【正文】 載和調(diào)試 28 程序仿真 29 程序下載 30 程序調(diào)試 31 程序設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題 31 本章小結(jié) 32結(jié) 論 33致 謝 34參 考 文 獻 35本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 38 頁 共36頁第一章 緒論自動分揀系統(tǒng)（Automated Sorting System）是二次大戰(zhàn)后在日本，美國的物流中心中廣泛采用的一種自動分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達國家大中型物流中心不可缺少的一部分。而PLC 控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)的工控系統(tǒng)相比，具有可靠性高、功能強、編程簡單、維護方便以及價廉物美的優(yōu)點，是自動送料裝車系統(tǒng)首選的主控制器件。南 京 理 工 大 學畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作 者:ma kha學 號：0958200102學院(系):專 業(yè):自動化題 目:基于PLC的物料輸送分揀系統(tǒng)監(jiān)控程序設(shè)計 指導者： 評閱者： 2013年05月畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要摘要隨著當今社會科學技術(shù)的日新月異，各類物料輸送的生產(chǎn)線對自動化程度的要求也越來越高，原有的生產(chǎn)送料裝置，已遠遠不能滿足當前高度自動化的需要。保障生產(chǎn)的安全性、可靠性、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染、減輕勞動強度、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟效益，是企業(yè)生存和發(fā)展所必須面臨和解決的現(xiàn)實問題。本文主要介紹一種利用觸摸屏實現(xiàn) S7200 系列 PLC 人機界面的設(shè)計方法，并結(jié)合某貨物分揀系統(tǒng)實現(xiàn)Smart line 700IE觸摸屏和 S7200 系列 PLC 人機界面接口的設(shè)計和編程。該系統(tǒng)的工作過程可以簡單描述如下：通過各種運輸工具送來的各種物品，在最短的時間內(nèi)將這些物品運送到指定地點，自動分揀系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)將各種物品按照規(guī)定進行篩選分類。PLC通信能力的加強,使得控制系統(tǒng)的配置可以更加靈活,方便。對PLC控制程序的狀態(tài)和運行進行管理和控制，是PLC控制系統(tǒng)的重要組成部分。本課題采用西門子Smart Line觸摸屏，完成對物料輸送分揀系統(tǒng)的監(jiān)控軟件的設(shè)計。通過這次設(shè)計能深入了解 PLC S7200 和 HMI 設(shè)備的工作原理和軟件編寫?，F(xiàn)在隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC得到了迅速的發(fā)展，也在社會各領(lǐng)域的生產(chǎn)得到了應(yīng)用越來越多。 S7200系列PLC PLC的特點1）重要的特點“可編程”在我們需要更改控制系統(tǒng)的邏輯電路時我們不需要更改硬件電路，而只要軟件程序，所以控制系統(tǒng)硬件能柔性化，其柔性化的結(jié)果使控制系統(tǒng)可靠性提高，從而給控制系統(tǒng)帶來一系列好處：系統(tǒng)便于維護，計數(shù)機，定時器，節(jié)點利用率提高，繼電器等器件在PLC中融為一體，使得系統(tǒng)配置靈活方便。3）配套集全，功能完善，適用性高PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大，中，小各種規(guī)模的系統(tǒng)產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。4）容易學習，使用簡單，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工業(yè)等級的工程控制設(shè)備。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。6）體積小，重量輕，能量消耗低[1]。工作方式：繼電器控制線路屬于并行工作方式；PLC屬于在串行工作方式?？刂扑俣龋豪^電器控制線路控制速度比較低；PLC控制速度高。2）PLC與工業(yè)PC工業(yè)控制計算機（工業(yè)PC）是一同用衛(wèi)星計算機為基礎(chǔ)的工業(yè)現(xiàn)場自動控制設(shè)備，它的特點是具有標準化的總線結(jié)構(gòu)，因此各機型間的兼容性好，與計算機間的通信容易。3）PLC與DSC集散控制系統(tǒng)（DSC）生產(chǎn)于20世紀70年代，它與PLC一樣都已微型計算機為基礎(chǔ)的工業(yè)自動控制裝備，但DSC發(fā)展的基礎(chǔ)和方向與PLC有所不同。而PLC是在“繼電器接觸器”控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機控制裝備，控制功能側(cè)重于開關(guān)量處理，順序控制，邏輯運算方面[3]。交互式實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)達的情境刻畫，而界面是實現(xiàn)交互的手段。 一種采用觸摸屏的HMI設(shè)備在工業(yè)控制領(lǐng)域，人機界面產(chǎn)品包括觸摸屏和組態(tài)軟件，觸摸屏又稱為圖形操作終端（Graph Operation Terminal，GOT），是一種替代鼠標及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備。隨著計算機和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機界面產(chǎn)品的接口能力越來越強。 人機界面的特點一般情況下，不同廠家的 HMI 硬件使用不同的畫面組態(tài)軟件，在工業(yè)控制系統(tǒng)中連接的主要設(shè)備種類是 PLC。處理器的性能決定了 HMI 產(chǎn)品的性能高低，是 HMI 的核心單元。HMI軟件一般分成兩部分，即運行于 HMI 硬件中的系統(tǒng)軟件和運行與計算機 Windows 操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的控制軟件又由于每個控制項目不同而使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須從其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當困難。 組態(tài)軟件的功能及特點1）組態(tài)軟件的功能組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。組態(tài)軟件常有以下的幾方面的功能：（1）強大的界面顯示組態(tài)功能。（3）豐富的功能模塊，強大的數(shù)據(jù)庫。（5）周密的系統(tǒng)安全防范。2）組態(tài)軟件的特點作為通用型工具軟件，組態(tài)軟件在自動化系統(tǒng)中始終處于“承上啟下”的地位。正因如此，組態(tài)軟件幾乎應(yīng)用于所有的工業(yè)信息化項目當中。（2）封裝性。3）常用的組態(tài)軟件國外的組態(tài)軟件有如下幾種：（1）Wonderware （萬維）公司的 InTouch 軟件。（3）三菱電氣公司的 SoftGOT 組態(tài)軟件。（2）組態(tài)王（KingView）軟件，由北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)[5]。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。 觸摸屏將從前在操作平臺上進行的開關(guān)操作，燈顯示，數(shù)據(jù)顯示，信息顯示等全部用監(jiān)控畫面實現(xiàn)，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預先編制的程序驅(qū)動各種連接裝置，用以取代機械式按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果?，F(xiàn)在 PLC 的產(chǎn)家比較多但是最流行，受到人們的最多歡迎是西門子公司的產(chǎn)品。第2章 硬件設(shè)備和組態(tài)軟件介紹 監(jiān)控系統(tǒng)選型本題目是物料分揀系統(tǒng)監(jiān)控的程序設(shè)計，用 S7200 226CN PLC 來控制系統(tǒng)，用Smart Line 700IE 觸摸屏來實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)，通過 WinCC Flexible 組態(tài)軟件來編寫監(jiān)控程序。S7200 PLC 既可獨立控制簡單的系統(tǒng)，又可連成網(wǎng)絡(luò)控制復雜的系統(tǒng)，其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域。它的優(yōu)點是：1）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。2）指令豐富，功能強大。復雜數(shù)學運算指令，PID指令，字符串指令，時鐘指令，通信指令，以及和模塊配合的專用指令等。因此，它能夠監(jiān)視各種輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)，實現(xiàn)復雜控制。S7200 CPU 22X 系列符合 VDE,UL,CSA 和 FM 等國際標準和航級社航用電器認證，并獲 ISO 9001 質(zhì)量保證體系認證，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。4）編程軟件易學好用。全中文面，中文的在線幫助信息，Windows 的界面風格，以及豐富的編程向?qū)?，能使用戶快速進入狀態(tài)，得心應(yīng)手[1]。西門子順應(yīng)市場需求推出的全新 SIMATIC 精彩系列面板（SMART LINE），準確地提供了人機界面的標準功能，經(jīng)濟實用，具備高性價比。 1）高分辨率寬屏顯示800480 dpi 寬屏顯示設(shè)計和傳統(tǒng)屏幕相比具有更大的可視面積，使單個畫面中可以顯示更多的信息，讓操作員具有更舒適的視覺體驗，高分辨率使得畫面更清晰，畫質(zhì)更細膩。同時，操作屏亮度更高，色彩更均勻，表現(xiàn)力更強，可視范圍提高到 140176。3）強大且豐富的通信能力PPI 通訊協(xié)議確保精彩系列面板與 S7200 建立高速無縫的連接，和 S7200 PLC 組成完美的小型自動化解決方案。（三菱 FX 系列；歐姆龍 CP1 系列）。Smart Line 700IE 還支持以太網(wǎng)通信通道：提供一個以太網(wǎng)接口用于工業(yè)以太網(wǎng)連接。4）高性能處理器，高速外部總線及 64M DDR 內(nèi)存高端的 ARM 處理器，主頻達到 400MHz，使數(shù)據(jù)處理更快，畫面顯示更流暢。增強的 64M DDR 內(nèi)存使得畫面的切換速度更快。成熟的生產(chǎn)流程及完善的質(zhì)量控制體系確保產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)雅清新的綠色邊框設(shè)計，給人以視覺上的開闊感，緩解操作員的視覺疲勞。 西門子Smart Line 700IE觸摸屏的連接1）Smart Line 700IE 觸摸屏的尺寸 圖 21 Smart 700IE 的尺寸設(shè)計 (mm)2）進行等電位電路的聯(lián)結(jié) 電位差：在空間上分開的工廠組件之間可能會產(chǎn)生電位差。 如果兩端都采用了電纜屏蔽，并在不同的工廠部件處接地，可能會產(chǎn)生均衡電流。3）鏈接組態(tài)PC組態(tài) PC 能夠提供下列功能：傳送項目；傳送設(shè)備映像；將 HMI 設(shè)備恢復至工廠默認設(shè)置；備份、恢復項目數(shù)據(jù)。b) 將 PC/PPI 電纜的 RS485/422連接器與 HMI 設(shè)備連接。注： 工業(yè)以太網(wǎng)電纜支持熱插拔，因此在插拔電纜時無需將 HMI 設(shè)備關(guān)閉。