【導(dǎo)讀】步進電機驅(qū)動模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。的通信設(shè)置、I/O地址分配以及立體倉庫程序流程圖及程序的編寫。WINDOWS平臺的工控組態(tài)軟件MCGS建立監(jiān)視界面。即通過設(shè)備連接和實時數(shù)。觀、準(zhǔn)確地反映立體倉庫“取、存”貨時實際運行狀態(tài)。

　　

【正文】 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(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。在實際組態(tài)過程中，一般無法一次全部定義所需的數(shù)據(jù)對象，而是根據(jù)情況需要逐步增加。 通過對 2*2 立體倉庫工作要求的分析，要實現(xiàn)對倉庫控制系統(tǒng)的仿真我們需要以下實時數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)對象。圖 立體倉庫部分實時數(shù)據(jù)庫畢業(yè)設(shè)計（論文）34 MCGS 與 PLC 設(shè)備的通信設(shè)備窗口是 MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得 MCGS 能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對應(yīng)工業(yè)過程的實時監(jiān)控。MCGS 實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動的基本方法是：在設(shè)備窗口內(nèi)配置不同類型的設(shè)備構(gòu)件，并根據(jù)外部設(shè)備的類型和特征，設(shè)置相關(guān)的屬性，將設(shè)備的操作方法，如硬件參數(shù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、設(shè)備調(diào)試等都封裝在構(gòu)件之內(nèi)，以對象的形式與外部設(shè)備建立數(shù)據(jù)的傳輸通道連接。系統(tǒng)運行過程中，設(shè)備構(gòu)件由設(shè)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(shè)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(shè)備工作狀態(tài)的實時檢測和過程的自動控制。MCGS 設(shè)備目錄的分類方法，為了用戶在眾多的設(shè)備驅(qū)動中方便快速的找到需要的設(shè)備驅(qū)動，MCGS 所有的設(shè)備驅(qū)動都是按合理的分類方法排列的，分類方法如下圖所示： 圖 MCGS 設(shè)備驅(qū)動分類方法 在本次設(shè)計中，要進行設(shè)備通信的步驟是：打開“設(shè)備窗口” ，雙擊“設(shè)備窗口” ，選中設(shè)備工具箱，單擊設(shè)備管理，選中本組態(tài)設(shè)計中需要的“通用串口父設(shè)備” 、 “西門子 S7200PPI”，如下圖：畢業(yè)設(shè)計（論文）35 圖 MCGS 中設(shè)備通信的選擇 雙擊“通用串口父設(shè)備”對其設(shè)備屬性進行編輯，其中“最小采集周期”為1000ms， “串口端口號”為“0COM1” ， “數(shù)據(jù)校驗方式”為“2偶校驗” ，如下圖，再點擊確認(rèn)：畢業(yè)設(shè)計（論文）36圖 通用串口父設(shè)備的設(shè)置 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，由畢業(yè)設(shè)計（論文）37于本次設(shè)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}中選中“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性” ，選擇“增加通道” ，根據(jù)本次設(shè)計的需要，增加合適的通道值，點擊確認(rèn)。增加通道后如下圖所示：圖 PLC 通道數(shù)的增加單擊“通道連接” ，將 MCGS 中的按鈕輸入、顯示輸出與 PLC 設(shè)備中的輸入輸出口相聯(lián)接。如下圖所示： 畢業(yè)設(shè)計（論文）38 圖 5 PLC 與 MCGS 的通道連接 然后單擊“設(shè)備調(diào)試 ”就可以在線調(diào)試了。若“通信狀態(tài)標(biāo)志”為 0 則表示通訊正常，否則 MCGS 組態(tài)軟件和西門子 S7200PLC 設(shè)備通訊失敗。如下圖所示：畢業(yè)設(shè)計（論文）39圖 PLC 與 MCGS 設(shè)備調(diào)試 監(jiān)視畫面的設(shè)定與動畫的連接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(shè)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(shè)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(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)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。本立體倉庫的制作的動畫效果部分包括：1）庫位的庫存情況：例如選擇庫位號并雙擊，出現(xiàn)屬性設(shè)置，選擇“顏色動畫連接”中的“填充顏色 ”則出現(xiàn)如圖 412 所示。在其表達式的“？”中選擇需要的實時數(shù)據(jù)庫作為表達式，并使其與庫位號庫位 1 傳感器建立連接，并添加填充顏色連接。將 0對應(yīng)的顏色改為黃色，再次單擊“增加” 按鈕，將 1 對應(yīng)的顏色改為藍色。圖 數(shù)據(jù)對象填充顏色設(shè)置2）按鈕的開關(guān)的設(shè)置：添加數(shù)據(jù)對象“啟動\停止”設(shè)置基本屬性，并設(shè)置好操作畢業(yè)設(shè)計（論文）40屬性。本開關(guān)設(shè)置為“按 1 松 0”。特別要注意的是連接已經(jīng)建立好的所需要的數(shù)據(jù)對象。圖 構(gòu)件的屬性設(shè)置3）指示燈的顏色變化：以啟動指示燈為例。雙擊組態(tài)畫面中的啟動指示燈，選中屬性設(shè)置中的“可見度” ，使其與相應(yīng)數(shù)據(jù)對象進行連接，在“表達式非零時”框中選擇對應(yīng)圖符可見，即表達式=1 時，指示燈可見。畢業(yè)設(shè)計（論文）41圖 屬性設(shè)置圖 可見度設(shè)置畢業(yè)設(shè)計（論文）42 編制控制流程 腳本程序的簡介腳本程序是組態(tài)軟件中的一種內(nèi)置編程語言引擎。當(dāng)某些控制和計算任務(wù)通過常規(guī)組態(tài)方法難以實現(xiàn)時，通過使用腳本語言，能夠增強整個系統(tǒng)的靈活性，解決其常規(guī)組態(tài)方法難以解決的問題。MCGS 腳本程序為有效地編制各種特定的流程控制程序和操作處理程序提供了方便的途徑。它被封裝在一個功能構(gòu)件里（稱為腳本程序功能構(gòu)件） ，在后臺由獨立的線程來運行和處理，能夠避免由于單個腳本程序的錯誤而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。在 MCGS 中，腳本語言是一種語法上類似 Basic 的編程語言?？梢詰?yīng)用在運行策略中，把整個腳本程序作為一個策略功能塊執(zhí)行，也可以在菜單組態(tài)中作為菜單的一個輔助功能運行，更常見的用法是應(yīng)用在動畫界面的事件中。MCGS 引入的事件驅(qū)動機制，與 VB 或 VC 中的事件驅(qū)動機制類似，比如：對用戶窗口，有裝載，卸載事件；對窗口中的控件，有鼠標(biāo)單擊事件，鍵盤按鍵事件等等。這些事件發(fā)生時，就會觸發(fā)一個腳本程序，執(zhí)行腳本程序中的操作。 立體倉庫腳本程序的編制由于 MCGS 腳本程序是為了實現(xiàn)某些多分支流程的控制及操作處理，因此包括了幾種最簡單的語句：賦值語句、條件語句、退出語句和注釋語句，同時，為了提供一些高級的循環(huán)和遍歷功能，還提供了循環(huán)語句。所有的腳本程序都可由這五種語句組成，當(dāng)需要在一個程序行中包含多條語句時，各條語句之間須用“：”分開，程序行也可以是沒有任何語句的空行。大多數(shù)情況下，一個程序行只包含一條語句，賦值程序行中根據(jù)需要可在一行上放置多條語句。用比較多的是條件語句。條件語句有如下三種形式：If 〖表達式〗 Then 〖賦值語句或退出語句〗If 〖表達式〗 Then 〖語句〗End IfIf 〖表達式〗Then 〖語句〗Else 〖語句〗畢業(yè)設(shè)計（論文）43End If條件語句中的四個關(guān)鍵字“If” 、 “Then”、 “Else”、 “End if”不分大小寫。如拼寫不正確，檢查程序會提示出錯信息。條件語句允許多級嵌套，即條件語句中可以包含新的條件語句，MCGS 腳本程序的條件語句最多可以有 8 級嵌套，為編制多分支流程的控制程序提供了可能。本動畫我們對“庫位顯示” 、 “行顯示” “列顯示”進行了腳本程序編程?！皫煳伙@示”If 按鈕 1=1 then庫位顯示=1 else IF 按鈕 2=1 THEN 庫位顯示=2 else IF 按鈕 3=1 THEN 庫位顯示=3 else IF 按鈕 4=1 THEN 庫位顯示=4 else IF 停止按鈕=1 THEN 庫位顯示=0 End if End if End if End if End if “行顯示”IF 按鈕 1=1 OR 按鈕 2=1 THEN 行顯示=1 else IF 按鈕 3=1 OR 按鈕 4=1 THEN 行顯示=2 else 畢業(yè)設(shè)計（論文）44 IF 停止按鈕=1 THEN 行顯示=0 End if End ifEnd if “列顯示”IF 按鈕 1=1 OR 按鈕 3=1 THEN 列顯示=1 else IF 按鈕 2=1 OR 按鈕 4=1 THEN 列顯示=2 else IF 停止按鈕=1 THEN 列顯示=0 endif End if End if 以庫位顯示位例，具體操作如下：在“運行策略”窗口中新建用戶策略，并設(shè)置策略的屬性，然后進入用戶策略的組態(tài)窗口，單擊工具欄“新增策略行” ，出現(xiàn)一行新策略，選中策略工具箱的“腳本程序” ，光標(biāo)變?yōu)槭中?。單擊新增策略行末端的小方塊，腳本程序即被添加到該策略。雙擊“腳本程序”策略行末端的方塊，出現(xiàn)腳本程序編輯窗口，在窗口中用腳本程序語句和操作函數(shù)編寫腳本程序。畢業(yè)設(shè)計（論文）45圖 腳本程序設(shè)計 運行和調(diào)試MCGS工程已經(jīng)初步建立起來，進入到運行和調(diào)試階段。在MCGS開發(fā)系統(tǒng)中選畢業(yè)設(shè)計（論文）46擇“文件”菜單下的“進入運行環(huán)境”命令，進入MCGS運行系統(tǒng)。在運行系統(tǒng)中選擇“畫面\打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“自動化立體車庫”畫面。顯示出MCGS運行系統(tǒng)畫面，即可看到畫面的動態(tài)變化。圖 最終畫面畢業(yè)設(shè)計（論文）47總結(jié)本文進行了基于 PLC 的立體倉庫控制系統(tǒng)的設(shè)計與用組態(tài)軟件 MCGS 實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)仿真的設(shè)計，作了以下工作：（1）查閱有關(guān)資料，收集和整理了國內(nèi)外立體倉庫的設(shè)計方案及監(jiān)控管理的研究資料。從而了解立體倉庫的結(jié)構(gòu)、存取工作要求以及工作流程。（2）通過對立體倉庫運行原理的分析，探討了用可編程控制器 PLC 實現(xiàn)立體倉庫控制系統(tǒng)的基本方法，實現(xiàn)了對 2*2 模型的控制，用可編程控制器 PLC 編寫立體倉庫控制系統(tǒng)，實現(xiàn)存取功能。（3）學(xué)習(xí)了工控組態(tài)軟件 MCGS,探討了 MCGS 實現(xiàn)仿真的方法和制作過程。根據(jù)編寫的 PLC 控制程序，通過計算機與 PLC 之間的串行通信交換信息，用 PLC 來控制“模擬”的立體倉庫。通過建立動畫連接、設(shè)備連接與設(shè)置變量、構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫（設(shè)置變量與 PLC 的 I/O 分配一一對應(yīng)）等實現(xiàn)畫面模擬。 自動化立體倉庫技術(shù)仍舊處于不斷發(fā)展之中，今后將向兩個方向發(fā)展：一是開發(fā)存儲大型物體，如整臺汽車、大型模具之類的自動化倉庫。另一個是開發(fā)對錄音帶、錄像帶或半導(dǎo)體器件之類的輕型或超輕量物體的小型自動化立體倉庫。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化立體車庫將逐漸向完整、人工智能化控制系統(tǒng)發(fā)展。我國的自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式,從 20 世紀(jì) 80 年代初期的集中控制式,發(fā)展到功能分布式,分層分布式,再發(fā)展到全開放的分層分布式,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS),既提高了性價比,又提高了可靠性,實現(xiàn)了產(chǎn)品升級換代。今后, 隨著中國企業(yè)規(guī)模的擴大和數(shù)量的增加, 以及重視與合理利用土地這一稀缺資源的意識不斷增強, 具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢、提企業(yè)管理水平的自動化立體庫必將得到更廣泛使用。應(yīng)用領(lǐng)域的進一步擴大, 將對相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)提出新的、更高的要求, 中國企業(yè)必須進行全面技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級, 才能抓住時代的賦予。 對本人來說參加這個項目拓寬了本人的知識面，拓展了視野和思維。在學(xué)習(xí)做事方面也更加認(rèn)真、細心加大膽，也讓我明白了自己動腦自己研究的樂趣。畢業(yè)設(shè)計（論文）48參考文獻[1] 運動控制實例及解析[M].；[2] 應(yīng)用開發(fā)實用子程序[M].北京：人民郵電出版社．20218；[3] S7200 PLC 工程應(yīng)用技術(shù)教程[M]. 機械工業(yè)出版社，2021； [4] 周天沛，代洪．基于 PLC 的自動化立體倉庫控制系統(tǒng)[J]．起重運輸機械，2021 年 02 期 ； [5] 沈治．基于 S7200 PLC 的堆垛機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].工礦自動化，10 年03 期；[6] 王偉. 可編程控制器的使用和維護[M].化學(xué)工業(yè)出版社， 2021；[7] 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