件。</p><p>　　圖2-1 SWOPC-FXGP/WIN-C 窗口</p><p>　　2、軟件設

44、計思路（SFC圖）</p><p>　　圖2-2 軟件設計思路（SFC圖）</p><p>　　3、根據(jù)系統(tǒng)要求，設計出分揀系統(tǒng)的梯形圖程序</p><p>　　圖2-3 分揀系統(tǒng)的梯形圖的程序</p><p>　　2.4物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　?。?）在軟件與硬件都已經(jīng)準備好之后，開始對系統(tǒng)進行調(diào)試。這

45、個過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。通上電源，PLC運行，物料驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，當物料提升臺上有（物料檢測傳感器X13檢測到）物體時，打開啟動按鈕，觀察運行情況。</p><p>　　(2)通過運行，物料隨傳輸帶傳送到傳感器下停止時，物料不能準確停止在正對氣缸的位置，導致氣缸并不能穩(wěn)妥地把物料推進滑槽，說明電機不能立即停止，通過多次調(diào)試找到了變頻器適合加、減速時間參數(shù)，解決了上述問題。</p><p&g

46、t;　?。?）在物料被推料氣缸推向滑槽時發(fā)現(xiàn)物料容易被氣缸打飛。要解決這個問題首先調(diào)低氣缸的氣壓，但氣壓波動較大，仍然無法解決問題；再調(diào)節(jié)氣動閥氣源管上的螺栓即可調(diào)節(jié)氣動閥的動作力度，直至氣動閥的動作力度合適為止。</p><p>　　(4)當有另外物料（即不是機械手夾送過來的物料）在電感或電容傳感器下時，氣缸也照樣動作，說明程序不能抗干擾，具有安全隱患，通過修改程序并進行調(diào)試，解決外部干擾問題。</p&g

47、t;<p>　?。?）在編程技巧上，當有幾個串聯(lián)回路并聯(lián)時,應將觸點最多的那個串聯(lián)電路盡量放在梯形圖的最上面； 在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時,應將觸點最多的那個并聯(lián)回路放在梯形圖的左前面。適當安排編程順序,以減少程序步數(shù),使程序簡潔明了，保證具有盡可能高的編程質(zhì)量。</p><p>　?。?）將硬件各部分的動作幅度進行調(diào)試之后，運行PLC程序，進行軟硬件的結(jié)合，觀察物料分揀系統(tǒng)中上料、傳送與分揀的過程，

48、完成系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p><b>　　3 組態(tài)監(jiān)控設計</b></p><p>　　3.1 MCGS概述</p><p>　　工控組態(tài)軟件能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。 </p><p>　　本系統(tǒng)采用MCGS 6.5嵌入版

49、作為上位機的監(jiān)控軟件。物料分揀MCGS組態(tài)軟件設計是對分揀系統(tǒng)的實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)操作者可以遠離操作現(xiàn)場就能實現(xiàn)對生產(chǎn)線的控制。</p><p>　　MCGS組態(tài)軟件是由北京昆侖自動化有限公司研制開發(fā)的，其英文全稱為Monitor and Control Generated System，即“監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)”。MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分。</p><p>　　用戶的所有組

50、態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中運行，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設計和構(gòu)造自己的應用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫就

51、可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機上。</p><p>　　組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關系如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡</p><p>　　由MCGS生成的用戶應用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分組成，如圖3-2所示。其中，運行時只有

52、用戶窗口是可見的，常被稱為“前臺”，其余部分被稱為“后臺”。</p><p>　　圖3-2 MCGS組態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2 監(jiān)控界面設計</p><p>　　打開MCGS組態(tài)環(huán)境這個軟件，進入它的主界面。設計出監(jiān)控的畫面如下：</p><p>　　圖3-3 監(jiān)控的主控畫面</p><p><

53、;b>　　3.3 動畫連接</b></p><p>　　所謂動畫連接，實際上是將用戶窗口內(nèi)創(chuàng)建的圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中定義的數(shù)據(jù)對象，建立起對應的關系，在不同的數(shù)值區(qū)間內(nèi)設置不同的圖形狀態(tài)屬性（如顏色、大小、位置移動、可見度、閃爍效果等），將物理對象的特征參數(shù)以動畫圖形方式來進行描述。</p><p>　　動畫組態(tài)的設置主要有顏色動畫連接、位置動畫連接、輸入輸出連接和特殊

54、動畫連接。物料分揀組態(tài)設計中的動畫設計也是在這四種連接方式的基礎上設置的。</p><p><b>　　1、顏色動畫連接</b></p><p>　　所謂顏色動畫連接就是指將圖形對象的顏色屬性與數(shù)據(jù)對象值之間建立相關性關系，使圖元、圖符對象的顏色屬性隨著數(shù)據(jù)對象值的變化而變化，用這種方式實現(xiàn)顏色不斷變化的動畫效果。如在監(jiān)控圖中，當鐵質(zhì)的物料傳送至對應位置時，對應傳感器

55、上方的指示燈由紅色變?yōu)榫G色，其設置如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 顏色動畫的連接</p><p><b>　　2、位置動畫連接</b></p><p>　　位置動畫連接包括圖形對象的水平移動、垂直移動和大小變化三種屬性，使圖形對象的位置和大小隨著數(shù)據(jù)對象值的變化而變化。用戶只要控制數(shù)據(jù)對象值的大小和值的變化速度，就能精確地控制

56、所對應圖形對象的大小、位置及其變化速度。用戶可以定義一種或多種動畫連接，圖形對象的最終動畫效果是多種動畫屬性的合成效果。</p><p>　　平行移動的方向包含水平和垂直兩個方向，其動畫連接的方法相同。首先要確定對應連接對象的表達式，然后再定義表達式的值所對應的位置偏移量。物料分揀系統(tǒng)中物料的移動就是按位置動畫連接的方法設定的。其水平移動的設置如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5

57、 水平移動動畫連接</p><p><b>　　3、輸入輸出連接</b></p><p>　　輸入輸出連接包括顯示輸出、按鍵輸入、按鈕動作三種方式。在物料分揀系統(tǒng)中物料的計數(shù)用到顯示輸出連接，輸出值選擇數(shù)值量輸出，把物料的總數(shù)num的數(shù)值以數(shù)值量表示出來，如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 數(shù)值量輸出連接</p>

58、<p>　　系統(tǒng)的開始與運行、是否停止、出錯時需要重新運行并重新計數(shù)等都需要在控制面板里能夠進行人工的操作?？刂频拿姘逶O為三個按鈕，分別為開始、退出和復位。對于按鈕的輸入設置可以在動畫組態(tài)窗口屬性設置里面選擇按鈕動作或者直接在工具箱內(nèi)選擇標準按鈕進行設置。</p><p><b>　　4、特殊動畫連接</b></p><p>　　在MCGS中，特殊動畫連接包

59、括可見度和閃爍效果兩種方式，用于實現(xiàn)圖元、圖符對象的可見與不可見交替變換和圖形閃爍效果，圖形的可見度變換也是閃爍動畫的一種。MCGS中每一個圖元、圖符對象都可以定義特殊動畫連接的方式 。</p><p>　　在物料分揀系統(tǒng)中料槽無料提醒中的制作用到了閃爍效果。在“料槽無料”的指示燈雙擊進入屬性設置，選中閃爍效果。當表達式num=10成立時，所設置的“料槽無料”指示燈就會成閃爍效果。當表達式不成立時就會呈現(xiàn)為初始狀

60、態(tài)。num的定義是總物料的數(shù)目計數(shù)器，設計中模擬分揀系統(tǒng)設定了12個物料，所以當num的值為12時料槽中沒有物料，通過閃爍進行提示，如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 圖形閃爍效果顯示</p><p>　　3.4 PLC與組態(tài)軟件之間通信</p><p>　　對組態(tài)的通訊參數(shù)進行設置，打開設備窗口分別添加如下兩個設備：通用串口父設備和FX系列編程口。在

61、MCGS工作臺上，單擊[設備窗口]，再單擊[設備組態(tài)]按鈕進入[設備組態(tài)：設備窗口]。單擊[工具箱]，打開[設備工具箱]窗口，再單擊[設備管理]按鈕，打開[設備管理]窗口，如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 添加設備</p><p>　　圖3-9 設備的添加</p><p>　　再對FX系列編程口進行設置，雙擊“三菱FX系列編程口”，彈出設備屬性編輯

62、對話框，對它的參數(shù)作如表3-1和圖3-10設置，當設置好參數(shù)后點擊檢查，無誤后點確認。</p><p>　　表3-1 通道連接的設置</p><p>　　圖3-10 通道設置</p><p><b>　　3.5 下載及調(diào)試</b></p><p>　　圖3-11 監(jiān)控界面運行圖</p><p&g

63、t;　　經(jīng)過多次調(diào)試，組態(tài)監(jiān)控畫面運行良好，能夠完成該分揀系統(tǒng)的監(jiān)控要求。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　綜全文所述，本文對PLC及組態(tài)技術(shù)的工作原理、適用領域做出了較詳細的介紹，根據(jù)物料分揀的實際需求采用PLC設計出了物料分揀系統(tǒng)，并使用組態(tài)作為監(jiān)控軟件具有很高的實用價值。</p><p>　　設計物料

64、分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻，不但了解了自動分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應用背景。還學習了氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、及用組態(tài)軟件實現(xiàn)上位機監(jiān)控的基本知識。</p><p>　　用組態(tài)技術(shù)實現(xiàn)對分揀系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人化監(jiān)控。 完成了物料分揀系統(tǒng)的硬件設計工作。并且基于該平臺完成了控制系統(tǒng)的軟件。通過實驗測試了物料分揀系統(tǒng)硬件和軟件。</p><p>　　實際的

65、設計工作中，出現(xiàn)了不少難題：氣源與氣閥的氣壓不能實現(xiàn)精確調(diào)制，傳感器的容易受到外界因素的干擾，上位機與下位機通信不穩(wěn)定等問題。通過多次試驗與實踐以上問題基本上得到了解決，如何進一步提高控制性能，可對該系統(tǒng)進行一些改進。</p><p>　　本文的設計是對物料的材質(zhì)進行的簡單設計，只要結(jié)合不同的傳感器，比如根據(jù)材料的屬性、尺寸的大小、物體的顏色等選擇相應的傳感器，就可以在其基礎上對分揀物品的種類與分揀的性能進行拓展

66、及完善，可使其適用于實際生活中的各行各業(yè)，是分揀線實現(xiàn)無人化作業(yè)，大大提高該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。</p><p>　　本論文是在老師的悉心指導下完成的，論文從選題到寫作及最后的成稿，老師都給予了精心的指導和極大的幫助。在此謹向尊敬的指導老師致以由衷的感謝和崇高的敬意！并致以最誠摯的謝意和最美好的祝福！</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p>

67、<p>　　[1] 李建興.可編程序控制其應用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[2] 紅艷，余成波.傳感器與現(xiàn)代檢測技術(shù).北京：清華大學出版社，2009.</p><p>　　[3] 王兆義，楊新志.小型可編程控制器實用技術(shù)（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[4] 顧戰(zhàn)松，陳鐵年.可編程控制器