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文檔簡介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 隨著社會的不斷發(fā)展,科技的不斷進步,人們已經(jīng)對越來越多的事物不是進行手動操作,而是進行人工智能控制。特別是近年來可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)中的運用,使工業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅度的提高。PLC針對工業(yè)順序控制,在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。</p><p> 本次課程設(shè)計正是基于此種情況,其目的為了實現(xiàn)
2、工業(yè)智能控制領(lǐng)域常見的流水線智能控制系統(tǒng)。使用移位寄存器指令,在移位脈沖的作用下實現(xiàn)工業(yè)流水線的智能控制。根據(jù)課程設(shè)計具體要求進行I/O地址分配,然后應(yīng)用PLC軟件選址進行編程,通過串口通訊編譯下載,在實驗儀器上通過開關(guān)控制程序進行調(diào)試模擬,最后通過組態(tài)王軟件將可編程控制器與組態(tài)軟件結(jié)合進行仿真,已實現(xiàn)要求的流水線智能控制。</p><p> 關(guān)鍵詞:流水線;智能控制;PLC;移位寄存器;組態(tài);</p&g
3、t;<p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1、緒論1</b></p><p> 2、系統(tǒng)總體設(shè)計方案論證1</p><p> 3、系統(tǒng)的硬件、軟件配置功能簡述3</p><p> 3.1、可編程控制器概述3</p><p>
4、; 3.1.1、PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用4</p><p> 3.1.2、PLC的工作原理6</p><p> 3.2、所使用軟件概述9</p><p> 4.硬件部分方案具體實施與實踐10</p><p> 4.1流水線的結(jié)構(gòu)及其工作原理10</p><p> 4.2具體方案設(shè)計11<
5、/p><p> 4.3硬件系統(tǒng)具體設(shè)計12</p><p> 4.3.1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計12</p><p> 4.3.2流水線模擬控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能12</p><p> 4.3.3硬件系統(tǒng)接線及I/O地址分配12</p><p> 4.3.4.硬件接線14</p><p
6、> 5.軟件部分的設(shè)計15</p><p> 5.1 編程軟件介紹15</p><p> 5.2可編程控制器程序的設(shè)計16</p><p> 6.組態(tài)軟件仿真模擬與上位機監(jiān)控設(shè)計部分23</p><p> 6.1組態(tài)畫面與程序的設(shè)計23</p><p> 6.2組態(tài)程序與PLC程序結(jié)合及調(diào)試
7、運行26</p><p> 6.2.1組態(tài)與PLC程序關(guān)聯(lián)部分26</p><p> 6.2.2組態(tài)程序?qū)嶋H監(jiān)控畫面既實際運行狀況26</p><p><b> 7、實驗體會32</b></p><p><b> 參考文獻32</b></p><p> 附
8、錄:PLC梯形圖程序33</p><p><b> 1、緒論</b></p><p> 在市場經(jīng)濟領(lǐng)域新的推動下,人們要求產(chǎn)品品種齊全且物美價廉。為適應(yīng)市場的需求,工業(yè)產(chǎn)品的品種就要不斷更新?lián)Q代,從而要求產(chǎn)品的生產(chǎn)線及附屬的控制系統(tǒng)不斷地修改甚至更換。在以前生產(chǎn)線的控制主要采用繼電器控制。修改一條生產(chǎn)線,要更換許多硬件設(shè)備,進行復(fù)雜的接線,既浪費了許多硬件又大大
9、拖延了施工周期,增加了產(chǎn)品的成本。而可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算數(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械動作過程??删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)設(shè)備。</p><p> 當今社會PLC應(yīng)用廣泛,特別在控制方面,PLC已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中最常見、最重要的控制領(lǐng)域,它代表一個國
10、家的工業(yè)水平。由于PLC具有編程容易,控制系統(tǒng)簡單,更改容易,施工周期短,系統(tǒng)維護容易等優(yōu)點。隨著社會的不斷發(fā)展,科學技術(shù)的不斷進步,人們已經(jīng)對越來越多的事物不是進行手動操作,而是進行人工智能控制。例如全自動智能生產(chǎn)線生等等,改變了純手動生產(chǎn)線的,時間長、精度低、效率差等缺點。</p><p> 本次課程設(shè)計的前提正是基于此來解決工業(yè)生產(chǎn)過程系統(tǒng)中生產(chǎn)線的常見問題。運用所學的可編程控制器的相關(guān)知識在實驗裝置上實
11、現(xiàn)模擬流水線的PLC控制。改變以往手動流水線可靠性差、安全系數(shù)低、效率不高的缺點。提高了工作效率,系統(tǒng)安全性和生產(chǎn)精度和質(zhì)量,同時節(jié)省了人工體力。</p><p> 2、系統(tǒng)總體設(shè)計方案論證</p><p> 由于系統(tǒng)具體要求如下:傳動帶有十六個工位,工件從1號位裝入,分別在A(操作1)、B(操作2)、C(操作3)三個工位完成三種裝配操作,經(jīng)最后一個工位后送入倉庫;其它工位均用于傳送工
12、件,控制按鈕可以控制流水線速度。</p><p> 由此可總結(jié)歸納出,系統(tǒng)要求的流水線除具有基本的順序傳送功能外,還應(yīng)在三個位置做停頓,用以完成對工件做各種各樣的加工,必須經(jīng)過三個加工過程完成后,最后再入倉庫。其生產(chǎn)過程比較類似于步進電機。</p><p> 按照其流水線控制系統(tǒng)大體要求也可以將步進電動與工業(yè)控制用計算機結(jié)合,或?qū)㈦姍C與單片機結(jié)合來實現(xiàn)系統(tǒng)的要求,而且基本也完全可以實現(xiàn)
13、。</p><p> 由于工業(yè)用計算機控制在要求快速、實時性強、模型復(fù)雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢,但是使用工業(yè)計算機的人員技術(shù)水平要求較高,特別對于較復(fù)雜的系統(tǒng)模型,編程極其困難,一般應(yīng)具有很高的計算機專業(yè)知識。另外,工業(yè)計算機控制在整機結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,抗干擾能力及適應(yīng)性差,這是工業(yè)計算機控制在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的電磁輻射干擾、機械振動、溫度及濕度的變化以及超標的粉塵,以及種種干擾
14、都可以使工業(yè)用計算機不能正常工作。</p><p> 而PLC針對工業(yè)順序控制,在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。PLC在電路的布局、機械結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計各個方面決定了PLC的高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的集成電路,在輸入輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等的通道保護功能;在電路結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都做了周密的考慮;在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽、濾波及接地等抗干擾技術(shù);在軟件上采用了
15、數(shù)字濾波及循環(huán)掃描、成批輸入,成批輸出處理技術(shù)。所有的這些都使PLC具有非常高的抗干擾能力,從而使PLC絕不會出現(xiàn)死機的現(xiàn)象。</p><p> 而其隨著PLC功能的不斷爭強,越來越多地采用了工業(yè)計算機技術(shù),同時工業(yè)控制計算機為了適應(yīng)客戶需要,向提高可靠性,耐用性與便于維修的方向發(fā)展,兩者間相互滲透,差異越來越小,PLC與工業(yè)控制計算機技術(shù)將繼續(xù)共存,在一個控制系統(tǒng)中,使PLC集中在功能控制上,工業(yè)控制計算機集
16、中在信息處理上。</p><p> 但是根據(jù)本系統(tǒng)實際要求,決定最終采用可編程控制器,而不是工業(yè)控制計算機或單片機是由于本系統(tǒng)較為簡單,只需控制狀態(tài)開關(guān)量。而開關(guān)量的順序控制是PLC最早,最原始的控制功能,可以取代傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路中的順序控制系統(tǒng),也是PLC最容易完成的領(lǐng)域,最擅長的方面就是工廠裝配流水線的控制。</p><p> 而且PLC編程與工業(yè)控制計算機與單片機相比編程容易
17、很多,PLC可以采用梯形圖來編程,這種編程方法形象直觀,無需專業(yè)的計算機知識和語言,熟悉電氣控制的技術(shù)人員易于掌握。</p><p> 為了運用PLC實現(xiàn)此設(shè)計系統(tǒng)的任務(wù)要求,再綜合了PLC相關(guān)知識,各指令相關(guān)功能后,決定采用以PLC的移位寄存器功能為中心開展編程,因為根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計的要求使用移位寄存器指令,可以大大簡化程序設(shè)計。移位寄存器指令所描述的操作過程如下:若在輸入端輸入一串脈沖信號,在移位脈沖作用下,
18、脈沖信號依次移到移位寄存器的各個繼電器中,并將這些繼電器的狀態(tài)輸出,每個繼電器可在不同的時間內(nèi)得到由輸入端輸入的一串脈沖信號。</p><p> 目前看到的所有組態(tài)軟件都能完成類似的功能,比如,WinCC,InTouch,Fix,Citech,及組態(tài)王幾乎所有運行于32位windows平臺的組態(tài)軟件都能采用類似資源瀏覽器的窗口結(jié)構(gòu),并且對工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種資源(設(shè)備、標簽量、畫面等)進行配置和編輯;都提供多種
19、數(shù)據(jù)驅(qū)動程序;都使用腳本語言提供二次開發(fā)的功能等等。但是從技術(shù)上說,各種組態(tài)軟件提供實現(xiàn)這些功能的方法卻各不相同。而仿真方面,之所以采用組態(tài)軟件是因為,組態(tài)王仿真組要是由于組態(tài)王仿真控制直觀方便,功能齊全(支持雙機熱備,雙網(wǎng)熱備,系統(tǒng)可靠性高,能夠?qū)崟r顯示數(shù)據(jù),保存歷史數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù)查詢,顯示趨勢曲線,聲光報警功能,可以添加Email報警、短信報警等功能。,支持各個主要廠家的PLC,支持多種通訊方式,選擇靈活,多級用戶管理,具有多種事件
20、記錄功能,比如登陸記錄、操作記錄等, 打印報表功能)非常符合系統(tǒng)要求可以仿真監(jiān)視,可以仿真控制的要求,及上位機監(jiān)控畫面的開發(fā)。</p><p> 3、系統(tǒng)的硬件、軟件配置功能簡述</p><p> 3.1、可編程控制器概述</p><p> 隨著微處理器,計算機的和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機控制技術(shù)已經(jīng)滲透到所有工業(yè)領(lǐng)域。當前用于工業(yè)控制的計算機
21、可分為:可編程控制器,基于PC總線的工業(yè)控制計算機,基與單片機的測控裝置,用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器,集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等??删幊炭刂破魇菓?yīng)用廣泛,功能強大,使用方便的通用工業(yè)控制裝置,已成為當代工業(yè)自動化的重要支柱.近幾年來,在國內(nèi)已得到迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌,對傳統(tǒng)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。</p><p> 可編程控制器是60年代末
22、在美國首先出現(xiàn)的,當時叫可編程邏輯控制器,目的是用來取代繼電器,以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來,控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象,將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi),控制器和被控對象連接也很方便。</p><p> 可編程控制器對用戶來說,是一種無觸點設(shè)備,改變程序即可改變生產(chǎn)工
23、藝,因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器,在實施階段再確定工藝過程。另一方面,從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看,在制造階段不需要根據(jù)用戶的要求專門設(shè)計控制器,適合批量生產(chǎn)。由于這些特點,可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎,并得到迅速的發(fā)展。</p><p> 可編程序控制器,英文稱Programmable Controller,簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機(Personal Computer
24、)混淆,故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計,它采用可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺
25、點,充分利用了微處理器的優(yōu)點,又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣,特別是PLC的程序編制,不需要專門的計算機編程語言知識,而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式,使用戶程序編制形象、直觀、方便易學;調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作,就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指</p>
26、<p> 3.1.1、PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用</p><p> PLC的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異,通常由主機、輸入/輸出接口、電源擴展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖3-1所示:</p><p> 圖3-1可編程控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b> 1、主機
27、</b></p><p> 主機部分包括中央處理器(CPU)、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心,它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理,即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作,將結(jié)果送到輸出端,并響應(yīng)外部設(shè)備(如電腦、打印機等)的請求以及進行各種內(nèi)部判斷等。PLC的內(nèi)部存儲器有兩類,一類是系統(tǒng)程序存儲器,主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用
28、戶程序作編譯處理的程序,系統(tǒng)程序已由廠家固定,用戶不能更改;另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器,主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。</p><p> 2、輸入/輸出(I/O)接口</p><p> I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備(如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等)的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備(如接
29、觸器、電磁閥、指示燈等)。I/O接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾,從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標,通常小型機有幾十個點,中型機有幾百個點,大型機將超過千點。</p><p><b> 3、電源</b></p><p> 圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源,通常也為輸
30、入設(shè)備提供直流電源。</p><p><b> 4、編程</b></p><p> 編程是PLC利用外部設(shè)備,用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦聯(lián)接,并利用專用的編程軟件進行電腦編程和監(jiān)控。</p><p> 5、輸入/輸出擴展單元</p><p&
31、gt; I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元(即主機)連接在一起。</p><p><b> 6、外部設(shè)備接口</b></p><p> 此接口可將打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設(shè)備與主機相聯(lián),以完成相應(yīng)的操作。</p><p> 實驗裝置提供的主機型號是西門子S7-200系列的CPU224(AC/DC/
32、RELAY)。輸入點數(shù)為14,輸出點數(shù)為10。</p><p> 3.1.2、PLC的工作原理</p><p> PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新
33、的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p> PLC的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p> PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進入程序執(zhí)行階段。</p>
34、<p> PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后,其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。</p><p> 輸出刷新階段:當所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。</p><p>
35、 3.1.3、PLC的程序編制</p><p><b> 編程元件</b></p><p> PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。編程時要使用到各種編程元件,它們可提供無數(shù)個動合和動斷觸點。編程元件是指輸入映像寄存器、輸出映像寄存器、位存儲器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能存儲器等。</p><p> PLC內(nèi)
36、部這些存儲器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似,也有“線圈”與“觸點”,但它們不是“硬”繼電器,而是PLC存儲器的存儲單元。當寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時,則表示相應(yīng)繼電器線圈得電,其動合觸點閉合,動斷觸點斷開。所以,內(nèi)部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。</p><p> S7-200CPU224、CPU226部分編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示</p><p>&l
37、t;b> 2、編程語言</b></p><p> 所謂程序編制,就是用戶根據(jù)控制對象的要求,利用PLC廠家提供的程序編制語言,將一個控制要求描述出來的過程。PLC最常用的編程語言是梯形圖語言和指令語句表語言,且兩者常常聯(lián)合使用。</p><p><b> 梯形圖(語言)</b></p><p> 梯形圖是一種從繼電接
38、觸控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語和符號,根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形,直觀易懂。</p><p> 梯形圖中常用 圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷和動合接點;</p><p> 用( )表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標注的字母或數(shù)加以區(qū)別。觸點和線圈等
39、組成的獨立電路稱為網(wǎng)絡(luò),用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號,允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給梯形圖加注釋。</p><p> 梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點:</p><p> ①梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行(或稱梯級)起始于左母線,然后是觸點的串、并聯(lián)接,最后是線圈。與能流的方向一致。</p><p> ②梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流
40、,而是“概念電流”,從左流向右,其兩端沒有電源。這個“概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。</p><p> ③輸入寄存器用于接收外部輸入信號,而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此,梯形圖中只出現(xiàn)輸入寄存器的觸點,而不出現(xiàn)其線圈。輸出寄存器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備,當梯形圖中的輸出寄存器線圈得電時,就有信號輸出,但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備,而要通過輸出接口的繼電器、晶體
41、管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出寄存器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。</p><p><b> 2)指令語句表</b></p><p> 指令語句表是一種用指令助記符來編制PLC程序的語言,它類似于計算機的匯編語言,但比匯編語言易懂易學,若干條指令組成的程序就是指令語句表。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。</p><p> 下例
42、為PLC實現(xiàn)三相鼠籠電動機起/??刂频膬煞N編程語言的表示方法:</p><p> KM 步序 指令語 器件號</p><p> SS ST I0.0 I0.1 Q0.0 0 LD I0.0</p><p> KM
43、 1 O Q0.0</p><p> 2 AN I0.1</p><p> 3 = Q0.0</p><p> (1)繼電接觸控制線路圖 (2)梯形圖 4
44、 END</p><p> 3.2、所使用軟件概述</p><p> 組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(Distributed Control System,簡稱DCS)的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)有過程中,PC(包括工業(yè)控制計算機)相比以前專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日益明顯。組態(tài)王軟件是北京亞控科技發(fā)展有限公司研發(fā)的一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件,它
45、融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體,將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起,實現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系統(tǒng),用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控過程,可以極大地增強用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷,到網(wǎng)
46、絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。</p><p> 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件,它是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。它作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件,支持與國內(nèi)外常見的PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等(如:
47、西門子PLC、莫迪康PLC、歐姆龍PLC、三菱PLC、研華模塊等等)通過常規(guī)通訊接口(如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等)進行數(shù)據(jù)通訊。</p><p> 組態(tài)王軟件與IO設(shè)備進行通訊一般是通過調(diào)用*.dll動態(tài)庫來實現(xiàn)的,不同的設(shè)備、協(xié)議對應(yīng)不同的動態(tài)庫。工程開發(fā)人員無需關(guān)心復(fù)雜的動態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議,只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?,即可定義工程中使用的I/O設(shè)備,并通過變量的定義實現(xiàn)
48、與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián),對用戶來說既簡單又方便。</p><p> 組態(tài)王支持通過OPC、DDE等標準傳輸機制和其他監(jiān)控軟件(如:Intouch、Ifix、Wincc等)或其他應(yīng)用程序(如:VB、VC等)進行本機或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。通常情況下,建立一個應(yīng)用工程大致可分為以下幾個步驟:1、創(chuàng)建新工程;2、定義硬件設(shè)備并添加工程變量;3、制作圖形畫面并定義動畫連接;4、編寫命令語言;5、進行運行系統(tǒng)的配置;6、保存工
49、程并運行。</p><p> 4.硬件部分方案具體實施與實踐 </p><p> 4.1流水線的結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p> 裝配流水線的具體外部結(jié)構(gòu)如下圖4-1所示</p><p> 圖4-1裝配流水線外部結(jié)構(gòu)</p><p> 圖中左框中的A~H表示動作輸出(用LED發(fā)光二極管模擬),右側(cè)框中的A~
50、G表示各個不同的操作工位。</p><p> 裝配流水線是一個應(yīng)用PLC控制的循環(huán)系統(tǒng)。主要功能是通過西門子S7-200系列PLC來控制開關(guān)量狀態(tài)。</p><p> 模擬流水線控制系統(tǒng)實際主要由西門子S7-200系列PLC,16各綠色LED燈分為四個部分模擬流水線的輸出狀態(tài),三個紅色LED等模擬加工位的工作狀態(tài)。</p><p> 其原理主要通西門子S7-2
51、00系列PLC來控制開關(guān)量順序控制,控制傳送位的狀態(tài)及加工工件位的狀態(tài),模擬實際中傳送帶的位置狀態(tài)及加工位置的工作狀態(tài)。通過組態(tài)王的仿真和PLC通訊,來實現(xiàn)監(jiān)控和上位機控制,通過上位機和下位機的通訊把流水線的工作情況放映給上位機,便于工作人員的維護和故障的排除</p><p> 中心思想是使用移位寄存器指令,移位寄存器指令所描述的操作過程如下:若在輸入端輸入一串脈沖信號,在移位脈沖作用下,脈沖信號依次移到移位寄
52、存器的各個繼電器中,并將這些繼電器的狀態(tài)輸出,每個繼電器可在不同的時間內(nèi)得到由輸入端輸入的一串脈沖信號。</p><p><b> 4.2具體方案設(shè)計</b></p><p> 本系統(tǒng)所要求的智能生產(chǎn)線的運行是一個復(fù)雜的過程。為了安全、方便、高效率地運行,除了需要良好的硬件支持外還必須有一套完善可靠的控制系統(tǒng)。生產(chǎn)線控制系統(tǒng)一般可由:(1)微機(PC)控制系統(tǒng);(
53、2)可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng);(3)單片機控制系統(tǒng)等</p><p> 前面已經(jīng)分析過了采用可編程控制器控制智能生產(chǎn)流水線相比工業(yè)控制計算機與單片機相比的優(yōu)點,而且基于實際考慮,可編程控制器可靠性高,成本低廉,程序設(shè)計方便靈活、使用維護簡單、等優(yōu)點。所以我在實驗的時候選擇了PLC作為控制方式進行模擬。為了設(shè)計出的實際效果能達到題目所有要求的功能,列出設(shè)計方案流程圖如下圖4-2所示</p>&
54、lt;p> 圖4-1具體方案流程圖</p><p> 由于已經(jīng)確定了系統(tǒng)的控制方式,所以接下來只有完成余下的設(shè)計</p><p> 4.3硬件系統(tǒng)具體設(shè)計</p><p> 4.3.1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p> 智能流水線PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的彩燈控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)組成。主要硬件包括PLC主
55、機及擴展、流水線模擬系統(tǒng)、操縱盤等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機,流水線模擬系統(tǒng),控制數(shù)據(jù)通過PLC輸入接口送入PLC,存儲在存儲器并由PLC軟件運算處理,然后經(jīng)輸出接口分別傳向流水線的各個狀態(tài)接收位,使流水線的工位狀態(tài)發(fā)生改變。</p><p> 4.3.2流水線模擬控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 </p><p> 1) 系統(tǒng)工作受開關(guān)控制,搬動開關(guān)啟動按鈕則系統(tǒng)工作;并按所規(guī)定的一檔速度自動運行
56、,按系統(tǒng)所規(guī)定的速度工件在流水線上自動傳送,經(jīng)三個加工位置的停頓后最后進入倉庫,此后狀態(tài)自動進行循環(huán),當按鈕關(guān)閉時,傳送帶停止自動運行。</p><p> 2)能調(diào)為其余的傳送速度。當搬動二檔按鈕后,傳送帶以該檔位規(guī)定的速度進行運作,此速度為自行在程序中設(shè)定的值,既不同于一檔的自動速度,同自動擋的運作過程一樣,也是經(jīng)三個加工位置的停頓后進入倉庫,之后狀態(tài)自動進行循環(huán),當按鈕關(guān)閉時,流水線停止以該速度傳送<
57、/p><p> 3)復(fù)位按鈕:既流水線控制系統(tǒng)可在手動的狀態(tài)下運行,當啟動復(fù)位按鈕時,流水線的傳送帶不再自動的運作,既從自動狀態(tài)變?yōu)槭謩訝顟B(tài)。此時傳送帶的位移運作指令只受移位指令影響。</p><p> 4)移位按鈕:既在手動控制的狀態(tài)下,該指令才能對系統(tǒng)產(chǎn)生影響,流水線的傳送帶的移位狀態(tài)只受該指令影響,只有在移位按鈕啟動時,流水線才會發(fā)生移位,移位的多少取決于移位按鈕按下的次數(shù),由于本
58、系統(tǒng)共八個狀態(tài)位,從第一狀態(tài)位開始,當移位按鈕按下8次時,系統(tǒng)初始化,重新循環(huán)運行。</p><p> 5)能實現(xiàn)上位機監(jiān)控,監(jiān)控系統(tǒng)運行的工作狀態(tài),便于對系統(tǒng)進行控制。</p><p> 4.3.3硬件系統(tǒng)接線及I/O地址分配</p><p> 首先確定PLC所需的CPU224,它由14個輸入點和10個輸出點,根據(jù)本系統(tǒng)的具體要求和要實現(xiàn)的功能,選用了8個輸
59、出點和4個輸入點。由于此系統(tǒng)有四個狀態(tài)輸入點,既啟動狀態(tài),第二檔位狀態(tài),手動狀態(tài),移位狀態(tài)。和八個工位輸出狀態(tài),既位移D,操作A,位移E,操作B,位移F,操作C,位移G,入庫H了,所以共計有八個狀態(tài)輸出狀態(tài)。</p><p> 由分析得I/O地址分配表,見表4-3</p><p> I/O地址分配表,表4-3</p><p> 由分析得到可編程控制器內(nèi)部繼電器
60、分配表。如表4-4</p><p> 表4-4內(nèi)部繼電器分配表</p><p> 4.3.4.硬件接線</p><p> 硬件接線實例圖如下圖4-5與4-6所示</p><p> 圖4-5硬件接線實例圖</p><p> 圖4-6硬件接線實例圖</p><p> PLC外部接線圖如下
61、圖4-7所示,</p><p> 圖 4-7 PLC外部接線圖</p><p><b> 5.軟件部分的設(shè)計</b></p><p> 5.1 編程軟件介紹</p><p> STEP7-Micro/WIN 4.0是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件,它是基于Windo
62、ws的應(yīng)用軟件,功能強大,既可用于開發(fā)用戶程序,又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā),其主要實現(xiàn)以下功能:</p><p> 1)在脫機(離線)方式下創(chuàng)建用戶程序,修改和編輯原有的用戶程序。在脫機方式時,計算機與PLC斷開連接,此時能完成大部分的基本功能,如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等,但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計算機的磁盤上。&l
63、t;/p><p> 2)在聯(lián)機(在線)方式下可以對與計算機建立通信關(guān)系的PLC直接進行各種操作,如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。</p><p> 3)在編輯程序的過程中進行語法檢查,可以避免一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯誤。經(jīng)語法檢查后,梯形圖中錯誤處的下方自動加紅色波浪線,語句表的錯誤行前自動畫上紅色叉,且在錯誤處加上紅色波浪線。</p><p> 4)對用
64、戶程序進行文檔管理,加密處理等。</p><p> 5)設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控等</p><p> 5.2可編程控制器程序的設(shè)計</p><p> PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計就是根據(jù)被控對象的控制要求及系統(tǒng)功能設(shè)計的要求,為應(yīng)用程序的編程提出明確的目的、依據(jù)、要求和指標,編制出程序規(guī)格說明書,然后再程序規(guī)格說明書基礎(chǔ)上,使用相應(yīng)的編程語言,指令進行
65、程序設(shè)計。</p><p> 對于一個可以在工程上應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng),程序設(shè)計一般包括:PLC程序功能分析和設(shè)計、程序的結(jié)構(gòu)分析、編制程序規(guī)格說明書、程序設(shè)計等內(nèi)容。</p><p> PLC程序功能分析和設(shè)計實際上師PLC系統(tǒng)功能分析設(shè)計者的一個組成部分。系統(tǒng)的整體功能要求,就軟件而言,對工程設(shè)計人員就是編制應(yīng)用程序。再編寫程序之前,首先要確定應(yīng)用程序的功能,大體上可以從控制功能、
66、操作功能、自診功能分析和設(shè)計三個方面來考慮。</p><p> 控制功能是PLC的基本功能,主要依據(jù)受控對象和生產(chǎn)工藝要求來設(shè)計。根據(jù)受控設(shè)備的動作時序、精度、控制條件等規(guī)定,分析這些規(guī)定是否合理、能否實現(xiàn)。必要時可修改與之配合的硬件系統(tǒng),直至所有的控制功能都被證明是可行的為止。</p><p> 模塊化的程序設(shè)計方法,是PLC程序設(shè)計最有效,最基本的方法。程序結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計的基本任務(wù)
67、就是以模塊化程序為前提,以系統(tǒng)功能要求為依據(jù),按照相對獨立的原則,將全部程序劃分為若干個程序模塊,并對每一個模塊提供程序要求,規(guī)格說明。</p><p> 由于本實驗選擇的是西門子公司的S7-200的PLC,所以其編程軟件也是相對應(yīng)的。由于編程時采用了模塊化的方法,根據(jù)系統(tǒng)所要求的功能,分析出此程序在設(shè)計時應(yīng)包含有最基本的以下模塊:</p><p> 1)移位寄存器部分 2)自動狀態(tài)下
68、總時間及間隔時間限定部分 3)自動轉(zhuǎn)手動部分 4)手動累加循環(huán)部分 5)手動轉(zhuǎn)自動部分 6)總時間循環(huán)初始化部分 7)二檔時間設(shè)定部分 8)總系統(tǒng)循環(huán)初始化部分 9)寄存器依次狀態(tài)輸出部分</p><p> 通過以下的梯形圖程序,可以詳細的看出,總結(jié)并歸納出在本設(shè)計要求的情況下,根據(jù)以上模塊化的思想,本流水線智能控制系統(tǒng)的設(shè)計思路,軟件編寫的方法和實踐,及創(chuàng)新性的簡化設(shè)計都能有所體現(xiàn)。</p>&
69、lt;p><b> 圖5-1網(wǎng)絡(luò)1</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)一為自動狀態(tài)下,總循環(huán)時間及間隔時間限定部分,它的中心是由兩個計時器所組成,雖然兩個計時器結(jié)構(gòu)相同,但它們在整個程序系統(tǒng)中卻起的是兩個完全不一樣的作用,但都是非常重要的作用。</p><p> 由前面I/O分配可知,I0.0是自動擋啟動的意思,這里T51起從一狀態(tài)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)需要的間隔時間,
70、可讀出是0.3秒,這個時間不完全固定,是由編寫者根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求自行選定的。</p><p> 而T52表達的含義,為系統(tǒng)完成一次循環(huán)所需要的時間,既走完8狀態(tài),8個工位狀態(tài)都走一遍所需要的總時間,既2.4秒,同T51一樣這個時間也不是完全固定的,而是根據(jù)系統(tǒng)實際需要,可自行調(diào)整的。</p><p> 之后的T51接到了網(wǎng)絡(luò)四,詳細分析網(wǎng)絡(luò)4的意義</p><p&g
71、t;<b> 圖5-2網(wǎng)絡(luò)4</b></p><p> 計時器T51與繼電器M20.0的狀態(tài)直接對繼電器狀態(tài)M0.1造成影響,之后的繼電器狀態(tài)M0.1接向了網(wǎng)絡(luò)6,之后再分析網(wǎng)絡(luò)6.</p><p><b> 圖5-3網(wǎng)絡(luò)6</b></p><p> 此模塊為移位寄存器部分,可以看出繼電器狀態(tài)M0.1,移位檔,二號
72、速度檔都接向了移位寄存器,而移位寄存器正是本次流水線智能傳送帶設(shè)計任務(wù)的關(guān)鍵所在,移位寄存器是本設(shè)計完成的中心,其余一切的程序設(shè)計都是圍繞它進行的??煞治龀鯰51的每隔0.3秒改變一次狀態(tài),通過M0.1對移位寄存器造成影響。移位寄存器直接影響從M10.0—M10.7的繼電器的輸出狀態(tài)。</p><p> 之后再分析T52,T52與網(wǎng)絡(luò)3相連,所以接下來分析網(wǎng)絡(luò)3</p><p><
73、b> 圖5-4網(wǎng)絡(luò)3</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)三實際為總時間循環(huán)初始化部分,因為由網(wǎng)絡(luò)3可以看出計時器T52,手動擋I0.1,累加器C6(后面分析),自動擋I0.0直接對M0.0的狀態(tài)造成影響。而M0.0又反過來影響網(wǎng)絡(luò)一中的T52,既網(wǎng)絡(luò)3的作用為當系統(tǒng)完成一次大的循環(huán)后,或狀態(tài)發(fā)生臨時性變動時,總的計時器要清零,既重新開始計時。</p><p> 接下來看
74、二檔的時間如何限定,由于二檔的控制端為I0.3。</p><p><b> 圖5-5網(wǎng)絡(luò)5</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)5即為二檔速度限定模塊,其實現(xiàn)方法為,二檔的控制端與計時器T37相結(jié)合,而T37的計時時間可以認為設(shè)定,只要與自動擋自動運行的間隔時間不一樣即可,這里的6是根據(jù)系統(tǒng)的實際要求任意設(shè)定的,因為設(shè)定這個時間,系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度不至于太快,便于操作,
75、同時時間上也要快于自動情況下的一檔。</p><p> 接下來分析手動情況下,狀態(tài)的完成與實現(xiàn)。</p><p><b> 圖5-6網(wǎng)絡(luò)2</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)二實際為自動轉(zhuǎn)換手動運行的模塊,因為輸入端I0.1為手動擋啟動,即為復(fù)位按鈕,當復(fù)位按鈕啟動時,M20.0被置為1,而此程序中,M20.0是限定自動狀態(tài)是否運行的開關(guān)量,
76、當手動啟動時,自動狀態(tài)即可被切斷。</p><p> 由網(wǎng)絡(luò)3,可知手動擋啟動按鈕直接與自動擋總時間限定開關(guān)M0.0相接,當在手動狀態(tài)運行下,既總時間限定無效。</p><p> 而由網(wǎng)絡(luò)6又可知,手動擋狀態(tài)下的移位狀態(tài)端輸入指令I(lǐng)0.2直接與,移位寄存器相接,即可改變移位寄存器的狀態(tài)量。</p><p><b> 圖5-7網(wǎng)絡(luò)7</b>
77、</p><p> 網(wǎng)絡(luò)七實際為手動狀態(tài)下,累加循環(huán)部分,其部分的關(guān)鍵核心為計數(shù)器C6,由于I0.2為移位指令,當移位指令從初始開始到轉(zhuǎn)換8次時,系統(tǒng)一共累加了8次,之后重新初始化完成循環(huán)。手動狀態(tài)想恢復(fù)自動狀態(tài),要通過如下模塊。</p><p><b> 圖5-8網(wǎng)絡(luò)8</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)8即為從手動狀態(tài)恢復(fù)為自動狀態(tài)運行的
78、模塊,其原理很簡單,只要把限定控制自動狀態(tài)的寄存器開關(guān)M20.0恢復(fù)為0即可,既所有限定自動狀態(tài)運行的開關(guān)都被打開。</p><p> 當系統(tǒng)各個狀態(tài)都完成后,既完成一個大循環(huán)后,系統(tǒng)狀態(tài)都應(yīng)恢復(fù),既應(yīng)總初始化,可通過如下模塊。</p><p> 以上為圖5-9網(wǎng)絡(luò)9</p><p> 網(wǎng)絡(luò)9即為系統(tǒng)完成總循環(huán)后的各個狀態(tài)初始化限定模塊,主要是通過控制寄存器狀
79、態(tài)量M10.0來完成的,因為M10.0可影響總時間,也可以影響本程序的核心,移位寄存器等,所以通過它來完成總的初始化。</p><p> 而狀態(tài)的執(zhí)行部分,由于移位寄存器改變各個寄存器的狀態(tài)量,而狀態(tài)量的輸出是由以下模塊完成的,既寄存器依次狀態(tài)輸出模塊,從網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)17,一共8個部分,對應(yīng)流水線系統(tǒng)的8個操作工位。</p><p> 圖5-10寄存器狀態(tài)輸出</p>
80、<p> 圖5-11寄存器狀態(tài)輸出</p><p> 圖5-12寄存器狀態(tài)輸出</p><p> 寄存器狀態(tài)輸出模塊很簡單,只要將相應(yīng)的寄存器狀態(tài)傳給相應(yīng)的輸出狀態(tài)即可,由此可看出,寄存器狀態(tài)M10.0—M10.7依次對應(yīng)狀態(tài)輸出Q0.0—Q0.7,共計八個輸出狀態(tài)。</p><p> 以上PLC程序的設(shè)計既全部完成了,完成了模擬流水線系統(tǒng)所要求的
81、所有功能,而且程序簡單明了,易懂,不復(fù)雜,執(zhí)行起來可靠性高。因此基于程序設(shè)計的模塊化原理,此程序的設(shè)計非常的符合要求。</p><p> 6.組態(tài)軟件仿真模擬與上位機監(jiān)控設(shè)計部分</p><p> 6.1組態(tài)畫面與程序的設(shè)計</p><p> 由于本次課程設(shè)計要求實現(xiàn)上位機的監(jiān)控和對流水線運行狀態(tài)的實時狀態(tài)監(jiān)視與控制,說以我選擇了組態(tài)王6.51軟件來實現(xiàn)。組態(tài)
82、王6.51軟件應(yīng)用比較直觀方便,編寫組態(tài)程序時應(yīng)注意仿真變量的定義和關(guān)聯(lián)。</p><p> 建立新組態(tài)王工程的一般過程是:</p><p> 設(shè)計圖形界面(定義畫面);</p><p><b> 定義設(shè)備;</b></p><p> 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(定義變量);</p><p><b&
83、gt; 構(gòu)建動畫連接</b></p><p><b> 運行和調(diào)試</b></p><p> 所以實際操作中只要依照以上原則進行組態(tài)的建立即可完成任務(wù)的要求,以下為組態(tài)的建立畫面。</p><p> 組態(tài)軟件變量定義部分如下圖6-1</p><p><b> 圖6-1變量的定義</b
84、></p><p> 詳細的變量定義解釋如下:</p><p> 開始按鈕:為自動擋啟動按鈕,它負責自動擋程序的按照自動擋設(shè)定的時間運行,運行速度為1號的速度</p><p> 2號速度按鈕:它也是自動擋運行的按鈕,只不過速度較自動擋速度1的運行不同,比自動速度1快,也可以比自動速度1慢。</p><p> 復(fù)位按鈕:為啟動手動
85、狀態(tài),既將自動運行狀況啟動為手動運行狀況,只要啟動這個按鈕后,移位按鈕才能起作用。</p><p> 移位按鈕:移位按鈕啟動后,寄存器的狀態(tài)依次發(fā)生改變,狀態(tài)輸出依次變化,流水線通過寄存器狀態(tài)的手動變化,進行運作。</p><p> 而接下來的D,A,E,B,F,C,G,H,按鈕對應(yīng)實際中流水線的8個操作工位,依次為位移工位D,工件操作加工工位A,位移工位E,操作加工工位B,位移工位F
86、,操作加工工位C,位移工位G,入庫工位H,主要通過工位狀態(tài)的依次轉(zhuǎn)換,完成流水線工位的運行,完成在每個操作工位的加工。</p><p> 定義好變量就可以編寫組態(tài)畫面,編寫畫面時應(yīng)注意組態(tài)畫面要詳細,而且要盡量符合實際的狀況,盡量能高度仿真出實際運行時的畫面。組態(tài)王編寫出的大體初步畫面如下圖6-2所示。</p><p> 圖6-2組態(tài)王根據(jù)系統(tǒng)要求編制出的初步畫面</p>
87、<p> 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的具體要求,運用燈的亮滅,來表示工件工位的狀態(tài)比較直觀,而且易于觀察監(jiān)控,非常的符合仿真模擬的情況,而且易于操作,A,B,C,H四個燈的狀態(tài)代表三個工件的加工工位,及工件入庫的狀態(tài)。D,E,F,G四個燈的狀態(tài)則代表傳送帶上四個位移工位的運作狀態(tài)。</p><p> 以下的四個開關(guān)量,啟動開關(guān),2號檔位,復(fù)位按鈕(既手動擋啟動),移位按鈕,則符合了系統(tǒng)流水線智能操控的總體要求&
88、lt;/p><p> 而且程序執(zhí)行每次操作后,可循環(huán)運行,通過8個燈,既8個狀態(tài)的循環(huán)改變,更能代表處流水線的實際運行狀況。</p><p> 接下來只有對編制出的組態(tài)仿真畫面做與PLC程序相結(jié)合,做進一步的調(diào)試即可。</p><p> 6.2組態(tài)程序與PLC程序結(jié)合及調(diào)試運行</p><p> 6.2.1組態(tài)與PLC程序關(guān)聯(lián)部分<
89、/p><p> 在實際操作和生產(chǎn)過程中,如果想通過組態(tài)程序完成上位機的監(jiān)控,最總要也是最困難的部分,就是將組態(tài)程序與實際的以PLC為主的硬件系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián),結(jié)合與調(diào)試,這個步驟的成功與否直接關(guān)系到上位機實時監(jiān)控是否能成功完成。</p><p> 這個步驟中要特別注意,組態(tài)程序中I/O口的定義地址,設(shè)備的配置,I/O口的選擇,以及地址設(shè)置,串口設(shè)置,通訊參數(shù)的設(shè)置及實際中PLC類型的設(shè)置,這些
90、過程的構(gòu)建既要考慮組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建的一些屬性與參數(shù),更重要的是要參考實際硬件中的IP地址的分配,與I/O口的實際接線方式,所以一定要注意軟硬件之間的相互關(guān)聯(lián)和通訊,只要這樣才能順利的完成上位機的監(jiān)控,當一切的設(shè)置都按部就班順利完成之后,可以通過組態(tài)進行實際通信,看到以下的組態(tài)監(jiān)控畫面。</p><p> 6.2.2組態(tài)程序?qū)嶋H監(jiān)控畫面既實際運行狀況</p><p> 以下為PL
91、C程序啟動,模擬流水線運行后,上位機監(jiān)控的實際狀況圖。</p><p> 圖6-3工件位于初始點D處</p><p> 圖6-4工件位于加工點A處</p><p> 圖6-5工件位于流水線位移點E處</p><p> 圖6-6工件位于加工點B處</p><p> 圖6-7工件位于位移點F處</p>
92、<p> 圖6-8工件位于加工點C處</p><p> 圖6-9工件位于位移點G處</p><p> 圖6-10工件位于倉庫點H處</p><p> 之后完成一次循環(huán)工件,下一工件在初始點重新運行,進行按依次步驟加工。</p><p> 圖6-11下一工件循環(huán)運行</p><p> 根據(jù)實際的
93、操作過程,觀察出無論是在自動擋位運行,還是按二檔運行,二檔速度盡管比一檔速度快很多,但是組態(tài)畫面也能成功的進行模擬與監(jiān)控,完成了實際所要求的任務(wù)。</p><p> 在組態(tài)軟件運行過程中,在復(fù)位按鈕按下時,既手動擋啟動時,自動擋狀態(tài)也能成功停止運作,自動轉(zhuǎn)入手動狀態(tài),這時的工件位移狀態(tài)只受位移按鈕影響,也是基本成功的完成了預(yù)想的效果,和任務(wù)要求。</p><p> 當從手動狀態(tài)恢復(fù)到自
94、動狀態(tài)時,觀察到組態(tài)軟件也是成功的進行了模擬,既手動狀態(tài)不再起作用,流水線的運行受自動狀態(tài)編寫的程序影響。</p><p> 這里在二檔運行的狀況,手動運行的狀況的監(jiān)控畫面就不再粘貼了,因為這兩種情況組態(tài)運行的靜態(tài)畫面與自動擋啟動后的,到各個工位點的畫面是相同的。</p><p> 而且在運行過程中,程序運作穩(wěn)定,未出現(xiàn)異常狀況,這主要是由于PLC編寫的程序較簡單,不復(fù)雜,可靠性高。&
95、lt;/p><p> 綜上所述,軟件部分無論是可編程控制器設(shè)計的程序還是組態(tài)軟件的編寫與關(guān)聯(lián),都成功的運作了,完成了系統(tǒng)預(yù)想達到的效果。</p><p><b> 7、實驗體會</b></p><p> 通過這次對模擬流水線系統(tǒng)的PLC控制,讓我了解了PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解,也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計原理。有很多設(shè)計理
96、念來源于實際,從中找出最適合的設(shè)計方法。特別是對于組態(tài)軟件有了更深的了解,也發(fā)現(xiàn)了自己對組態(tài)軟件掌握的不足。</p><p> 雖然本次課程設(shè)計是要求自己獨立完成,但是,彼此還是脫離不了集體的力量,遇到問題和同學互相討論交流。多和同學討論。我們在做課程設(shè)計的過程中要不停的討論問題,這樣,我們可以盡可能的統(tǒng)一思想,這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向。討論不僅是一些思想的問題,還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題,這
97、樣可以使自己處理問題快一些,少走彎路。在設(shè)計之初,曾經(jīng)走入誤區(qū),也曾將茫然過,可是在老師與同組成員的幫助下,我順利的解決了遇到的問題,并達到了預(yù)想的效果。特別是在組態(tài)方面,得到了同學方面的很大幫助和指導,使自己能克服一個個的難關(guān)和學到了很多以前不曾掌握的知識。</p><p> 在此,要特別感謝我的課程設(shè)計指導老師,課程設(shè)計雖然結(jié)束了,但是我深知,我所學習的知道還是遠遠不夠的,特別是在組態(tài)方面,發(fā)現(xiàn)自己確實欠缺
98、很多,基礎(chǔ)及其不牢固,通過課程設(shè)計也讓我增強了學習PLC的興趣和激發(fā)了對于組態(tài)軟件學習的熱情。在以后的學習生涯中,我會從中吸取教訓,盡量彌補自身的不足和所欠缺的知識。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 1.趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.機械工業(yè)出版社,2002,7</p><p> 2.廖常初.PLC
99、編程及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社,2005,3</p><p> 3.胡學林.可編程控制器原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社,2007,1</p><p> 4.鐘肇新,范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用.華南理工大學出版社,2003</p><p> 5.陳金華.可編程序控制器(PC)應(yīng)用技術(shù).北京電子工業(yè)出版社,1995</p><p> 6.陳在
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