【正文】 共36頁(yè)第一章 緒論自動(dòng)分揀系統(tǒng)（Automated Sorting System）是二次大戰(zhàn)后在日本，美國(guó)的物流中心中廣泛采用的一種自動(dòng)分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心不可缺少的一部分。本章對(duì)PLC，人機(jī)界面和觸摸屏的介紹，通過(guò)分析它們的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域我們可以準(zhǔn)確的選用和設(shè)計(jì)。除了邏輯處理工程外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。定時(shí)控制：繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制，精度不高；PLC利用數(shù)字定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制，精度高，定時(shí)范圍大[2]。人機(jī)界面產(chǎn)品有硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器，顯示單元，輸入單元，通信接口，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等；軟件一般分成兩部分，即運(yùn)行于 HMI 硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行與計(jì)算機(jī) Windows 操作系統(tǒng)下的畫(huà)面組態(tài)軟件。根據(jù) HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器為8位，16位，32位的處理器。（2）良好的開(kāi)發(fā)性。組態(tài)軟件的特點(diǎn)主要有：（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。 觸摸屏的應(yīng)用 觸摸屏 GOT（Graphic Operation Terminal，圖形操作終端設(shè)備）現(xiàn)在在人們生活中是無(wú)處不在的，從手機(jī)到電腦都采用了觸摸屏，因?yàn)樗亲詈?jiǎn)單，方便，自然的一種人機(jī)交互。 西門(mén)子S7200 PLC系統(tǒng)概述SIMATICH S7200 PLC 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，屬緊湊型可編程控制器，控制系統(tǒng)的硬件有 CPU 模塊，各種擴(kuò)展模塊和附加硬件組成。出指令豐富外，其功能也強(qiáng)大，包括豐富的內(nèi)置集成功能，強(qiáng)勁的通信能力，豐富的擴(kuò)展模塊和實(shí)時(shí)特性等。 西門(mén)子Smart Line 700IE 觸摸屏使用簡(jiǎn)介 西門(mén)子Smart Line 700IE觸摸屏特點(diǎn)如今，人機(jī)界面已經(jīng)成為大多數(shù)工業(yè)機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，尤其在使用小型機(jī)器和簡(jiǎn)單應(yīng)用時(shí)，成本成了關(guān)鍵因素。集成的 RS 422/485 通訊口使精彩系列面板的通訊更加靈活，可以和市場(chǎng)主流的小型 PLC 建立穩(wěn)定可靠的通訊連接。5）先進(jìn)的生產(chǎn)失效故障模式分析潛在的缺陷及故障分析模型貫穿產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，最大程度確保產(chǎn)品可靠性。當(dāng)系統(tǒng)連接到其它電源時(shí)，電位差可能更明顯。b) 把 USB 端連接到電腦。HMI 是人(操作員)與過(guò)程(機(jī)器/設(shè)備)之間的接口。3） 顯示報(bào)警過(guò)程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，例如，當(dāng)超出設(shè)定值時(shí)。 WinCC flexible 采用模塊化的設(shè)計(jì)。 WinCC Flexible 與ProTool的比較1）西門(mén)子的人機(jī)界面過(guò)去用 ProTool 組態(tài)，SIMATIC WinCC flexible 是 ProTool 組態(tài)軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的系統(tǒng)級(jí)組態(tài)軟件，支持多種語(yǔ)言、全球通用。2）WinCC 是功能強(qiáng)大的基于 PC 的可視化監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，能夠借助其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)能力、良好的開(kāi)放性、豐富的選件以及 C/S、B/S 和冗余結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工藝流程的監(jiān)控管理。在分揀氣缸完成分揀后，再將物料放入輸送線上。a) 按“位”方式：從 。（4）按“雙字”方式：從 QD0QD12，共有4個(gè)雙字。（2）按“字節(jié)”方式：從 VB0VB5119，一共有5120個(gè)字節(jié)。（2）按“字節(jié)”方式：從 MB0MB31，一共有32個(gè)字節(jié)。 自動(dòng)控制界面自動(dòng)控制界面也是第一個(gè)界面，當(dāng)進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)就進(jìn)入了自動(dòng)控制界面，此界面包括：1）日期時(shí)間域：可以通過(guò)觸摸屏來(lái)輸入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間，還有一個(gè)重要的功能是在發(fā)生事故或數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)我們可以看到具體發(fā)事件的準(zhǔn)確時(shí)間。5）用戶(hù)管理：用戶(hù)管理功能可以定義特定的用戶(hù)具有特定的授權(quán)，和特定的訪問(wèn)權(quán)限，并在一定范圍內(nèi)建立用戶(hù)組和用戶(hù)，任何希望使用HMI設(shè)備的人員都需要通過(guò)用戶(hù)名和口令進(jìn)行登錄。在名稱(chēng)列下添加用戶(hù)（注意：只輸緊字符和數(shù)字），添加三個(gè)用戶(hù)：“Sulaoshi”, “FanMingKe”“RuanMingGuang”。 報(bào)警界面 報(bào)警界面1）模擬量報(bào)警模擬量報(bào)警指的是連續(xù)變化的變量，模擬量報(bào)警由其對(duì)應(yīng)報(bào)警模擬變量的值超出或低于其設(shè)置上限或下限而生產(chǎn)。 離散量報(bào)警設(shè)置 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面主要表示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢測(cè)和分類(lèi)了多少個(gè)工件，設(shè)計(jì)了一個(gè)趨勢(shì)視圖和三種物料在料槽里面的數(shù)量和他們的總數(shù)量。 可模擬所有可組態(tài) HMI 設(shè)備的項(xiàng)目。（2）VBS腳本法，輸入以下程序Set WshShell=()HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\PendingFileRenameOperationsSet WshShell=Nothing，運(yùn)行一下就可以了。想一想自己做一些機(jī)床的改造設(shè)計(jì)，電機(jī)不同形式的控制都能找到一點(diǎn)感覺(jué)，可做本次設(shè)計(jì)的開(kāi)始時(shí)就有點(diǎn)茫然了。在此也感謝南理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院的老師，國(guó)際教育學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)們，老師們給我在讀書(shū)期間的幫助和鼓勵(lì)。致 謝時(shí)間過(guò)了真快，五年前我就來(lái)了南理工，從“你好！”，“再見(jiàn)！”的學(xué)習(xí)，然后經(jīng)過(guò)四年本科生我都感覺(jué)到老師對(duì)學(xué)生的關(guān)心，鼓勵(lì)和熱情，謝謝各位老師！。 結(jié) 論程序已經(jīng)達(dá)到了基本要求，能穩(wěn)定，準(zhǔn)確的運(yùn)行，能實(shí)時(shí)的監(jiān)控分揀程序，觸摸屏能跟 PLC 和 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和監(jiān)控,能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟動(dòng)，復(fù)位，停止，顯出系統(tǒng)的狀態(tài)，物料數(shù)量，報(bào)警顯示等。通過(guò)調(diào)試監(jiān)控程序可以穩(wěn)定，準(zhǔn)確的運(yùn)行，能實(shí)時(shí)的監(jiān)控分揀程序，各種按鈕都發(fā)起功能。以太網(wǎng)傳輸方式： 用以太網(wǎng)傳輸RS232/PPI 傳輸方式 用RS232/PPI傳輸U(kuò)SB/PPI 傳輸方式： 用USB/PPI傳輸 選擇上面的一個(gè)下載方式然后點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)送”按鈕，下載完畢以后HMI設(shè)備會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到監(jiān)控程序界面。在 WinCC Flexible 中組態(tài)離散量報(bào)警，用于監(jiān)視 PLC 中某一個(gè)特定位的狀態(tài)變化。3）I/O域：用來(lái)顯示當(dāng)前料槽里面的物料數(shù)量。操作員的組權(quán)限選“監(jiān)視”； 工程師的組權(quán)限選“操作”，“管理”和“監(jiān)視”。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)綠燈就亮，缺料時(shí)警示黃燈閃爍，在停止時(shí)紅燈亮，有報(bào)警信號(hào)紅燈就閃亮。 監(jiān)控程序設(shè)計(jì) 監(jiān)控程序總體設(shè)計(jì) 程序界面 地址分配 地址分配序號(hào)WinCC變量名PLC地址名稱(chēng)及功能說(shuō)明101_啟動(dòng)啟動(dòng)按鈕202_復(fù)位復(fù)位按鈕303_停止停止按鈕404_綠燈綠燈亮505_黃燈黃燈閃亮606_紅燈紅燈亮707_報(bào)警報(bào)警提示808_離散報(bào)警MW 12報(bào)警910_金屬VW 100金屬料在料槽數(shù)量1011_白料VW 200白料料在料槽數(shù)量1112_黑料VW 400黑料料在料槽數(shù)量1213_總金屬VW 0分揀到金屬的總數(shù)量1314_總白料VW 2分揀到白料的總數(shù)量1415_總黑料VW 4分揀到黑料的總數(shù)量1516_金屬測(cè)寄存器1617_白料測(cè)寄存器1718_黑料測(cè)寄存器1820_上料檢測(cè)到有物料1921_到料物料到位2022_入料入料分揀2123_基準(zhǔn)基準(zhǔn)位信號(hào)2224_手基準(zhǔn)顯寄存器2325_物料伸出把物料推到位2430a_手上VW 402手抓到物料提升2530b_手上顯手抓到物料提升顯示2631a_手收VW 404有物料，手臂縮回2731b_手收顯有物料，手臂縮回顯示2832a_手送VW 406有物料，機(jī)械手轉(zhuǎn)到入料地方2932b_手送顯有物料，機(jī)械手轉(zhuǎn)到入料顯示3033a_手伸出VW 408有物料，手臂伸出3133b_手伸出顯有物料，手臂伸出顯示3234a_手下VW 410有物料，手爪下降3334b_手下顯手爪下降顯示3435a_手回VW 412機(jī)械手回到基準(zhǔn)位置3535b_手回顯機(jī)械手回到基準(zhǔn)位置顯示3636a_手回伸出VW 414手臂伸出爪料3736b_手回伸出顯手臂伸出爪料顯示3837a_手回下VW 416手爪下降爪料3937b_手回下顯手爪下降爪料顯示4038a_送料VW 418皮帶輸送4138b_送料顯皮帶輸送顯示4240_自動(dòng)自動(dòng)模式4341_手動(dòng)手動(dòng)模式 自動(dòng)控制界面在這界面中的功能主要是登錄進(jìn)入監(jiān)控程序和對(duì)分揀系統(tǒng)進(jìn)行控制包括：系統(tǒng)啟動(dòng)，復(fù)位，停止。該區(qū)雖然叫位存儲(chǔ)器，但是其中的數(shù)據(jù)不僅可以是位、還可以是字節(jié)、字或雙字。（1）按“位”方式：從 ，一共有40960點(diǎn)。（2）按“字節(jié)”方式：從 QB0QB15，共有16個(gè)字節(jié)。 監(jiān)控程序原理 西門(mén)子S7200 PLC寄存器分類(lèi) 因?yàn)?HMI 設(shè)備通過(guò)讀寫(xiě) PLC 的寄存器來(lái)控制和監(jiān)視系統(tǒng)，所以要清楚 PLC 的幾種寄存器的范圍和特點(diǎn)1）數(shù)字量輸入和輸出映象區(qū)（1）輸入映象寄存器（I）數(shù)字量輸入映象區(qū)是 S7200 CPU 為輸入端信號(hào)狀態(tài)開(kāi)辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，標(biāo)識(shí)符為 I。第3章 監(jiān)控程序設(shè)計(jì) 監(jiān)控程序設(shè)計(jì)的基本思想 分揀系統(tǒng)工作流程 工作流程圖1）上料機(jī)構(gòu)井式工件庫(kù)警示燈工件推料氣缸存放料臺(tái)安裝支架光電