基于.PLC的自动送料装车控制系统

...wd......wd......wd...基于PLC的自动送料装车控制系统设计摘要可编程序逻辑控制器〔Programmablelogiccontroller〕简称PLC，由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅速扩大。尤其是近几年来，PLC的本钱下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。本设计是为了实现送料小车的手动和自动化的转化，改变以往小车的单纯手动送料，减少了劳动力，提高了生产效率，实现了自动化生产。而且本送料小车的设计是由于工作环境恶劣，不允许人进入工作环境的情况下而产生的。首先，用PLC编程实现送料系统的根本功能。其次，画出组态仿真画面，定义组态变量，对组态中的一些根本量如〔管道中物料的流动〕进展仿真。然后，把PLC程序和组态结合，通过数据连接，实现通信。最后，运行PLC程序及组态仿真程序，实现组态对整个系统实时监控。在实现组态控制时，本文详细的介绍了组态王软件的编程及通信，使读者很容易的了解组态王软件运行仿真过程。关键词：PLC,组态王,监控,仿真DesignofautomaticloadingcontrolsystembasedonPLCABSTRACTProgrammablelogiccontrollerreferredtoPLC，becauseofthehighreliabilityPLCadaptability，flexibility，environment，useconvenient，simplemaintenance，sotheapplicationofPLCintherapidlyexpanding.Especiallyinrecentyears，thecostofPLCdownandfunctionincreasing，so，atthemoment，PLCathomeandabroad，hasbeenwidelyusedinvariousindustries.Inordertoachievethedesignofthecarfeedthetransformationofmanualandautomated，simpletochangethepast，carmanualfeed，areductionoftheworkforce，increasedproductivity，automatedproduction!Feedingandthecarisdesignedtobeasaresultofbadworkingconditionsarenotallowedtoentertheworkingenvironmentofthecircumstancesformed.First,programswithPLCrealizesfeedsystem'sbasicfunction.Next,drawstheconfigurationsimulationpicture,thedefinitionconfigurationvariable,like(inpipelinematerialflowing)carriesonthesimulationtoconfigurationsomefundamentalquantities.Then,thePLCprocedureandtheconfigurationunion,throughthedataconnection,realizesthecorrespondence.Finally,movesthePLCprocedureandtheconfigurationsimulatedprogram,realizestheconfigurationreal-timemonitoringoverallsystem.Whenrealizestheconfigurationcontrol,thisarticledetailedintroductionconfigurationkingsoftware'sprogrammingandthecorrespondence,causedthereaderveryeasytounderstandtheconfigurationkingsoftwaremovementsimulationprocess.KEYWORDS:PLC,configuration,monitoring,simulation目录前言1第1章概述21.1可编程控制技术的开展状况21.2基于PLC控制的自动送料装车系统简介31.3PLC的特点31.4PLC的应用领域4第2章系统硬件设计62.1系统硬件的设计62.1.1自动送料装车系统控制工艺要求62.1.2主电路的设计72.1.3I/O地址分配72.1.4PLC外部接线图的设计8第3章系统软件设计103.1系统功能的分析与设计103.2系统构造的分析与设计113.2.1I/O信号的分析与设计113.2.2数据构造的分析与设计123.3程序设计的常用方法123.4PLC程序设计143.4.1PLC程序流程图143.4.2PLC梯形图设计153.5组态监控系统设计173.5.1监控系统的形成背景173.5.2组态王工程的建设183.5.3组态画面的建设203.54定义IO设备233.5.5构造数据库243.5.6建设动画连接263.5.7应用程序命令语言27第4章系统软硬件调试304.1软件调试概述304.2通信协议314.3PLC软件测试324.3.1PLC程序的模拟调试324.3.2PLC程序下载324.4组态调试344.4.1组态通讯调试344.4.2组态监控仿真354.4.3导航菜单37结论39谢辞41参考文献42外文资料翻译43前言1968年，美国通用汽车公司首先提出可编程控制器的概念。在1969年，美国数字设备公司〔DEC〕终于研制出世界上第一台PLC。这是由一种新的控制系统代替继电器的控制系统，它要求尽可能地缩短汽车流水线控制系统的时间，其核心采用编程方式代替继电器方式来实现生产线的控制。这种控制系统首先在美国通用汽车的生产线上使用，并获得了令人满意的效果。传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的缺点，且维护维修不易等缺点。作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC在市场、技术、行业影响等方面有重要作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。从送料小车的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此送料小车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。我在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间复杂的联锁关系，从而在设计和修改任何一种工作方式的程序时，不会对其它工作方式的程序造成影响，使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。本设计从自动送料装车系统的工艺出发，选择了西门子〔SIEMENS〕S7-200系列CPU226作为主要的编程对象，实现自动送料装置的根本运行，然后又详细地介绍了组态王6.5〔KingView6.5〕软件的功能及命令语言的编辑，实现了对系统的监控功能，并且对一些变量实现了远程控制。概述1.1可编程控制技术的开展状况可编程控制器(ProgrammableLogicController)简称PC或PLC，是60年代末创造的工业控制器件，是美国数字公司(DEC)为美国通用公司研制开发并应用汽车生产线上，取得了极佳的效果，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速开展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也不断朝着智能化方向开展，同时推动了先进制造技术的相应开展。现代PLC已经成为真正的工业控制设备。最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。但不久，西德的西门子(SIEMENS)公司、BBC公司就开场研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。70年代初，日本的欧姆龙〔OMRON〕也推出了他们的PLC。三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后参加了PLC制造者的行列。70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以本钱迅速下降；加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能；并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢送。小型PLC开场步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其本钱的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。据国外资料介绍:1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门(如汽车、拖拉机工业、机械工业等)、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余局部来自造纸、采矿、污水处理等部门。近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC已通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。1.2基于PLC控制的自动送料装车系统简介自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进展自动送料装车过程。本次自动送料装车系统采用了PLC控制。从送料小车运行的工艺流程来看，其控制系统属于自动运行的控制系统，因此，此送料小车的电气控制系统设计采用自动扫描循环工作方式。而在程序设计上采用整体式设计方法，这样就可以使读者一目了然地看懂整个程序，从而在一定程度上省去了使用人员阅读并分析程序的大量珍贵时间，同时也使得程序的设计、修改和故障查找工作大为简化。自动送料装车系统控制系统的软件局部〔信号显示和故障显示〕均采用经历设计法，而自动程序则采用顺序控制法设计。为了使整个控制过程更加完善，本设计采用北京亚控公司的组态王6.5仿真软件对整个系统进展组态模拟仿真，以进一步充分检验并修改系统硬件与软件。下面我们先介绍一下PLC的特点。1.3PLC的特点1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.配套齐全，功能完善，适用性强PLC开展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的开展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢送PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员承受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制翻开了方便之门。4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5.体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.4PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1.开关量的逻辑控制这是PLC最根本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2.模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量〔Analog〕和数字量〔Digital〕之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。5.数据处理现代PLC具有数学运算〔含矩阵运算、函数运算、逻辑运算〕、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比拟，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。6.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的开展，工厂自动化网络开展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第2章系统硬件设计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。PLC控制系统的硬件设计主要是指硬件选型，近十几年来，国内外众多厂家提供了多种系列、功能各异的PLC产品，已有几十个系列、几百种型号。PLC品种繁多，其构造形式、性能、I/O点数、用户程序内存容量、运算速度、指令系统、编程方法和价格各有不同，使用场合也各有侧重。因此，PLC的合理选择，对提高PLC控制系统的技术、经济指针以及对于控制系统都有着重要作用。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。2.1系统硬件的设计2.1.1自动送料装车系统控制工艺要求基于PLC控制的自动送料装车系统的控制要求如下：初始状态：红灯L2灭，绿灯L1亮，表示允许汽车进来装料。此时，进料阀门〔K1〕，送料阀门〔K2〕，电动机〔M1、M2、M3〕皆为OFF状态。当汽车到来时，车辆检测开关S2接通，红灯L2亮，绿灯L1灭，电动机M3运行，电动机M2在M3接通2秒后运行，电动机M1在M2启动2秒后运行，依次顺序起动整个送料系统。当电动机M3运行后，进料阀门K1翻开给料斗进料。当料斗中物料装满时，料斗检测开关S1接通，此时进料阀门K1关闭〔设1料斗物料足够运料小车装满一车〕。料斗出料阀门K2在电动机M1运行2秒及料斗装满后，翻开放料，物料通过传送带PD1、PD2和PD3的传送，装入汽车。当运料小车装满后，称重开关S3动作，送料阀门K2关闭，同时电动机M1延时2秒后停顿，电动机M2在M1停顿2秒后停顿，电动机M3在M2停顿2秒后停顿。此时绿灯L1亮，红灯L2灭，表示汽车可以开走。2.1.2主电路的设计主电路的设计对于本次设计小车自动送料装车系统设计相当重要,只有在主电路设计正确且简便的根基上,系统控制电路及软件设计才能精简方便。根据系统的控制工艺要求，我所设计的电气控制系统主回路原理图如图2-1所示。图中，M1，M2，M3为三台皮带传输送料电动机，交流接触器KM1~KM3通过控制三台电动机的运行来控制三个传送带，从而进展对物料的传输。FR1，FR2，FR3为起过载保护作用的热继电器，用于物料传输过程中当传送带过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。图2-1自动送料装车系统主电路原理图2.1.3I/O地址分配此次设计，系统占用12个PLC的I/O端口，分别是5个输入端口和7个输出端口，具体的I/O分配如表2-1所示。表2-1自动送料装置系统I/O地址表输入输出启动I0.0电机M3Q0.0称重开关I0.1电机M2Q0.1下限料位I0.2电机M1Q0.2紧急停顿I0.3料斗开关K2Q0.3上限料位I0.4进料阀门K1Q0.4红灯L2Q0.5绿灯L1Q0.62.1.4PLC外部接线图的设计该控制系统核心局部是以德国西门子CPU226为主，CPU模块采用整体式构造，它的体积小、价格低，CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱形机壳内，前盖下面有模式选择开关、模拟量电位器和扩展模块连接器。I/O模块中输入8点，输出10点，可实现高速输入输出响应，内部具有高速计数和中断处理功能。PLC的输入输出端子均接到相应的接线端子排，输入输出信号通过这些接线端子排可由其它地方直接引入，这些接线端子排的布置与PLC的输入输出端子以及电源端、接地端和公共端的实际位置一一对应。I/O模块接口将输入输出信号引入到控制台上。PLC外部硬件接线图如图2-2所示(PLC外部接线图)。PC/PPI编程电缆上标有PC的RS一232端连接电脑的RS一232通信接口，标有PPI的RS一485端连接到CPU模块的通信口，并拧紧两边接口的螺丝。PC/PPI编程电缆通常在试验中下载梯形图程序时使用。根据设计要求，如图2-2为PLC外部接线图的设计。图2-2PLC自动送料I/O接线图第3章系统软件设计3.1系统功能的分析与设计PLC软件功能的分析与设计实际上是PLC控制系统的功能分析与设计中的一个重要组成局部。对于控制系统的整体功能要求，可以通过硬件途径、软件途径或者软硬件结合途径来实现。因此，在正式编写程序之前，首先要站在控制系统的整体角度上，进展系统功能要求的分配，弄清楚哪些功能是要通过软件的执行来实现的，即明确应用软件所必须具备的功能。对于一个实用软件，大体上可以从以下两个方面来考虑：〔1〕控制功能；〔2〕自诊断功能。作为PLC控制系统，其最根本的要求就是如何通过PLC对被控对象实现人们所希望的控制，所以对于以上两方面，控制功能是最根本的，必不可少。对于一些简单的PLC控制系统或许仅此功能就可以了，但对于本次自动送料装车系统的设计远远不够。该系统最主要的功能就是实现物料的自动输送及装载功能，但怎样实现呢这就要靠及时准确地控制检测开关、阀门、皮带传输送料电动机等元器件来实现。但是针对不同的元器件，我们要根据需要设计出不同的功能。比方用皮带传输送料电动机用于传输物料、用阀门翻开与闭合控制物料的进出等。在进展功能的分析、分配之后，要进展具体功能的设计，对于不同的PLC控制系统，其主要依据是根据被控对象和生产工艺要求而定。在该系统中，设法搞清被控设备〔运料小车、皮带传输送料电动机、称重检测装置、物料检测装置等〕的动作时序、控制条件、控制精度等等，做出明确具体的规定，分析这些规定是否合理、可行。再者就是，要弄清楚，如果电动机出现轴承损坏;发热;绕组对地及相间短路等故障时，我们应该对其做出相应的保护。如果经过分析后，认为达不到预期效果〔自动传输物料和物料自动装载以及故障报警显示与处理〕，则要对其进展修订，其中也可能包括与之配合的硬件系统，直至所有的控制功能都被证明是合理可行为止。第二局部是自诊断功能。它包括PLC自身工作状态的自诊断和系统中被控设备工作状态的自诊断两局部。对于前者可利用PLC自身的一些信息和手段来完成。而对于后者，则可以通过分析被控设备接收到的控制指令及被控工作的反响信息，来判断被控设备的工作状态。例如在本设计中，我们用三个热继电器FR1~FR3来实现故障报警及处理。具体表现为当三个传送带PD1、PD2和PD3中任意一个或多个发生过载时，系统通过不同的信号灯的状态变化实现自动报警，并通过在程序中控制其它被控对象的运行状态来及时准确的处理相应故障。3.2系统构造的分析与设计3.2.1I/O信号的分析与设计PLC的工作环境是工业现场，工业现场的检测信号〔如：料斗检测信号、车辆检测信号、称重和故障信号等〕多种多样，有模拟量〔如：运料小车、物料等〕，也有开关量〔如红灯、绿灯、进/送料阀门等〕，PLC就以这些现场数据作为对被控对象进展控制的源信息。同时，PLC又将处理的结果送给被控设备或工业生产过程，驱动各种执行机构〔进/送料阀门、皮带传输送料电动机〕实现控制。因此对I/O信息的分析，就是对后面编程所需要的I/O信号进展详细的分析和定义，并以I/O信息表的形式提供应编程人员。I/O信号分析的主要内容有：〔1〕定义每一个输入信号并确定它的地址。该设计中以I/O地址表和PLC外部接线图的形式给出，图中也包含对每一个输入点所做的简洁说明，使其一目了然。〔2〕定义每一个输出信号并确定它的地址。该设计中以I/O地址表和PLC外部接线图的形式给出，图中也包含对每一个输出入点所做的简洁说明，使其一目了然。〔3〕审核上述分析设计是否能满足系统规定的功能要求。假设不满足，则需修改，直至满足为止。3.2.2数据构造的分析与设计数据构造设计的任务，就是对程序中所用到的数据构造进展具体的规划和设计，合理地对内存进展估算，提高内存的利用率。PLC应用程序所需的存储空间，与内存利用率、I/O点数、程序编写水平有关。通常把系统中I/O点数和存放用户机器语言所占内存数之比成为内存利用率。高的内存利用率，占用整个系统的内存比拟少，可以大大缩短扫描周期时间，从而提到系统的相应速度。同样，用户编写程序的优劣对程序的长短和运行时间都有很大的影响，而数据构造的设计必将直接关系到编程质量。数据构造设计的主要内容有：〔1〕按照软件设计要求，将PLC的数据空间做进一步的划分，分为假设干个子空间，并对每一个子空间进展具体的定义。当然，这要以功能算法、硬件设备要求、预计的程序构造和占有量为依据，综合考虑来决定。〔2〕应为每一子空间留出适当的裕量，以备以后使用。该设计中，实验室提供的CPU型号为CPU226CN，它有40个I/O点数，但是我们只需要5个输入点和7个输出点共12个I/O点数，剩下的I/O点数就可以作为裕量使用。I/O信号和数据构造的分析与设计为PLC编程人员提供了重要的依据。3.3程序设计的常用方法在工程中，对PLC应用程序的设计有多种方法，这些方法的使用，也因各个设计人员的技术水平和喜好有较大的差异。现将常用的几种应用程序的设计方法简要介绍如下。1.经历设计法经历设计法也叫凑试法。在掌握一些典型控制环节和电路设计的根基上，根据被控对象对控制系统的具体要求，凭经历进展选择、组合。这种方法对于一些简单的控制系统的设计是比拟凑效的，可以收到快速、简单的效果。但是它没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性，最后得到的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经历的多少有关。经历设计法的具体步骤如下：〔1〕确定输入/输出电器；〔2〕确定输入和输出点的个数、选择PLC机型、进展I/O分配；〔3〕做出系统动作工程流程图；〔4〕选择PLC指令并编写程序；〔5〕编写其它控制控制要求的程序；〔6〕将各个环节编写的程序合理地联系起来，即得到一个满足控制要求的程序。2.逻辑设计法工业电气控制线路中，有很多是通过继电器等电器组件来实现的。而继电器、交流接触器的触点都只有两种状态即：断开和闭合，因此用“0〞和“1〞两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。该方法是根据数字电子技术中的逻辑设计法进展PLC程序的设计，它使用逻辑表达式描述问题。在得出逻辑表达式后，根据逻辑表达式画出梯形图。因此用逻辑设计法也可以适用于PLC应用程序的设计。3.顺序控制法对那些按动作的先后顺序进展控制的系统，非常适合使用顺序控制设计法进展编程。顺序控制法规律性很强，虽然编程相当长，但程序构造清晰、可读性。在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。功能图由流程步、有向线段、转移和动作组成，在使用时它有一些使用规则，具体如下：〔1〕步与步之间必须用转移隔开；〔2〕转移与转移之间必须用步隔开；〔3〕转移和步之间用有向线段连接，正常画顺序功能图的方向是从上向下或则从左向右。按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头。〔4〕一个顺序功能图中至少有一个出初始步。3.4PLC程序设计根据可编过程控制器系统硬件构造和生产工艺要求，在软件规格说明书的根基上，用相应的编程语言指令，编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是程序设计。程序设计要对做一些必要的准备工作，首先要了解系统的概况形成整体概念。其次熟悉被控对象、编出高质量的程序。再次，充分利用已有的硬件和软件工具。如果是利用计算机编程，可以大大提高编程的效率和质量。3.4.1PLC程序流程图PLC采用计算机控制技术，其程序设计同样可遵循软件工程设计方法，程序工作过程可用流程图3-1表示。由于PLC的程序执行为循环扫描工作方式，因而与计算机程序框图不同点是，PLC程序框图在进展输出刷新后，再重新开场输入扫描，循环执行。图3-1PLC程序流程图3.4.2PLC梯形图设计本设计的程序梯形图如图3-2所示。图3-2PLC程序梯形图初始状态：Q0.6接通，其它都处于断开状态。表示小车可以进入。小车到达：I0.0闭合，Q0.0接通同时Q0.4接通，延时2秒Q0.1接通，延时2秒，Q0.2接通。Q0.5接通，Q0.6断开。表示小车已经到达。开场装料：I0.2闭合，Q0.4断开，Q0.3接通，表示装料中。装料完毕：I0.1闭合，Q0.3断开同时Q0.0断开，延时2秒Q0.1断开，在延时2秒Q0.2断开，Q0.5断开，Q0.6闭合。表示小车已经装满并且可以离开。3.5组态监控系统设计3.5.1监控系统的形成背景组态王是一个操作平台，它能及时的反映现场的实际情况，有利于工作人员及时的对现场出现的情况做出相应的操作。组态王6.5(KingView6.5)是目前国内比拟流行的一种国产工业自动化通用组态软件,适用于中小规模工业监控机,价格低廉。组态王配有加密锁,支持工程加密；驱动程序较为丰富,如支持DDE、板卡、OPC服务器、PLC、智能仪表、智能模块等；支持ActiveX控件、配方管理、数据库访问、网络功能、冗余功能。其扩展性强,可与管理计算机或控制计算机联网通信。组态王6.5是亚控科技在组态王6.0x系列版本成功应用后，广泛征询数千家用户的需求和使用经历，采取先进软件开发模式和流程，由十多位资深软件开发工程师历时一年多的开发，及四十多位用户一年多的实际现场考验。使用更方便，功能更强大，性能更优异，软件更稳定，质量更可靠。组态王6.5的推出再次验证了亚控科技“以客为尊、务实创新、勤奋正值、协作成长〞的经营理念。亚控科技是一个永远都会将用户利益放在首位的、值得用户信赖的专业自动化软件服务商。随着Internet科技日益渗透到生产、生活的各个领域，自动化软件的e趋势已开展成为整合IT与工厂自动化的关键。亚控科技一直是这个领域的开拓者，组态王6.5的Internet版本立足于门户概念，采用最新的JAVA2核心技术，功能更丰富，操作更简单。整个企业的自动化监控将以一个门户网站的形式呈现给使用者，并且不同工作职责的使用者使用各自的授权口令完成各自的操作，这包括现场的操作者可以完成设备的起停、中控室的工程师可以完成工艺参数的整定、办公室的决策者可以实时掌握生产本钱、设备利用率及产量等数据。组态王6.5的Internet功能逼真再现现场画面，使您在任何时间任何地点均可实时掌控企业每一个生产细节得以实现，现场的流程画面、过程数据、趋势曲线、生产报表(支持报表打印和数据下载)、操作记录和报警等均轻松浏览。当然您必须要有授权口令才能完成这些。用户还可以自己编辑发布的网站首页信息和图标，成为真正企业信息化的Internet门户。对于自动送料装车系统，组态监控是重要的一步，也是必要的一步。我们知道自动送料装置一般都是在环境比拟恶劣，不利于工作人员现场操作，这样就不能准确的判断现场的实际情况，就不能及时的做出相应的操作。3.5.2组态王工程的建设组态王6.5为我们支持大画面、导航图，用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容。绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。方便的变量替换，可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进展变量替换。自定义菜单，支持二级子菜单。丰富的提示文本，系统提供丰富的图素提示条文本，包括简单图素和组合图素。任意选择画面中的图素，在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意选择多个图素进展组合、排列等操作。1.组态主画面的建设建设新的组态王工程，请首先为工程指定工作目录〔或称“工程路径〞〕。“组态王6.5〞用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由“组态王6.5〞自动管理我们翻开组态王6.5软件，首先要求我们新建组态王工程所在的目录，启动“组态王6.5〞工程管理器，选择菜单“文件\新建工程〞或单击“新建〞按钮，在弹出图框中单击“下一步〞继续。弹出“新建工程向导之一对话框〞如图3-2所示。图3-2新建工程向导之一我们首先确定文件存放的目录，然后选择工程所在的目录的路径，点“浏览〞选择你所要存放工程的目录，然后点下一步，进入工程向导之三，要求我们为新工程命名，在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于32个字节，工程描述长度应小于40个字节。单击“完成〞完成工程的新建。系统会弹出对话框，询问用户是否将新建工程设为当前工程，在弹出图框中单击“否〞按钮，则新建工程不是工程管理器的当前工程，如果要将该工程设为新建工程，还要执行“文件\设为当前工程〞命令；单击“是〞按钮，则将新建的工程设为组态王的当前工程。定义的工程信息会出现在工程管理器的信息表格中。完成工程的新建如图3-3所示。图3-3新建工程向导之二3.5.3组态画面的建设翻开“组态王工程管理器〞，在“组态王工程管理器〞，中找到我们已经建设好的工程名，点击这个工程名，会弹出来一个提示对话框，我们不用管它直接点“忽略〞。然后进入“工程浏览器〞进入组态王6.5开发系统后，就可以为每个工程建设数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。这些画面都是由“组态王6.5〞提供的类型丰富的图形对象组成的。系统为用户提供了矩形〔圆角矩形〕、直线、椭圆〔圆〕、扇形〔圆弧〕、点位图、多边形〔多边线〕、文本等根本图形对象，及按钮、趋势曲线窗口、报警窗口、报表等复杂的图形对象。提供了对图形对象在窗口内任意移动、缩放、改变形状、复制、删除、对齐等编辑操作，全面支持键盘、鼠标绘图，并可提供对图形对象的颜色、线型、填充属性进展改变的操作工具。“组态王6.5〞采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建设画面的图形界面。用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果。1.定义新画面进入新建的组态王工程，选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面〞，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建〞图标。在“画面名称〞处输入新的画面名称。如图3-3所示。图3-3定义新画面2.编辑画面当我们建设画面后，接下来就是对画面进展编辑，我们首先找到“工具箱〞，如图3-4一般都在我们的新画面的右边栏上，如果不小心关闭了我们可以在主菜单中找到，在菜单“工具/显示工具箱〞的左端有“〞号，表示选中菜单；没有“〞号，屏幕上的工具箱也同时消失，再一次选择此菜单，“〞号出现，工具箱又显示出来。图3-4工具箱工具箱提供了许多常用的菜单命令，也提供了菜单中没有的一些操作。当鼠标放在工具箱任一按钮上时，立刻出现一个提示条标明此工具按钮的功能，用户在每次修改工具箱的位置后，组态王会自动记忆工具箱的位置，当用户下次进入组态王时，工具箱返回上次用户使用时的位置。工具箱中的工具大致分为四类。1.画面类：提供对画面的常用操作，包括新建、翻开、关闭、保存、删除、全屏显示等。2.编辑类：绘制各种图素〔矩形、椭圆、直线、折线、多边形、圆弧、文本、点位图、按钮、菜单、报表窗口、实时趋势曲线、历史趋势曲线、控件、报警窗口〕的工具；剪切、粘贴、复制、撤消、重复等常用编辑工具；合成、分裂组合图素，合成、分裂单元；对图素的前移，后移，旋转，镜像等操作工具。3.对齐方式类：这类工具用于调整图素之间的相对位置，能够以上、下、左、右、水平、垂直等方式把多个图素对齐；或者把它们水平等间隔、垂直等间隔放置。4.选项类：提供其它一些常用操作，比方全选、显示调色板、显示画刷类型、显示线形、网格显示/隐藏、激活当前图库、显示调色板等。工具箱中有一个功能强大的图库，使用图库开发工程界面至少有三方面的好处：一是降低了工程人员设计界面的难度，使他们能更加集中精力于维护数据库和增强软件内部的逻辑控制，缩短开发周期；二是用图库开发的软件将具有统一的外观，方便工程人员学习和掌握；最后，利用图库的开放性，工程人员可以生成自己的图库元素，“一次构造，随处使用〞，节省了工程人员投资图库中的元素称为“图库精灵〞。之所以称为“精灵〞，是因为它们具有自己的“生命〞。图库精灵在外观上类似于组合图素，但内嵌了丰富的动画连接和逻辑控制，工程人员只需把它放在画面上，做少量的文字修改，就能动态控制图形的外观，同时能完成复杂的功能。3.54定义IO设备组态王6.5把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机〔PLC、仪表、模块、板卡、变频器等〕，它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。只有在定义了外部设备之后，组态王6.5才能通过I/O变量和它们交换数据。为方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导〞引导用户一步步完成设备的连接。该课题设计中使用西门子S7-200PLC和组态王6.5进展通信。S7-200PLC可以通过PLC为组态王提供数据。假设西门子S7-200PLC连接在计算机的COM1口。定义I/O设备的具体步骤如下：继续上面的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1〞，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建〞图标，运行“设备配置向导〞。在弹出图框中选择“西门子PLC〞的“S7-200系列〞的“PPI〞项，单击“下一步〞，弹出“设备配置向导〞，为外部设备取一个名称，输入新IO设备，单击“下一步〞，弹出“设备配置向导〞，为设备选择连接串口，假设为COM1，单击“下一步〞，弹出“设备配置向导〞，填写设备地址，假设为2，单击“下一步〞，弹出“设备配置向导〞。在弹出图框中设置通信故障恢复参数(一般情况下使用系统默认设置即可)，单击“下一步〞，弹出“设备配置向导〞，请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成〞。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“新IO设备〞。在定义数据库变量时，只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王6.5交换数据了。具体如何进展IO设备的定义、管理等工作，请参见组态王6.5使用手册正式版“IO设备管理〞一章。3.5.5构造数据库数据库是“组态王6.5〞软件的核心局部，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者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，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在“TouchVew〞运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据库中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。在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典〞项，右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。双击“新建〞图标，弹出“定义变量〞属性对话框如图3-5所示。组态王的变量属性由根本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。采用这种卡片式管理方式，用户只要用鼠标单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。“变量属性〞对话框如下所示单击“确定〞按钮，则工作人员定义的变量有效时保存新建的变量名到数据库的数据词典中。假设变量名不合法，会弹出提示对话框提醒工程人员修改变量名。单击“取消〞按钮，则工作人员定义的变量无效，并返回“数据词典〞界面。图3-5定义变量构造数据库具体步骤如下：继续上面的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典〞，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建〞图标，弹出“变量属性〞对话框。此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作，详细变量操作请参见组态王6.5使用手册正式版“变量定义和管理〞。这一章在“变量名〞处输入变量名，如：运料小车；在“变量类型〞处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定〞即可。下面继续定义一个IO变量。在“变量名〞处输入变量名，如：红灯；在“变量类型〞处选择变量类型如：IO整数；在“连接设备〞中选择先前定义好的IO设备：新IO变量；在“存放器〞中定义为：Q0.6；在“数据类型〞中定义为：Bit类型。其它属性目前不用更改，单击“确定〞即可。同样其他连接I/O变量也可以用这样的方式获得，如图3-6是我已经定义好的数据库。图3-6数据词典3.5.6建设动画连接工程人员在组态王开发系统中制作的画面都是静态的，那么它们如何才能反映工业现场的状况呢这就需要通过实时数据库，因为只有数据库中的变量才是与现场状况同步变化的。数据库变量的变化又如何导致画面的动画效果呢通过“动画连接〞——所谓“动画连接〞就是建设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，比方温度、液面高度等，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，如果设计者曾经定义了一个画面图素——比方指针——与这个变量相关，我们将会看到指针在同步偏转。3.5.7应用程序命令语言动画连接的引入是设计人机接口的一次突破，为工程人员提供了标准的工业控制图形界面，并且由可编程的命令语言连接来增强图形界面的功能。图形对象与变量之间有丰富的连接类型，给工程人员设计图形界面提供了极大的方便。“组态王〞系统还为局部动画连接的图形对象设置了访问权限，这对于保障系统的安全具有重要的意义。动画的连接是靠应用程序命令语言来实现的，在如图3-7的画面里输入控制画面动画的命令语言。图3-7命令语言整个系统设计的应用程序命令语言如下：if(\\本站点\输送机M1==1){\\本站点\M1皮带=\\本站点\M1皮带+10;}if(\\本站点\M1皮带>49){\\本站点\M1皮带=0;}if(\\本站点\输送机M2==1){\\本站点\M2皮带=\\本站点\M2皮带+10;}if(\\本站点\M2皮带>49){\\本站点\M2皮带=0;}if(\\本站点\输送机M3==1){\\本站点\M3皮带=\\本站点\M3皮带+10;}if(\\本站点\M3皮带>19){\\本站点\M3皮带=0;}if(\\本站点\输送机M1==1){\\本站点\皮带1货物=\\本站点\皮带1货物+5;}if(\\本站点\皮带1货物>20){\\本站点\M1皮带=0;}if(\\本站点\输送机M2==1){\\本站点\皮带2货物=\\本站点\皮带2货物+5;}if(\\本站点\皮带2货物>20){\\本站点\皮带2货物=0;}if(\\本站点\输送机M3==1){\\本站点\皮带3货物=\\本站点\皮带3货物+5;}if(\\本站点\皮带3货物>20){\\本站点\皮带3货物=0;}if(\\本站点\绿灯HG==1){\\本站点\货车1=\\本站点\货车1+50;}if(\\本站点\货车1>500){\\本站点\货车1=500;}if(\\本站点\红灯HR==1){\\本站点\货车1=0;}if(\\本站点\绿灯HG==1){\\本站点\货车2=\\本站点\货车2+50;}if(\\本站点\货车1>480){\\本站点\货车1=480;}if(\\本站点\红灯HR==1){\\本站点\货车2=0;}if(\\本站点\红灯HR==1){\\本站点\货物=\\本站点\货物+3;}if(\\本站点\货物>100){\\本站点\货物=100;}if(\\本站点\货车1==500){\\本站点\货物=0;}if(\\本站点\出料阀==1){\\本站点\漏斗料=\\本站点\漏斗料+10;}if(\\本站点\漏斗料>55){\\本站点\漏斗料=0;}第4章系统软硬件调试4.1软件调试概述调试是软件开发过程中最艰巨的脑力劳动，调试开场时，软件开发者仅仅面对着错误的征兆，然而在问题的外部现象和内在原因之间往往并没有明显的联系，在组成程序的密密麻麻的元素中，每一个都可能是错误的根源。如何能在浩如烟海的程序元素中找到有错误的那个〔或几个〕元素，这是调试过程中最关键的技术问题。本设计中调试的方法主要是设置断点跟踪。使用断点跟踪可以找到程序的出错位置，缩小查找错误的范围，提高调试的效率。调试的任务是及时改正测试过程中发现的软件错误。具体地说，调试过程由两个步骤组成，它从表示程序中存在错误的某迹象开场，首先确定错误的准确位置，也就是找出哪个模块或哪个语句引起的错误。然后仔细研究推断代码以确定问题的原因，并设法改正。当然更重要的还是调试的策略。调试的策略主要有以下几种方法：1.试探法调试人员分析错误征兆，猜测故障的大致位置，然后使用调试的技术获取程序中被疑心的地方附近的信息。这种策略通常是缓慢而低效的。一般不被采用。2.回溯法回溯法是调试人员检查错误征兆，确定最先发现“病症〞的地方，然后人工沿程序的控制流往回追踪源程序代码，直到找出错误根源或确定故障范围为止。回溯法对小程序而言是一种比拟好的调试策略，但是对于一些大规模的程序来说，就不适合用此方法了。3.对分查找法如果知道每个变量在程序内假设干个关键点的正确值，则可以用赋值语句或输入语句在程序中点附近“注入〞这些变量的正确值，然后检查程序的输出。如果输出结果是正确的，则故障在程序的前半局部；反之，在后半局部。对于程序中有故障的那局部再重复使用这个方法，直到把故障范围缩小到容易诊断的程度为止。4.归纳法所谓归纳法就是从个别推断一般的方法，这种方法从线索出发，通过分析这些线索之间的关系而找到故障。5.演绎法是从一般原理或前提出发，经过删除和精化的过程推导出结论。用演绎法调试开场时先列出可能成立的原因或假设，然后依次地排除列举出的原因。最后，证明剩下的原因是错误的根源。以上是一些调试策略的介绍，在这些策略中较普遍的调试策略是归纳法和演绎法。4.2通信协议PPI协议是SIEMENS公司专门为S7系列PLC开发的通信协议、主/从协议，可利用PC/PPI电缆，将S7—200系列的PLC与装有STEP7Micro/Win32编程软件的计算机连接起来，组成PC/PPI〔单主站〕的主/从网络连接。PPI协议是S7200CPU最根本的通信方式，通过PPI协议自身的端口〔PORT或PORT1〕就可以实现通信，PPI通信是S7—200CPU默认的通信方式。PPI是一种主/从协议通信，主/从站在一个令牌环网中，在CPU内用户程序调用网络读〔NETR〕,写〔NETW〕指令即可。也就是说网络读写指令是运行在PPI协议上的，因此PPI网络只在主站侧写程序就可以了，从站的读写网络指令没有什么意义。NETR网络读取指令是启动一项PPI通信操作，通过指定的端口(PORT)从远程设备读取数据到本地表格〔TBL〕网络读写指令可以向远程站发送或接收16个字节的信息，在CPU内同一时间最多可以有8条指令被激活。4.3PLC软件测试4.3.1PLC程序的模拟调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反响信号，如限位开关触点的接通和断开。对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步，被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试完毕后再写入它们的实际设定值。4.3.2PLC程序下载程序编译完之后，STEP7－Micro/WIN32及PLC之间的通信关系也成功建设，此时可向PLC下载程序，然后收集状态监控或调试程序。STEP7－Micro/WIN32提供了一套工具来调试和监控程序。1.选择工作模式选择菜单栏中的“PLC〞“运行〞或者“PLC〞“停顿〞可进入相对的PLC模式；单击工具栏中的“运行〞按钮或“停顿〞按钮，也可进入相应模式；还可以手工改变位于PLC上的开关或在程序内插入停顿指令。当PLC处于停顿模式时，可利用图状态或程序状态查看操作数的当前值，也可以利用图状态或程序状态强迫数值(此操作只在梯形图和功能块图程序状态中使用)，还可以利用图状态写入数值或写入和强迫输出，执行有限数目的扫描，通过状态图或程序状态查看影响。在停顿模式下，虽然能报告操作数状态，但PLC无法执行用户程序，达不到预期的控制效果。如果想观察程序状态的连续更新，需将PLC转回运行模式。2.翻开程序状态选择“排错〞菜单中的“程序状态〞，翻开输出窗口；或单击调试工具条中的“程序状态〞按钮，短暂停顿后，程序编辑器窗口开场显示状态。如果作数值等于1(位翻开)，布尔指令(触点、线圈)将被显示成彩色块，非布尔操作数则以通信速度允许的最快速度显示并更新。3.执行有限次扫描(1)单次扫描通过指定PLC运行的扫描次数，可以监控程序在改变进程变量时的情况。PLC不支持对运行模式执行循环次数。任何时候PLC从停顿模式进入运行模式，该扫描的第一扫描位(SM0.1)将被激活。由于PLC执行的速度很快，从程序状态很难监控到此位的变化，因此可以使用“单次扫描〞命令，它使PLC从停顿模式转变成运行模式。执行单个扫描，然后再转回停顿模式。由于PLC只执行一次扫描，与第一扫描逻辑相关的状态信息不会消失，因此可以查看此信息，进而监控程序。可在程序编辑器窗口显示要监控的程序局部，确定翻开程序状态，将PLC置于停顿模式，使用“单次扫描〞命令。(2)屡次扫描单次扫描并不能完全收集系统连续执行时系统状态信息的变化，需要连续或连续地收集状态信息。可以指定PLC执行有限次的程序扫描(从1次扫描至65355次扫描)。当PLC处于停顿模式时，可利用屡次扫描特征查看一次或屡次扫描。确定PLC为停顿模式后，选择菜单栏中的“排错〞“屡次扫描〞，出现执行扫描对话矿，如下图。在执行扫描对话框中输入所要进展的扫描次数，单击“确认〞按钮。(3)程序保存当然，要想使自己所编写保密，也可以对其进展保密设置。选择“文件〞菜单中的“设置密码〞，翻开用密码保护本窗口，在“密码〞及“验证〞框中输入相应的密码和验证码即可。当然，假设不想对自己的程序进展保密设置，就在“密码〞及“验证〞框中不输入任何数值。选择“文件〞菜单中的“保存〞选项，之后选择“退出〞选项，在出现的工程保存框中选择“是〞即可。4.4组态调试4.4.1组态通讯调试组态王软件系统与最终工程人员使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。组态王驱动程序采用最新软件技术，使通讯程序和组态王构成一个完整的系统。这种方式既保证了运行系统的高效率，也使系统能够到达很大的规模。组态王支持的硬件设备包括：可编程控制器〔PLC〕、智能模块、板卡、智能仪表，变频器等等。工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，他不必关心具体的通讯协议，只需要在组态王的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导〞的提示一步步完成安装即可，使驱动程序的配置更加方便。单击“调试〞菜单，弹出下拉式菜单，如图4-1所示。图4-1调试菜单此命令用于给出组态王与I/O设备通讯时的调试信息，包括通讯信息、读成功、读失败、写成功、写失败。当用户需要了解通讯信息时，选择“通讯信息〞项，此时该项前面有一个符号“〞，表示该选项有效，则组态王与I/O设备通讯时会在信息窗口中给出通讯信息，如图4-2所示。图4-2信息窗口通讯信息在组态王信息窗口中，我们可以看到在系统运行过程中，系统和PLC通讯失败，这说明组态监控系统和PLC没有接通。可能是PLC电缆没有接好，我们主要从这方面入手进展下一步的调试。通讯信息：在组态王信息窗口中显示/不显示组态王与设备的通讯信息。同样我们可以用信息窗口获得其他一些错误信息。读成功：在组态王信息窗口中显示/不显示组态王读取设备存放器数据时成功的信息。读失败：在组态王信息窗口中显示/不显示组态王读取设备存放器数据时失败的信息。写成功：在组态王信息窗口中显示/不显示组态王向设备存放器写数据时成功的信息。写失败：在组态王信息窗口中显示/不显示组态王向设备存放器写数据时失败的信息。调试\命令语言：该选工程前不起作用。4.4.2组态监控仿真从总体构造上看一般都是由系统开发环境(或称组态环境)与系统运行环境两大局部组成。系统开发环境是自动化工程设计者为实施其控制方案，在组态软件的支持下进展应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通过建设一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境是将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行时使用的,是直接针对现场操作使用的。系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实时数据库。当我们进入组态王主画面后，首先确定把我们修改的画面是否保存。点“文件〞在其中找到“全部存〞选项，然后在“文件〞菜单中找到“切换到View〞选项，这时系统会弹出来一个提示对话框，这个是让我们对系统加密的，由于我门是在演示的模式下进展对系统的编程，我们不用管这一项，这不是系统的编程错误，我们直接点“忽略〞进入运行画面。这时系统要我们选择要运行的画面，我们选择所要运行的画面，然后点“确定〞，这样就进入仿真画面。在图4-4中我们可以看到小车正在进入装车系统，此时我们可以看到只有绿灯亮。当汽车到达是红灯亮，绿灯灭。如图4-5此时进料阀门翻开，电动机依次转动，小车装料。如图4-6小车装满料后电动机依次停顿，绿灯亮，小车退出。图4-4运料小车进入图4-5小车装料图4-6小车装满退出4.4.3导航菜单单击“导航〞菜单，弹出下拉式菜单，该选项用于导航图的显示或隐藏。使用鼠标右键点击运行系统画面，弹出快捷菜单，点击“导航图〞命令也可显示或隐藏导航图。选中“导航图〞命令后在画面的右上方会出现矩形显示小窗口，该窗口就是导航画面。在导航图中显示的始终是鼠标点击获得焦点的画面。运行画面显示窗口在整个画面中的位置，在导航图中为一个标志矩形。画面中的图素在导航图中为缩小的图素，是各自的标识符。导航图的大小是固定的，当画面实际大小的长宽比例与导航图比例不一致时靠左或上为有效显示区域，在导航图内鼠标的移动范围限制在有效区域内。按住鼠标左键点中导航图上面灰色标题条可以拖动导航图，放置在屏幕任意的位置。使用鼠标可以进展画面和导航图的互动操作。1．启动导航图时，其内容为当前编辑的画面。2．当运行画面切换时，如导航图在显示状态，其内容也随之改变。3．当画面滚动时，导航图中标志画面显示内容的矩形随之移动。4．当在导航图中鼠标单击指定位置时，可将当前编辑画面滚动到以单击处坐标为中心的位置。导航图中标志当前显示位置的矩形也随之移动，但大小不变。5．当在导航图中单击位置在标志矩形内部时，可拖动鼠标到指定位置，放开鼠标后当前编辑画面自动滚动到相应位置。6．当画面没有滚动条时，显示导航图操作将不起作用。该选项用于运行系统画面的移动。使用鼠标右键点击运行系统画面，弹出快捷菜单，点击“移动画面导航图〞命令也可实现移动画面功能。选中此命令后该项前面有一个“〞符号，同时鼠标变成小手的形状，按住鼠标左键移动鼠标可移动画面，但此状态下鼠标不能获得焦点。再次点击该命令则取消移动画面，该项前面“〞符号消失。或是右键点击鼠标取消移动画面状态。结论本自动送料系统采用目前比拟流行的PLC编程控制，因此适应能力比拟强。自动送料装置一般都是在条件比拟恶劣的环境下运行，对装置的要求比拟高，传统的装置都是用继电器等一些器件组成，这些装置不仅线路复杂，而且在恶劣的环境下稳定性很差，这些线路很容易出现故障，致使生产效率大大降低，而此次运用PLC编程控制，解决了系统的稳定问题。结合本次课题的设计过程，我认为今后的自动送料装车系统研究和设计时，应该集中在以下几个方面：参加电动机转速的检测及控制对于不同的物料，由于密度的大小未知，而要提高我们系统的适应能力，我们就要对系统做出相应的调整，这种情况下对电动机的控制成为考虑的首要对象，电动机的功率及转速是控制皮带轮的只要参数，我们适当的调参数的大小，来适应不同场合的需要，从而到达系统的要求。这就要求对电动机的转速检测，让电动机根据需要，自动调整功率的大小来适应不通场合的需要。检测货车的次数及载重在设计过程中，汽车的次数检测也是一项必要的任务，这可以使企业清楚的看到企业的生产量，为企业对今后的生产、经营、决策提供更详细和深入数据，优化企业的生产构造，从今企业的高效快速开展。调试功能的控制在大规模生产前，系统每一局部都需要分开进展检验和测试。每年企业都应该停顿生产进展大修和检查设备。这就需要本自动送料系统的每个局部能够分开来分别被调试，当各局部都调试成功以后再进展整机调试。如上料机构的可靠性能是整机能实现无人操作的主要环节之一，为了能控制好上料机构的顺利运行需要对其进展反复的单独调试。实现历史趋势功能对现场的皮带速度、料槽料位以曲线图形显示。每个趋势曲线显示的画面主要包括画面名称、时间、趋势等。远程故障诊断远程故障诊断的研究是一门多学科穿插的新兴学科，需要综合应用到许多新兴的、先进的理论和技术。尽管作者在这方面努力作了许多工作，但由于受本人理论水平和时间上的限制，在这方面还存在着不少的工作要作，有些问题还需要作进一步的研究。谢辞在毕业论文即将完成之际，我的心情久久不能平静，因为这意味着我们学生时代就要完毕了。本学位论文是在我的导师韩英教师和段春霞教师亲切关心和悉心指导下完成的。韩教师和段教师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励着我。两位教师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关心，在此谨向韩教师和段教师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能抑制一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。在这里请承受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，其次感谢在设计过程中帮助我的同学和朋友。鉴于本人知识有限，又是第一次独立完成这一设计，论文中难免有很多的错误或缺乏之处，希望各位教师批评指正。虽然这个设计做的不是很好，但是在设计过程中学的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。感谢教师的帮助!参考文献[1]廖常初.PLC根基及应用.北京：机械工业出版社，2003[2]储云峰.西门子电气可编程序控制器原理及应用.北京：机械工业出版社，2006[3]汪巍，汪小凤.基于PLC的气动机械手研究.辽宁工程技术大学学报，2005[4]丁筱玲，赵立新.PLC在机械手控制系统上的应用.山东农业大学学报，2006[5]王红.可编程控制系统使用教程.电子工业出版社,2002[6]周万珍，高鸿宾.PLC分析与设计应用.北京：电子工业出版社，2004[7]王玉中.电气控制及PLC应用技术.郑州:河南科技技术出版社,2006[8]史宜巧,孙业明等.PLC技术及应用工程教程.机械工业出版社,2009[9]刘艳梅.三菱PLC根基与系统设计.机械工业出版社,2009[10]王宇.PLC电气控制与组态设计.电子工业出版社,2010[11]周美兰,周封.PLC电气控制与组态设计.科学出版社,2009[12]陈建明.电气控制与PLC应用.电子工业出版社,2010[13]陈强等.机械系统的微机控制.清华大学出版社,1998[14]金振华.组合机床及其调整与使用.机械工业出版社,1990[15]林述温.机电设备设计.机械工业出版社,2002[16]杨长能.可编程序控制器〔PC〕根基及应用.重庆:重庆大学出版社,1999[17]孙德胜.PLC控制实训.机械工业出版社,2007[18]袁任光.可编程控制器应用技术与实例.华南理工大学出版社,2000外文资料翻译RobotsTheindustrialrobotisusedinthemanufacturingenvironmenttoincreaseproductivity.Itcanbeusedtodoroutineandtediousassemblylinejobs,oritcanperformjobsthatmightbehazardoustodoroutineandtediousassemblylinejobs,oritcanperformjobsthatmightbehazardoustothehumanworker.Forexample,oneofthefirstindustrialrobotswasusedtoreplacethenuclearfuelrodsinnuclearpowerplants.Ahumandoingthisjobmightbeexposedtoharmfulamountsofradiation.Theindustrialrobotcanalsooperateontheassemblyline,puttingtogethersmallcomponents,suchasplacingelectroniccomponentsonaprintedcircuitboard.Thus,thehumanworkercanberelievedoftheroutineoperationofthistedioustask.Robotscanalsobeprogrammedtodefusebombs,toservethehandicapped,andtoperformfunctionsinnumerousapplicationsinoursociety.Therobotcanbethoughtofasamachinethatwillmoveanend-of-armtool,sensor,andgrippertoapreprogrammedlocation.Whentherobotarrivesatthislocation,itwillperformsomesortoftask.Thistaskcouldbewelding,sealing,machineloading,machineunloading,orahostofassemblyjobs.Generally,thisworkcanbeaccomplishedwithouttheinvolvementofahumanbeing,exceptforprogrammingandforturningthesystemonandoff.Thebasicterminologyofroboticsystemsisintroducedinthefollowing:1.Arobotisareprogrammable,multifunctionalmanipulatordesignedtomoveparts,materials,tools,orspecialdevicesthroughvariableprogrammedmotionsfortheperformanceofavarietyofdifferenttask.Thisbasicdefinitionleadstootherdefinitions,presentedinthefollowingparagraphs,thatgiveacompletepictureofaroboticsystem.2.Preprogrammedlocationsarepathsthattherobotmustfollowtoaccomplishwork.Atsomeoftheselocations,therobotwillstopandperformsomeoperation,suchasassemblyofparts,spraypainting,orwelding.Thesepreprogrammedlocationsarestoredintherobot’smemoryandarerecalledlaterforcontinuousoperation.Furthermore,t