【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)要求完成自動(dòng)化生產(chǎn)線中分揀單元的設(shè)計(jì)任務(wù)。裝配組合進(jìn)行分揀。本次設(shè)計(jì)中，采用可編程控制器作為控制單元，結(jié)合氣動(dòng)裝。置具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn)。氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。選用顏色識(shí)別傳感器及對(duì)不同物料敏感。的電容式和電感式傳感器。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定。并且工件物料和芯體顏色屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測出來。常工作”指示燈HL1常亮，表示分揀單元已準(zhǔn)備好。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器立即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電。動(dòng)機(jī)以頻率固定為30Hz的速度，把工件帶往分揀區(qū)。件對(duì)被推到1號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá)2號(hào)滑槽中間，僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。在運(yùn)行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運(yùn)行。置為止，都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來完成的。一定的借鑒價(jià)值。

　　

【正文】 據(jù)庫組態(tài)軟件核心動(dòng) 畫 顯 示現(xiàn) 場 控 制報(bào) 警 輸 出報(bào) 表 打 印設(shè) 備 輸 出構(gòu) 建 動(dòng) 畫流 程 控 制報(bào) 警 組 態(tài)設(shè) 計(jì) 報(bào) 表連 接 設(shè) 備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫多 任 務(wù) 多 線 程 圖 52 MCGS 組態(tài)軟件組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系 The relationship of MCGS configuration and run environment MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序 支持，其存放于 MCGS目錄的 Program子目錄中。用戶在 MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工 程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生成擴(kuò)展名為 .mcg的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與 MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為 ―工程 ‖ 。 MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，由可執(zhí)行程序 持，其存放于 MCGS目錄的 Program子目錄中。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。 MCGS組態(tài)軟件五大組成部分 MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 TPC7062KS 人機(jī)界面 分揀單元采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面 TPC7062KS。是一款在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng) Windows CE 環(huán)境中運(yùn)行， MCGS 嵌入式組態(tài)軟件組態(tài)。 該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了 7 英寸高亮度 TFT 液晶顯示屏（分辨率 800 480），四線電阻式觸摸屏（分辨率 4096 4096），色彩達(dá) 64K 彩色。 CPU 主板： ARM 結(jié)構(gòu)嵌入式低功耗 CPU 為核心，主頻 400MHz， 64M 存儲(chǔ)空間。 TPC7062KS 人機(jī)界面的電源進(jìn)線、各種通訊接口均在其背面進(jìn)行。 26 1． TPC7062KS 觸 摸屏與個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接 在 YL335B 上， TPC7062KS 觸摸屏是通過 USB2 口與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的，連接之前，個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)先安裝 MCGS 組態(tài)軟件。 當(dāng)需要在 MCGS 組態(tài)軟件上把資料下載到 HMI 時(shí)，只要在下載配置里，選擇“連接運(yùn)行” ，單擊“工程下載”即可進(jìn)行下載。 2． TPC7062KS 觸摸屏與 S7200 PLC 的連接 在 YL335B 中，觸摸屏通過 COM 口直接與輸送站的 PLC（ PORT1）的編程口連接。所使用的通訊線采用西門子 PCPPI 電纜， PCPPI 電纜把 RS232 轉(zhuǎn)為 RS485。 PCPPI電纜 9 針母頭插在屏側(cè)， 9 針公頭插在 PLC 側(cè)。 為了實(shí)現(xiàn)正常通訊，除了正確進(jìn)行硬件連接，尚須對(duì)觸摸屏的串行口 0 屬性進(jìn)行設(shè)置，這將在設(shè)備窗口組態(tài)中實(shí)現(xiàn)，設(shè)置方法將在后面的工作任務(wù)中詳細(xì)說明。 分揀單元組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)備的工作目標(biāo)、上電和氣源接通后的初始位置，具體的分揀要求，均與原工作任務(wù)相同，啟停操作和工作狀態(tài)指示，不通過按鈕指示燈盒操作指示，而是在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，分揀站的 I/O 接線原理如圖 53 所示。 當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器立即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng) 傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以觸摸屏給定的速度，把工件帶往分揀區(qū)。頻率在 40—50HZ 可調(diào)節(jié)。各料槽工件累計(jì)數(shù)據(jù)在觸摸屏上給以顯示，且數(shù)據(jù)在觸摸屏上可以清零。根據(jù)以上要求完成人機(jī)界面組態(tài)和分揀程序的編寫。 27 圖 53 分揀站原理圖 分揀單元人機(jī)界面組態(tài)概況 分揀站畫面效果圖如圖 54 所示。 圖 54 分揀站界面 28 畫面中包含了如下方面的內(nèi)容： ■ 狀態(tài)指示：單機(jī) /全線、運(yùn)行、停止； ■ 切換旋鈕：單機(jī)全線切換； ■ 按鈕：啟動(dòng)、停止、清零累計(jì)按鈕； ■ 數(shù)據(jù)輸入：變頻器輸入頻率設(shè)置； ■ 數(shù)據(jù)輸出顯示：白 芯金屬工件累計(jì)、白芯塑料工件累計(jì)、黑色芯體工件累計(jì)； ■ 矩形框。 下面列出了觸摸屏組態(tài)畫面各元件對(duì)應(yīng) PLC 地址，如下表 表 55 觸摸屏組態(tài)畫面各元件對(duì)應(yīng) PLC 地址 分揀單元人機(jī)界面組態(tài)步驟和方法 TPC 類型中如果找不到““ TPC7062KS”的話 ，則請(qǐng)選擇“ TPC7062K”，工程名稱為“ 335B分揀站”。 定義數(shù)據(jù)對(duì)象 定義數(shù)據(jù)對(duì)象，所有的數(shù)據(jù)對(duì)象如下表 5－ 6 列出 29 下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“運(yùn)行狀態(tài)”為例，介紹定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟： ⑴ 單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。 ⑵ 單擊“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系 統(tǒng)缺省定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等（多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象）。 ⑶ 選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置” 窗口。 ⑷ 將對(duì)象名稱改為：運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)象類型選擇：開關(guān)型；單擊“確認(rèn)”。 按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。 2．定義數(shù)據(jù)對(duì)象 根據(jù)前面給出的表，定義數(shù)據(jù)對(duì)象，所有的數(shù)據(jù)對(duì)象如下表 5－ 7 列出。 表 57 觸摸屏組態(tài)畫面各元件對(duì)應(yīng) PLC 地址 下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“運(yùn)行狀態(tài)”為例，介紹定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟： （ 1）單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。 （ 2）單擊“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對(duì)象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等（多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象）。 （ 3）選中對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置” 窗口。 （ 4）將對(duì)象名稱改為：運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)象類型選擇：開關(guān)型；單擊“ 確認(rèn)”。 30 按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。 3．設(shè)備連接 為了能夠使觸摸屏和 PLC 通訊連接上，須把定義好的數(shù)據(jù)對(duì)象和 PLC 內(nèi)部變量進(jìn)行連接，具體操作步驟如下： （ 1）在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入。 （ 2）點(diǎn)擊工具條中的“工具箱” 圖標(biāo) ，打開“設(shè)備工具箱”。 （ 3）在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用串口父設(shè)備”，然后雙擊“西門子 _S7200PPI” 在下方出現(xiàn)“通用串口父設(shè)備”，“西門子 _S7200PPI”， （ 4） 雙擊“通用串口父設(shè)備”，進(jìn)入通用串口父設(shè)備的基本屬性設(shè)置，見下圖58。 所示通用串口設(shè)備界面，作如下設(shè)置 : a串口端口號(hào)（ 1～ 255）設(shè)置為： 0 COM1； b 通訊波特率設(shè)置為： 8 19200； c 數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式設(shè)置為： 2–偶校驗(yàn)； d 其它設(shè)置為默認(rèn)。 圖 58 通用串口設(shè)備界面 （ 5）雙擊“西門子 _S7200PPI”，進(jìn)入設(shè)備編輯窗口，如下見圖 68 所示。默認(rèn)右窗口自動(dòng)生產(chǎn)通道名稱 —,可以單擊“刪除全部通道”按鈕給以刪除。 31 （ 6）接下進(jìn)行變量的連接，這里以“運(yùn)行狀態(tài)”變量進(jìn)行連為例說明。 單擊“增加 設(shè)備通道”按鈕，如圖 59所示窗口 59添加設(shè)備通道界面 參數(shù)設(shè)置如下： a 通道類型： M寄存器； b 數(shù)據(jù)類型：通道的第 00位； c 通道地址： 0； d 通道個(gè)數(shù)： 1； e 讀寫方式：只讀。 單擊“確認(rèn)”按鈕，完成基本屬性設(shè)置。 雙擊“只讀 ”通道對(duì)應(yīng)的連接變量，從數(shù)據(jù)中心選擇變量：“運(yùn)行狀態(tài)”。 用同樣的方法，增加其它通道，連接變量，完成單擊“確認(rèn)”按鈕。 4． 畫面和元件的制作 （ 1）新建畫面以及屬性設(shè)置 ① 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”。選中“窗口 0”， 單擊“窗口屬性”，進(jìn)入用戶窗口屬性設(shè)置。 ② 將窗口名稱改為：分揀畫面；窗口標(biāo)題改為：分揀畫面。 ③ 單擊“窗口背景”，在“其它顏色”中選擇所需的顏色。 ⑵ 制作文字框圖：以標(biāo)題文字的制作為例說明。 ① 單擊工具條中的“工具箱” 按鈕，打開繪圖工具箱。 32 ② 選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕 ，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)大小適合的矩形。 ③ 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“分揀站界面”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo) 點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢。 ④ 選 中文字框，作如下設(shè)置： A 點(diǎn)擊工具條上的 （填充色）按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：白色； b 點(diǎn)擊工具條上的 （線色）按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線； C 點(diǎn)擊工具條上的 （字符字體）按鈕，設(shè)置文字字體為：華文細(xì)黑；字型為：粗體；大小為：二號(hào)； d 點(diǎn)擊工具條上的 （字符顏色）按鈕，將文字顏色設(shè)為：藏青色。 ⑤ 其它文字框的屬性設(shè)置如下： a 背景顏色：同畫面背景顏色； b 邊線顏色：沒有邊線； c 文字字體為：華文細(xì)黑；字型為：常規(guī)；字體大小為：二號(hào)； ⑶ 制作狀態(tài)指示燈。以“單機(jī) /全線”指示燈 為例說明： ① 單擊繪圖工具箱中的 （插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，選擇 指示燈 6，按“確認(rèn)”按鈕。雙擊指示燈。 ② 數(shù)據(jù)對(duì)象中，單擊右角的“？”按鈕，從數(shù)據(jù)中心選擇“單機(jī)全線切換”變量。 ③ 動(dòng)畫連接中，單擊“填充顏色”，右邊出現(xiàn)，“ ”按鈕，見圖 510所示。 33 ④ 單擊“ ”按鈕。見圖 5－ 11所示。 圖 511 標(biāo)簽動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置界面 ⑤“屬性設(shè)置”頁中，填充顏色：白色； ⑥“填充顏色”頁中，分段點(diǎn) 0對(duì)應(yīng)顏色： 白色；分段點(diǎn) 1對(duì)應(yīng)顏色：淺綠色。 單擊“ 確認(rèn)”按鈕完成。 ⑷ 制作切換旋鈕 單擊繪圖工具箱中的 （插入元件）圖標(biāo)，彈出對(duì)象元件管理對(duì)話框，選擇開關(guān) 6，按“確認(rèn)”按鈕。雙擊旋鈕，在數(shù)據(jù)對(duì)象頁的按鈕輸入和可見度連接數(shù)據(jù)對(duì)象“單機(jī)全線切換”。 ⑸ 制作按鈕。以啟動(dòng)按鈕為例，給以說明： ① 單擊繪圖工具箱中“ ”圖標(biāo)，在窗口中拖出一個(gè)大小合適的按鈕，雙擊按鈕，屬性設(shè)置如下： ②“基本屬性”頁中 ,無論是彈起還是按下狀態(tài)，文本都設(shè)置為啟動(dòng)按鈕；“彈起 功能”屬性為字體設(shè)置宋體，字體大小設(shè)置為五號(hào)，背景顏色設(shè)置為淺綠色；“按下功能”為：字體大小設(shè)置為小五號(hào)，其 它同彈起功能。 ③“操作屬性”頁中 , 彈起功能 : 數(shù)據(jù)對(duì)象操作清 0，啟動(dòng)按鈕；按下功能 : 數(shù)據(jù) 對(duì)象操作置 1，啟動(dòng)按鈕。 ④ 其它默認(rèn)。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。 ⑹ 數(shù)值輸入框 ① 選中“工具箱”中的“輸入框” 圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制 1個(gè)輸入框。 ② 雙擊 圖標(biāo)，進(jìn)行屬性設(shè)置。只需要設(shè)置操作屬性： 數(shù)據(jù)對(duì)象名稱：最高頻率設(shè)置； a 使用單位： Hz； b 最小值： 40； c 最大值： 50； d 小數(shù)點(diǎn)位： 0。 34 ⑺ 數(shù)據(jù)顯示 ,以白色金屬料累計(jì)數(shù)據(jù)顯示為例： ① 選中“工具箱”中的 圖標(biāo)，拖動(dòng)鼠標(biāo)，繪制 1個(gè)顯示框。 ② 雙擊顯示框，出現(xiàn)對(duì)話框，在輸入輸出連接域中，選中“顯示輸出” 選項(xiàng)， 在組態(tài)屬性設(shè)置窗口中則會(huì)出現(xiàn)“顯示輸出”標(biāo)簽。 ③ 單擊“顯示輸出”標(biāo)簽，設(shè)置顯示輸出屬性。參數(shù)設(shè)置如下： a 表達(dá)式：白色金屬料累計(jì)； b 單位：個(gè)； c 輸出值類型：數(shù)值量輸出； d 輸出格式：十進(jìn)制； e 整數(shù)位數(shù)： 0； f 小數(shù)位數(shù)： 0。 ④ 單擊“確認(rèn)”，制作完畢 ⑻ 制作矩形框 單擊工具箱中的 圖標(biāo)，在窗口的左上方拖出一個(gè)大小適合的矩形，雙擊矩形， 出現(xiàn)如圖 622 所示的窗口，屬性設(shè)置如下： a點(diǎn)擊工具條上的 （填充色 ）按鈕，設(shè)置矩形框的背景顏色為：沒有填充； b 點(diǎn)擊工具條上的 （線色）按鈕，設(shè)置矩形框的邊線顏色為：白色； c 其它默認(rèn)。單擊“確認(rèn)”按鈕完成。 5．工程的下載 35 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)大學(xué)生總結(jié)自己在大學(xué)的三年里究竟學(xué)到了些什么的最好的辦法，用心把它做好是每一個(gè)即將畢業(yè)的大學(xué)生的責(zé)任，也是對(duì)自己的能力與水平的一個(gè)挑戰(zhàn)。同時(shí)也為自己的大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。因此我必須用心的把它做的盡可能的完好。畢竟，它和平時(shí)的課程設(shè)計(jì)不一樣。歷時(shí)近一個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，雖說時(shí)間并不是很長，但也就是 在這極短的時(shí)間內(nèi)，我在 PLC 方面有了一個(gè)很大的提高，學(xué)到了很多東西。 本系統(tǒng)是在我國制造業(yè)的迅速發(fā)展和日趨激烈的競爭以及制造業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)裝備應(yīng)用提出迫切需求的背景下研究的，其目的在于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)成本進(jìn)而提高企業(yè)競爭力。 在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先了解該系統(tǒng)的功能和任務(wù)，在搞清楚這點(diǎn)以后才能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，然后才能根據(jù)系統(tǒng)的需要來進(jìn)行元件的選取和系統(tǒng)的模塊化細(xì)分。畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求知識(shí)的綜合性較高，各方面都要用到一點(diǎn)，但是我的知識(shí)是不能達(dá)到這樣 的水平，在設(shè)計(jì)的過程中遇到了很多困難，但我們?cè)?