【正文】 OPC 服務(wù)器組成。 提供實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的交換與更新。 5 PLC 選型與 I/O 配置 PLC 選型 設(shè)計(jì)所選用的 PLC 控制器型號是 Micrologix1500 LSP Series C（如圖） ， MicroLogix 1500 是一種由處理器和擴(kuò)展輸入輸出模塊組成的 微型 PLC 系統(tǒng)，可隨時(shí)按需對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，成本低廉，滿足本次設(shè)計(jì)的使用需求 。 該系統(tǒng) 處理器型號 選用 ： 1764LSP 處理器的存儲器容量為 8KB， 自帶 的嵌入式 I/O 為 12 點(diǎn) DI（地址為 I:0/0~ I:0/11）和 12點(diǎn) DO（地址為 O:0/0~ O:0/11） ； 處理器單元可單獨(dú)更換，無需拆卸電路接線； 系統(tǒng) 數(shù)據(jù)存取終端可以監(jiān)視和調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；具有和 SLC500 系列控制器相同的指令集和編程軟件 ，便于編輯程序并兼顧軟件的兼容性。 可編程控制器教程 [4] I/O 模塊擴(kuò)展與配置 MicroLogix 1500 處理器和基本單元嵌入在一起從而形成了完整的控制器。處理器和基本單元或者 MicroLogix1500Introduction 是可 以分別替換的，允許 按需 增加嵌入式輸入輸出，內(nèi)存和通訊選項(xiàng)。 系統(tǒng)采用 1769 系列 Compact 輸入輸出模塊 ，提供 各種各樣的擴(kuò)展模塊，可以最靈活地?cái)U(kuò)展控制器的 I/O 數(shù)量和種類 ，同時(shí) 擴(kuò)展了控制器的本體輸入輸出 的 點(diǎn)數(shù) 。 在 RSLogix500 的主界面中，從 I/O Configure 中可輕松的調(diào)用和配置 相應(yīng)的模擬 擴(kuò)展 模塊。 系統(tǒng)在擴(kuò)展卡槽分別使用 1769IQ16 與 1769OB32 的 I/O模塊， 在 RSLogix500 中通過 I/O Configuration 也可擴(kuò)充對應(yīng)模塊。 其功能特性如下。 圖 ML1500 型 PLC MicroLogix1500 PLC 6 1. 數(shù)字量輸入模塊： 1769IQ16 2. 數(shù)字量輸出模塊： 1769OB32 輸入點(diǎn)數(shù)： 16點(diǎn)； 輸出點(diǎn)數(shù)： 32 點(diǎn)； 電壓類型： 24VDC； 電壓類型： 24VDC； 輸入信號延遲時(shí)間： on→ off=2ms； 工作電壓： ～； 工作電壓： 10～30VDC； 5V 時(shí)背板負(fù)載電流： 300mA； 最大導(dǎo)通狀態(tài)電流： 2mA； 具有光耦隔離功能； 最大斷開狀態(tài)電流： ； 具有可拆卸端子塊； 5V時(shí)背板電流： 115mA； 具有 CSA、 UL、 CE認(rèn)證； 具有光耦隔離功能； 具有可拆卸端子塊； 具有 CSA、 UL、 CE認(rèn)證； 在編輯程序時(shí)，為了便于編輯， 并且實(shí)現(xiàn)在仿真界面的動(dòng)畫演示， 使用軟件自動(dòng)擴(kuò)充的 I/O 配置 ,即 64 點(diǎn)的 I/O 輸入輸出，在鏈接實(shí)際硬件設(shè)備的使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)修改程序，使用擴(kuò)展模塊所提供的接口替換程序中原有的超過 I:0/11 以及 O:0/11 的所有工位，并根據(jù)實(shí)際的替換結(jié)果配置接線表。以下是本 程序 在仿真模式下的 I/O 配置 ， 如表 。 對應(yīng) I/O 設(shè)備名稱 設(shè)備用途 信號特征 電容式傳感器 判斷有無輸入工件 信號為 1：有輸入工件 急停按鈕 系統(tǒng)進(jìn)入急停狀態(tài) 信號為 1：系統(tǒng)急停 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制夾頭夾緊 信號為 1：夾頭夾緊 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制夾頭松開 信號為 1：夾頭松開 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制鉆孔電機(jī)下降 信號 為 1：鉆孔電機(jī)下降 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制鉆孔電機(jī)上升 信號為 1：鉆孔電機(jī)上升 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動(dòng) 信號為 1：旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動(dòng) 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制檢測頭下降 信號為 1：檢測頭下降 電磁開關(guān) 手動(dòng)控制檢測頭上升 信號為 1：檢測頭上升 電容式傳感器 手動(dòng)控制夾緊缸伸出 信號為 1：夾緊缸伸出 急停按鈕 手動(dòng)控制夾緊缸縮回 信號為 1：夾緊缸縮回 單步模式按鈕 使系統(tǒng)執(zhí)行下一動(dòng)作 信號為 1：啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作 表 I/O 接線表 Tap the chart of I/O modual 5 7 啟動(dòng)單步模式 啟動(dòng)單步運(yùn)行模式 信號為 1：啟動(dòng)單步模式 關(guān)閉單步模式 關(guān)閉單步運(yùn)行模式 信號為 1：關(guān)閉單步模式 電磁開關(guān) 判斷鉆孔電機(jī)的位置 信號為 1：鉆孔電機(jī)上升到位 電磁開關(guān) 判斷鉆孔電機(jī)的位置 信號為 1：鉆孔電機(jī)下降到位 電磁開關(guān) 判斷檢測頭的位置 信號為 1：檢測頭縮回到位 電磁開關(guān) 判斷檢測頭的位置 信號為 1：檢測頭下探到位 電磁開關(guān) 判斷夾緊缸的前后位置 信號為 1：夾緊缸返回到位 電磁開關(guān) 判斷夾緊缸 的前后位置 信號為 1：夾緊缸伸出到位 電磁開關(guān) 判斷夾頭是否加緊 信號為 1：夾頭已夾緊 電容式傳感器 判斷夾頭是否松開 信號為 1：夾頭已松開 ABPLC 軟件平臺 RSLogix 500 amp。R RSLogix Emulate 500 RSLOGIX 500 經(jīng)由其簡單易用的編輯器、點(diǎn)擊式配置方式、強(qiáng)大的診斷和排錯(cuò)功能，RSLOGIX 500 融合了最新的技術(shù)以幫助用戶提高性能和減少開發(fā)的時(shí)間。它直觀的界面以及穩(wěn)定的可靠性轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的增長。 RSLOGIX 500 允許 用戶為自己 的 SLC 500 系列產(chǎn)品， 有效的建立、修改、監(jiān)控你的應(yīng)用程序。 Rslogix 500 是適用所有小型控制器的標(biāo)準(zhǔn)化編程軟件包，使得編程工作大為簡化。 在本次設(shè)計(jì)中，通過 RSLogix 500 的編程，以及對 I/O 模塊的分配和對相對應(yīng)的Output、 Float 等工位的邏輯性的準(zhǔn)確輸出與賦值，實(shí)現(xiàn)對整個(gè) MPS 系統(tǒng)的流程 及功能的模擬。不同的操作模式對應(yīng)不同的操作按鈕，作用在不同的 Input 上，按鈕的閉合使系統(tǒng)對其后的語句進(jìn)行掃描，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況對語句做出邏輯性的判斷并執(zhí)行相對應(yīng)的操作及數(shù)值的輸出，以 便使上位機(jī)上展現(xiàn)對應(yīng)的畫面。編譯時(shí)，在系統(tǒng)提供的梯形圖界面上可以簡單，直觀的對所編輯的邏輯指令進(jìn)行創(chuàng)建和修改。 PLC 梯形圖語言編輯軟件的實(shí)現(xiàn) [8]。如 圖 . Rockwell Automation Technical Books[5] 8 RSLinx RSLin 現(xiàn)場設(shè)備連接眾多羅克韋爾軟件提供全套的通訊服務(wù)，這些軟件包括RSLogix500/5000/RSView32 和 RSSql 等。同時(shí)， RSLinx 還提供了數(shù)種開放接口用于與第三方人機(jī)界面系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集 /分析系統(tǒng)、客戶應(yīng)用程序軟件 進(jìn)行通訊。 RSLinx 支持多個(gè)應(yīng)用軟件同時(shí)與在不同網(wǎng)絡(luò)上的不同設(shè)備進(jìn)行通訊。 通過 RSLinx 使得任意兩點(diǎn)間的通訊變得更加方便。 RSLinx 提供友好的用戶圖形界面用于指定網(wǎng)之間穿梭的路徑。這意味著通過 ControlLogix Gateway 就可以把辦公室內(nèi)的以太網(wǎng)絡(luò)鏈接到控制層網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場服務(wù) 在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，通過 RSLinx,來作為 RSLogix 與 RSView32 之間的通信，建立 OPC服務(wù)器，從而讀取 PLC 程序中各工位的數(shù)值，并將數(shù)據(jù)共享提供給上位機(jī)。此外，人機(jī)界面中的操作，也經(jīng)由 RSLinx 的數(shù)據(jù)管理， 來實(shí)現(xiàn)對程序中數(shù)值的修改和邏輯性的控制。 圖 RSLogix 500 編譯界面 Fig the interface of RSLogix 500 9 RSView32 RSView32?是基于 Windows 環(huán)境的工業(yè)監(jiān)控軟件。利用 RSView32 可以廣泛的和不同的 PLC包括第三方的 PLC 建立通訊連接，建立廣闊的監(jiān)控應(yīng)用。 RSView32 Active Display System?是用于 RSView32 的客戶 /服務(wù)器應(yīng)用。利用這個(gè)系統(tǒng)，你可以從遠(yuǎn)程客戶端非常高效實(shí)時(shí)地監(jiān)控到現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀況 不但可以讀取到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)變化，也可以控制現(xiàn)場。 作為人機(jī)監(jiān)控軟件 HMI， RSView32 采用了： ●全面支持 ActiveX?的技術(shù)，使得用戶可以在顯示畫面中任意簡單地插入 ActiveX控件，來豐富應(yīng)用。 ●開發(fā)了 RSView32 的對象模型 Object Model，使得用戶可以簡單的將 RSView32 和其他的基于組件的應(yīng)用軟件互操作或者集成應(yīng)用。 ●集成微軟的 Visual Basic174。 for Applications (VBA)作為內(nèi)建的腳本語言編輯器?？梢噪S意定制開發(fā)后臺應(yīng)用程序。 ●同時(shí)支持 OPC 的服務(wù)器和客戶端模式。亦即既可以通過 OPC 和硬件通訊，又可以向其他軟件提供 OPC 的服務(wù)。 ●第一個(gè)支 持附加件結(jié)構(gòu) AOA。使得用戶可以將其他的功能模塊直接掛接到RSView32 的核心上去，生成一體的應(yīng)用。 圖 RSLinx 編譯界面 Fig the interface of RSLinx 10 對象仿真動(dòng)畫優(yōu)化工具軟件 AutoCAD AutoCAD（ Auto Computer Aided Design）是美國 Autodesk 公司首次于 1982 年開發(fā)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)?，F(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。 AutoCAD 具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用。在不斷實(shí)踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。 AutoCAD 具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行。 RSView32 軟件的設(shè)計(jì)時(shí)間比較早，因而畫面效果在當(dāng)今看來不夠美觀，生動(dòng)，且動(dòng)畫效果簡單、有限，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、曲線運(yùn)動(dòng)甚至三維的動(dòng)畫表現(xiàn)。因此在此次設(shè)計(jì)時(shí)，采用 AutoCAD 20xx 對仿真對象 MPS 加工工作站進(jìn)行三維建模，將建立好的 3D 模型以 CAD 圖紙的方式在 RSView32 中打開，對逐步渲染的圖片賦予動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)可運(yùn)動(dòng)的三維動(dòng)畫演示 ，優(yōu)化監(jiān)控界面，使得操作更簡單、直觀，系統(tǒng)運(yùn)行狀況表現(xiàn)得更準(zhǔn)確，形象。 圖 RSView32 編譯界面 Fig the interface of RSView32 11 3. MPS 加工站 PLC 程序設(shè)計(jì) 加工是在自動(dòng)化生產(chǎn)中的一個(gè)專有詞匯，它表示組裝、變形和機(jī)械加工。根據(jù) VDI 2860，檢測單元主要有測量，檢查和提取功能。檢測單元就是確定實(shí)際信息 (ACTUAL)與所需信 (REQUIRED)是否相符，工件接受 /不接受，即“ Yes/No”。檢測一個(gè)元件的重要內(nèi)容就是對信息進(jìn)行比較。在加工單元中，工件在旋轉(zhuǎn)平臺上被檢測并加工。旋轉(zhuǎn)平臺由 DC 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。平臺的定位由繼電器完成，電感式傳感器檢測平臺的 位置。在旋轉(zhuǎn)平臺上，工件平行地完成檢測和鉆孔的加工。一個(gè)帶有電感式傳感器的電磁執(zhí)行裝置來檢測工件是否被放置在正確的位置。在進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，電磁執(zhí)行件夾緊工件。加工完的工件通過電氣分支傳送到下一個(gè)工作站。 在編程時(shí)，首先認(rèn)識系統(tǒng)分為三大模塊，即旋轉(zhuǎn)平臺、檢測模塊、加工模塊。因此務(wù)必理解透徹三大模塊之間的關(guān)系以及整體的運(yùn)行機(jī)制。其次，梳理各個(gè)模塊的電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所執(zhí)行的操作和實(shí)現(xiàn)的功能，確定模擬其功效的仿真方法。此后，將三大模圖 AutoCAD 制圖界面 Fig the drafting surface of AutoCAD 12 塊串聯(lián)為整體，測試如何實(shí)現(xiàn)真實(shí)時(shí)序控制的仿真，以及多種操作模式作用下系統(tǒng)對應(yīng)的工 作狀態(tài)，以及各種操作模式之間的切換和系統(tǒng)錯(cuò)誤時(shí)的系統(tǒng)響應(yīng)。 MPS 工作站流程 分析 根據(jù) FESTO 公司提供的 MPS 系統(tǒng)說明手冊，首先可確立系統(tǒng)在單周期工作情況下的工作流程。 如圖 （ 1） 如果在進(jìn)料工位 1 中有工件并按下 START 按鈕，旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn) 60176。 （ 2） 檢測模塊的電磁活塞桿下降并檢測工件的開口是否朝上。如果檢測結(jié) 果為 OK(開口朝上 )，旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn) 60176。 （ 3） 夾緊裝置將工件夾緊。鉆機(jī)的馬達(dá)啟動(dòng)。無桿缸帶動(dòng)鉆機(jī)下降。 （ 4） 當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到下限位時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。 （ 5） 鉆機(jī)馬達(dá)關(guān)閉， 夾緊裝