【文章內(nèi)容簡介】 石油、航天、制藥、煤礦、水處理、電力、化工、冶金、礦山、運輸、機械、食品等幾十個行業(yè)。 的選型 本設(shè)計 選擇觸摸屏型號的時候應(yīng)該考慮到觸摸屏的串口數(shù)量，以及屏的尺寸 、價格等 。 TPC1063E,有兩個串口，有 1 個 RS285， 1 個 RS232,。 24DC 供電， 65535 色真彩，支持位圖等。能夠充分的滿足功能上的要求。 其他元件的選擇 變頻器：本文采用 BP5,BP4。 壓力傳感器 \變送器： DMU01. 繼電器 :小型繼電器 KA1KA64. 交流接觸器 ： 西門子交流接觸器 KM28,KM31,KM21KM27,29,30. 斷路器 ： 西門子斷路器 3V13401MM00, 3V13401MK00, 3V13401TL00, 3V13401TK00, 3V13401NJ00, 3V13401NH00, 3VT80181AA030AA0. 電磁閥：電磁控制閥， YV30YV41，線圈電壓 DC24V。 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 9 貼面熱壓機 系統(tǒng) 的開發(fā)平臺 圖 36 開發(fā)設(shè)備通信線路連接 如圖 36所示，開發(fā)過程中搭建的開發(fā)框架平臺為： HMI 觸摸屏與 PLC 之間用接口連接線連接。 HMI 觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩個部分：檢測裝置和控制器。觸摸屏檢測裝置安裝在顯示器的顯示表面，用于檢測用戶的觸摸位置，在將該處的信息傳送給觸摸屏控制器?？刂破鞯闹饕饔檬墙邮諄碜杂|摸點檢測裝置的觸摸 信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標，判斷出觸摸的意義后送給 PLC。他同時能接收 PLC 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行，如動態(tài)的顯示開關(guān)量和模擬量等。 PLC 工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映像區(qū)對應(yīng)的位上，將運算的結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對應(yīng)的位上。 PLC 在執(zhí)行用戶程序時所需輸入繼電器、輸出繼電器的數(shù)據(jù)取自于 I\O映像區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。 在運行工作模式時， PLC 要進行內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序處理、輸出處理，然后按上述過程循環(huán)掃描工作。 PLC 通過反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶 程序來實現(xiàn)控制功能。為了使 PLC 的輸出及時的響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不只是執(zhí)行一次，而是不斷的重復(fù)執(zhí)行。 通過 HMI 觸摸屏上按鍵與變量建立連接，按下觸摸屏上的按鍵，觸摸屏控制器做出反應(yīng)，給 PLC 發(fā)出信號，然后 PLC 做出反應(yīng)，驅(qū)動各自控制的內(nèi)部繼電器動作。 PC PLC HMI USB 連接線 串口連接線 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 10 第 四 章 貼面熱壓機的程序設(shè)計 程序設(shè)計框圖 本課題的程序設(shè)計主要包括 三 個部分：基本程序設(shè)計、 壓力及溫度傳感器采集的模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)的值 程序設(shè)計、程序設(shè)計。如圖 51 所示。 圖 41 程序設(shè)計框 圖 I\O 的分配 結(jié)合控制系統(tǒng)的控制過程，制定其輸入輸出點分配見表 41。 表 41 I\O 的分配 PLC 電氣控制接線圖 PLC 及各模塊的接線圖如圖 42 所示。 基本程序設(shè)計 手自動程序設(shè)計設(shè)計 傳感器模擬量轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 11 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 12 圖 42 PLC電氣控制接線圖 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 13 貼面熱壓機系統(tǒng)基本程序設(shè)計 柜 1（主程序） （ 1）網(wǎng)絡(luò) 1 為移栽機的制動控制 ,通過前后的限位開關(guān)來控制 . （ 2）網(wǎng)絡(luò) 2 為 油泵啟動的手動和自動控制，可以分別通過按鈕開關(guān) /觸摸屏程序來實現(xiàn) 。 （ 3）網(wǎng)絡(luò) 12 為 主程序 中對各子程序的調(diào)用 。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 14 （ 4）網(wǎng)絡(luò) 13 為 壓機保持壓力的時間在觸摸屏上的顯示 。 柜 1（ 子程序 ） （ 1） 原位指示中，網(wǎng)絡(luò) 4 為進出板一體機的原位指示。 （ 2） 上料自動程序中，網(wǎng)路 1 為進板手動和自動模式的選擇，網(wǎng)絡(luò) 13 為 1升降臺的上升控制 。 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 15 （ 3） 溫度控制程序中， 網(wǎng)絡(luò) 2 為 內(nèi)部 設(shè)定的溫度參數(shù) 到模擬量輸出的轉(zhuǎn)換 ,實現(xiàn)對于壓機溫度的控制。 （ 4） 模擬量顯示程序中， 網(wǎng)絡(luò) 1可 進行模擬量輸入到 S7200 內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 ，實現(xiàn)壓力值的顯示。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 16 第 五 章 貼面熱壓機 HMI 組態(tài)設(shè)計 人機界面組態(tài)任務(wù) 根據(jù)控制系統(tǒng)任務(wù)要求，設(shè)計如圖 51與圖 52上位機界面。 圖 51 主畫面 圖 52 參數(shù)設(shè)定畫面 在圖 51中 升降臺通過伸長和縮短來表現(xiàn)，傳送的運動帶通過閃爍來表現(xiàn)，移栽機基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 17 的運動和進出板一體機的運動都模仿實際的動作。 在圖 52中可以 對溫度以及壓力的 進行設(shè)定，并且參數(shù)設(shè)定畫面和 其他畫面 可以切換。 實時數(shù)據(jù)庫 圖 53中 為即組態(tài)主畫面與參數(shù)設(shè)定畫面中所用的變量列表 。 圖 53 實時數(shù)據(jù)庫 圖 組態(tài)控制畫面的設(shè)計 驅(qū)動的添加 ： 進入 設(shè)備窗口 ， 依次從 設(shè)備工具窗口中添加通用串口父設(shè)備 ,西門子 _S7200PPI 驅(qū)動 。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 18 圖 54 驅(qū)動添加 串口父設(shè)備 屬性 設(shè)定 ： 雙擊通用串口父設(shè)備 ,結(jié)合 PLC 的參數(shù) ,設(shè)置父設(shè)備的屬性 : 圖 55 串口父設(shè)備屬性 的設(shè)定 設(shè)備驅(qū)動屬性 設(shè)定 ： 設(shè)備地址 要與 PLC 的實際地址一致 ， 相關(guān) 參數(shù)的設(shè)定如下。 設(shè)備工具箱 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 19 圖 56 設(shè)備驅(qū)動屬性 的設(shè)定 設(shè)備通道的添加 :與 PLC 通訊 ,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫 ,需要添加設(shè)備通道 ,可在設(shè)備編輯窗口中添加通道，要注意添加設(shè)備通道的地址要與 PLC 實際地址相同。 圖 57 設(shè)備驅(qū)動屬性 的設(shè)定 變量的添加 :進入實時數(shù)據(jù)庫，點擊新增對象，在彈出的對話框中 對新增變量的屬性設(shè)定。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 20 圖 58 變量的新建 組態(tài)畫面 的新建 : 在 用戶窗口中新建窗口，選擇右側(cè)的新建窗口。 圖 59 組態(tài)畫面的新建 組態(tài)畫面的編輯 :進入窗口的組態(tài)畫面 。 在選擇工具 中選擇需要組態(tài)的構(gòu)件。 圖 510 工具箱 進入窗口，組態(tài)畫面的編輯 增加組態(tài)畫面 設(shè)置窗口的填充顏色，名字等屬性的設(shè)定 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 21 構(gòu)件可見性的設(shè)定 :在構(gòu)件的屬性設(shè)置框里勾選可見性，再打開可見性的設(shè)置設(shè)定界面，根據(jù)實際需要輸入相應(yīng)的表達式及表達式 0和 1時的狀態(tài)。 圖 511 構(gòu) 件可見性的設(shè)定 水平 /垂直移動動畫 構(gòu)件參數(shù)設(shè)定 :該系統(tǒng)中涉及很多木板及升降臺的水平 /垂直移動，在構(gòu)件屬性 中勾選水平 /垂直移動。 打開水平 /垂直的參數(shù)設(shè)定 界面，在里面關(guān)聯(lián)變量，水平移動的表達式，偏移量為正值在水平移動中表示向右移動，而在垂直移動中表示表示向下移動。 圖 510 水平 /垂直移動動畫構(gòu)件參數(shù)設(shè)定 水平 /垂直移動動畫腳本的編寫 :語句如下 If j50 then j=j+1 如果要提高木板移動的速率，可以將把 j 加的值增大。 1 用戶權(quán)限 設(shè)置 ，選擇菜單工具中的用戶權(quán)限管理，彈出 用戶管 理器，在用戶中可以新增用戶 和用戶組， 點擊新增用戶 ， 在用戶屬性設(shè)置中編輯屬性 。 可根據(jù)需要添加多個用戶和用戶組。 設(shè)置完成后，在需要設(shè)限的輸入構(gòu)件的權(quán)限選擇對應(yīng)的組 (權(quán)限里面只能勾選用戶組，所在編輯完用戶后要選擇對應(yīng)的組 )。以上設(shè)置完成后還需要一個觸發(fā)條件。在一個按鈕的抬起屬性里輸入 函數(shù) !LogOn( )，執(zhí)行時會彈出用戶登錄的對話框。密碼的修改，使用函數(shù) !ChangePassword( )，運行時可以彈出密碼修改的對話框。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 22 圖 511 用戶管理器 圖 512 用戶屬性設(shè)置 圖 513 用戶屬性設(shè)置 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 23 圖 514 用戶登錄窗口 圖 515 密碼修改窗口 1 策略的使用 :因為 系統(tǒng)中 涉及了很多的工序，所以本設(shè)計中采用了觸發(fā)的編程思想，即一個動作結(jié)束后給下一個動作一個觸發(fā)信號。 例 如 1升降機上升的條件就是上升 1 為 1，到條件滿足后 1升降機就上升，當上升到位后將上升 1清零 ，同時也將平移 1 置 1 觸發(fā)下一個動作水平移動 1。 1 系統(tǒng)循環(huán)控制設(shè)計 : 該系統(tǒng) 要求 前一塊木板被 1移載機 吸起后，判斷 1升降機上 有無物料，如果有則另一塊木板就要從 1升降臺上進入，如果沒有就不 再 有木板進入加工生產(chǎn)線。對于這一點，系統(tǒng)中 有 一個判斷的變量 ，在前一塊木板被吸起后就判斷，沒有就不給下一塊木板觸發(fā)信號。 如果在整個工序中只是用一個構(gòu)件來表示木板，就體現(xiàn)不出 生產(chǎn)線上多塊木板 在不同的工序中同時被加工的實際情況 。 為了體現(xiàn)出這一點 ， 本系統(tǒng)中 就 采用了多塊構(gòu)件 分工序 來表現(xiàn) ， 執(zhí)行到該工序時就讓該木板可見，其他時間不可見。 1 移栽機及升降臺的實際動畫效果 :為了使得移栽機及升降臺能帶著木板運動 ,就需要將表示木板及移栽機、升降臺構(gòu)件的動畫屬性設(shè)置成一樣，關(guān)聯(lián)相同的變量。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計報告 24 第六章 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 組態(tài)畫面與程序設(shè)計完成后，按照下列步驟進行調(diào)試： 編譯、下載程序于 PLC 中，若編譯不成功需對程序作進一步修改。 檢查組態(tài)工程，如沒有錯誤，下載到觸摸屏中。 建立觸摸屏與 PLC 的通信設(shè)置，選擇其波特率 ，校驗方式及串口方式 等。如圖61。 圖 61 步驟 1 組態(tài)界面操作： （ 1）通過組態(tài)界面菜單設(shè)定 壓機的壓強和溫度的設(shè)定 ； （ 2） 手動的控制設(shè)備的運行 ； （ 3）界面會適時更新系統(tǒng)時間。 （ 4）動畫演示畫面與設(shè)備的實際動作要求基本同步。 按下啟動按鈕后，首 先進入手動狀態(tài)，回至組態(tài)界面進一步操作。 檢查電機與閥門是否工作正常，按組態(tài)界面的各個電機與閥按鈕，若電機故障，組態(tài)界面對應(yīng)的指示燈會呈紅色； 按下 進入自動狀態(tài)，此時造粒機開始工作： 按下啟動按鈕烘干電機，供水電機、冷水閥、物料閥、送料電機、切料電機、出料磁閥按順序啟動，此時觸摸屏上就有各狀態(tài)的顯示了，指示燈按順序都是這是綠色，切料電機轉(zhuǎn)速、切頭溫度和循環(huán)水溫度也都有顯示。 按下停止按鈕各電機與閥順序停止工 作，此時指示燈都順序變?yōu)榛疑?。另外，排水電磁換向氣閥和出料電磁換向氣閥分別動作，完成放水與關(guān)料閥的功能。 基于 MCGS 的 貼面熱壓機 控制系統(tǒng)設(shè)計 25 致 謝 這份畢業(yè)設(shè)計是在我接觸到 MCGS 組態(tài)軟件做的第一個含有較為復(fù)雜的動畫的工程，這個工程我雖然花了很多的時間，更過了好幾次，但是最后還是做出來了 。完成畢業(yè)設(shè)計的過程中 得到了我的指導(dǎo)老師湯煊琳 老師 和公司同事的指導(dǎo)和幫助。我覺得如果沒有他們的幫助，我不會順利的完成的。 在這里 要感謝我的導(dǎo)師 湯煊琳 老師 。在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期 的 檢查，后期 的 詳細設(shè)計等整個過 程中都給予了我 細 心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正 論文 中的錯誤。除了敬佩 湯煊琳 老師 的專業(yè)水平外， 她 的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次我 還要感謝大學 三 年來所有的老師，為我打下 了 機械專業(yè) 、電氣專業(yè)方面的相關(guān)的 知識基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學們，正是因為