挖掘机控制系统(共33页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业挖掘机控制系统 沈阳航空航天大学北方科技学院摘要：进入 21 世纪以来，随着我国经济的高速发展，大规模土木工程建设越来越多，这就需要大量的土石方施工机械为其服务,而挖掘机作为土石方施工机械的一种, 显得越来越重要。本系统就是通过 PLC 实现挖掘机实物教学模型控制。本文在介绍挖掘机的工作原理的基础上，采用 PLC 对下位机进行控制，包括硬件和软件的设计，实现了挖掘机的自动和手动控制，使挖掘机能够完成预先设计好的动作，提高工作效率，节约成本，把人从枯燥的工作中解放出来。在此设计的基础上，本文采用了组态王 6.52 对挖掘机控制系统进行上位端设计，使操作人

2、员对挖掘机进行远程监控，远离危险区域，避免在危险区域中施工造成不必要的人员伤亡。最后本系统采取了相应的抗干扰措施，提高了系统的工作稳定性，使挖掘机达到了较为理想的控制效果。关键词：挖掘机；组态王；PLC1 1、绪论、绪论1.11.1、 挖掘机的发展动态挖掘机的发展动态挖掘机应用面广，使用量大，在工程机械市场占有很重要的地位，目前已成为工程机械第一主力机,挖掘机模仿人体构造，有大臂小臂和手腕，能扭腰旋转和行走，具有较长的臂和杆，可做空间六自由度动作，配装上各种工作装置能进行立体作业这种带有类似人类基因的挖掘机已成为人类工程建设中的主要伙伴之一，也被称为土建机械手，是建设机器人的代表正因为挖掘机通

3、用性强，作业范围广，所以被认为是多功能的工程机械挖掘机和液压传动紧密地联系在一起，挖掘机作业动作多，运动复杂多样，所需功率大，而液压传动的特点是精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业功率密度大，布置简单灵活，操纵容易方便，很适合挖掘机多处需要动力驱动各种工作装置的要求，是挖掘机理想的传动装置，是挖掘机基础, 同时，挖掘机对液压技术也提出了各种各样更高层次的性能要求，推动了液压技术的发展，促进了液压元件高压化多样化小型化发展从某些方面而言，挖掘机引领着液压技术发展的潮流此外，挖掘机作业过程中要求高效快速，因为作业动作的复杂性和操纵控制的困难性，只有采用先进的电子控制才能解决，所以挖掘机又成为

4、工程机械中采用电子技术的代表，对发动机液压泵阀和马达都要控制，从个别控制发展到全面综合控制，从人工选择控制发展到智能自动控制 许多的IT（信息） 技术 光测和光控技术以及远距离通讯（ CT 通信）技术等都已用于挖掘机上。1.21.2、我国挖掘机的现状、我国挖掘机的现状早在 1954 年我国就已开始生产机械式，当时的抚顺重型机器厂(抚顺挖掘机厂前身)引进前苏联的机械式挖掘机 W10012 和 W5012 等国际 20 世纪 3040 年代的产品。由于国家经济建设的需要，后又发展 10 余家厂生产，到 1966 年 12 年全国共生产了机械式挖掘机 3000 余台，后又延续生产到八十年代初。随着我

5、国液压挖掘机行业国外先进技术的引进和国产液压挖掘机产品的增加和性能水平的提高，开始全面淘汰已生产多年的落后、笨重的中、小型机械式挖掘机。1.3、挖掘机的分类、挖掘机的分类1.3.1、分类一：常见的按有驱动和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。1.3.2、挖掘机分类二：按照行走方式的不同，挖掘机可分为挖掘机和。1.3.3、挖掘机分类三：按照传动方式的不同，挖掘机可分为和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型上。1.3.4、挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别。1.41.4、PLC

6、PLC 的发展及应用的发展及应用长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业的需要。另一方面，PLC 还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业 PC 所带来的冲击。PLC 需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC 技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC 将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC 面前，PLC 将会一步一步

7、走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为 PLC 提供一定的市场份额。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有 PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软 PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有 SoftPLC 组态软件和基于工业 PC 控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统 PLC 供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统 PLC 的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是 PLC 控制器的核心，P

8、LC 供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将 PLC 融入更加开放的工业控制行业。2 2、挖掘机控制系统的硬件设计、挖掘机控制系统的硬件设计2.12.1、系统的工作原理、系统的工作原理本系统主要是通过 PLC 实现挖掘机实物教学模型控制，通过控制四个直流电机的正反转来实现挖掘机的基本动作。本系统能手动完成八个基本的机械动作，分别是前进、后退、左拐、右拐、左转、右转、下挖、上扬，并通过这八个基本动作组合出一套完整的自动挖掘过程动作，从而模拟出现实工业现场环境中挖掘机挖掘的整个过程。2.22.2、PLCPL

9、C 的工作原理的工作原理可编程序控制器主要由中央处理单元（CPU） 、存储器（RAM/ROM） 、输入/输出部件（I/O 单元） 、电源和编程器几大部分。可编程序控制器控制系统示意图如图 2.2.1 所示。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业CPU模块存储器输出模块可编程控制器选择开关 限位开关 电磁阀编程器按钮输入模块电源接触器电源指示灯PLC控制系统示意图图3-1图 2.2.1 PLC 控制系统示意图 可编程序控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态。在运行状态，可编程序控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时的

10、响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到 STOP 工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5 个阶段如图 2.2.2 所示。RUNSTOP内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理图 2.2.2 扫描过程可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。在内部处理阶段，可编程序控制器检查 CPU 模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些其它的内部工作。在通

11、信服务阶段，可编程序控制器与其它的带微处理器的智能装置通信，精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。当可编程序控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上的操作。可编程序控制器处于运行（RUN）状态时，还要执行另外三个阶段的操作。在可编程序控制器的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。可编程序控制器梯形图中别的编程元件对应的映像存储器统称为元件映像寄存器。在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。外接的输入触点电路接通时，对应的

12、输入映像寄存器为“1”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为“0”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。在程序执行阶段，外部输入信号的变化不影响输入映像寄存器的状态，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。可编程序控制器的用户程序有若干条指令组成，指令在存储器中按序号顺序排列。在没有跳转指令时，CPU 从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束。在执行指令时，从输入映像寄存器或别的元件映像寄存器中将有关编程元件的“0”/“1”状态读出来，并根据指令的要求执行相应的逻

13、辑运算，运算结果写入到对应的元件映像寄存器中，因此，各编程元件的映像寄存器（输入映像寄存器除外）的内容随着程序的执行而变化。在输出处理阶段，CPU 将输出映像寄存器的“0”/“1”状态传送输出锁存器。梯形图中输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“1”状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。若梯形图中输出继电器的线圈“断电” ，对应的输出映像寄存器为“0”态，在输出处理阶段后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2

14、.32.3、PLCPLC 的选型的选型S7-200 系列是一类可编程逻辑控制器(Micro PLC)。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，S7-200 Micro PLC 具有紧凑的设计、良好的扩展能力、低廉的价格以及强大的指令，使得 S7-200 近乎完美地满足小规模的控制要求。紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得 S7-200 PLC 成为各种小型控制任务理想的解决方案。S7-200 产品的多样化以及基于 Windows 的编程工具，能够更加灵活地完成自动化任务。S7-200 的用户程序包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及其它模块通讯等指令内容，从而使它能够监

15、视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使 S7-200 成为本系统的理想解决方案。S7-200 出色表现在极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯能力，丰富的扩展模块和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O，最多有30多KB程序和数据存储空间。S7-200 有 5 种 CPU 模块分别是：221、222、224、224XP、226，根据系统的需要所以选用 CPU224 的主机模块。CPU224 是具有较强控制功能的控制器，14 入/10 出数字量，6 个高速计数器，6

16、 路 30kHz 单相高速计数器，4 路 20kHz双相高速计数器。2.42.4、系统的资源分配、系统的资源分配 根据系统的需要，输入点 10个分别是I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1，输出点8个分别是Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 。I/O分配如表2.4.1和2.4.2所示。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 输入地址定义输入地址定义I0.0下挖按钮I0.5后退按钮I0.1上扬按钮I0.6右转按钮I0.2左拐按钮I0.7左转按钮I0.3右拐按钮I1.0手动控制开关I0.4

17、前进按钮I1.1自动控制开关 表 2.4.1 输入地址分配表 输出地址 定义输入地址定义Q0.0 后退Q0.4左拐Q0.1 前进Q0.5右拐Q0.2 下挖Q0.6右转Q0.3 上扬Q0.7左转表 2.4.2 输出地址分配表精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2.52.5、系统的外部接线图、系统的外部接线图通过控制盒连接 S7-200，然后操作控制盒来控制挖掘机，如图 2.5 所示。图 2.5 外部接线图2.62.6、硬件的抗干扰措施、硬件的抗干扰措施 随着工业设备自动化控制技术的发展，可编程序控制器(PLC)在工业设备控制中的应用越来越广泛。PLC 控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生

18、产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统所使用的各种类型 PLC 中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高 PLC 控制系统可靠性，一方面要求 PLC 生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 屏蔽:对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 滤波:对供电系统计输

19、入线路采用多种形式的滤波处理，以消除和抑制高频干扰信号，也削弱了模块间的相互影响。 电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对 PLC 及 I/O 模块产生不良影响。对微处理器核心部件所需要的5V 电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量使电源线平行走线，电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地，以抑制共摸干扰。 隔离:在微处理器与 I/O 电路之间，采用光电隔离措施，有效地把他们隔离开来，以防外部的干扰信号及地线环路中产生的

20、噪声电信号通过公共地线进入 PLC 本机，从而影响其正常工作。3.3.挖掘机控制系统的软件设计挖掘机控制系统的软件设计3.13.1 PLCPLC 编程语言的概述编程语言的概述.1、 PLCPLC 编程语言的种类编程语言的种类PLC 编程语言的种类主要包括三种：梯形图、语句表和功能块图。梯形图：梯形图是通过连线把 PLC 指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的 PLC 指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令

21、（含 LD 指令） ，以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。梯形图编程，因为它直观易懂。语句表：S7 系列 PLC 将指令表称为语句表。PLC 的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由指令组成的程序叫做指令表程序或语句表程序。语句表比较适合熟悉 PLC 和逻辑程序设计的经验丰富的程序员使精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业用。功能块图：这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻

22、辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。.2、PLCPLC 编程语言的特点编程语言的特点 简化的程序结构PLC 的程序结构通常很简单，典型的为块式结构，不同块完成不同的功能，使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。 简化应用软件生成过程使用汇编语言和高级语言编写程序，要完成编辑、编译和连接三个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系统软件自动完成，整个编辑过程都在人机对话下进行的，不要求用户有高深的软件设计能力。 图形式指令结构程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于

23、理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形，用户根据自己的需要把这些图形进行组合，并填入适当的参数。在逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图，很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示，它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系，很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等，一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示，虽然象征性不如逻辑运算部分，但也很受用户欢迎。 明确的变量常数图形符相当于操作码，规定了运算功能，操作数由用户填人，如：K400，T120 等。PLC 中的变量和常数以及其取值范围有明确规定，由产品型号决定，可查阅产品目录手

24、册。 强化的调试手段无论是汇编程序，还是高级语言程序调试，都是令编辑人员头疼的事，而 PLC 的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用 PLC 和编程器上的按键、显示和内部编辑、调精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业试、监控等，并在软件支持下，使诊断和调试操作都很简单。3.2 挖掘机控制系统程序的设计挖掘机控制系统程序的设计本系统自动控制部分设计了一套完整的机械动作，这一套完整的动作由八个基本的机械动作组成：前进、后退、左拐、右拐、左转、右转、下挖、上扬。本系统分为两个部分：第一部分为自动控制；第二部分为手动控制。.1 自动控制的设计自动控制的设计本系统自动动作依次为

25、：挖掘机前进，右拐前进，左转，下挖，右转，后退，左拐前进，右转，上扬，左转，后退，右拐，后退，最终回到起始位置，如图 3.2.1 所示。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业开始前进右拐前进左转下挖右转后退左拐前进右转上扬左转后退右拐后退图 3.2.1 挖掘机自动控制图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业程序设计及分析：程序设计及分析：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业从网络 1 到网络 6 的程序可知：自动控制开关 I1.1 导通，延时定时器 T37、T38 开始计时。T37 在 1.5 秒后导通，此时 M0.0 导通，将 M21.0 的数值移入移位寄存器中，M21.1 为

26、该寄存器的最低位端；将 M22.0 的数值移入移位寄存器中，M25.1 为该寄存器的最低位端。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业.2 手动控制的设计手动控制的设计本系统的手动动作可实现对挖掘机的手动控制，如图 3.2.2 所示。开始 按下选择控制按钮 前进 后退 左拐 右拐 左转 右转 下挖 上扬图 3.2.2 手动控制图手动控制开关 I1.0 导通，M23.0 导通，按下 I0.4，M23.1 导通，Q0.1 输出，挖掘机前进。按下 I0.2，M23.2 导通，Q0.4 输出，挖掘机左

27、拐。按下I0.5，M23.3 导通，Q0.0 输出，挖掘机后退。按下 I0.3，M23.4 导通，Q0.5 输出，挖掘机右拐。按下 I0.3，M23.4 导通，Q0.5 输出，挖掘机右拐。按下I0.0，M23.5 导通，Q0.2 输出，挖掘机下挖。按下 I0.1，M23.6 导通，Q0.3 输出，挖掘机上扬。按下 I0.6，M23.7 导通，Q0.6 输出，挖掘机右转。按下I0.7，M24.0 导通，Q0.7 输出，挖掘机左转。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业其相关的程序为：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.33.3 软件的抗干扰措施软件的抗干扰措施 故障诊断:系统软件定

28、期地检测外界环境，如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等，以便及时反映和处理。 信号保护和恢复:当偶尔性故障发生时，不破坏 PLC 内部的信息，一旦故障现象消失，就可以恢复正常，继续原来的工作。 设置警戒时钟 WDT:如果程序循环扫描执行时间超过了 WDT 规定的时间，预示了程序进入死循环，立即报警。 加强对程序的检查和校验:一旦程序有错，立即报警，并停止执行程序。 对程序及动态数据进行电池后备:当停电时利用后备电池供电，保持有关信息和状态数据不丢失。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4 4、人机界面的设计、人机界面的设计4.14.1、组态软件的介绍、组态软件的介绍组态，又称组态

29、监控软件系统软件。译自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制） 。它是指一些数据采集与过程控制的专用。它们处在监控层一级的平台和，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的工具。组态的应用领域很广，可以应用于系统、 、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在系统以及电气化铁道上又称(RTU System,Remote Terminal Unit)。组态在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件” 。 “组态（Configur

30、e） ”的含义是“配置” 、 “设定” 、 “设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态” 。它有时候也称为“二次开发”，组态就称为“二次开发平台” 。 “监控（Supervisory Control） ” ，即“监视和控制” ，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。组态软件是有专业性的。一种组态只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在控制中，如：DCS(）组态、PLC（）梯形图组态；人机界面生成就叫组态软件。在其他行业也有组态的概念，如 AutoCAD，PhotoShop 等。不同之处在于，工业

31、控制中形成的组态结果是用在的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。组态也提供了编程手段，一般都是内置，提供类，有的支持 VB，现在有的组态软件甚至支持 C#高级语言。组态大都支持各种主流设备和标准通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的 HMI（人机接口，Human Machine Interface）的概念，组态软件还是一个使用户能快速建立自己的 HMI 的或。在组态出现之前，领域的用户通过手工或委托第三方编写 HMI 应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专

32、业不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展， 、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放、对 I/O 设备的广泛支持已经成为它的主要内容，将会不断被赋予新的内容。4.24.2、挖掘机监控系统的创建过程挖掘机监控系统的创建过程.1、挖掘机监控系统设备的连接挖掘机监控系统设备的连接在计算机外部设备硬件连接好后，为了实现组态王和外部设备的实时数据通讯，必须在组态王的开发环境中定义外部设备。本系统的设备连接过程如下： 在组态王工程浏览器树形目录中，选择设备 COM1，在右边

33、的工作区出现了“新建”图标，双击此“新建”图标，弹出“设备配置向导”对话框，在“设备”下的子项中默认列出的项目表示组态王和外部设备几种常用的通讯方式，DDE、PLC，智能仪表，智能模块，板卡，变频器。 在上述对话框双击 PLC 选择西门子提供的 S7200 系列的 PPI 项。 为 S7200 设备指定逻辑名称 s7200。 为设备选择连接的串口为 COM1。 为了保证组态王与 PLC 能够通信上，所以组态王的通信地址要与 PLC 的通信地址保持一致，在本系统调试的过程中，PLC 的通信地址为 18，因此此处填写设备地址为 18。 设置通信故障恢复参数，默认参数。 检查各项设置是否正确，确认无

34、误后，单击“完成” 。创建好的窗口如图 4.2.1 所示。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图 4.2.1 创建好的窗口4.2.2 挖掘机监控系统数据变量的设计数据库是“组态王”最核心的部分。在 TouchVew 运行时，现场的挖掘机要以动画的形式显示在屏幕上，这些都是以实时数据库为核心，所以说数据库是连接上位机和下位机的桥梁。数据库中变量的集合形象地称为“数据辞典” ，数据词典记录了所有用户可以使用的数据变量的详细信息。数据词典中的变量可以分为基本变量类型和特殊变量两大类，基本变量又分为内存变量和 I/O 变量两种。“I/O 变量”指的是组态王与外部设备或其它应用程序交换的变量。这

35、种数据交换是双向的、动态的，就是说在组态王系统运行过程中，每当 I/O 变量的值改变时，该值就会自动写入外部设备或远程应用程序；每当外部设备或远程应用程序中的值改变时，组态王系统中的变量值也会自动改变。所以，那些从下位机采集来的数据、发送给下位机的指令，比如前进按钮、后退按钮等变量，都需要设置成“I/O 变量” 。那些不需要和外部设备或其它应用程序交换，只在组态王内使用的变量，比如计算过程的中间变量，就可以设置成“内存变量” 。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、整型和字符串型。 内存离散变量、I/O 离散变量 内存实型变量、I/O 实型变量 内存整数变量、I/O 整数变量 内存

36、字符串型变量、I/O 字符串型变量本系统共需设置 12 个实时数据，主要是通过定义数据词典来实现。在工程浏览精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业器树型目录中选择“数据词典” ，在右侧双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，如图 4.2.2 所示。图 4.2.2 定义变量图本系统的参数设置如下：变量名：前进 变量名：后退变量类型：I/O 离散 变量类型：I/O 离散连接设备：s7200 连接设备：s7200寄存器：Q0.1 寄存器：Q0.0数据类型：Bit 数据类型：Bit采集频率：1000 采集频率：1000读写属性：只读 读写属性：只读变量名：左拐 变量名：右拐 变量类型：I/O 离

37、散 变量类型：I/O 离散连接设备：s7200 连接设备：s7200寄存器：Q0.4 寄存器：Q0.5数据类型：Bit 数据类型：Bit采集频率：1000 采集频率：1000读写属性：只读 读写属性：只读变量名：左转 变量名：右转精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业变量类型：I/O 离散 变量类型：I/O 离散连接设备：s7200 连接设备：s7200寄存器：Q0.7 寄存器：Q0.6数据类型：Bit 数据类型：Bit采集频率：1000 采集频率：1000读写属性：只读 读写属性：只读变量名：下挖 变量名：上扬变量类型：I/O 离散 变量类型：I/O 离散连接设备：s7200 连接设备：

38、s7200寄存器：Q0.2 寄存器：Q0.3数据类型：Bit 数据类型：Bit采集频率：1000 采集频率：1000读写属性：只读 读写属性：只读变量名：车 变量名：车 1变量类型：内存整数 变量类型：内存整数变化灵敏度：0 变化灵敏度：0最小值：0 最小值：0初始值：0 初始值：0最大值： 最大值：变量名：挖斗 变量名：字体颜色变量类型：内存整数 变量类型：内存整数变化灵敏度：0 变化灵敏度：0最小值：0 最小值：0初始值：0 初始值：0最大值： 最大值：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业.3 图形画面的制作及动画连接图形画面的制作及动画连接 设计画面设计画面组态王的

39、监控过程主要是通过主画面来实现的。本工程创建了两个画面，分别是“登陆界面”如图 4.2.2 所示和“主画面”如图 4.2.3 所示。通过编辑脚本程序，点击“登陆界面”中的登录系统按钮，输入设置好的密码就可进入“主画面” 。属性设置如图 4.2.1 所示。 图 4.2.1 属性设置精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 4.2.2 登陆界面图 4.2.3 主画面 动画连接动画连接所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样，工业现场的数据，比如时间的变化等，当它们发生变化时，通过 I/O 接口，将引起实时数据库中变量的变化如图 4.2.4。精选优质文档-倾情为你奉上专心-

40、专注-专业 图 4.2.4 报警画面4.2.4 挖掘机监控系统的脚本程序挖掘机监控系统的脚本程序系统主画面程序如下：系统主画面程序如下：if(本站点手自动=1)if(本站点启动=1)本站点T=本站点T+1;if(本站点T0&本站点T2&本站点T12&本站点T22&本站点T32&本站点T42&本站点T52&本站点T62&本站点T72)本站点启动=0;本站点T=0;本站点前进=0;本站点后退=0;本站点右行=0;本站点左行=0;本站点上扬=0;本站点下挖=0;本站点挖掘机 X=0;本站点挖掘机 Y=0;精选优质文档-倾情为你奉上专心-

41、专注-专业本站点挖掘机抓手=0;if(本站点前进=1)本站点挖掘机 X=本站点挖掘机 X+10;if(本站点后退=1)本站点挖掘机 X=本站点挖掘机 X-10;if(本站点右行=1)本站点挖掘机 Y=本站点挖掘机 Y+10;if(本站点左行=1)本站点挖掘机 Y=本站点挖掘机 Y-10;if(本站点上扬=1)本站点挖掘机抓手=本站点挖掘机抓手-20;if(本站点下挖=1)本站点挖掘机抓手=本站点挖掘机抓手+20;精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业5 挖掘机控制系统的调试挖掘机控制系统的调试5.15.1、硬件和软件的调试、硬件和软件的调试编程软件与编程软件与 PLC 的参数设置如图的参数设置如图 5.1 所示。