【正文】 ）鍵，傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機(jī)開始運(yùn)行， 金屬導(dǎo)向缸啟動，工件進(jìn)入第一個滑 槽 ；再次按 START(開始 )鍵，傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機(jī)再次開始運(yùn)行，黑色導(dǎo)向缸啟動，工件進(jìn)入第二個滑 槽 ；再次按 START(開始 )鍵，傳送工件一經(jīng)確認(rèn)，電機(jī)再次開始運(yùn)行，工件進(jìn)入第三個滑 槽 。 ⑵ 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ① 輸入電壓： 220V/380V； ② 執(zhí)行驅(qū)動電壓： 24V/5A； ③ 環(huán)境溫度： 0— 55℃ （工作） ， 20— 70℃ （保存） ； ④ 相對濕度 : 35— 85%（無冷凝） ； ⑤ 接地 : 第三種接地 ； ⑥ 氣源 : — ； ⑦ 工作環(huán)境 : 禁止 與 腐蝕性 、 可燃性氣體接觸，防止導(dǎo)電塵埃 ； 成品分揀單元的總體設(shè)計 本單元主要由供料工序平臺、過濾調(diào)壓組件、傳送模塊、導(dǎo)向模塊、擋料模塊、直流步進(jìn)電機(jī)、 PLC 模塊、 I/O 接線端口、繼電器、對射式光電傳感器、反射式光電傳感器等組成。光纖式傳感器外形如圖 所示。 光纖由芯部（高折射率）和護(hù)套（低折射率）組成。其工作原理是通過內(nèi)部反射介質(zhì)傳遞光線。 光纖式傳感器 光纖電纜由一束玻璃纖維或由一條或幾條合成纖維組成。其原理如圖 所示。 本設(shè)計中對射式光電接近開關(guān)主要用于檢測工件有無，當(dāng)工件進(jìn)入發(fā)射端與接收端之間時，工件被檢測到，為后面相應(yīng)導(dǎo)向缸動作提供信號。 對射式光電接近開關(guān) 對射式光電接近開關(guān)是指光發(fā)射器與光接收器處于相對的位置工作的光電接近開關(guān)。 傳感器 成品分揀動作的時機(jī)需要傳感器來給予，本設(shè)計主要用到的傳感器為：電感接近開關(guān)。 ⑹ 電源及電源輔助底座 電源模塊通過背板總線向 I/O 模塊供電。 ⑸ 通訊模塊 提供了 VersaMax PLC 與其他設(shè)備的通訊。 17 ⑷ I/O 底座 I/O 底座支持所有類型的 VersaMax I/O 模塊的安裝，背板總線通訊和現(xiàn)場接線端子。 I/O 模塊支持帶電熱插拔，自動地址分配，設(shè)定總線地址通過旋轉(zhuǎn)地址開關(guān)，無須特殊工具組態(tài)。 ⑶ I/O 模塊 VersaMax 提供了多種類型的 I/O 模塊，除了常規(guī)的開關(guān)量、模擬量模塊外，還有熱電阻 RTD、熱電偶 TC 和高速計數(shù)器 HSC 等特殊模塊，以滿足用戶的廣泛需求。 本單元所選 CPU（ 型號為 IC200CPUE05） 帶有兩個串口 (RS232 和 RS485 接口 )和一個內(nèi)置的以太網(wǎng)接口，并有 7 個狀態(tài)顯示燈 ： 電源燈 (PWR)、系統(tǒng)自檢正常燈 (OK)、運(yùn)行燈 (RUN)、故障燈 (FAULT)、強(qiáng)制燈 (FORCE)、通訊端口 1 燈(PORT1)和通訊端口 2 燈 (PORT2)，并且在指示 燈側(cè)面的盒蓋打開后有運(yùn)行(RUN/ON)、停止 (STOP/OFF)操作開關(guān)，正常情況下將此開關(guān)設(shè)置在運(yùn)行位置，上電后， CPU 上的 PWR、 OK、 RUN 指示燈亮。 圖 VersaMax 16 ⑵ 高可靠性和連續(xù)性； ① 遵照“六西格瑪”原則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計； ② 先進(jìn)的故障診斷； ③ 可恢復(fù)的電子短路過載保護(hù) （ ESCP） ； ④ 拔掉模塊的狀態(tài)可 預(yù)先設(shè)定。 VersaMax 產(chǎn)品為模塊化和可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，構(gòu)成的系統(tǒng)可大可小，為現(xiàn)代開放式控制系統(tǒng)提供了一套通用的、便于實施應(yīng)用的、經(jīng)濟(jì)的解決方案。 圖 MPS 模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng) 15 VersaMax 概述 VersaMax 是 GE 公司推出的新一代控制系統(tǒng)，其設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)、配置靈活、經(jīng)濟(jì)實用，為自動化控制系統(tǒng)提供了功能強(qiáng)大的系列產(chǎn)品。雖然，各個組成單元的結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，但是，設(shè)備的各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照怎樣的流程運(yùn)行、各單元之間如何配合、最終模擬怎樣的生產(chǎn)過程、整個流水線按怎樣的操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)等，都可根據(jù)自己的理解，運(yùn)用所學(xué)理論知識，設(shè)計出 PLC 控制程序，實現(xiàn)模擬流水線控制。每個單元各有一套 PLC 控制 系統(tǒng)獨(dú)立控制，既可各自獨(dú)立動作，又可緊密相連形成一條自動生產(chǎn)線，完成零件的加工、檢測、搬運(yùn)和入庫。其涉及的技術(shù)知識包括電氣技術(shù)、 PLC 控制、傳感器、工業(yè)機(jī)器人、氣動裝置、機(jī)械技術(shù)等，所用元件均為工廠實際使用的工業(yè)級產(chǎn)品，利用該系統(tǒng)進(jìn)行實訓(xùn)，學(xué)生不僅可以進(jìn)行各單科知識的學(xué)習(xí)和實踐，而且還可以進(jìn)行工廠環(huán)境的機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合訓(xùn)練，它是連接理論知識與生產(chǎn)實踐的橋梁。 ⑶ I/O Address Setup 設(shè)置如下： 圖 添加 channeldevicedatablock 圖 I/O Address Setup 設(shè)置 13 點擊工具欄 上的 和 按鈕，進(jìn)行通訊測試，可以在 DataBlock 下看到測試信息，如 Data 項顯示 Good，說明通訊成功。 安裝 GE9 驅(qū)動后，要做到以下幾點： ⑴ 將 C:\WINDOWS\system32\drivers\etc 文件中的 hosts 文件用記事本打開，并進(jìn)行修改，即在最后兩行插入一些 PLC 與本機(jī) IP 即可， 修改后的 Hosts 文件如圖 ： 即 PLC IP 地址為 ，本機(jī) IP 地址為 。 SIM 驅(qū)動器地址 ① 數(shù)據(jù)塊可以從 SIM 驅(qū)動器地址中讀、 寫數(shù)據(jù)； ② 如果某一數(shù)據(jù)塊寫數(shù)據(jù)到同一地址，另一數(shù)據(jù)塊則可以從該地址讀數(shù)據(jù)； 表 21 I/O 驅(qū)動器舉例 I/O 驅(qū)動器代碼 版本 通訊方式 ABH 串口 (COM) ABC 駐留卡 GE9 以太網(wǎng) MB1 串口 MBE 以太網(wǎng) SIM 串口 S7 駐留卡或以太網(wǎng) SL4 以太網(wǎng) ROC 無線或 Modem 11 ③ 數(shù)據(jù)庫重新載入時， iFIX 復(fù)位 SIM 地址； ④ 對于模擬量，寄存器范圍為： 02020（位不能操作）； ⑤ 對于數(shù)字量，寄存器范圍為： 02020（位范圍為： 015）； ⑥ 精度為 5 位（標(biāo)準(zhǔn)精度位 7 位）； ⑦ 只能用于基于時間的掃描。 I/O 驅(qū)動器配置包括 ： ① ? SCADA 配置； ② ? I/O 驅(qū)動器種類； 圖 系統(tǒng)配置應(yīng)用序 10 ③ ? 驅(qū)動器配置； ④ ? 監(jiān)視驅(qū)動器通訊。 I/O 驅(qū)動器配置 iFIX 的 SCADA 服務(wù)器的數(shù)據(jù)來自 I/O 驅(qū)動器。 配置內(nèi)容包括： ⑴ 文件路徑配置； ⑵ 網(wǎng)絡(luò)連接； ⑶ 報警和信息配置； ⑷ 其它啟動任務(wù)。該文件包含特定的程序和選項方面的內(nèi)容，其對節(jié)點來說是獨(dú)一無二的。 ⑴ I/O 驅(qū)動器是計算機(jī)與外部設(shè)備（如 PLC、儀表等）進(jìn)行通訊的基礎(chǔ) ⑵ 過程數(shù)據(jù)庫實時記錄外部設(shè)備數(shù)據(jù)，并提供給計算機(jī)進(jìn)行圖形顯示； ⑶ 圖形顯示是使用過程數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時顯示或控制等功能。 也可通過網(wǎng)絡(luò)從其他 SCADA 節(jié)點獲取數(shù)據(jù)。 ④ 同時具有 SCADA 和 iClient 功能的節(jié)點稱為 HMI Pak。 該節(jié)點有時稱為 VIEW 或 HMI 節(jié)點。 ③ iClient 是不具有 SCADA 功能的節(jié)點 ； 該節(jié)點從 SCADA 節(jié)點獲取數(shù)據(jù) 。 建立并維護(hù)過程數(shù)據(jù)庫。 ⑵ 節(jié)點介紹 ① 一臺運(yùn)行 iFIX 軟件的計算機(jī)稱為一個節(jié)點； ② 一個從過程硬件獲取數(shù)據(jù)的節(jié)點稱為一個 SCADA 服務(wù)器； SCADA： Supervisory Control And Data Acquisition 監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集 。 ⑴ 基本功能 ① 數(shù)據(jù)采集 ● 與工廠的 I/O 設(shè)備直接通信 ； ● 通過 I/O 驅(qū)動程序，與 I/O 設(shè)備接口。它可以為準(zhǔn)確開放安全的數(shù)據(jù)采集及管理企業(yè)級的生產(chǎn)過程提供一整套的解決方案。能夠?qū)ιa(chǎn)事件快速反映，減少原材料消耗，提高生產(chǎn)率，從而加快產(chǎn)品對市場的反應(yīng)速度，提高用戶收益。 GE 智能平臺的 iFIX 是世界領(lǐng)先的工業(yè)自動化軟件解決方案，提供了生產(chǎn)操作的過程可視化、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)控。在包括冶金、電 力、石油化工、制藥、生物技術(shù)、包裝、食品飲料、石 油 天然氣等各種工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中， iFIX 獨(dú)樹一幟地集強(qiáng)大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成為任何生產(chǎn)環(huán)境下全面的 HMI/SCADA 解決方案。 iFIX iFIX 是全球最領(lǐng)先的 HMI/SCADA 自動化監(jiān)控組態(tài)軟件，已有超過 300，000 套以上的軟件在全球運(yùn)行。 ⑸ 數(shù)據(jù)監(jiān)視工具窗口 Data Watch Tool（數(shù)據(jù)監(jiān)視工具）是一個調(diào)試工具，讓你監(jiān)視變量的數(shù)值。 ⑷ 在線幫助窗口 Companion（在線幫助）為你的工作提供有用的提示和信息。 ⑶ 反饋信息工具窗口 Feedback Zone Window（反饋信息窗口）是一個用于顯示 ME 產(chǎn)品生成的幾種類型輸出信息的停放窗口。屬性窗口的左邊欄顯示已選擇對象的屬性。 ⑵ 屬性檢 查工具窗口 Inspector（屬性窗口）列出已選擇的對象或組件的屬性和當(dāng)前位置。 工具窗口 工具窗口主要由以下幾部分組成，見圖 圖 Proficy Machine Edition 工作 界面 圖 工具窗口 6 ⑴ 瀏覽工具窗口 Navigator 是一個含有一組標(biāo)簽窗口的停放工具視窗，它包含開發(fā)系統(tǒng)的信息和視圖可供使用的標(biāo)簽取決于你安裝哪一種 ME 產(chǎn)品以及你要開發(fā)和管理哪一種工作。它可以包含文字處理軟件、電子數(shù)據(jù)表程序、數(shù)據(jù)庫程序、圖形顯示程序。其中每個軟件產(chǎn)品都是獨(dú)立的，但是， 5 每個產(chǎn)品在相同的環(huán)境運(yùn)行。一個標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面會有效的減少學(xué)習(xí)時間，界面如圖 所示。 Proficy Machine Edition 包括了基于網(wǎng)絡(luò)的功能，如它的嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以將實時數(shù)據(jù)傳輸給生產(chǎn)管理中的任意一個人。 ME 工作界面 GE 智能平臺的 Proficy Machine Edition 是一個適用于人機(jī)界面開發(fā)、運(yùn)動控制及控制應(yīng)用的通用開發(fā)環(huán)境。其特點在于提供了一個集成的開發(fā)環(huán)境，這樣可以使用戶花更多的時間在應(yīng)用程序的開發(fā)上而不是學(xué)習(xí)如何使用軟件上。 本章主要介紹設(shè)計中要用到的兩種重要軟件： Proficy Machine Edition 及 iFIX。并對各個部分的功能有一個明確的了解。 4 第 2 章 控制系統(tǒng)軟件 成品分揀單元的 PLC 控制系統(tǒng)作為一個完整的系統(tǒng)模型，利用了 PLC 技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、電氣工程技術(shù)等技術(shù)。 在自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中除了需要進(jìn)行 PLC 編程外，還有一個重要內(nèi)容就 是要 3 進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計，人機(jī)界面一般包括兩種，一種是觸摸屏，另一種是組 態(tài)畫面。在中國市場上占據(jù)較大份額的是西門子和三菱，很多工控場合中都以使用這兩種 PLC 為主。利用單片機(jī)來進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計對硬件的依賴性比較小，成本低，但是由于缺乏穩(wěn)定性，很難在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用；而利用 PLC 來進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計，雖然硬件投入較大，成本較高，但具有很高的穩(wěn)定性，因此被廣泛的使用。面對這樣一種需求，不少國內(nèi)進(jìn)行教學(xué)儀器生產(chǎn)的企業(yè)瞄準(zhǔn)市場，積極開拓，相繼開發(fā)出一些較高質(zhì)量的 MPS 產(chǎn)品，由于其價格相對較低，因此被很多學(xué)