【文章內(nèi)容簡介】 不受過程映像寄存器狀態(tài)、點強迫數(shù)值、執(zhí)行立即輸出指令的影響。 PTO/PWM 發(fā)生器非現(xiàn)用時，輸出控制轉(zhuǎn)交給過程映像寄存器。過程映像寄存器決定輸出信號波形的初始和最終狀態(tài)，使 信號波形在高位或低位開始和結束。而上電初始化就是允許 PTO輸出脈沖，程序如以下 2 個部分所組成。 主程序調(diào)用模塊 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 14 上電初始化子程序 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 15 （ 2）復位模塊 使貨物臺回到原點的位置等待程序執(zhí)行。回到原點后并將高速計數(shù)器清零。并讓主控開關 得電，讓后面的驅(qū)動程序可以運行。并且程序由以下 3 部分組成 主程序調(diào)用模塊 復位子程序 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 16 回原點子程序 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 17 (3)X 軸， Y 軸信號驅(qū)動程序 MOVDW 移動雙字（ MOVD）指令將輸入雙字（ IN）移至輸出雙字（ OUT），不改變原來的數(shù)值。 使能，允許 PLC 輸出脈沖。 這段驅(qū)動程序的是根據(jù) VD72 現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，然后相對應的脈沖值。從而讓步進電機旋轉(zhuǎn)起來。程序由以下一部分說組成 。 X 軸和 Y 軸的驅(qū)動程序 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 18 （ 4）貨臺位置計算模塊 高速計數(shù)器（ HSC）指令根據(jù) HSC 特殊內(nèi)存位的狀態(tài)配置和控制高速計數(shù)器。參數(shù) N 指定高速計數(shù)器的號碼。高速計數(shù)器最多可配置為十二種不同的操作模式。每臺計數(shù)器在功能受支持的位置有專用時鐘、方向控制、復原和起始輸入。對于雙相計數(shù)器，兩個時鐘均可按最高速度運行。在正交模式中，可 以選擇一倍 \（ 1x）或四倍（ 4x）的最高計數(shù)速率。所有的計數(shù)器按最高速率運行，而不會相互干擾。 在這個程序主要是利用高速計數(shù)器的第 12 個模式開計算 PTO 輸出的脈沖數(shù)量，從而監(jiān)控貨臺現(xiàn)在的位置，但是由于 PTO 脈沖計算的時候只能增加不能減少，所以又利用了計算模塊和方向信號來對貨臺精確位置的計算。其工作原理是當正向行駛時， HCO和 HC3 送到 VD1000 和 VD1100,。然后組態(tài)讀取 VD1000 和 VD1100 的值來確定貨物臺現(xiàn)在所在的位置進行監(jiān)視。并且監(jiān)視的位置分為復位前和復位后，因為剛上電時貨臺并一定處于原點，而 不處于原點是 V1000 和 VD11000 的數(shù)據(jù)會以為中間的計算值而改變第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 19 造成組態(tài)監(jiān)視畫面的貨臺飛出了界面，根據(jù)這個原因又單獨寫一個復位前的子程序，并用主控開關 來區(qū)分開來。并且程序如下面所示。 （ 5）組態(tài)驅(qū)動模塊 驅(qū)動模塊主要功能是：由組態(tài)送來 2 組數(shù)據(jù) VD72 和 VD82，然后把這 2 組數(shù)據(jù)送到PTO01 和 PTO02，在根據(jù)確定啟動指令 然后貨臺走起來，當貨臺走到位了，推料氣第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 20 缸把貨物推出，推出后 得電，然后氣缸斷電，然后推料氣缸收回到位， 得電后 PTO 發(fā)出脈沖并且 和 得電，讓貨臺回到原點等下下一輪的循環(huán)。 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 21 組態(tài)軟件立體倉庫模型的軟件設計及思路說明 （ 1） MCGS 中定義的數(shù)據(jù)對象的作用域是全局的，像通常意義的全局變量一樣，數(shù)據(jù)對象的各個屬性在整個運行過程中都保持有效，系統(tǒng)中的其它部分都能對實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進行操作處理。而數(shù)據(jù)對象是實時數(shù)據(jù)庫的基本單元。構造實時數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。實時數(shù)據(jù)庫 如下： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 22 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 23 （ 2）組態(tài)軟件中的主要組成部分及畫面動畫組態(tài)設計 由圖形對象搭制而成的圖形畫面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控的目的。 MCGS 實現(xiàn)圖形動畫設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)對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統(tǒng)運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對象的實時采集值驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果 .以下是本系統(tǒng)的畫面設計。 *主界面 介紹本設計的名稱及設計人、指導老師、設計時間；并設置“進入系統(tǒng)”按鈕，可切換到“控制界面”，如圖 47 所示： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 24 圖 47 “進入系統(tǒng)”按鈕設置 畫面效果： 圖 48 主界面 *控制界面 按鈕控制區(qū) 啟動、停止來控制整個系統(tǒng)的開啟與關閉 ,當啟動時，各個部件待命，準備執(zhí)行預定任務，當系統(tǒng)運行完本次動作再停止系統(tǒng)運動 ，復位來控制系統(tǒng)復位，系統(tǒng)將回到初始位置；手自動切換按鈕可實現(xiàn)手動及自動的切換；更換物件按鈕可選擇某個倉庫（倉庫01~倉庫 25）進行清除物料；送物件按鈕是在手動模式下，點擊它才把物料放入送料臺上，才可進行送物料操作；更換物料矩形框，用來選擇物架的型號（有 3*3 物架、 4*4物架、 5*5 物架），點擊它則下面的物架選擇區(qū)可見，選擇物架后則不可見，矩形框顯示第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 25 所選擇的的物架。按鈕區(qū)如圖 所示： 指示燈區(qū) 指示燈監(jiān)視本系統(tǒng)的動作模式（手動還是自動）及工作狀態(tài)（停止、啟動、復位），報警指示燈是當物架存滿后邊顯示綠色。指示燈區(qū)如圖所示： 圖 49 按鈕區(qū) 圖 410 指示燈區(qū) 升降機及送料臺 升降機是由插入不同元件然后構成圖符，如圖；進行屬性設置，設置水平移動量 X，實時監(jiān)控升降機的位置，如圖所示： 圖 411 升降臺 圖 412 屬性設置 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 26 送料臺是由矩形框構成，設置水平移動量 X，垂直移動量 Y，實時監(jiān)控送料臺的位置，如圖所示 ： 圖 413 送料臺 X 軸移動量 圖 414 送料臺 Y 軸移動量 4 物架 物架是由矩形框搭建起來的，物架倉庫門的矩形框設置一個按鈕動作，調(diào)用腳本程序使該倉庫的位置坐標送給 PLC， PLC 將會把送料臺送到相應的位置；并將會進行計數(shù)，把所存放的個數(shù)顯示在倉庫的右上角，等到存放個數(shù)等于 3 時，倉庫后面指示器將會點亮。物架效果圖如下： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 27 圖 415 控制界面 倉庫門按鈕動作設置如下： 圖 416 倉庫門屬性設置 物料計數(shù)設置： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 28 圖 417 物料計數(shù)屬性設置 倉庫存滿（即：倉庫物料數(shù)大于等于 3）指示器設置 ： 圖 418 存滿屬性設置 物料 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 29 通過設置物料可見度實現(xiàn)物件存放的動態(tài)過程，送料臺上的物料設置： 圖 419 物件可見度設置 物架倉庫里的物料： 圖 420 物件可見度設置 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 30 （ 3）立體倉庫腳本程序的編制 本設計主要由兩種模式（手動和自動），手動模式下，點擊所要送到的倉庫，如果送料臺上有物件，則系統(tǒng)會把物料送上去。在自動模式下，系統(tǒng)會自動把物料依次從第一層往上存放。 初始狀態(tài)復位的程序設置： IF 復位 AND 物架 1 = 0 AND 物架 2 = 0 AND 物架 3 = 0 THEN 物 架 3 = 1 ENDIF 本設計具體程序見附錄。 （ 4）組態(tài)軟件的運動說明 用戶首先進入主畫面窗口，如下圖 421 所示 圖 421 主界面 點擊進入系統(tǒng)進入自動化立體倉庫窗口，組態(tài)模型如下圖所示： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 31 圖 422 控制界面 按下復位按鈕，點擊停止，選擇物架（有 3* 4* 5*5 物架，默認 5*5 物架），點擊啟動，系統(tǒng)啟動，點擊手自動切換按鈕（默認自動），手動模式下，點擊送物件按鈕送料臺有物件，點擊所要存放的倉庫，送料臺運動至指定位置，完成存料操作，再返回原點；自動模式下，點擊啟動，系統(tǒng)自動從倉 庫 1 存放直至存滿，并報警。 與 PLC 設備的通信 設備窗口是 MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，負責建立系統(tǒng)與外部硬件設備的連接，使得 MCGS 能從外部設備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對應工業(yè)過程的實時監(jiān)控。 MCGS 實現(xiàn)設備驅(qū)動的基本方法是：在設備窗口內(nèi)配置不同類型的設備構件，并根據(jù)外部設備的類型和特征，設置相關的屬性，將設備的操作方法。系統(tǒng)運行過程中，設備構件由設備窗口統(tǒng)一調(diào)度管理，通過通道連接，向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫提供從外部設備采集到的數(shù)據(jù)，從實時數(shù)據(jù)庫查詢控制參數(shù)，發(fā)送給系統(tǒng)其它部分， 進行控制運算和流程調(diào)度，實現(xiàn)對設備工作狀態(tài)的實時檢測和過程的自動控制。 MCGS 設備目錄的分類方法，為了用戶在眾多的設備驅(qū)動中方便快速的找到需要的第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 32 設備驅(qū)動， MCGS 所有的設備驅(qū)動都是按合理的分類方法排列的，分類方法如圖 423所示： 圖 423 MCGS 設備驅(qū)動分類方法 在本次設計中，要進行設備通信的步驟是：打開“設備窗口”，雙擊“設備窗口”，選中設備工具箱，單擊設備管理，選中本組態(tài)設計中需要的“通用串口父設備”、“西門子 S7200PPI”如圖 424 所示： 圖 424 MCGS 設備組態(tài) 雙擊“ 通用串口父設備”對其設備屬性進行編輯，其中“最小采集周期”為 100ms，“串口端口號”為“ 1COM2”，“數(shù)據(jù)校驗方式”為“ 2偶校驗”，如圖 425 再點擊確認： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 33 圖 425 MCGS 通用串口父設備 雙擊“ PLC{西門子 S7200PPI}”，對 MCGS 數(shù)據(jù)與 PLC 中的數(shù)據(jù)進行連接，由于本次設計中需要的輸入口、輸出口較多，為滿足通道要求，需要增加輸入輸出口，具體步驟為：在 PLC{西門子 S7200PPI}中增加設備通道，根據(jù)本次設計的需要，增加合適的通道值，將 MCGS 中的按鈕輸入、顯示輸出與 PLC 設備中的輸入輸出口相聯(lián)接。點擊確認。增加通道后如圖所示： 第四章 系統(tǒng)硬件設計和軟件設計 34 圖 426 MCGS 通道設備組態(tài) 第五章 安裝與調(diào)試 35 第五章 安裝與調(diào)試 編寫了調(diào)試的程序，主要是檢查 PLC 脈沖的發(fā)出是否正常，但是把程序燒寫進去之后，步進電機沒有轉(zhuǎn)動。 解決方法：通過對程序進行檢查，以及在 S7200 符號表的檢查，發(fā)現(xiàn) 沒有得電所以 PLC 不能輸出脈沖。 PLC 無法直接讀取步進電機的位置，高速脈沖計數(shù)器無法監(jiān)視 解決方法：經(jīng)過多次的測試發(fā)現(xiàn)高速脈沖計數(shù)器的值存在于 HC0 和 HC3 中，監(jiān)視HC0 和 HC3 在通過計算 就可以監(jiān)視步進電機現(xiàn)在的位置 回到原點后 PLC 依然能夠向行程極限的位置繼續(xù)移動 解決方法：在回原點的程序加上 和 的指令。 送料臺系統(tǒng)運行后，突然不見 解決方法：因為它的偏移量太大，以至于超出組態(tài)屏大小，最后通過實驗，設置合適的偏移量。 腳本程序捕捉不到 PLC 推料到位的信號 解決方法：因為腳本程序循環(huán)時間太短，最后減小他的循環(huán)周期。 通信連接不上 解決方法：通過組態(tài)簡單畫面進行試驗，最后檢查時波特率不一致。 無法切換物架 解決方法：通過整理腳本程序運行過程，再加了一個標志位實現(xiàn)的。具體看腳本 程序。 第六章 結論 36 第六章 結論 本次設計給我們增加了許多的知識，不僅僅是 PLC 的知識、 MCGS 組態(tài)軟件，還有電機及傳感器的知識。讓我認識到了大學中學習的不足之處，也彌補了許多知識的空白區(qū)。 對于本次設計的自動化立體倉庫，我國目前已建成自動化立體倉庫 400 多座、立體倉庫 2021 多座。在此，我僅僅將立體倉庫的一個簡單的構架描述了出來?；?PLC 和MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)的自動化立體倉庫，有著許多的優(yōu)勢，它通過高層貨架存儲，使得存儲區(qū)大幅度向高空發(fā)展，提高了空間利用率，自動化立體倉庫采用層級式存放。通過自 動化存儲系統(tǒng)，加快了運行和處理速度。提高了勞動生產(chǎn)率，減低操作人員的勞動強度，采用自動化技術后，還能較好地適應黑暗，低溫，污染，有毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要。 計算機控制能夠始終確保無誤的對各種信息經(jīng)行存儲和管理，減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯，同時借助于計算機管理還能有效地利用倉庫存儲能力，便于清點和盤庫，合理減少庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，節(jié)約資金，從而提高倉庫的管理水平。總之，利用自動化立體倉庫大大的減少了人力，提高了效率，減少了成本，帶來了很大的收益。 本次設計是應用 PLC 控制器及 MCGS 組態(tài)監(jiān) 控系統(tǒng)。 PLC 具有強大的控制功能。在自動化立體