物料分拣监控系统毕业设计

湖南现代物流职业技术学院毕业设计设计题目基于组态王的物料分拣监控系统专业物流工程自动化班级物工092班学生姓名指导老师201年1月28日摘要随着工业自动化水平的迅速提高，计算机广泛的应用于工业领域中。人们对工业自动化越来越高的要求及其种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。界面分布是物料分拣监控系统的重要组成部分，组态软件可将元件在界面合理地进行分布，以达到监控真实机组运行的目的。木文论述了界面组态软件的整体框架和设计方法。本系统通过动态直观的现场状态显示界面，方便快捷的对现场物料进行监控，使系统动态的跟随现场条件而变化，降低了对操作人员的技术要求，完善了控制过程，使得控制更加的自动化，并且避开了一些危险的动作。为了实现更好的监控，本文基于国产组态软件组态王，利用VISUALBASIC编程和DE链接，使显示与控制在计算机上实现，从而得到一个成本低、性能好的监控系统。关键词组态王；物料分拣目录1绪论111概述112组态软件的特点113国产组态软件22物料分拣监控系统321物料分拣监控系统的开发背景322物料分拣监控系统的组成323物料分拣监控系统实现的功能424设计思路43物料分拣监控系统的设计531设计图形的界面532定义变量633建立动画连接734命令语言835流程图1036运行系统144总结16参考文献17致谢1811绪论本章主要介绍本论文的概述、组态软件的特点，及国产组态软件组态王的功能特点。1概述“组态”的概念是伴随着分布式控制系统（DISTRIBUTEDCONCTROLSYSTEM,DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。组态的概念最早来自英文CONFIGURATION，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。监控组态软件是面向监控与数据采集SCADA（SUPERVISORYCONTROLANDDATAACQUISITION,SCADA）的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。组态软件具有远程监控、数据采集、数据分析、过程控制等强大功能，在自动控制系统中占据主力军的位置，逐步成为工业自动化系统中的灵魂。目前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知名的监控组态软件有INTOUCH、FIX、CITECH、WINCC、等。国内主要有组态王、力控等。12组态软件的特点强大的图形组态功能组态软件大都以MICROSOFTWINDLOWS平台作为操作平台，充分利用了WINDOWS图形功能完备，界面一致性好，易学易用的特点。设计人员可高效快捷地绘制出各种工艺画面，并可方便地进行编辑，使采用PC机比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，减少了工控软件开发者的重复工作。丰富的动画连接如“闪烁”、“旋转”、“填充”、“移动”等，使画面生动直观。脚本语言从使用脚本语言方面，组态软件均使用脚本语言提供二次开发。脚本语言也称命令语言、控制语言。用户可根据自己需要编写程序。组态软件在脚本语言功能及提供的脚本函数数量上不断提高。2开放式结构组态软件能与多种通讯协议互联，支持多种硬件设备。既能与低层数据采集设备通讯，也能与管理层通讯。在SCADA应用与通用数据库及用户程序间传送实时、历史数据。提供多种数据驱动程序组态软件用于和I/O设备通讯，互相交换数据。DDE和OPCCLIENT是两个通用的标准I/O驱动程序，用来支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。强大的数据库组态软件均有一个实时数据库作为整个系统数据处理、数据组织和管理的核心。负责整个应用系统的实时数据处理、历史数据存储、报警处理，完成与过程的双向数据通讯。丰富的功能模块组态软件以模块形式挂接在基本模块上，互相独立提高了系统可靠性和可扩展性。利用各种功能模块，完成实时监控、报表生成、实时曲线、历史曲线、提供报警等功能。13国产组态软件“组态王”组态软件是在流行的微机上建立工业控制对象的人机接口的一种智能软件包，它以WINDOWS98/WINDOWSNT40中文操作系统为其操作平台，充分利用了WINDOWS的图形功能完备,界面一致性好,易学易用的特点,它使采用微机开发的系统工程比以往的使用专用机开发的工业控制系统更有通用性,大大地减少了工控软件开发者的重复性工作,并可运用微机丰富的软件资源进行开发。组态王可以与一些常用I/O设备直接进行通讯I/O设备包括可编程控制器PLC、智能模块、板卡、智能仪表等等。组态王的驱动程序采用ACTIVEX技术，使通讯程序和组态王构成一个完整的系统，保证运行系统的高效率。为了方便用户使用，组态王中增加了设备配置向导，用户只需要按照安装向导的提示就可以完成I/O设备的配置工作。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序负责与I/O设备的实时数据交换。已配置的I/O设备在工程浏览器的设备节点中分类列出，用户可以随时查询和修改。组态王与I/O设备之间的数据交换采用以下五种方式串行通讯方式，DDE方式，板卡方式，网络节点方式，人机接口卡方式。32物料分拣监控系统21物料分拣监控系统的开发背景随着我国物流行业的飞速发展，物流企业犹如雨后春笋般迅速遍布整个华夏大地，然而传统的物流运作方式显然已无法满足社会发展的需要，当今物流均向着自动化方向发展，随着自动化工业水平的提高，自动化设备在企业中应用越来越广泛，而物料分拣监控系统则可是实现机器对不同物料的分拣，大量降低了企业对人力、财力的投资，深受各大企业的欢迎。22物料分拣监控系统的组成物料分拣监控系统主要由空气压缩机、气缸、传感器、传送带、电机等部分组成，空气压缩机给气缸提供动力；气缸用于推动动物料进入料槽；传送带传送物料，使物料在规定的轨迹内运动；电机给传送带提供动力，带动传送带移动；传感器检测是否有物体。图1（物料分拣系统的组成）423物料分拣监控系统实现的功能系统在运行过程中，通过控制开关的操作，系统开始工作。电动机带动传送带工作，首先是上料传感器对斜槽中的物料进行检测，如果有物料则将其推入传输带中，物料开始在传输带上移动；当物料通过传感器时，若不是要检测的物料，则传感器和对应的气缸都不工作，物料继续向前运动；当传感器检测出相应的物料后气缸做出动作将此物料推出，物料会沿着气缸动作的方向移动到斜槽，相应的计数器开始计数，点击停止按钮后，所有的运行元件都停止工作，物料停留在当前位置，再次点击开始按钮，继续运行停止之前的动作。24设计思路点击开始按钮后，空气压缩机运行、电机带动传送带转动，点击物料按钮，物料开始进入上传送带，当物料到达传感器附近时，传感器开始检测，如果有物料，气缸运行，推动物料进入料槽，滑入下传送带，然后继续向左移动，当物料通过传感器时，若不是要检测的物料，则传感器和对应的气缸都不工作，物料继续向前运动；当传感器检测出相应的物料后气缸做出动作将此物料推出，物料会沿着气缸动作的方向移动到斜槽，相应的计数器开始计数，点击停止按钮后，所有的运行元件都停止工作，物料停留在当前位置，再次点击开始按钮，继续运行停止之前的动作。53物料分拣监控系统的设计31设计图形的界面启动“组态王”工程管理器（PROJMANAGER），选择菜单“文件新建工程”或单击“新建”按钮，弹出如图2所示。图2（新建工程步骤1）按照新建工程向导一步步的建立一个新的工程路径，到向导三时，出现如下画面，如图3所示。图3（新建工程步骤2）6在“工程名称”文本框中输入新建工程的名称，名称有效长度小于32个字符。在“工程描述”中输入对新建工程的描述文本，描述文本有效长度小于40个字符。新建工程的路径是向导二中指定的路径，在该路径下会以工程名称为目录建立一个文件夹。完成后弹出“是否将新建的工程设为组态王当前工程”对话框，点击“是”，把新建工程设定为组态王当前工程。根据物料分拣现场的要求，对元件进行布局，设计出监控系统主画面，监控主画面如图4所示。图4（监控主画面）32定义变量数据库是“组态王”最核心的部分。在组态王运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在数据库中存放的是变量的当前值，变量包括系统变量和用户定义的变量。变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。根据监控系统需要实现的功能，定义变量，变量值如图5所示。7图5（变量的定义）33建立动画连接在建立动画连接时，用鼠标双击你需要建立动画连接的图素或者右击选择动画连接项，弹出如图6所示界面。组态王工具箱中的基本图素直线、扇形、填充图形、折线、管道、多边形、文本、按钮和点位图，它们均具有图形及动画功能。它们中填充图形类动画连接框结构相同，只是某些动画属性选项略有差异。8图6（动画连接）对画面中的指示灯设置闪烁条件，设置方法如图7所示。图7（闪烁的设置）34命令语言在工程浏览器的左侧单击“命令语言”的下拉菜单，选择“应用程序命令语言”项可弹出“应用程序命令语言”对话框，进行相应设置，点击“进行时”，9弹出如图8画面，可输入程序语言。在右上角的时间框里可以设定画面的扫描时间，如本图的扫描时间是每500毫秒进行一次。注意此值不能小于运行系统的基准频率（最小100毫秒）。图8（编辑命令语言）1035流程图开始电机1空气压缩机1滚轴1物料颜色1光电传感器1物料颜色2水平移动140气缸1；物料颜色3总物料数目1物料颜色4否否否物料颜色1物料颜色2物料颜色3物料颜色4是是是是水平移动490水平移动590水平移动690水平移动780电容传感器1电感传感器1颜色传感器1旋转编码器1气缸21气缸31气缸41气缸51铝质物料数1铁质物料数1红色物料数1其他物料数1停止是电机0空气压缩机0滚轴01开始程序命令语言IF本站点开始1本站点停止0本站点空气压缩机1本站点电机转动1本站点滚轴1IF本站点水平移动140本站点物料总数本站点物料总数1主程序命令语言为IF本站点电机转动1IF本站点物料颜色1IF本站点水平移动0本站点水平移动0本站点垂直移动0本站点物料颜色2IF本站点物料颜色2IF本站点水平移动0本站点水平移动0本站点垂直移动0本站点物料颜色3IF本站点物料颜色313IF本站点水平移动0本站点水平移动0本站点垂直移动0本站点物料颜色4IF本站点物料颜色4IF本站点水平移动0本站点水平移动0本站点垂直移动0本站点物料颜色136运行系统运行系统后，点击开始按钮，物料进入传送带，当物料经过传感器时，传感器进行检测，总计数器开始计数，气缸推动物料进入料槽，滑入下传送带，物料继续向左移动。（如图9所示）图9（开始分拣）当物料经过相应的传感器时，传感器指示灯闪烁，气缸推动物料进入相应料15槽，当物料到达料槽下端时，计数器进行计数，系统返回开始状态，并进入下一物料的输送，依次循环。如图10所示图10（物料分拣过程）点击停止按钮，空气压缩机停止运行，电机停止，传送带停止运行，物料停留在当前位置；点击开始，继续运行之前的操作。如图11所示图11（停止分拣）164总结本设计只要内容包括介绍了组态软件的定义、特点、以及组态软件的发展状况；其中详细介绍了国产组态软件组态王。实现了应用组态王软件对物料分拣监控系统进行设计与制作。介绍了物料分拣监控系统的制作过程。组态软件是工业自动化系统的人机界面，是一种软件平台。组态软件的硬件平台是个人计算机PC或者工业用个人计算机IPC，而WINDOWS正是这些计算机的主导操作系统。WINDOWS可以使用动态数据交换DDE和对象链结与嵌入OLE进行信息交换，为工控组态软件提供了强有力的支持环境。这样就为监控组态软件的迅猛发展提供了广阔的空间。由于组态软件具有简单易懂，画面形象，设计方便，且在物流行业有重要作用，在物流产业振兴之际，组态软件将助物流企业迈向现代物流自动化这重要一步。17参考文献1覃贵礼组态软件控制技术M北京北京理工大学出版社，20078（