【導讀】隨著我國工業(yè)的急速發(fā)展，自動化產(chǎn)業(yè)中材料分揀系統(tǒng)日趨重要。檢測和運輸過程中，常常需要根據(jù)產(chǎn)品的形狀、重量以及質(zhì)量將其進行分類。別、機械篩網(wǎng)、利用各種傳感器的各種形式。本文設計一種利用計算機控制的自動分。對自動分揀輸送系統(tǒng)的監(jiān)控。本課題研究的內(nèi)容·········································································1. 設計的目的和意義········································································1. 國內(nèi)外相關技術發(fā)展概況··············································&

　　

【正文】 進入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)，創(chuàng)建一個新的畫面，在組態(tài)王工具箱按鈕中，用鼠標左鍵單擊“報表窗口”按鈕，如圖 所示，此時，鼠標箭頭變?yōu)樾　?+”字形，在畫面上需要加入報表的位置按下鼠標左鍵，并拖動，畫出一個矩形， 松開鼠標鍵，報表窗口創(chuàng)建成功，鼠標箭頭移動到報表區(qū)域周邊，當鼠標形狀變?yōu)殡p“ +”字型箭頭時，按下左鍵，可以拖動表格窗口，改變其在畫面上的位置。將鼠標挪到報表窗口邊緣帶箭頭的小矩形上，這時鼠標箭頭形狀變?yōu)榕c小矩形內(nèi)箭頭方向相同，按下鼠標左鍵并拖動，可以改變報表窗口的大小。當在畫面中選中報表窗口時，會自動彈出報表工具箱，不選擇時，報表工具箱自動消失。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 工具箱 (2) 制作實時數(shù)據(jù)報表 實時數(shù)據(jù)報表主要是來顯示系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)。除了在表格中實時顯示變量的值外，報表還可以按照單元格中設置的函數(shù)、公式等實 時刷新單元格中的數(shù)據(jù)。在單元格中顯示變量的實時數(shù)據(jù)一般有兩種方法。 這兩種方法分別是對應 下面所說的上述倆種。 ① 單元格中直接引用變量 在報表的單元格中直接輸入“ =變量名”，既可在運行時在該單元格中顯示該變量的數(shù)值，當變量的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，單元格中顯示的數(shù)值也會被實時刷新。如圖 所示，例如在單 元 格“ B4”中要實時顯示當前的登錄“用戶名”，在“ B4”單元格中直接輸入“ =\\本站點 \$用戶名”，切換到運行系統(tǒng)后，該單元格中便會實時 顯示登錄的用戶的名稱，如“系統(tǒng)管理員”登錄，則會顯示“系統(tǒng)管理員” 圖 直接引用變量 這種方式適用于表格單元格中的顯示固定變量的數(shù)據(jù)。如果單元格中要顯示不同沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 22 變量的數(shù)據(jù)或值的類型不固定，則量好選擇單元格設置函數(shù)。 (3) 制作歷史數(shù)據(jù)報表 歷史報表記錄了以往的生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)，對用戶來說是非常重要的歷史報表的制作根據(jù)所需數(shù)據(jù)的不同有不同的制作方法，這里介紹兩種常用的方法。 當 要設計一個 材料 自動輸送 分揀 記錄表，該報表為 8 小時生成一個（數(shù)似于班報），要記錄每小時最后一刻的數(shù)據(jù)作主歷史 數(shù)據(jù)，而且該報表在查看時應該實時刷新。對于這個報表就可以采用向單元格中定時刷新數(shù)據(jù)的方法實現(xiàn)。按照規(guī)定的時間，在不同的小時里，將變量的值定時用單元格設置函數(shù)如 ReportSetCellValue( )設置到不同的單元格中。這時，報表單元格中的數(shù)據(jù)會自動刷新，而帶有函數(shù)的單元格也會自動計算結果，當時換班時，保存當前添有數(shù)據(jù)的報表為報表文件，清除上班填充的數(shù)據(jù)，繼續(xù)填充，這樣就完成了要求。這樣就好比是每小時在記錄表上記錄一次現(xiàn)場數(shù)據(jù)，當換班時，由下一班在新的記錄表上開始記錄一樣?？梢粤硗鈩?chuàng)建一個報表窗口，在運 行時，調(diào)用這些保存的報表，查看以前的高錄，實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)報表 。 這種制作報表的方式既可以作為實報表現(xiàn)察實時數(shù)據(jù)，也可以作為歷史報表保存。用戶可以參照組態(tài)王演示工程中的實時報表。 (4) 使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù) 使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)從組態(tài)王記錄的歷史庫中按指定的起始時間和時間間隔查詢指定變量的數(shù)據(jù)，如果用戶在查詢時，希望彈出一個 對 話框，可以在對話框上隨機選擇不同的變量和時間段來查詢數(shù)據(jù)，最好使用函數(shù) ReportSetHistData2（ StartRow，StartCol）。該函數(shù)已經(jīng)提供了方便、全面的對話框供用戶操 作。但該函數(shù)會將指定時間段內(nèi)查詢到的所有數(shù)據(jù)都填充到報表中來，如果報表不夠大，則系統(tǒng)會自動增加報表行數(shù)或列數(shù)，對于使用固定格式報表的用戶來說不太方便。那么可以用下面一種方法 。 如果用戶想要一個定時自動查詢歷史數(shù)據(jù)的報表，而 不是彈出對話框，或者歷史報表的格式是固定的，要求將查詢到的數(shù)據(jù)加 到固定的表格中，多余查詢的數(shù)據(jù)不需要添到表中，這時可以使用函數(shù) RepirtSetHistData（ ReportName， TagName， StartTime，SepTime， szContent）。使用該函數(shù)時，用戶需要指定查詢的 起始時間，查詢間隔，和變量數(shù)據(jù)的填充范圍。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 23 組態(tài)王報表擁有豐富而靈活的報表函數(shù)，用戶可以使用報表制作一些數(shù)據(jù)存儲、求和、運算、轉(zhuǎn)換等特殊用法。如將采集到的數(shù)據(jù)存儲在報表的單元格中，然后將報表數(shù)據(jù)賦給曲線控件來制作一段分析曲線等，既可以節(jié)省變量，簡化操作，還可以重復使用?？傊?，報表的其它用法還很多，有待用戶按照自己的實際用途靈活使用。 定義數(shù)據(jù) 組態(tài)軟件中定義數(shù)據(jù)變量非常重要，首先在組態(tài)王搜索工程中找到自動輸送分揀工程，然后點擊進入自動輸送分揀工程，在工程瀏覽器中單擊數(shù)據(jù)庫，選擇數(shù)據(jù)詞典，雙擊新建以此 來定義變量畫面。如圖所示，當定義木質(zhì)物塊數(shù)量時，變量名為 CC，變量類型為內(nèi)存整數(shù)，描述為顏色貨物數(shù)量。當變量類型不為內(nèi)存整數(shù)時，連接設備、寄存器、數(shù)據(jù)類型、讀寫屬性都需要進行定義。 然后點擊確定，其他變量也是依此類推。 圖 定義變量 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 24 變量名 變量描述 變量類型 ID 連接設備 寄存器 M 電機 I/O 離散 21 PLC YV1 氣缸 1 電磁閥 I/O 離散 22 PLC YV2 氣缸 2 電磁閥 I/O 離散 23 PLC YV3 氣缸 3 電磁閥 I/O 離散 24 PLC YV5 下料氣缸電磁閥 I/O 離散 25 PLC SN 下料傳感器 I/O 離散 26 PLC SKW1 氣缸 1 動作限位 I/O 離散 27 PLC SKW2 氣缸 2 動作限位 I/O 離散 28 PLC 軌道控制 內(nèi)存實型 29 SKW3 氣缸 3 動作限位 I/O 離散 30 PLC SBW1 氣缸 1 回位限位 I/O 離散 31 PLC SKW5 下料氣缸 5 動作 I/O 離散 32 PLC SBW2 氣缸 2 回位限位 I/O 離散 33 PLC SBW3 氣缸 3 回位限位 I/O 離散 34 PLC SBW5 下料氣缸 5 回位 I/O 離散 35 PLC a 內(nèi)存整型 36 SA 鐵傳感器 I/O 離散 37 PLC SB 鋁傳感器 I/O 離散 38 PLC SC 顏色傳感器 I/O 離散 39 PLC b 內(nèi)存整型 40 c 內(nèi)存整型 41 aa 鐵質(zhì)貨物數(shù)量 內(nèi)存整型 42 bb 鋁質(zhì)貨物數(shù)量 內(nèi)存整型 43 cc 顏色貨物數(shù)量 內(nèi)存整型 44 表 定義數(shù)據(jù) 表 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 25 4 調(diào)試 過程 在所有組態(tài)部分軟件編程結束后進行一次調(diào)試過程，這次調(diào)試過程 是 為了達到畢業(yè)設計要求 。當控制界面的物塊通過氣動閥進入皮帶輪后，傳感器進行收集信號，從而發(fā)出信號給皮帶輪另一側的 氣動閥 ，這樣就實現(xiàn)了一次自動輸送分揀的全過程。在調(diào)試過程中如果放入物塊的 密度、顏色、質(zhì)量不符合傳感器的規(guī)格， 自動輸送分揀機是不會進行識別分揀的。 此次設計使用的傳感器為電容傳感器、電感傳感器、顏色傳感器，通過原 理來設計自動輸送分揀系統(tǒng)（監(jiān)控部分），假設物塊為木、鐵、鋁 3 種 ，通過 3 種傳感器的識別進行分揀，其中使用四個氣動閥門其中三個閥門控制物塊分揀，一個閥門控制所有物塊的供給，使用皮帶輪進行物塊的傳動。傳動過程中由于物塊質(zhì)量，密度還有顏色的材質(zhì)特性進行氣動閥門的控制，從而達到自動分揀的目的。 軟硬件設備 組態(tài)王軟件、計算機、 PLC 控制平臺 、西門子 STEP7 編程軟件 、材料分揀實物教學模型。 組態(tài)王與 PLC 的通訊設計 PLC 與上位計算機的通訊可以利用高級語言編程來實現(xiàn)，組態(tài)王 與西門子PLC 之間通訊 的實現(xiàn)步驟。西門子 PLC 采 用 RS232 或 RS485 進行通訊，占用計算機的一個串行口。在不 加擴展卡的情況下可以使用編程口和計算機進行通訊。 (1)設備連接 利用 PLC 與計算機專用的 RS232C 電纜，將 PLC 通過編程口與上位計算機串口（ COM 口）連接，進行串行通訊。串行通訊方式使用 “組態(tài)王計算機” 的串口， I/O設備通過 RS232 串行通訊電纜連接到“組態(tài)王計算機” 的串口。 (2)設備配置 在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，點擊 “設備” 項下 PLC 與上位計算機所連串口（ COM 口），進行參數(shù)設置。然后在組態(tài)王瀏覽器 目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 26 設 COM 口對 應的“新建”圖標，會彈出“設備配置向?qū)А?對話框。在此對話框中完成與組態(tài)王通訊的設備的設置。 利用設備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降?I/O 設備安裝，安裝過程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇 I/O 設備的生產(chǎn)廠家、設備型號、連接方式，為設備指定一個邏輯設備名，設定設備地址。 (3)設計圖形界面并建立動畫連接 在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建 自動輸送分揀 控制示意圖，建立啟動和停止按鈕，并將各個 氣動閥 啟動和停止按鈕與所建立相應變量關聯(lián)，進行動畫連接。 (4)系統(tǒng)運行 啟動組態(tài)王運行系統(tǒng) TOUCHVIEW，運行 自動分揀輸送 的控制。將 PLC 開關指向“ RUN”狀態(tài)，按下啟動按鈕，觀察 自動輸送分揀 系統(tǒng)的控制結果。實驗結果表明，系統(tǒng)運行正常，動畫效果良好。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 27 結 論 這次通過計算機上的組態(tài)軟件進行設計的自動分揀輸送系統(tǒng)，基本達到設計所要求 。實現(xiàn)氣動閥門對物料控制，實現(xiàn)了傳感器對幾種物料進行的識別。在設計的畫面中，我設計了一個歡迎畫面和一個監(jiān)控畫面，這樣也使畫面變得豐富，可以進行畫面之間的切換，不再顯得那么單調(diào)。我所設計的自動輸送分揀系統(tǒng)具有直觀，操作簡單，由于只用到了組態(tài)軟件在維護上 也顯得非常輕松，從而節(jié)省很多人力 。由于是計算機進行監(jiān)控，安全可靠性也是一流的。對于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化 具有現(xiàn)實意義 。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 28 結束語 從此次畢業(yè)設計 —— 自動輸送分揀系統(tǒng)（監(jiān)控部分） 中可以看出，對于自動控制系統(tǒng)來說，自動分揀是實際應用中的主流系統(tǒng)，其中工控組態(tài)軟件的 產(chǎn)生為計算機控制系統(tǒng)提供便利。自動分揀系統(tǒng)中對于下位機 PLC 的通信也有著至關重要的作用。此次設計中對于組態(tài)軟件有了全新的認識，發(fā)現(xiàn)它用處真的是很多。從陌生到熟悉這個軟件，也花費了不少學習時間，使我學會了如何實現(xiàn)組態(tài)的 很多功能。原本以為的枯燥設計也變的豐富多彩了。 讓我對于本次畢業(yè)設計又產(chǎn)生了濃厚興趣，同時深深體會到自己知識的匱乏與欠缺，希望以后有時間多多學習這方面知識來填充自己吧。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 29 致 謝 在此次設計中，我遇到了很多困難 ,大到系統(tǒng)的工作原理和設計思想，小到程序的實現(xiàn)及組態(tài)畫面的制作。開始我真的是很迷茫，認為這個設計太困難了。不過關鍵時刻劉劍老師和同學們都給予很多鼓勵和幫助，使我沒有心灰意冷堅持研究終于困難一個個被攻克了。在此特別感謝我的畢設指導教師劉劍和那些幫助過我的同學。 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 30 參考文獻 [1] 張萬忠 . 《可編程控制器入門 與應用實例》北京 . 中國電力出版社 . 2021. 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[13] 王學國 . 《可編程控制器》河南 . 河南機械電子出版社 . 2021. 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 31 附 錄 I SN(下料傳感器 ) SKW1(推氣缸 1 動作限位 ) SKW2(推氣缸 2 動作限位 ) SKW3(推氣缸 3 動作限位 ) SKW4(推氣缸 4 動作限位 ) SKW5(下 料氣缸 動作限位 ) SA（電感傳感器） SB（電容傳感器） SC（顏色 1 傳感器） SBW1(推氣缸 1 回位限位 ) SBW2(推氣缸 2 回位限位 ) SBW3(推氣缸 3 回位限位 ) SBW4(推氣缸 4 回位限位 ) SBW5(下料氣缸回位限位 ) SD(顏色 2 傳感器 ) UCP(計數(shù)傳感器 ) YV1(推氣缸 1 電磁閥 ) YV2(推氣缸 2 電磁閥 ) YV3(推氣缸 3 電磁閥 ) YV4(推氣缸 4 電磁閥 ) YV5(下料氣缸電磁閥 ) M(輸送帶電機 ) 沈陽航空工業(yè)學院北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 32 附 錄 Ⅱ 圖 圖 組態(tài)歡迎界面