【正文】 ............................................................................................................... 16 第 4 章 基于 MCGS 對立體倉庫控制系統(tǒng)的應(yīng)用 ......................................... 20 基于 MCGS 仿真實現(xiàn)的意義 .......................................................................................... 20 MCGS 實現(xiàn)立體倉庫工程畫面 ........................................................................................ 20 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫的讀寫實現(xiàn) ........................................................................................ 22 III MCGS 實時數(shù)據(jù)庫簡介 ........................................................................................... 22 數(shù)據(jù)對象的類型 ...................................................................................................... 23 立體倉庫控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造 .......................................................................... 23 MCGS 與 PLC 設(shè)備的通信 ............................................................................................... 24 監(jiān)視畫面的設(shè)定與動畫的連接 ........................................................................................ 28 編制控制流程 .................................................................................................................... 30 腳本程序的簡介 ....................................................................................................... 30 立體倉庫 腳本程序的 編制 ...................................................................................... 30 立體倉庫控制流程 及 仿真 演示 .................................................................................................................. 32 附錄 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 再根據(jù)工作流程確定了 立體倉庫控制系統(tǒng) PLC梯形圖 ，從而 實現(xiàn) 2*2模擬立體倉庫的 “ 存貨 ”“ 取貨 ” 功能； 然后采用基于 WINDOWS平臺的工控組態(tài)軟件 MCGS建立監(jiān)視界面。 60 年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 巷道堆垛機：用于自動存取貨物的設(shè)備。 庫存信息管理系統(tǒng)：亦稱中央計算機管理系統(tǒng)。 早期立體倉庫的構(gòu)想，其基本出發(fā)點就是提高空間利用率，充分節(jié)約有限且寶貴的土地。自動化立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設(shè)備，不僅能使貨物在倉庫內(nèi)按需要自動存取，而且可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有機的連接，并通過計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設(shè)備使倉庫成為企業(yè)生產(chǎn)物流中的一個重要環(huán)節(jié)。如何降低庫存資金積壓和充分滿 足生產(chǎn)需要，已成為大型企業(yè)不得不面對的一個大問題。 自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實現(xiàn)企業(yè)信息管理的自 動化。 在查閱了大量資料的基礎(chǔ)上，以立體倉庫庫位設(shè)備和堆垛機位置變動控制為研究對象，通過 S7200PLC 以及 MCGS 組態(tài)軟件 來 實現(xiàn) 對 2*2 立體倉庫的 模型控制系統(tǒng)的控制 ； 對 立體倉 庫的監(jiān) 視 用 工控組態(tài)軟件 MCGS，實現(xiàn)立體倉庫 控制系統(tǒng) “取 /存 ”貨運行動作的模擬仿真。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題 ,入出信息變換及可靠的物理實現(xiàn)，可以說是 PLC 實現(xiàn)控制的兩個基本要點。到 1971 年， PLC 已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品、飲料、冶金、造紙等工業(yè)中并很快受到了世界其他國家的高度重視。 （ 7）體積小，重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化。 2． 存儲器 存儲器（內(nèi)存）主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成部分。智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng)，它有自己的 CPU、系統(tǒng)程序、存儲器及與 PLC 系統(tǒng)總線相連接的接口。 8 MCGS 組態(tài)軟件 MCGS 全中文工業(yè)自動化控制組態(tài)軟件（以下簡稱 MCGS 工控組態(tài)軟件或 MCGS）為用戶建立全新的過程測控系統(tǒng)提供了一整套解決方案。 ⑹ 強大的網(wǎng)絡(luò)功能。 ⒂ 實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。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(yīng)用系統(tǒng)。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。 在 MCGS 的單機版中，每個應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個主控窗口和一個設(shè)備窗口，但可以有多個用戶窗口和多個運行策略，實時數(shù)據(jù)庫中也可以有多個數(shù)據(jù)對象。所謂動畫屬性，實際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，避免了煩瑣的編程工作。 立體倉庫結(jié)構(gòu)組成與控制要求 結(jié)構(gòu)與組成 本設(shè)計的立體倉庫主體由底盤、 2 列 2 層 4 倉 位庫體、巷道堆垛機、檢測元件及電氣控制元件等組成。 13 PLC 的 I/O 地址分配 根據(jù)本課題 PLC 輸入輸出的控制要求，得出 PLC 輸入輸出 I/O 分配，如表 31 所示。 X、 Y軸電機復(fù)位，堆垛機運行至入庫口。即判斷庫位是否已有貨物，禁止雙重入庫存 貨與空取貨操作。其界面如圖 33 所示： STEP7Micro/WIN 編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和控制自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。 如圖 35 所表示： 18 圖 35 通信端口和通信速率更改 （ 3）在通訊菜單里雙擊刷新， STEP7Micro/WIN 開始搜索 PPI 網(wǎng)絡(luò)中的S7200CPU。如果需要，可以通過一個沒有使用的內(nèi)部繼電器的常閉接點或者特殊內(nèi)部繼電器的常開接點來連接。 同時可以 通過組態(tài)仿真使讀者能夠設(shè)計出更加實用的控制系統(tǒng)，從 而可以在較短的時間內(nèi)，以較少的代價完成較好的效果。組成 MCGS 公車各要素間的關(guān)系如圖 41 所示。實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心， 系統(tǒng)各部分均以實時數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理 。 ④ 事件型 ： 用來記錄和標(biāo)識某種事件產(chǎn)生或狀態(tài)改變的時間信息 。如下圖 45 所示： 24 圖 45 立體倉庫部分實時數(shù)據(jù)庫 MCGS 與 PLC 設(shè)備的通信 設(shè)備窗口是 MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，負責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得 MCGS 能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對應(yīng)工業(yè)過程的實時監(jiān)控。 MCGS 實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性。如圖 413 所示 ： 29 圖 413 構(gòu)件 的屬性設(shè)置 3） 指示燈的顏色變化：以堆垛機左移指示燈為例 。 在 MCGS 中，腳本語言是一種語法上類似 Basic 的編程語言。本開關(guān)設(shè)置為 “按 1 松 0”。 若 “通信狀態(tài)標(biāo)志 ”為 0 則表示通訊正常，否則 MCGS 組態(tài)軟件和西門子 S7200PLC 設(shè)備通訊失敗。在實際組態(tài)過程中，一般無法一次全部定義所需的數(shù)據(jù)對象，而是根據(jù)情況需要逐步增加。 數(shù)據(jù)對象的數(shù)值范圍是：負數(shù)是從 到 ，正數(shù)從 到 。 如圖 43 所示 ： 最后生成的畫面如圖 44 所示： 圖 44 最后生成的 組態(tài)監(jiān) 視 畫面 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫的 讀寫實現(xiàn) MCGS 實時數(shù)據(jù)庫簡介 MCGS 用數(shù)據(jù)對象來表述系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)，用對象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義的值變量。 ⑥ 整 體 運行、程序調(diào)試。 20 第 ４ 章 基于 MCGS 對立體倉庫控制系統(tǒng)的應(yīng)用 基于 MCGS 仿真實現(xiàn)的意義 利用 MCGS 可視化仿真技術(shù)，可以實現(xiàn)滿足要求的在仿真界面，能提供一個多角度、多層次的觀察仿真過程。接點不能放在線圈的右邊，在繼電器控制的原理圖中，熱繼電器的接點可以加在線圈的右邊，而 PLC 的梯形圖是不允許的。 17 圖 33 PLC 編程界面的構(gòu)成 2． 軟件的使用 （ 1）打開 STEP7Micro/WIN ，在 PC 與 PLC 接口連接中選擇 PC/PPI 協(xié)議。 STEP 7MicroWIN S7200系列 PLC基于 Windows 的 編程工具。 模擬立體 倉庫 要實現(xiàn)的運行結(jié)果： ① 接通電源，通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，堆垛機停在初始位置。 取貨：按下取貨按鈕 ，執(zhí)行取貨指令，定時器控制取指示燈 2秒，然后選擇庫位號，如所選庫位有物品，則定時器控制取有物指示燈亮 2秒，可執(zhí)行 “ 取 ”操作， 15 然后 X 軸、 Y 軸電機運行到該庫位， Z 軸電機正轉(zhuǎn)將伸桿伸入庫內(nèi) ,Y 軸電機上升將物體抬起 ,Z 軸電機反轉(zhuǎn) 將物體帶出 ,X、 Y電機運行到 裝 /卸 貨臺 ， Z 軸電機正轉(zhuǎn)將物體送入卸貨臺， Y軸電機下降使物體放在卸貨臺上， Z 軸電機反轉(zhuǎn)出庫， X、 Y軸電機復(fù)位，堆垛機運行至入庫口；如果取有物指示燈不亮，則表示所選庫位內(nèi)無物品，此時不執(zhí)行取貨操作。 為了有效準(zhǔn)確控制 堆垛機的三個自由度 X、 Y、 Z 軸）的運動定位 ，安裝有 限位保護 或 時間 控制電機的運行到位（本設(shè)計采用定時 器 來控制電機的運動 ）； 每個 庫 位 安裝 檢測裝置 (微動開關(guān) )，判斷 庫位是否已有貨物，禁止雙重入庫與空取貨操作；整個電氣控制系統(tǒng)設(shè)置有急停按鈕，以防發(fā)生意外。 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 “運行策略 ”窗口，建立用戶運行策略。每個驅(qū)動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。 窗口是屏幕中的一塊空間，是一個 “容器 ”，直接提供給 用戶使用。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。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。 ⑿ 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高。 ⑷ 開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。 6． 通信接口 為了實現(xiàn) “人 機 ”或 “機 機 ”之間的對話， PLC 配有多種通信接口。按 I/O 點數(shù)確定模塊的規(guī)格和數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 PLC 所能管理的配置能力，即底版的限制。 CPU 位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運算速度也越快。 （ 5） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽