【正文】 gs of IEamp。畢業(yè)設(shè)計(jì)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴對(duì)我以后的工作、學(xué)習(xí)、生活都有很大幫助。在四年所學(xué)的知識(shí)得到綜合應(yīng)用的同時(shí)，又學(xué)會(huì)了一些新的知識(shí)。為我們今后踏上工作崗位起著非常重要的作用。隨著UG在全球的日益普及，必將推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展。模型的設(shè)計(jì)制作是我主要負(fù)責(zé)的部分，使我能夠輕松快捷高質(zhì)量地設(shè)計(jì)出模型的零部件。在PLC控制部分采用了西門(mén)子編程軟件進(jìn)行編程，在MCGS監(jiān)控設(shè)計(jì)部分主要實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控界面的動(dòng)畫(huà)仿真效果和與PLC連機(jī)調(diào)試運(yùn)行。在設(shè)計(jì)前期我們已定出了初期方案，但經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查后和從模型的加工工藝性及實(shí)用性等方面考慮，在初步方案中進(jìn)行了進(jìn)一步的修改，并最終確定方案。在指導(dǎo)老師的辛勤幫助下和我們小組成員的共同努力下，使這次畢業(yè)設(shè)計(jì)按質(zhì)按量地完成。最后，忠心的感謝學(xué)院對(duì)我四年來(lái)的培養(yǎng)和教育；忠心的感謝各位老師對(duì)我的辛勤教誨，都讓我終身受益。在這期間，我們非常感謝海心指導(dǎo)老師在這次設(shè)計(jì)中所給予我們認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)和熱心的幫助，尤其是平時(shí)對(duì)我們的嚴(yán)格監(jiān)督，對(duì)疑難問(wèn)題更是詳細(xì)講解，使我們能按質(zhì)按量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。9. SIEMENS SIMATIC S7～200 Programmable Controller Hardware and Installation. 1995。希望下界學(xué)生能夠加以改進(jìn)，使分選系統(tǒng)更加完善。由于我們?nèi)鄙俟ぞ?，幾乎所有的零件修改都是用銼刀完成的；又由于我們?nèi)鄙俨牧?，就必須發(fā)揮我們的智慧，利用一切可利用的東西，來(lái)完成模型的裝配。在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用PLC程序的輸出信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行件的動(dòng)作和實(shí)現(xiàn)MCGS的監(jiān)控，進(jìn)行工件動(dòng)作的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的主要設(shè)計(jì)任務(wù)是模型的設(shè)計(jì)制作。同時(shí)我也學(xué)會(huì)了UG繪圖軟件具體的操作，而且對(duì)UG三維圖繪制也有一定的提高。這次設(shè)計(jì)是對(duì)我在大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的基本理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行了一次全面的檢查。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間專(zhuān)業(yè)考核的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)系統(tǒng)的運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及設(shè)計(jì)能力、邏輯分析能力、調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料、撰寫(xiě)論文等各方面能力進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)的過(guò)程，將所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)生產(chǎn)做了初步嘗試性結(jié)合。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)試完畢，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)就完成了。由于PLC的信號(hào)輸入MCGS有滯后，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)和模型運(yùn)動(dòng)同步是很困難的。當(dāng)三部分都設(shè)計(jì)制作好并且都調(diào)試好之后必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。 MCGS監(jiān)控調(diào)試 進(jìn)行監(jiān)控調(diào)試時(shí)，需要進(jìn)入MCGS的設(shè)備窗口，選擇PLC型號(hào)，設(shè)置通信參數(shù)，并建立和PLC的通道連接，而且需要制作一張調(diào)試表，如表41：表41：MCGS監(jiān)控調(diào)試表工步 //輸入端感應(yīng)料1+撥料桿復(fù)位+轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)+轉(zhuǎn)盤(pán)復(fù)位+松開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)按鈕—落料—感應(yīng)料2+啟動(dòng)++轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)—到滑道1+1轉(zhuǎn)盤(pán)反轉(zhuǎn)—1轉(zhuǎn)盤(pán)復(fù)位+1落料—1感應(yīng)料3++1轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)—1到滑道2+1轉(zhuǎn)盤(pán)反轉(zhuǎn)—1轉(zhuǎn)盤(pán)復(fù)位+1無(wú)感應(yīng)——轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)—2到滑道3+2轉(zhuǎn)盤(pán)反轉(zhuǎn)—2轉(zhuǎn)盤(pán)復(fù)位+2停止+利用上面這張調(diào)試表，調(diào)試MCGS監(jiān)控系統(tǒng)，看是否能按控制要求運(yùn)動(dòng)。當(dāng)仿真調(diào)試完畢無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，就可以進(jìn)行下一步調(diào)試——和PLC的連接調(diào)試。為了更形象地顯示經(jīng)過(guò)各個(gè)滑道的物料數(shù)目，還制作了物料數(shù)目的柱狀圖，分別用不同的顏色表示。：條件是I17=1 AND (M01=1 OR M02=1 OR M03=1)，程序是N1=1：程序如下IF N1=1 THEN料5=1= + 10ENDIFIF = 198 THENN1=0料5=0ENDIFIF =0 THEN=118ENDIF圖45：落料圖利用以上這段程序，當(dāng)料斗里有物料并且轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到料斗的正下方時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生物料下落的動(dòng)畫(huà)效果。先仿造實(shí)際模型設(shè)計(jì)出料斗，再制作出立體效果的物料如圖45，最后編寫(xiě)物料的運(yùn)動(dòng)程序即可。所以每個(gè)動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件不能相同而且要互鎖：圖43：MCGS界面圖44：可見(jiàn)度設(shè)置窗口第1段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q00=1 AND M01=1 AND M05=0；第2段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q02=1 AND M05=1 AND Q01=0；第3段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q01=1 AND M13=1 AND I17=0 AND（M01=1 OR M02=1 OR M03=1）； 第4段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q00=1 AND M02=1 AND M06=0； 第5段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q02=1 AND M06=1 AND Q01=0； 第6段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q01=1 AND M14=1 AND I17=0 AND（M01=1 OR M02=1 OR M03=1）； 第7段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q00=1 AND M03=1 AND M07=0； 第8段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q00=1 AND M03=1 AND M07=0； 第9段動(dòng)畫(huà)的可見(jiàn)條件是I10=1 AND Q01=1 AND M15=1 AND I17=0 AND（M01=1 OR M02=1 OR M03=1）。圖42：Flash背景圖 MCGS監(jiān)控窗口設(shè)計(jì)制作，將制作好的9段AVI動(dòng)畫(huà)調(diào)入MCGS，要使這9段動(dòng)畫(huà)大小相同，位置重疊。各段動(dòng)畫(huà)的不同之處是轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同，需要制作的動(dòng)畫(huà)是轉(zhuǎn)盤(pán)的正反轉(zhuǎn)、物料的滑動(dòng)和接近開(kāi)關(guān)的通斷。物料通過(guò)滑道1的3段動(dòng)畫(huà)：轉(zhuǎn)盤(pán)從起始位置轉(zhuǎn)到滑道1，撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)將物料推入滑道1，轉(zhuǎn)盤(pán)從滑道1反轉(zhuǎn)到起始位置；物料通過(guò)滑道2的3段動(dòng)畫(huà)：轉(zhuǎn)盤(pán)從起始位置轉(zhuǎn)到滑道2，撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)將物料推入滑道2，轉(zhuǎn)盤(pán)從滑道2反轉(zhuǎn)到起始位置；物料通過(guò)滑道3的3段動(dòng)畫(huà)：轉(zhuǎn)盤(pán)從起始位置轉(zhuǎn)到滑道3，撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)將物料推入滑道3，轉(zhuǎn)盤(pán)從滑道3反轉(zhuǎn)到起始位置。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考想到一個(gè)方法：MCGS有播放avi格式動(dòng)畫(huà)的功能，可以用動(dòng)畫(huà)制作軟件Flash作出模型運(yùn)動(dòng)效果，然后將模型運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)轉(zhuǎn)換成avi格式的動(dòng)畫(huà)調(diào)入MCGS中播放。如圖41：圖41：?jiǎn)?dòng)窗口畫(huà)面 通用版，由于版本過(guò)老，有許多功能不能實(shí)現(xiàn)。具體程序見(jiàn)附錄1： 控制按鈕制作控制按鈕的作用是：當(dāng)你點(diǎn)擊控制按鈕時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉啟動(dòng)窗口，同時(shí)打開(kāi)監(jiān)控窗口。先將這10個(gè)字圍成一個(gè)橢圓狀，為了作出閃爍效果，還必須在這些字的屬性里設(shè)置字的顏色和可見(jiàn)度，我為每個(gè)字都設(shè)置了12種不同的顏色。為了使啟動(dòng)畫(huà)面更生動(dòng)一些，就要把標(biāo)題做好。為了使背景畫(huà)面更加生動(dòng)，需要使用Photoshop對(duì)圖片進(jìn)行了處理，使圖片更加清晰美觀，如圖41。既可以不做任何組態(tài)工作，使用系統(tǒng)的缺省構(gòu)架，又可以根據(jù)需要自由組態(tài)，生成各種風(fēng)格和各種類(lèi)型的圖形界面。對(duì)不同的外部硬件設(shè)備，只須提供相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，而系統(tǒng)的其它部分和設(shè)備無(wú)關(guān)，不作任何改動(dòng)。設(shè)備無(wú)關(guān)在MCGS 中，設(shè)備被實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立的構(gòu)件形式，不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)于不同的構(gòu)件。圖元圖符對(duì)象可實(shí)現(xiàn)自由構(gòu)圖和定義動(dòng)畫(huà)，包括顏色、位置、大小、可見(jiàn)度、閃爍、輸入輸出、按鈕動(dòng)作等多種動(dòng)畫(huà)效果。作為工控組態(tài)軟件，MCGS具有以下一系列優(yōu)點(diǎn)：概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用普通工程人員經(jīng)過(guò)短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的工程項(xiàng)目，使其能集中精力解決工程本身的問(wèn)題，而不需了解太多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜的軟硬件問(wèn)題，就可組態(tài)出高性能、高可靠性、高度專(zhuān)業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。在調(diào)試的過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)了其他許多問(wèn)題，都要一一加以修改，直到所有的問(wèn)題得到解決。通過(guò)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)許多需要修改的地方：1．用于轉(zhuǎn)盤(pán)定位的感應(yīng)鐵片的寬度和位置不合適，轉(zhuǎn)盤(pán)的定位不準(zhǔn)，物料掉不下來(lái)，需要修改鐵片的寬度和位置，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試和修改，轉(zhuǎn)盤(pán)的定位終于比較精確了；2．滑道的定位不準(zhǔn)，需要調(diào)節(jié)滑道定位的鐵片位置和寬度，滑道的三個(gè)過(guò)道的寬度也不合適，物料很容易掉出滑道，需要將滑道的寬度減??；3．有個(gè)物料做的略大了一些，很容易被卡住，需要重做一個(gè)小一些的，還要將料斗的位置向后移一點(diǎn)。圖34：STEP7界面圖35：通信設(shè)置窗口 PLC和模型連接調(diào)試在PLC和模型連接調(diào)試之前，需要按照端子圖將控制按鈕和接近開(kāi)關(guān)的端子和PLC的輸入端子連接起來(lái)；將指示燈和繼電器的端子和PLC的輸出端連接起來(lái)線(xiàn)接好之后，就可以進(jìn)行PLC和模型的連接調(diào)試了。 PLC程序調(diào)試在STEP7中編好程序后，首先需要建立和PLC的通信，如圖34，雙擊箭頭1所指的“Communications”,進(jìn)入如圖35的通信設(shè)置窗口，設(shè)置左邊的通信參數(shù)，當(dāng)參數(shù)設(shè)置好之后，雙擊圖右邊的旋轉(zhuǎn)箭頭，建立計(jì)算機(jī)和PLC的通信；建立通信之后，點(diǎn)擊圖34中箭頭2指的“Download”，將程序下載到PLC中；下載成功后，點(diǎn)擊箭頭3所指的“Run”運(yùn)行程序，并且點(diǎn)擊箭頭4所指的“Program Status”監(jiān)控程序的運(yùn)行，按照控制流程調(diào)試PLC程序。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到料斗下面，轉(zhuǎn)盤(pán)停止反轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一個(gè)物料的分選。梯形圖如下：，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，將物料推入選擇的滑道。梯形圖如下：當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到選擇的滑道時(shí)需要讓轉(zhuǎn)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)滑道的定位，轉(zhuǎn)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)需要兩個(gè)條件，；，；。當(dāng)轉(zhuǎn)到選擇的滑道時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)停止在選擇的滑道，實(shí)現(xiàn)滑道的定位。定時(shí)器T33是延時(shí)接通定時(shí)器，分辨率是10毫秒。梯形圖如下：在手動(dòng)復(fù)位完成之后，鎖住手動(dòng)復(fù)位， ，使下面的程序可以運(yùn)行。PLC梯形圖如下：2．手動(dòng)復(fù)位在轉(zhuǎn)盤(pán)啟動(dòng)之前，需要將撥料桿轉(zhuǎn)到一個(gè)合適的位置，還需要將轉(zhuǎn)盤(pán)定位在料斗的下面，這就要求PLC程序中有手動(dòng)復(fù)位功能，選擇手動(dòng)復(fù)位，當(dāng)撥料桿復(fù)位后，因?yàn)檗D(zhuǎn)盤(pán)要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。=0、=1時(shí)表示1，、這時(shí)選擇滑道1；==0時(shí)表示2，、這時(shí)選擇滑道2；==1時(shí)表示3，、這時(shí)選擇滑道3。如何識(shí)別物料，我們采用兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)識(shí)別物料的方法。根據(jù)以上的端子圖和PLC流程圖，編寫(xiě)PLC梯形圖，所使用的軟件是STEP7。控制流程如下： ：將三個(gè)不同的物料放入料斗中，通過(guò)料斗后面的兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)識(shí)別它們，以確定它們各自所要通過(guò)的滑道；：先按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB1使撥料桿復(fù)位，再按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB2使轉(zhuǎn)盤(pán)復(fù)位，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)到位后將自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；：將選擇開(kāi)關(guān)撥到自動(dòng)，按下啟動(dòng)按鈕，轉(zhuǎn)盤(pán)將自動(dòng)轉(zhuǎn)到剛才選擇的滑道停下，這時(shí)觸發(fā)撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)將物料推入滑道中，當(dāng)撥料桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周后停止，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤(pán)反轉(zhuǎn)，到料斗下方停下，為下一個(gè)物料的分選作準(zhǔn)備，一個(gè)循環(huán)結(jié)束。所設(shè)計(jì)的PLC端子圖如圖32所示： 圖32：PLC端子圖控制流程圖的設(shè)計(jì)是編寫(xiě)PLC梯形圖的基礎(chǔ)，當(dāng)完成了流程圖的設(shè)計(jì)才能設(shè)計(jì)PLC梯形圖，流程圖是PLC程序設(shè)計(jì)的核心部分。由于撥料桿使用接近開(kāi)關(guān)定位很難實(shí)現(xiàn)，增加了控制難度，因此取消了撥料桿定位的接近開(kāi)關(guān)。 ` 圖31：主電路圖 PLC端子圖確定 PLC輸入\輸出地址確定，有24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)。根據(jù)以上考慮，設(shè)計(jì)出來(lái)的主電路圖如圖31。當(dāng)繼電器的線(xiàn)圈得電時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，我們使用的都是動(dòng)合觸點(diǎn)。我們?cè)O(shè)計(jì)的分選系統(tǒng)有11點(diǎn)輸入和9點(diǎn)輸出，考慮到將來(lái)的可擴(kuò)展性，我們選擇了CPU226，它有24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7200可以近乎完美地滿(mǎn)足小規(guī)模的控制要求。當(dāng)調(diào)試成功后，模型的設(shè)計(jì)制作就算完成了。其次是測(cè)試物料能否順利從料斗中落入轉(zhuǎn)盤(pán)中被帶走，并被撥料桿撥出。如果物料的上表面超過(guò)了料斗的下表面，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到料斗下方時(shí)，物料就會(huì)被料斗卡住，使轉(zhuǎn)盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；如果物料的上表面低于蓋板的上表面，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到料斗下方時(shí)，第1個(gè)物料掉入轉(zhuǎn)盤(pán)，第2個(gè)物料的下表面低于蓋板上表面，也會(huì)卡住轉(zhuǎn)盤(pán)，使轉(zhuǎn)盤(pán)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。寬度要比料斗寬度小12毫米，超過(guò)2毫米，接近開(kāi)關(guān)就不能成功感應(yīng)到物料，影響物料的分選。物料不能做的太輕也不能太重：太輕不容易從料斗中落下，太重會(huì)增加物料和蓋板之間的摩擦，也會(huì)砸壞蓋板；物料的大小要適中：對(duì)物料的長(zhǎng)、寬、高都有要求。當(dāng)控制板上的電氣元件安裝好，線(xiàn)連接好之后，操作者只要通過(guò)在控制板上接線(xiàn)就可以實(shí)現(xiàn)各種控制，使控制更加靈活多變，操作更加簡(jiǎn)單方便。圖231：自制傳感器架 電氣元件安裝電氣元件安裝是指控制板上的PLC、指示燈、按鈕和繼電器等的安裝和接線(xiàn)，首先按照設(shè)計(jì)要求將按鈕、指示燈、PLC、繼電器和接插件安裝在控制板上，然后在每個(gè)接插件下面貼上標(biāo)簽，最后按照標(biāo)簽將PLC的輸入/輸出端子和其他電氣元