【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用 MCGS 嵌入版 MCGS 嵌入版是在 MCGS 通用版的基礎(chǔ)上開發(fā)的，專門應(yīng)用于嵌入式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件， MCGS 嵌入版包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分，它的組態(tài)環(huán)境能夠在基于Microsoft 的各種 32 位 Windows 平臺(tái)上運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境則是在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng) WindowsCE 中運(yùn)行。適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 。此外 MCGS 嵌入版還帶有一個(gè)模擬運(yùn)行環(huán)境，用于對(duì)組態(tài)后的工程進(jìn)行模擬測(cè)試，方便用戶對(duì)組態(tài)過(guò)程的調(diào)試。 MCGS 嵌入版組態(tài)軟件的構(gòu)成 MCGS 嵌入式體系結(jié)構(gòu)分為組態(tài)環(huán)境、模擬運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境三部分。 組態(tài)環(huán)境和模擬運(yùn)行環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，可以在 PC 機(jī)上運(yùn)行。用戶可根據(jù)實(shí)際需要裁減其中內(nèi)容。它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的組態(tài)工程并進(jìn)行功能測(cè)試。 運(yùn)行環(huán)境則是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)工程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。運(yùn)行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)工程一起 作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，并且將組態(tài)好的工程通過(guò)串口或以太網(wǎng)下載到下位機(jī)的運(yùn)行環(huán)境中，組態(tài)工程就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨(dú)立運(yùn)行在下位機(jī)上。從而實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的 可靠性 、實(shí)時(shí)性、確定性和安全 性 。 由 MCGS 嵌入版 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成，如圖 所示。 第 6 頁(yè) 共 15 頁(yè) 圖 1 MCGS 的構(gòu)成 窗口是屏幕中的一塊空間，是一個(gè)“容器”，直接提供給用戶使用。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對(duì)象并調(diào)整畫面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù) 以完成不同的功能。在 MCGS 嵌入版 中，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個(gè)主控窗口和一個(gè)設(shè)備窗口，但可以有多個(gè)用戶窗口和多個(gè)運(yùn)行策略，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中也可以有多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。 MCGS嵌入版 用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)件，同時(shí)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。 MCGS嵌入版使用自建文件系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng) 其它部分操作的數(shù)據(jù)也來(lái)自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)警處理和存盤處理，同時(shí)它還根據(jù)需要把有關(guān)信息以事件的方式發(fā)送給系統(tǒng)的其它部分，以便觸發(fā)相關(guān)事件，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的單元，不單單是變量的數(shù)值，還包括變量的特征參數(shù)（屬性）及對(duì)該變量的操作方法（報(bào)警屬性、報(bào)警處理和存盤處理等）。這種將數(shù)值、屬性、方法封裝在一起的數(shù)據(jù)我們稱之為數(shù)據(jù)對(duì)象。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，為其它部分提供服務(wù)，提供了系統(tǒng)各個(gè)功能部件的數(shù)據(jù)共享。 主控窗口 主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè) 的總體輪廓，以及運(yùn)行流程、特性參數(shù)和啟動(dòng) 第 7 頁(yè) 共 15 頁(yè) 特性等項(xiàng)內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。 設(shè)備窗口 設(shè)備窗口專門用來(lái)放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過(guò)設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，或把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)只有一個(gè)設(shè)備窗口，運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開設(shè)備窗口，管理和調(diào)度所有設(shè)備構(gòu)件正常工作，并在后臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行。注意，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，設(shè)備窗口在運(yùn)行時(shí)是不可見的。 用戶窗口 用戶窗口中可以放置三種不同類型的圖形對(duì)象：圖元、圖符和動(dòng)畫構(gòu) 件。圖元和圖符對(duì)象為用戶提供了一套完善的設(shè)計(jì)制作圖形畫面和定義動(dòng)畫的方法。動(dòng)畫構(gòu)件對(duì)應(yīng)于不同的動(dòng)畫功能，它們是從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出的常用的動(dòng)畫顯示與操作模塊，用戶可以直接使用。通過(guò)在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對(duì)象，搭制多個(gè)用戶窗口，用戶可以構(gòu)造各種復(fù)雜的圖形界面，用不同的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。 運(yùn)行策略 運(yùn)行策略本身是系統(tǒng)提供的一個(gè)框架，其里面放置有策略條件構(gòu)件和策略構(gòu)件組成的“策略行”，通過(guò)對(duì)運(yùn)行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確 定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備工作過(guò)程的精確控制。 一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)有三個(gè)固定的運(yùn)行策略：?jiǎn)?dòng)策略、循環(huán)策略和退出策略，同時(shí)允許用戶創(chuàng)建或定義最多 512 個(gè)用戶策略。啟動(dòng)策略在應(yīng)用系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)調(diào)用，退出策略在應(yīng)用系統(tǒng)退出運(yùn)行時(shí)調(diào)用，循環(huán)策略由系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中定時(shí)循環(huán)調(diào)用，用戶策略供系統(tǒng)中的其它部件調(diào)用。 第 8 頁(yè) 共 15 頁(yè) 3. 自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備 自動(dòng)化生產(chǎn)線（ YL335B）的基本組成 亞龍 YL335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備由安裝在 鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái) 上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。 其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。 在 YL335B 設(shè)備上應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過(guò)的狀態(tài)、物