【正文】 善的安全機(jī)制、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報(bào)警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復(fù)雜的運(yùn)行流程、良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性、設(shè)立對(duì)象元件庫組態(tài)工作簡單方便、能實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理等等。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖 42 MCGS用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 MCGS的主要特性和功能1）簡單靈活的可視化操作界面。MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。MCGS設(shè)立對(duì)象元件庫，組態(tài)工作簡單方便，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。MCGS組態(tài)軟件采用Basic的腳本語言編程，有強(qiáng)大的圖形化流程策略組態(tài)工具，使編程工作降到最少，令用戶愛不釋手。3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對(duì)象”的名稱。圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口3) 選中該數(shù)據(jù)對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置” 窗口。6) 單擊“保存”按鈕。 工程畫面的建立1) 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”、“窗口1”。5) 畫面會(huì)彈出二級(jí)窗口，如圖47所示。單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。3）同樣方法選中“標(biāo)簽”按鈕，拉出一個(gè)一定大小的矩形，在閃爍位置輸入文字。畫面設(shè)置完畢如圖48所示。1）單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口。5）加入至動(dòng)畫組態(tài)中后，對(duì)元件進(jìn)行大小、方向的調(diào)整，對(duì)象元件管理。圖 410軸承專用車床監(jiān)控系統(tǒng)窗口 監(jiān)控窗口中十個(gè)指示燈，分別代表機(jī)械手左移、右移、上移、下移、夾緊、放松等動(dòng)作。右鍵單擊工具條，選中“新增策略行”，雙擊工具箱中的“策略調(diào)用”，添加策略調(diào)用構(gòu)件，更改屬性，調(diào)用策略分別選中手動(dòng)策略和自動(dòng)策略。同樣設(shè)置“自動(dòng)策略”。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果。例如，當(dāng)機(jī)械手做向下移動(dòng)時(shí)，畫面中的機(jī)械手也能在畫面上動(dòng)起來，像動(dòng)畫一樣逼真地模擬其動(dòng)作。按鈕更改如圖412所示。單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“”按鈕。單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫連接。圖 413 指示燈的動(dòng)畫連接 3）雙擊機(jī)械手，彈出“動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口，進(jìn)入填充顏色一欄，將表達(dá)式改為“工件夾緊標(biāo)志”，當(dāng)工件夾緊標(biāo)志=1是機(jī)械手為綠色。圖 415 移動(dòng)設(shè)置用同樣方法設(shè)置夾具、刀具、伸縮桿等，使其帶到其運(yùn)行效果。同時(shí)，使用PLC進(jìn)行控制可方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。本次設(shè)計(jì)的車床控制系統(tǒng)與真正的車床控制系統(tǒng)之間還有很大的差距。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的鉆研精神以及平易近人的作風(fēng)為我樹立了榜樣，激勵(lì)著我奮發(fā)向上，努力學(xué)習(xí)。由于本人能力有限，論文之中一定存在很多問題，希望老師批評(píng)指正，在論文完成答辯之際，向本次論文評(píng)審和答辯的各位老師，表示最誠摯的謝意！你們辛苦了！參考文獻(xiàn)[1] MCGS用戶指南 [M]，北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司，2006[2] 謝麗萍. . PLC快速入門與實(shí)踐[M]，人民郵電出版社，2010[3] 魯遠(yuǎn)棟. PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2006[4] 龔運(yùn)新. 工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)用技術(shù)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2005[5] 戴仙金. 西門子S7200系列PLC應(yīng)用與開發(fā)[M]，北京：中國水利水電出版社，2007[6] 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試——組態(tài)控制技術(shù)（2版）（袁秀英）[7] 陳詩滔 《過程控制儀表》 中國輕工業(yè)出版社 1998[8] 謝文和 《傳感器及其應(yīng)用》 高等教育出版社 2003[9] 周樂挺 《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》 高等教育出版社 2005[10] 張李冬 《過程控制技術(shù)及其應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出版社 2004[11] 王家楨 《調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器》 清華大學(xué)出版社 2001XLII。你們付出的汗水，在此表示特別的感謝！此外，非常感謝家人對(duì)我的關(guān)心和大力的支持，在此深深的祝福他們身體健康，生活幸福。另外，本文中的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較簡單，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。利用組態(tài)軟件MCGS對(duì)車床控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，可以以最少的人員配置來加強(qiáng)對(duì)車床的管理，提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的車床運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為維修和故障診斷提供多方面的可能性，充分提高控制對(duì)我來說是一次新的體驗(yàn)。啟動(dòng)運(yùn)行，則可以按照設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行動(dòng)作。圖 414 填充顏色設(shè)置4）移動(dòng)設(shè)置進(jìn)入水平移動(dòng)一欄，將表達(dá)式改為水平移動(dòng)量，最大移動(dòng)量為機(jī)械手在圖中移動(dòng)的最大距離，表達(dá)式的值相同。確保正確。在“表達(dá)式”一欄，單擊“？”按鈕，彈出當(dāng)前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對(duì)象列表，雙擊“向上”。進(jìn)入動(dòng)畫連接。其他按鈕根據(jù)控制過程更改。在組態(tài)時(shí)，只需要建立動(dòng)畫構(gòu)件與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能完成動(dòng)畫構(gòu)件的鏈接。圖 411策略的建立2）軸承加工手動(dòng)控制腳本程序的編寫進(jìn)入手動(dòng)策略，雙擊“腳本程序”工具條進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序。進(jìn)入“運(yùn)行策略”窗口中，雙擊“手動(dòng)策略”，右鍵單擊點(diǎn)擊工具條，選中 “新增策略行”，增加一策略行。 運(yùn)行策略的建立及腳本程序的編寫 1）運(yùn)行策略的建立進(jìn)入“運(yùn)行策略”窗口中，點(diǎn)擊“新增策略”，增加兩個(gè)策略，單擊屬性按鈕，更改策略名稱，分別為“自動(dòng)策略”、“手動(dòng)策略”。 圖 49 對(duì)象元件管理在圖 48中，主窗口中使用了“進(jìn)入”按鈕，用來進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境中“軸承專用車床監(jiān)控系統(tǒng)”窗口的。3）單擊“其他文件夾”，選中“機(jī)械手”元件，畫面中會(huì)出現(xiàn)各式各樣的元件，在元件中找到“機(jī)械手”。MCGS提供了基本的繪圖工具，如：畫線、畫矩形等，同時(shí)也提供了元件庫，用于較復(fù)雜的元件圖形，如儲(chǔ)液罐、電機(jī)等。邊線設(shè)置為：沒有邊線。插入自己想要的背景圖片。圖47 用戶窗口屬性設(shè)置 封面窗口及監(jiān)控窗口的建立主窗口的設(shè)置。3) 將窗口名稱改為：主窗口；窗口標(biāo)題改為：主窗口，其他不變，單擊“確定”。完成這個(gè)步驟之后，我們就可以進(jìn)行下一步的操作了。5) 單擊“確定”?，F(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象添加進(jìn)去。如圖43所示。 工程的建立和變量的定義 工程的建立1) 首先雙擊桌面MCGS組態(tài)環(huán)境圖標(biāo)，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺(tái)。構(gòu)架合理、連接靈活，結(jié)構(gòu)層次清晰，方便用戶的定制開發(fā)。除此以外，MCGS還提供了一套開放的可擴(kuò)充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用VB、VC等高級(jí)開發(fā)語言，編制特定的構(gòu)件來擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。3）豐富、生動(dòng)的多媒體畫面。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(yùn)行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖41所示。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。圖 326 機(jī)械手夾緊右移4 MCGS在軸承專用車床系統(tǒng)中的應(yīng)用 MCGS的概述 MCGS簡介MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。首先進(jìn)行仿真程序的裝載，如圖324所示。 PLC程序的仿真本次設(shè)計(jì)仿真采用西門子PLC200仿真軟件， STEP 7 MicroWIN SP3軟件中將編寫好的程序?qū)С?，然后打開仿真軟件，插入需要的模塊，本設(shè)計(jì)中采用CPU226和EM223，裝載導(dǎo)出的程序，將PLC調(diào)成運(yùn)行狀態(tài)。這種程序設(shè)計(jì)的目的是，手動(dòng)控制主要用于調(diào)試和維修工作。手動(dòng)控制主要用于安裝、調(diào)試和正常運(yùn)行下的故障處理。當(dāng)夾具夾緊之后調(diào)用子程序軸承加工程序SBR2，由網(wǎng)絡(luò)9實(shí)現(xiàn)。報(bào)警復(fù)位由網(wǎng)絡(luò)6完成。機(jī)械手的手動(dòng)控制過程與自動(dòng)控制過程大體是一樣的，其區(qū)別是在于手動(dòng)控制是由人操縱手動(dòng)按鈕去驅(qū)動(dòng)機(jī)械手、夾具、刀具工作的。表 31 系統(tǒng)輸入/輸出變量分配表輸入/輸出變量信號(hào)名稱輸入/1）邏輯流程圖為了能用邏輯流程圖設(shè)計(jì)PLC程序，首先要畫出自動(dòng)控制系統(tǒng)的邏輯流程圖，如圖 33所示。所以選擇S7200系列的CPU226和一個(gè)I/O模塊EM223組成控制系統(tǒng)。手動(dòng)控制輸入信號(hào)由17個(gè)按鈕組成，分別為手動(dòng)上升、手動(dòng)下降、手動(dòng)左移、手動(dòng)右移、機(jī)械手夾緊、機(jī)械手松開、夾具夾緊、夾具松開、夾具前進(jìn)、夾具后退、夾具旋轉(zhuǎn)、夾具旋轉(zhuǎn)停止、水平刀進(jìn)、水平刀退、垂直刀進(jìn)、垂直刀退，報(bào)警關(guān)閉。周而復(fù)始，如圖 31所示。第九步是1秒后機(jī)械手下降到低位平臺(tái)（）。水平刀退回到位3秒后夾具再次退回，旋轉(zhuǎn)停止。第四步是機(jī)械手到位，1秒后夾具夾緊，然后3秒后機(jī)械手松開，上升。第一步是當(dāng)工作臺(tái)上有工件出現(xiàn)時(shí)（、），機(jī)械手開始下降。由于車床控制系統(tǒng)是為了提高車床的工作效率，降低一些人不能接觸的物質(zhì)對(duì)人體造成傷害，如鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機(jī)加、噴漆、熱處理等。S7200的編程軟件：STEP7Micro/WIN32。同時(shí)還要考慮其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性以及工作環(huán)境對(duì)其的影響。另外，采用PLC還可以大大縮短設(shè)計(jì)、編程和投產(chǎn)周期，使總價(jià)格進(jìn)一步降低。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。采用模塊化結(jié)構(gòu)，為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。高可靠性，1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離；2）各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10～20ms；3）各模塊均采