【正文】 本設計內容由于本人學識淺薄，無法實現(xiàn) VB 編程，編寫 VB 環(huán)境下的組態(tài)數(shù)據(jù)庫，因此系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫方面的改善在本設計上是一個重要的方面。本項目由于時間的緊急，監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)庫還不能與管理數(shù)據(jù)庫直接通訊，這也是此項目下一步需要研究的工作。 在本項目的基礎之上，再預期進行一些深入的研究和探討，主要體現(xiàn)在三個方面： 1. 監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及信息管理功能和工廠信息管理系統(tǒng)之間的集成和通訊功能的加強。具有較高的易用性和人性化設計。本設計是組態(tài)王軟件和可編程控制器通過程序來控制的，不但能對該系統(tǒng)流水線的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，提供 及時故障報警信息。 條形碼閱讀器與 PLC構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中條形碼閱讀器用來讀取條形碼信息，并通過通訊接口將數(shù)據(jù)上傳至 PLC,PLC 負責條形碼數(shù)據(jù)的接收、校驗、識別、解釋，構成了系統(tǒng)中基礎信息采集的一個單元。比較 OMRON為 C200Hα 配備的專用條形碼閱讀器，雖然采用專用條形 碼閱讀器具有配備簡單的優(yōu)點，但缺乏系統(tǒng)靈活性和通用性，性價比較差。所完成的工作主要有以下幾個方面： 1. 對于貨物條形碼信息采集。結合目前市場應用情況，利用成熟的可編程控制器和組態(tài)軟件結合，對貨物識別過程的自動化改造技術進行研究，開發(fā)出一套具備手動 /自動功能、高性能、高可靠性的貨物自動識別控制系統(tǒng)。在軟件運行過程中，優(yōu)先級大于 900 的用戶還可以配置其他操作者、設置用戶名、口令、訪問優(yōu)先級和安全區(qū)如圖 48 所示。除“無”以外的安全區(qū)名稱可由用戶按照自己的需要進行修改。操作者的操作優(yōu)先級級別從 l~999，每個操作者和對象的操作優(yōu)先級級別只有一個。特別的還增加了多用戶權限。 圖 47 報警頁面設置 在本系統(tǒng)中，主要對 不能識別貨物進行記 錄報警。用戶可以自定義報警信息的顯示格式、記錄格式和打印 格式。組態(tài)王中既可以顯示當 27 前的報警，也可以顯示歷史的報警事件。同時對每一個變量的報警，可以規(guī)定報警的優(yōu)先級和所在的報警組，分別用于描述報警的嚴重程度和報警分類信息。 組態(tài)王系統(tǒng)變量屬性對話框 中的報警配置卡片進行變量報警條件的定義。當緩沖區(qū)達到一定數(shù)目或記錄定時時間到時，系統(tǒng)自動將報警和事件信息寫到報警存儲文件、打印機或數(shù)據(jù)庫中。通過這些報警和事件，用戶可以方便地監(jiān)視和查看系統(tǒng)的報警、操作和各個工作站的運行情況?！敖M態(tài)王”提供強有力的報警 和事件系統(tǒng)，并且操作方法簡單。數(shù)據(jù)將從趨勢的右邊進入，同時趨勢將從右向左移動。 圖 45 數(shù)據(jù)顯示窗口 26 數(shù)據(jù)頁面實時曲線圖 貨物識別率是該系統(tǒng)的一個重要技術指標，實時識別率變化曲線趨勢圖如圖 46 所示，主要用于實時顯示數(shù)據(jù)的變化情況。 25 圖 44 系統(tǒng)控制頁面 數(shù)據(jù)頁面 數(shù)據(jù)顯示窗口如圖 45 所示，主要用來顯示貨物識別控制的效果。 24 圖 43 工程瀏覽器對話框 頁面設置模塊 首頁 本頁面為系統(tǒng)控制頁面，可以完全代替硬件控制臺完成整個生產的控制，如圖 44 所示，所有操作都有相應的啟動按鈕，所有的動作都有相應的指示燈進行顯示。變量定義在工程瀏覽器 (見圖 43)的“數(shù)據(jù)詞典”中進行，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。 組態(tài)王系統(tǒng)支持多種變量類型。 圖 42 串口設備測試對話框 數(shù)據(jù)詞典設置模塊 數(shù)據(jù)詞典 (數(shù)據(jù)庫 )是組態(tài)王軟件的核心部分。對于其它方式，則激活安裝配置向導。 ③設置 I/0 設備的有關參數(shù)。 ②在工程瀏覽器中選擇“設備”大綱項下的相應成員名。步驟如下： ① 確定 I/O 設備與組態(tài)王的通訊方式 。 圖 41 組態(tài)王與現(xiàn)場 I/0 設備通訊 監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊 根據(jù)設計目的的要求，及生產的實際需要，將系統(tǒng)的運行情況、采集數(shù)據(jù)進行了集成，形成了參數(shù)設定模塊、數(shù)據(jù)詞典設置模塊、頁面設置模塊、權限設置模塊等 4 個功能模塊。不需要讀寫 I/O 設備的寄存器，組態(tài)王提供了一種數(shù)據(jù)定義方法，只要定義了 I/O 變量后，可直接使用變量名用于系統(tǒng)控制、操作顯示、趨勢分析、數(shù)據(jù)記錄和報警顯示。輸入輸出的數(shù)值存放在 I/O設備的寄存器中，寄存器通過其地址進行引用。 I/O 設備的輸出通常用于對現(xiàn)場的控制，例如啟動電動機、改變轉速、控制閥門和指示燈等等。 2. 組態(tài)王的工作過程 組態(tài)王可以與現(xiàn)場的 I/0 設備直接進行通訊 (如圖 41 所示 )。 也提 供了多種硬件驅動程序 。 組態(tài)王是國內一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的， 組態(tài)王提供了資源管理器似的操作主界面，并且提供了以漢字作為關鍵字的腳本語言支持。無論應用場合如何，都可以使用組態(tài)王構造有效的監(jiān)控和 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。國內組態(tài)軟件己經(jīng)商業(yè)化，本課題選用實用性較好的組態(tài)王軟件做為監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)平臺。提高系統(tǒng)軟件的開發(fā)速度，用組態(tài)軟件實現(xiàn)用于工業(yè)控制的系統(tǒng)軟件，不僅可以大大而且保證了系統(tǒng)軟件的成熟性、可靠性和易于維護性。開發(fā)時操作簡易靈活，開發(fā)的產品直觀生動、顯示畫面豐富、工業(yè)控制中的各種顯示儀表控制表盤、回路調節(jié)圖、歷史趨勢圖、實時曲線都可通過它來實現(xiàn)。所謂組態(tài)軟件，即一組功能強大的軟件包，它有一個友好的人機界面，且不用編什么代碼程序便可以自己需要的應用“軟件”。 2. 采用組態(tài)軟件進行開發(fā)實時監(jiān)控系統(tǒng)上位機應用軟件的開發(fā)建立在組態(tài)軟件的基礎之上，是工業(yè)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)的一個方向。但科技的發(fā)展，對自動化程度、可靠性要求都很高的工業(yè)監(jiān)控領域，對軟件的要求越來越高。 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)手段 1. 采用 VB， VC 等開發(fā)工具進行開發(fā)軟件的控制界面和控制算法功能是靠軟件工作人員通過編程從底層來實現(xiàn)的，工作量大且設計的軟件通用型差，軟件功能可靠性也低。 19 圖 31 系統(tǒng)程序流程圖 正常接收？ 通信正常？ 自動？ 結束 數(shù)據(jù)檢查 合法？ NO YES NO NO NO YES 開始 條形碼掃描 接收數(shù)據(jù) 讀取數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)轉化 數(shù)據(jù)解釋與識別 自動機械控制處理子程序 報警處理子程序 手動控制處理子程序 20 4 上位機軟件實現(xiàn) 監(jiān)控系統(tǒng)的整體規(guī)劃 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的目的 監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)以下設計目的：對貨物識別過程進行實時監(jiān)控，實時獲得其運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)量數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等；其次能根據(jù)生產管理的需要，對所采集的 數(shù)據(jù)進行處理分析，向管理者提供有價值的統(tǒng)計分析圖。 表 33 I/O 輸出點分配表 元件名 功能 I/O點 電機 A 輸出 電機 B1 輸出 電機 B2 輸出 電機 B3 輸出 電磁閥 B1 輸出 電磁閥 B2 輸出 電磁閥 B3 輸出 聲光電報警 輸出 18 表 34 I/O 輸入點分配表 元件名 功能 I/O點 系統(tǒng)總開關 輸入 條形碼閱讀器傳感器 輸入 傳送帶傳感器 輸入 1通道位置傳感器 輸入 2通道位置傳感器 輸入 3通道位置傳感器 輸入 1通道貨物到位傳感器 輸入 2通道貨物到位傳感器 輸入 3通道貨物到位傳感器 輸入 手動開關 1 輸入 手動開關 2 輸入 手動開關 3 輸入 手動開關 4 輸入 手動開關 5 輸入 手動開關 6 輸入 手動開關 7 輸入 手動控制 輸入 程序詳見附錄 2。 在該模式下，系 統(tǒng)無法自動識別貨物，工作人員將根據(jù)現(xiàn)場及上位機顯示資料進行調配。 ： 根據(jù)設計功能要求，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法在自動控制模式下完成流水作業(yè)時，人工將根據(jù)具體情況選擇手動控制。由于本設計主要分成三個貨物通道，所以相應的處理子程序也由三個，分別控制不同的貨物分揀到不同的通道。 其他處理子程序 ： 此部分主要根據(jù)上位機處理相應貨物信息，根據(jù)條形碼提供的基本資料按照相應規(guī)制 將貨物進行不同處理。 OMRON PLC中使用 RXD 指令進行數(shù)據(jù)讀取， RXD 指令格式： RXD D C N，其中 D 為接收數(shù)端子 名稱 功能 電機 A 驅動貨物到達閱讀區(qū) 電機 B1 驅動貨物運行在 1通道 電機 B2 驅動貨物運行在 2通道 電機 B3 驅動貨物運行在 3通道 推 桿電磁閥 1 驅動貨物推進 1通道 推桿電磁閥 2 驅動貨物推進 2通道 推桿電磁閥 3 驅動貨物推進 3通道 報警聲光電 報警輸出 17 據(jù)的地址， C 為控制字決定采用什么順序把數(shù)據(jù)寫入存儲器， N 指定存儲器字節(jié)數(shù) (4 位 BCD 碼 )。 16 表 31 輸入端子分配表 端子 名稱 功能 啟動停止按鈕 系統(tǒng)啟動 條形碼閱讀器傳感器 檢測控制條形碼閱讀器工作 傳感器 1 1通道到位檢測 傳感器 2 2通道到位檢測 傳感器 3 3通道到位檢測 通道 1傳感器 1通道貨物到位檢測 通道 2傳感器 2通道貨物到位檢測 通道 3傳感器 3通道貨物到位檢測 傳送帶傳感器 檢測貨物抵達 手動開關 1 傳送帶手動控制 手動開關 2 電磁閥 1手動控制 手動開關 3 電磁閥 2手動控制 手動開關 4 電磁閥 3手動控制 手動開關 5 電動機 B1手動控制 手動開關 6 電動機 B2手動控制 手動開關 7 電動機 B3手動控制 手動控制開關 手動控制開關 RS232C 與條形碼閱讀器及 PC上位機通信 表 32 輸出端子分配表 軟件設計 PLC 軟件設計主要分主程序、校驗程序、數(shù)據(jù)轉換程序、機械控制子程序程序等。 α 機 CPU 自帶的 RS232C 口支持上位鏈接、無協(xié)議鏈接、 1： 1PC 鏈接、NT 鏈接等。 α 機兼容 C200H 的通信單元，即可以使用 C200H 的通信單元接入 HOST Link 網(wǎng)、 PC Link 網(wǎng)，也可以在 α 機上配置 Remote I/O 主單元形成遠程網(wǎng)。即使入同樣的網(wǎng)如 SYSMAC Link、 SYSMAC NET 網(wǎng)，C200Hα 的通信功能也擴大了，它不僅支持 C 模式，還支持 CV 模式 (FINS)通信指令。其中， 0 04 通信板上的總線連接器是與SYSMACLink、 SYSMAC NET Link、 ControllerLink、 PC 卡等通信單元連接的端口， 0 0 06 通信板具有通信協(xié)議宏功能。 α 機除 C200HECPU11E 外，其它機型都可以便用通信板，通信板安裝在 CPU 的插槽上。 C200Hα 的特殊功能單元和通信聯(lián)網(wǎng)有以下特點： 1. 特殊功能單元豐富： C200Hα 全兼容 C200HS/C200H 的特殊功能單元。 CPU 機架由 CPU 底板、 CPU 單元、電源單元和 I/O 單元組成， I/O 擴展機架由 I/O 擴展底扳、電源單元和 I/O 單元組成。在改變控制功能時，可方使的用替換內存卡來改變設定的程序。用戶程序、 PC 設置、 I/O 注釋、 DM 區(qū)域和其它數(shù)據(jù)區(qū)域的數(shù)據(jù)可以作為一個整體保存到內存卡中，以防誤操作而修改。 內存卡能長期保存數(shù)據(jù)，不需要任何后備電源。 α 機有存儲介質為 EPROM(電可編程只讀存儲器 )和 EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器 )兩種形式的內存卡 (存儲器盒 )。在 CPU 上有一個通信板的插槽，插上通信板后，極大地增強了 α 機的通信聯(lián)網(wǎng)功能。外設端口接外圍設備如編程器等。 α 的模塊有電源單元、CPU 單元、基本 I/O 單元、特殊功能單元和通信單元，所有模塊通過其底部的總線插頭安裝在 CPU 底板或 I/O 擴展底板上。 根據(jù)設計提出的要求，我們優(yōu)先考慮安全穩(wěn)定性好、有質量保證的 PLC品牌，綜合以上的考慮，決定采用 OMRON C200Hα 系列。 3. 保證數(shù)據(jù)采集的準確，提高生產率。 系統(tǒng) 的選型設計 系統(tǒng) 的 設計要求 系統(tǒng) 的要求有以下幾點： 1. 經(jīng)濟實用，能夠適應現(xiàn)場，提高設備的可靠性。接地 14 線進入 PLC 控制柜中的信號接地端子排。該裝置不能和防雷接地裝置、電器設備接地裝置有金屬連接。 PLC 供電電源一般為 AC85240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件 (如電源濾波器、 1： l 隔離變壓器等 )；隔離變壓器也可以采用雙隔離技術，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接 PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。相同控制邏輯的輸出，如集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)發(fā)往各現(xiàn)場的啟動預告信號，可只用一個輸出點，再用接線端子擴展至各現(xiàn)場設備。 開關量 I/O 點的節(jié)省 相同控制作用且每個接點在編程中僅使用一次的若干個輸入接點，可在外部電路進行串、并聯(lián)后作為一個