【正文】 用100ms定時器T37進行定時，應該設置計時累加為18。如圖311所示。 圖310 網(wǎng)絡10梯形圖圖311 網(wǎng)絡15梯形圖如果定時器標志T37為ON，表示定時器已經(jīng)達到了預定的時間，說明貨叉已經(jīng)前伸到了指定的深度所以停止前伸的運動。此部分梯形圖程序如圖312所示。 圖312 網(wǎng)絡16梯形圖 本章小結(jié) 用STEP 7Micro/WIN 32軟件設計了PLC某些功能塊的程序，實現(xiàn)在西門子S7200 PLC對堆垛機運行系統(tǒng)的控制。達到了提高控制精度與提高運行速度的要求。第4章 立體倉庫組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設計 組態(tài)王軟件的設概述 組態(tài)和組態(tài)軟件 “組態(tài)”[22]的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（Distributed Control System，簡稱DCS）的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應用過程中，PLC(包括工控機)相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：PLC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已很成熟；由PLC構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本；PLC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強；基于PLC的控制系統(tǒng)易于學習和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。在PLC技術(shù)向工業(yè)控制領域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。 組態(tài)軟件[23]是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 組態(tài)王（King View）是目前國內(nèi)比較流行的一種國產(chǎn)工業(yè)自動化通用組態(tài)軟件，適用于中小規(guī)模工業(yè)監(jiān)控機，價格低廉。組態(tài)王配有加密鎖，支持工程加密；驅(qū)動程序較為豐富，如支持DDE、板卡、OPC服務器、PLC、智能儀表、智能模塊等；支持ActiveX控件、配方管理、數(shù)據(jù)庫訪問、網(wǎng)絡功能、冗余功能，其擴展性強，可與管理計算機或控制計算機聯(lián)網(wǎng)通信[24]。 組態(tài)王主要用來組成監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使現(xiàn)場的信息實時地傳送到控制室，保證現(xiàn)場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲得實時和歷史數(shù)據(jù)。優(yōu)化控制現(xiàn)場作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。組態(tài)王擁有豐富的工具箱、圖庫和操作向?qū)?，簡單易學，在工業(yè)控制中應用廣泛?！啊盵25]叫是運行于Windows XP/NT/2000中文平臺的全中文界面的組態(tài)軟件。它采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務，軟件運行穩(wěn)定可靠。組態(tài)王具有一個集成開發(fā)環(huán)境“組態(tài)王工程瀏覽器”，在工程瀏覽器中可以查看工程的各個組成部分．也可以完成構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、定義外部設備等工作。組態(tài)王把第一臺下位機看作是外部設備，在開發(fā)過程中可以根據(jù)“設備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿蛇B接過程。在運行期間，組態(tài)王通過驅(qū)動程序和這些外部設備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。每一個驅(qū)動程序都是一個COM對象，這種方式使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，既保證了運行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達到很大的規(guī)模。組態(tài)王是一套以實時數(shù)據(jù)庫為核心的組態(tài)軟件，實時數(shù)據(jù)庫中含有豐富的數(shù)據(jù)類型，系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)刷新．趨勢顯示、報警判斷，歷史數(shù)據(jù)記錄、報表等工作時所用的數(shù)據(jù)庫都取自實時數(shù)據(jù)庫。 組態(tài)王的主要功能與實現(xiàn)：（1）豐富的人機界面功能，可視化操作界面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫 （2）強大的通訊能力 （3）先進的報警和事件管理 （4）大的網(wǎng)絡和冗余功能 在本系統(tǒng)中控制系統(tǒng)可分為自動控制，手動控制和遠程控制。在自動控制模式下，貨物將在規(guī)定的時間內(nèi)按照已經(jīng)編好的自動控制程序進行操作，不需要運行人員參與。手動模式下操作人員通過控制柜的操作面板上的各種操作按鈕完成貨物的運送。遠程控制是操作人員在上位機上通過上位機與PLC的通信直接控制試驗平臺上各電氣設備的運行。 組態(tài)王軟件包由工程瀏覽器為開發(fā)環(huán)境，它的功能是開發(fā)監(jiān)控畫面，將所需監(jiān)控的工藝流程模擬于開發(fā)平臺上，并將各自的屬性進行設置和將其相應的數(shù)據(jù)動態(tài)連接。 另外，畫面運行系統(tǒng)為在線過程監(jiān)控環(huán)境，將工程瀏覽器中開發(fā)的監(jiān)控畫面與實時數(shù)據(jù)建立連接，并依據(jù)各自的數(shù)據(jù)進行動態(tài)交換，以顯示現(xiàn)場的進展狀況，并可動態(tài)改變程序中的預設值。 通過人機交互方式，可以提高操作人員的反應速度，更加有效、可靠地起到監(jiān)測管理、安全生產(chǎn)、預防事故發(fā)生的作用，并可提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省人力和物力，其應用前景是十分廣闊的。組態(tài)王軟件包由工程瀏覽器(Touch Explore)和畫面運行系統(tǒng)(Touch View)兩部分組成。其中 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設計，必須經(jīng)過定義設備、建立工程、設計圖形界面、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量、建立動畫連接、運行和調(diào)試等幾個步驟。 這幾個步驟并不是完全獨立的，事實上，這五個部分常常是交錯進行的。在構(gòu)造應用工程之前，需要仔細規(guī)劃項目，通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)進行設計[2629]。 定義設備 組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設備或程序都作為外部設備。外部設備包括：下位機(PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等)，它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他Windows應用程序，它們之間一般通過DDE交換數(shù)據(jù)；外部設備還包括網(wǎng)絡上的其他計算機。如圖41所示。 只有在定義了外部設備之后，組態(tài)王才能通過I/0變量和它們交換數(shù)據(jù)。通過“設備配置向?qū)А本涂梢院唵蔚耐瓿赏獠吭O備的連接。圖41 設備配置 建立工程打開組態(tài)王軟件，進入工程瀏覽器，工程瀏覽器是組態(tài)王的集成開發(fā)環(huán)境。在這里你可以看到工程的各個組成部分，包括畫面、數(shù)據(jù)庫、外部設備、系統(tǒng)配置等，它們樹形結(jié)構(gòu)表示，見圖42。在組態(tài)王軟件中，開發(fā)的每一個應用系統(tǒng)稱為一個項目，每個項目必須在一個獨立的目錄中，不同的項目不能共用一個目錄。項目目錄也稱為工程路徑。在每個工程路徑下，組態(tài)王為此項目生成了一些重要的數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件一般是不允許修改的。 在工程瀏覽器中選擇菜單“工程/新建”，出現(xiàn)“新建工程”對話框，如圖43。在對話框中輸入工程名稱，并可以在工程描述中輸入描述文字，工程路徑自動指定為當前目錄下以工程名稱命名的子目錄。如果需要更改工程路徑，可以單擊“瀏覽”按鈕，選擇適當?shù)穆窂胶髥螕簟按_定”。組態(tài)王將在工程路徑下生成初始數(shù)據(jù)文件。至此，新項目己經(jīng)可以開始建立了。 圖42 組態(tài)王工程瀏覽器圖43 新建工程 畫面設計 在工程瀏覽器中左側(cè)的樹形視圖中選擇選擇“畫面”，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”。工程瀏覽器將運行組態(tài)王開發(fā)環(huán)境，彈出“新畫面”對話框。在“新畫面”對話框中設置，在對話框中單擊“確定”。 繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當畫面打開時，工具箱自動顯示?？梢岳霉ぞ呦渲械墓ぞ呔庉嬜约核O計的圖像，部分圖片也可以從圖庫中選擇。，包含了大量預先建立好的組合圖形對象，比如控制按鈕、指示衰、閥門、電機、泵、管路和其他標準工業(yè)元件，如圖44。 另外，設計者可以根據(jù)設計需要，創(chuàng)建圖庫精靈，把它們加入到圖庫中去，或者把不再需要的精靈從圖庫中刪除。圖庫中的元素稱為“圖庫精靈”，使用“圖庫精靈”將極大地加快應用系統(tǒng)的構(gòu)造。 圖44 圖庫利用圖庫中的元素以及創(chuàng)建圖庫精靈，就可以對立體倉庫進行畫面的繪制，見圖45和圖46。建立立體倉庫的監(jiān)控畫面，是為了達到實時監(jiān)控的目的，因為在剛進入運行環(huán)境后，立體倉庫可能處在任意狀態(tài)，所以應先繪制好各個界面圖，在開始進入運行環(huán)境后，只須根據(jù)具體的條件調(diào)用畫面即可。圖45 立體倉庫俯視監(jiān)控界面的繪制圖46 貨架主視監(jiān)控界面的繪制 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫變量 數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。在組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫分為：實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王中最核心的部分，數(shù)據(jù)庫中存放的是制作應用系統(tǒng)時定義的變量以及系統(tǒng)預定的變量。在運行監(jiān)控軟件時，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。 變量可分為基礎類型和特殊類型，基本類型的變量也可以按照數(shù)據(jù)類型分為離散型、模擬型、長整數(shù)型和字符串型。特殊變量類型有報警窗口變量、報警組變量、歷史趨勢曲線變量、時間變量四種。這幾種特殊類型的變量正是體現(xiàn)了“組態(tài)王系統(tǒng)面向工控軟件、自動生成人機接口的特色。 基礎類型中最常用的是“內(nèi)存變量”和“I/O變量”兩種?！癐/O變量指的是需要“組態(tài)王”和其它應用程序(包括I/O服務程序)交換數(shù)據(jù)的變量。內(nèi)存離散變量、I/O離散變量：類似一般程序設計語言中的布爾(BOOL)變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關(guān)量。內(nèi)存實型變量、I/O實型變量：類似一般程序設計語言中的有符號長整數(shù)型變量，用于表示帶符號的整型數(shù)據(jù)。內(nèi)存字符串型變量、I/O字符串型變量：類似一般程序設計語言中的字符串變量，用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱、密碼等，該類型變量可以進行比較運算和賦值運算。 圖47 設定數(shù)據(jù)變量 數(shù)據(jù)是用來描述工控對象的各種屬性。組態(tài)王定義的各種變量構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，其中不需要與其它應用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為內(nèi)存變量，而與其它應用程序交換數(shù)據(jù)的變量稱為I/O變量，從下位機采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機的指令都需要設置成“I/O變量。以每種類型一個變量為例，我們簡單介紹下變量的具體設置： （1）內(nèi)存和I/O離散變量的區(qū)別是否與外部設備連接，其他設置基本相同。 （2）內(nèi)存和I/O實型變量的區(qū)別同樣在于是否與外部設備連接，其他設置基本相同。 在工程瀏覽器的左側(cè)選擇數(shù)據(jù)詞典，在右側(cè)雙擊新建，就可以打開數(shù)據(jù)屬性設置對話框，進行變量的定義，見圖47。 建立動畫連接軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構(gòu)造自己的應用系統(tǒng)。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。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)庫一起才能構(gòu)成用戶應用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成．運行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機上。 圖48 立體倉庫俯視監(jiān)控畫面圖49 貨架主視監(jiān)控畫面 將實時數(shù)據(jù)庫中定義的各種開關(guān)型或數(shù)值型變量和監(jiān)控畫面中相對應的按鈕、指示燈等相連接起來，以便能使動畫按照要求動起來。把開發(fā)系統(tǒng)畫面切換到View狀態(tài)，在PLC硬件平臺調(diào)試，觀察動畫畫面顯示，如圖48，圖49所示。通過監(jiān)控系統(tǒng)的動畫演示可以起到很好的監(jiān)控作用，PLC能實時地采集立體倉庫運行的狀態(tài)參數(shù)，如指令、運送方式、倉位選擇信號等，動態(tài)顯示立體倉庫的運行狀態(tài)，如方向、位置、倉位情況等，使工作人員可對其進行實時的監(jiān)管．并及時進行故障分析判斷，提示和告知維修人員，同時進行應急處理。 監(jiān)控系統(tǒng)的完善 此監(jiān)控系統(tǒng)不斷在完善中，可以增入一個報警系統(tǒng)的設計。這樣可以保證用戶對硬件的更方便的使用[30]。 在完成設備配置與連接后，組態(tài)王在開發(fā)環(huán)境中可以對硬件設備進行測試，即在不啟動運行系統(tǒng)的情況下，完成對硬件設備的讀寫操作、先進的報警和事件管理。組態(tài)王是通過報警和事件這兩種方式來通知操作人員過程的活動情況。組態(tài)王的事件驅(qū)動的報警方式和緊湊高效的結(jié)構(gòu)使得報警信息可以被完整地記錄，即使突然發(fā)生大量的報警也不會遺漏。報警是過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時發(fā)生的警告，同時要求操作人員做出響應。組態(tài)王報警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點。組態(tài)王分布式報警管理提供多種報警管理功能。包括：豐富的報警方式、基于事件的報警、報警分組管理、報警優(yōu)先級、報警過濾、死區(qū)和延時，系統(tǒng)運行過程中報警功能動態(tài)使能控制，以及通過網(wǎng)絡的遠程報警管理等功能。事件說明了系統(tǒng)的正常狀態(tài)信息，不要求操作人員響應。除報警事件外，組態(tài)王還可以記錄應用程序事件和操作員操作信息。 當立體倉庫處于非正常運行狀態(tài)或在運行中出現(xiàn)故障，如硬件故障，可以利用此報警系統(tǒng)及時的作出報警，以便更及時的提醒管理人員作出故障判斷和處理，避免非正常運行導致的硬件損壞和其他損失。 總之，通過組態(tài)王軟件可以對立體倉庫系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集與過程控制，它提供了在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具，用戶可以通過它很便捷的對自己的設計作出更合理的完善和改進。 本章小結(jié)本章介紹了上位機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)過程。首先介紹了采用的組態(tài)王軟件，然后介紹了控制系統(tǒng)的功能與編制步驟，最后是整個監(jiān)控介紹的具體實現(xiàn)，從而完整地展示監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程。結(jié)論 堆垛機是立體倉庫的主要輸送設備，同時也是提高整個倉庫運行效率的關(guān)鍵所在。本文設計了堆垛機的電控系統(tǒng)，針對堆垛機運行速度與認址精度的要求，圍繞堆垛機運行系統(tǒng)的性能提升展開一系列的工作。同時本文主要完成了以下幾個方面的內(nèi)容： (1) 依據(jù)設計立體倉庫的有關(guān)參數(shù)，對堆垛機電氣控制的硬件系統(tǒng)進行了設計。采用了激光測距傳感器在水平方向認址，提高了堆垛機的認址精度及運行系統(tǒng)的可靠性，為以后運行速度的提升奠定了基礎。同時采用閉環(huán)控制方式，實現(xiàn)高速運行、換速平穩(wěn)、低速停準的控制要求。并設置了相應的安全保護措施。 (2) 設計運行系統(tǒng)的控制流程，應用Step7編程軟件編寫了相應的PLC控制程序，程序簡化，縮短了掃描周期，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。 (3) 運用組態(tài)軟件開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)，使得系統(tǒng)開