【正文】 5） /2480VDC(ST10) 八、輸出相電流（峰值） (ST5)/(ST10)，軟件設(shè)定九、微步方式 20051200 步 /轉(zhuǎn)， 2 的倍數(shù)，軟件設(shè)定十、自動(dòng)減流至 0~90%之間的任意百分比，軟件設(shè)定十一、 RS422/485 總線控制，配合 siNet。 （ 5） 機(jī)械臂 由德國百格拉公司提供型號(hào)。機(jī)器人通常是掛壁式結(jié)構(gòu)和龍門式結(jié)構(gòu)。 X 軸通常固定在機(jī)器人支架上，也可固定在墻壁上。龍門式結(jié)構(gòu)的 X軸由兩根龍門式導(dǎo)軌水平并列排布組成，其跨度按托盤尺寸而定，做水平運(yùn)動(dòng)。 Y 軸由兩根龍門式導(dǎo)軌并排組成，其跨度大約 100 到 600 mm， Y 軸固定在 X 軸上，做上下運(yùn)動(dòng)。 mm 。 4 上位機(jī)監(jiān)控軟件的選擇 本設(shè)計(jì)要求上位機(jī)監(jiān)控軟件不僅能夠 對(duì)整套系統(tǒng)的設(shè)備 進(jìn)行控制 ，而且還可以 監(jiān)控各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警處理。 MCGS 是由北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件技術(shù)有限公司生產(chǎn)的，最大的特點(diǎn)就是易學(xué)易用。但是 MCGS 沒有自帶的能夠訪問數(shù)據(jù)庫的控件，很難實(shí)現(xiàn)顯示記錄數(shù)不定的數(shù)據(jù)表的全部內(nèi)容的功能。MCGS 的數(shù)據(jù)庫訪問功能也是通過編寫腳本程序?qū)崿F(xiàn)的，也具有訪問數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部函數(shù)，其腳本語法采用類 BASIC 的結(jié)構(gòu)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的查詢，但是力控 也沒有自帶的訪問數(shù)據(jù)庫的控件，也很難實(shí)現(xiàn)顯示記錄數(shù)不定的數(shù)據(jù)表的全部內(nèi)容的功能。組態(tài)王的數(shù)據(jù)庫訪問功能是通過腳本和控件實(shí)現(xiàn)的，也具有訪問數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部函數(shù)，其腳本語法采用類 C 的結(jié)構(gòu)，可以很方便的編寫訪問數(shù)據(jù)庫的腳本程序。 WinCC 是 SIEMENS 與 Microsoft 公司合作開發(fā)的、開放的過程可視化系統(tǒng)。但是 WinCC 的控件和內(nèi)部腳本函數(shù)只能訪問 SQL Server 2021 中的歸檔數(shù)據(jù)，而無法讀出或?qū)懭肫渌鼣?shù)據(jù)。 比較各種組態(tài)軟件 并考慮性價(jià)比 ，最終選擇使用 國內(nèi)組態(tài)軟件中最穩(wěn)定的組態(tài)軟件 —組態(tài)王作為上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。在許多情況下也需要組態(tài)監(jiān)控界面對(duì)系統(tǒng)經(jīng)行監(jiān)控。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括 上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)界面 的設(shè)計(jì)，以及 智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器程序、注射泵動(dòng)作程序和 PLC程序的設(shè)計(jì) 。以及報(bào)警指示、報(bào)表打印、配方和故障處理功能。 STEP7是用于 SIMATIC 可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 （ 1） 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。在創(chuàng)建了一個(gè)項(xiàng)目后，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)行。 圖 11 新建項(xiàng)目界面 （ 2） 創(chuàng)建程序 在這里 對(duì) PLC 進(jìn)行編程，首先使用梯形邏輯圖（ LAD）作為編程語言。首先根據(jù)工藝及控制要求給出程序的流程圖如圖 12 所示。在編程過程中，根據(jù)工藝要求進(jìn)行編程，下面將介紹一下不同工藝段在程序中的作用，也就是說實(shí)際工程是怎樣通過程序來實(shí)現(xiàn)的。在主程序中調(diào)用各個(gè)功能子程序，來達(dá)到控制的目的?？刂频年P(guān)鍵點(diǎn)在于量程的轉(zhuǎn)換，例如：輸入量為電流信號(hào)其對(duì)應(yīng)關(guān)系是電流 020mA(0~32021),420mA(6400~32021)。但最終還是給出 032021的工程值的數(shù)值給 AQW。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 粉碎機(jī)速度控制程序（粉碎機(jī)的控制是由 PLC 通過模擬量模塊通過單向直流調(diào)壓模塊來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 注射泵控制的子程序設(shè)計(jì) 跟據(jù)工藝要求，在控制過程中需要進(jìn)行多次加液。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 13 注射泵控制流程圖 SP1C1 是一款結(jié)構(gòu)緊湊，用于精密流體傳輸?shù)?OEM產(chǎn)品。 SP1C1有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，用戶可設(shè)置參數(shù)。泵可接受單命令或命令串。 命令串 如 [IA6000OA0R]移動(dòng)閥到輸入口位置，移動(dòng)活塞位置到 6000，然后旋轉(zhuǎn)閥到輸入口位置，最終返回活塞位置到 0。 在主程序中調(diào)用發(fā)送加液子程序、中斷程序、發(fā)送狀態(tài)查詢子程序、接收加液泵狀態(tài)子程序、初始化子程序等。方便日后查詢和修改。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 利用 S7200PLC的自由口通信協(xié)議，通信協(xié)議可由用戶根據(jù)需要通信的設(shè)備自己編寫。）在 VB210中設(shè)置發(fā)送的字節(jié)數(shù)，本次加液一共發(fā)送 26個(gè)字節(jié)，發(fā)送的數(shù)值從 VB211~VW235。 （ 1） 發(fā)送查詢狀態(tài)子程序： 注射泵的運(yùn)行的過程中會(huì)不斷的往 PLC返回?cái)?shù)據(jù)，通過對(duì)注射泵返回?cái)?shù)據(jù)分析可以獲知注射泵的運(yùn)行狀態(tài)。通過該子程序可以試試查看泵的狀態(tài)并在上位機(jī)界面中做 出報(bào)警指示，通知操作者采取相應(yīng)的處理措施。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 通過初始化命令可以將活塞移動(dòng)到頂端 0位，閥的位置到 0位。清洗泵的控制過程是，先導(dǎo)入氣源壓力 ~,再通過脈沖信號(hào)來控制，輸入脈沖的最高頻率為 10HZ，幅值為 24V。本程序?yàn)?HZ的脈沖輸出。 智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以通過軟件設(shè)置配置的驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分、輸入輸出端口、模擬步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行曲線、步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)、每相的電流、通過在智能驅(qū)動(dòng)器中編程實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加、減速控制、位置反饋信號(hào)等等。 圖 22 Feed to Length 設(shè)置界面 這條命令的功能是：使電機(jī)移動(dòng)到一個(gè)固定的位置。見圖 23 所示。 單擊程序功能選擇對(duì)話框中的 彈出如下對(duì)話框。 圖 24 Feed/Set Output 參數(shù)設(shè)置界面 本條指令的功能是移動(dòng)到設(shè)定位置后使一個(gè) I/O 輸出，設(shè)置完參數(shù)后，選擇 Analysis選項(xiàng)卡，可以查看電機(jī)運(yùn)行曲線、加 /減速度時(shí)間、總的運(yùn)行時(shí)間，總的運(yùn)行距離等。 圖 25 模擬運(yùn)行曲線界面 選擇 output parameters 選項(xiàng)卡可以設(shè)置到達(dá)位置后 I/O 點(diǎn)的輸出形式。該軟件包由工程管理器 (ProjManager)、工程瀏覽器(TouchExplorer)、畫面運(yùn)行系統(tǒng) (TouchVew)三部分組成。TouchExplorer 是“組態(tài)王”軟件的核心部分 和管理開發(fā)系統(tǒng)，是應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境，內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)，可完成對(duì)畫面的設(shè)計(jì)、動(dòng)畫的連接等工作。在 TouchExplorer 的畫面開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開發(fā)的畫面應(yīng)用程序必須在 TouchVew 運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 組態(tài)王 具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵 行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 組態(tài)王的通訊機(jī)制是組態(tài)王把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置有大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)作為外部設(shè)備的通訊接口。在運(yùn)行期間，組態(tài)王可以通過驅(qū)動(dòng)接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。因此，組態(tài)王可以與一些常用 I/O 設(shè)備直接進(jìn)行通訊，如可編程控制器 (PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表等。見圖 31 所示。如果是簡單的小系統(tǒng)，使用 PPI 協(xié)議就足夠了。 (1) 用組態(tài)王 和 PLC200 建立 PPI 通訊 PPI(PointtoPoint)是西門子專為 S7200 系列開發(fā)的一個(gè)通訊協(xié)議，為主 /從協(xié)議，PC 機(jī)為主站， S7200 為從站。另一種是 PC 機(jī)通過 CP5611 通訊卡與 S7200 相連。在第二種方式下，將 CP5611 卡安裝在 PC 機(jī)的插槽中，用連接帶纜將 CP5611卡與 S7200 的 PORT 口相連，安裝 STEP 7Micro/WIN32 和 STEP 7 +ServicePack5(或STEP 7 +ServicePack 2)，運(yùn)行 PG/PCinterface para meterisation，將用戶界面配置為 CP5611 (PPI)方式。在設(shè)定 PLC 地址時(shí)，兩種方式有所不同，前者將 PLC 地址設(shè)為默認(rèn)地址 2。 在組態(tài)王的“數(shù)據(jù)字典”中定義相關(guān)變量，選擇變量類型為 I/O 型，并選擇連接設(shè)備，指定所訪問的寄存器名及寄存器類型。另外，組態(tài)王不支持直接以 I/O 離散變量的定義，需以字節(jié) (BYTE)形式存取，每一 BYTE類型 (8個(gè) BIT位 )對(duì)應(yīng) 8個(gè)開關(guān)量的輸入或輸出狀態(tài)，即 BYTE 的 0~7 位分別對(duì)應(yīng)輸入或輸出的 0~7 開關(guān)量通道，如果要顯示或控制某一開關(guān)量通道的狀態(tài)，可以使用組態(tài)王提供的 BIT()或 BITSET()函數(shù)進(jìn)行取位或置位。 按照上述過程，結(jié)合本次設(shè)計(jì)內(nèi)容，把建立 PPI 通訊的過程通過圖片一步步加以詳細(xì)說明。主界面如圖 32 所示。然后對(duì)所安裝設(shè)備進(jìn)行邏輯名稱設(shè)置；如圖 33 所示。如圖 34 所示。組態(tài)王的控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 設(shè)備地址要與 PLC 的 PORT 口設(shè)置一致 .PLC 默 認(rèn)地址為 2。 圖 35 設(shè)備地址設(shè)定 設(shè)備地址設(shè)定為 2，單擊“下一步”進(jìn)行通訊參數(shù)設(shè)定，在組態(tài)王中的添加的設(shè)備為S7200，設(shè)備地址為 2，嘗試恢復(fù)間隔為 30 秒，最長恢復(fù)時(shí)間 24 小時(shí)，使用動(dòng)態(tài)優(yōu)化。 圖 36 通訊參數(shù)設(shè)定 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 通訊參數(shù)設(shè)置完后，單擊“下一步”就出現(xiàn)您所設(shè)定的所有通訊信息，如圖 37 所示。如圖 38 所示。 圖 39 串口設(shè)備測試：設(shè)備測試 將設(shè)備測試中的寄存器選為 M，數(shù)據(jù)類型選為 Bit，單擊“添加”加入你所要測試的組態(tài)變量，就可以測試出現(xiàn)在的設(shè)置是否已經(jīng)將組態(tài)與西門子 PLC200 通過 PPI 協(xié)議連接起來。建立數(shù)據(jù)庫的方式：單擊數(shù)據(jù)詞典，在單擊新建則出現(xiàn)圖 49 所示，在對(duì)話框中輸入變量名，以及變量屬性，連接的設(shè)備以及數(shù)據(jù)類型，和數(shù)據(jù)的開放性即DDE 接口，以及數(shù)據(jù)的安全設(shè)置。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 310 組態(tài)監(jiān)控變量數(shù)據(jù)庫建立 數(shù)據(jù)庫是 “ 組態(tài)王 ” 最核心的部分。因此，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。在組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。 （ 1） “登陸系統(tǒng) ”畫面 該監(jiān)控系統(tǒng)一方面完成對(duì)設(shè)備和 運(yùn)行 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，另一方面還要完成對(duì) 操作人員信息的采集，如登陸時(shí)間、登陸者姓名、所做實(shí)驗(yàn)等。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 311 登陸系統(tǒng)界面 (2) 點(diǎn)擊控制系統(tǒng)進(jìn)入按鈕，進(jìn)入設(shè)備狀態(tài)畫面，見圖 312?？刂茖W(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 312 設(shè)備狀態(tài)界面 （ 3） 試管設(shè)置界面 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì) 16 個(gè)試管中的樣品經(jīng)行批處理，通過本界面可以選擇需要樣品處理的試管，見圖 313 所示。用戶 利用方法 可以在控制過程中得心應(yīng)手，提高效率。 在此界面中可以為選擇的試管編輯新方法、調(diào)用以前保存的方法、試管中的樣品、操作人等。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 314 方法編輯界面 方法 操作界面可以進(jìn)行配方的處理，包括配方的設(shè)定、配方的信息的編輯及裝載、保存，還有前一條配方的信息及后一條 配方的信息的處理。用戶可以通過菜單完成按鈕完成的功能。 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁 共 45 頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專用紙 圖 315 系統(tǒng)菜單功能 （ 6） 參數(shù)設(shè)置界面 系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)是通過上位機(jī)組態(tài)界面來設(shè)置。見圖 316 所示。是控制過程必不可少的一個(gè)部分。見圖 317 所示。見圖 318 所示。見圖 319 所示。通過模擬系統(tǒng)運(yùn)行界面操作人員可以方便的控制整套系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。 圖 320 模擬系統(tǒng)運(yùn)行界面 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第