PLC与工业网络技术 课件 4-1 模块四项目一 智能分拣控制工程

模块四项目一智能分拣控制工程《PLC与工业网络技术》2CONTENTS任务一智能分拣触摸屏设计与仿真项目三定长切料系统的设计项目引入0

1项目描述02项目目标03项目分析04任务二远程云端控制与调试任务三智能分拣系统的控制与运行任务描述任务分析知识链接任务实施任务描述任务分析知识链接任务实施任务描述任务分析知识链接任务实施项目引入

推进新型工业化，加快建设制造强国，助推企业上云用智降本增效，本项目采用昆态最新软件、物联网触摸屏和阿里云技术，实现系统的仿真运行，并能进行远程传输调试。本项目提供了PLC与触摸屏以太网通讯、变频器模拟量输入PLC、远程云端控制调试解决方案。3项目描述

企业客户需要为智能分拣控制系统设计触摸屏仿真界面，并能通过PLC与触摸屏的通讯控制智能分拣控制系统，为实现高质量发展，企业要求能够实现远程云端控制与调试，节省时间、人力成本。4本项目分3个任务实施驱动：任务1智能分拣触摸屏设计与仿真；任务2智能分拣系统的控制与运行；任务3远程云端控制与调试。项目目标掌握数据库数据类型及建立方法掌握策略组态中函数使用方法使用策略组态完成传送带工件动作使用模拟下载方式完成系统模拟调试实现远程web端监控功能良好的安全、质量、时间意识培养精益求精，增强民族精神提升审美素养、强国有我的责任感知识目标能力目标素质目标项目分析6智能分拣系统设备结构图

该系统采用西门子S7-1500作为控制器，实用MCGSPro软件，云端服务器，与昆仑通态TCP1021Ni触摸屏采用以太网通讯，电容传感器、电感传感器和光电传感器分别检测出金属物料、白色物料和黑色物料信息，PLC根据传感器的检测控制气缸推进相应料仓，变频器控制传输带速度，实现分拣的功能，物联网触摸屏实现操作以及远程监控。TASKONE智能分拣触摸屏设计与仿真任务描述|任务分析|知识链接|任务实施

触摸屏界面满足基本控制要求外，还可增加企业logo、品牌文化、二维码操作说明书及用户界面转换按钮，方便操作员设定、读写变频器参数和查阅电气图等资料，提供方便、及时、准确的现场设备远程维护服务，提高系统的性价比，奠定设备数字化的竞争优势。任务描述8

本系统采用触摸屏实时监控智能分拣控制系统，采用多类别传感器降低分拣误差。智能分拣仿真系统实现了自动供料和物料分拣，实时监控记录分拣运行情况。根据控制要求，电气系统控制框图如图所示。任务分析9电气原理图

触摸屏界面设计原则如表3-1所示，首先内容要全面，满足客户要求，布局合理，方便操作，另外对一些功能正常和异常、报警模块等颜色要醒目等等。任务分析10触摸屏设计原则类别设计内容设计方案布局功能模块布局对同一功能的模块进行分块归类界面整体色彩

色彩界面整体布局灰黑色、暗色参数显示标识颜色白色，与暗色界面形成高对比度功能正常标识颜色绿色、白色，与暗色界面形成高对比度功能异常标识颜色红色、黄色，与正常标识色形成高对比度报警模块标识颜色红色、黄色，与正常标识色形成高对比度内容通用数据内容和格式应再各子系统界面保持一致设备标识设备名+设备编号设备数据根据数据类型合理选择显示精度报警内容故障内容、时间等任务实施111.实时数据库组态

新建工程“智能分拣控制系统”，在实时数据库中建立变量。实时数据库数据设置完成后，返回用户窗口，完成窗口的动画组态设计名称类型对象初值数据说明复位开关型0系统复位启动开关型0传送带启动自动开关型0切换系统自动/手动物料类型数值型0确定生成的物料类型物料总数数值型0物料总数黑色物料计数数值型0黑色物料总数白色物料计数数值型0白色物料总数金属物料计数数值型0金属物料总数随机数数值型0产生一个随机数随机数取整数值型0随机数取整作为物料类型气缸1上下移动数值型0气缸1动作气缸2上下移动数值型0气缸2动作气缸3上下移动数值型0气缸3动作物料水平位置数值型0物料水平位置物料水平位移设定值数值型0物料位置设定值物料上下位置数值型0物料上下移动位置传送带运行数值型0传送带运行位置程序步骤数值型0程序步骤数据库变量表11任务实施122.用户窗口组态

用户窗口界面图如图4-3所示，左侧为图形显示区，反映实体设备的运行状况；右侧为功能区，包括系统控制、系统状态监控及参数显示，可以实现系统复位、启停以及物料类型的自动生成，同时进行物料计数和对系统中的传感器状态进行监控。

用户窗口界面图任务实施132.用户窗口组态

用户窗口界面图如图所示，左侧为图形显示区，反映实体设备的运行状况；右侧为功能区，包括系统控制、系统状态监控及参数显示，可以实现系统复位、启停以及物料类型的自动生成，同时进行物料计数和对系统中的传感器状态进行监控。

用户窗口界面图任务实施142.用户窗口组态

用户窗口界面图如图所示，左侧为图形显示区，反映实体设备的运行状况；右侧为功能区，包括系统控制、系统状态监控及参数显示，可以实现系统复位、启停以及物料类型的自动生成，同时进行物料计数和对系统中的传感器状态进行监控。

用户窗口界面图任务实施152.用户窗口组态

1）制作传送带。单击工具箱中的“矩形”按钮，在用户窗口空白处单击并拖动鼠标，画出一个大小合适的矩形框，双击该矩形框，修改“填充颜色”为浅蓝色。单击工具箱中的“流动块”按钮，画出大小合适的流动块，流动块关联“启动”变量。2）制作气缸。单击公共图库中的“传感器15”，通过分解、绘制和组合等操作完成气缸推杆和气缸的绘制，如图4-4、图4-5所示。读者可自行选择图片或采用图库中已有的图片进行绘制。

制作气缸推杆制作气缸任务实施162.用户窗口组态

1）制作传送带。单击工具箱中的“矩形”按钮，在用户窗口空白处单击并拖动鼠标，画出一个大小合适的矩形框，双击该矩形框，修改“填充颜色”为浅蓝色。单击工具箱中的“流动块”按钮，画出大小合适的流动块，流动块关联“启动”变量。2）制作气缸。单击公共图库中的“传感器15”，通过分解、绘制和组合等操作完成气缸推杆和气缸的绘制，如图4-4、图4-5所示。读者可自行选择图片或采用图库中已有的图片进行绘制。

制作气缸推杆制作气缸任务实施172.用户窗口组态

3)工件制作。在常用图符工具箱里，选择“立方体”按钮，在用户窗口中的空白位置画一个立方体，设置工件属性，在“属性设置”选项卡中设置“填充颜色”为白色，勾选“填充颜色”、“水平移动”、“垂直移动”和“可见度”复选框。工件属性设置任务实施182.用户窗口组态4）功能区设计①系统控制区制作依次完成“复位”按钮、“启动”按钮、“停止”按钮和“自动”和“手动”按钮制作，启动按钮连接变量“启动”并“置1”，停止按钮“清零”。注意“启动”按钮的启动脚本程序如图所示。制作“复位”按钮，“复位”按钮“操作属性”选项卡设置中选择“复位”变量，选择“置1”功能。请读者自行完成制作启动、停止指示灯、自动、手动指示灯。“启动”按钮脚本程序设置任务实施192.用户窗口组态②物料选择区制作。在窗口空白处绘制“黑色物料”按钮，设置按钮属性，切换到“脚本程序”选项卡，输入如图4-11所示脚本。使用同样的方法制作“白色物料”和“金属物料”按钮。经过调整、排列等操作，将物料选择区制作完成。③物料计数区制作。在窗口空白处绘制输入框作为“物料总数”的计数显示框，设置输入框属性，切换到“操作属性”，点击“对应数据对象的名称”选择数据对象“物料总数。使用相同的方法再绘制三个输入框分别作为黑色物料、白色物料和金属物料显示框，在“输入框构建属性设置”的“操作属性”中分别连接变量“黑色物料计数”、“白色物料计数”和“金属物料计数”。最后将文字标签和输入框整齐排列。任务实施202.用户窗口组态④传感器状态制作。在用户窗口合适位置绘制传感器状态监控指示灯。“单元属性设置”对话框中切换至动画连接，选中第一个“三维圆球”，如图3-18所示，点击，在弹出的“动画组态属性设置对话框”的表达式中输入“物料类型=2AND(物料水平位置+12)>物料水平位移设定值”，勾选“对应图符可见”。绘制另外2个指示灯，分别用来监控光电传感器和金属传感器的运行状态，使用相同的方法进行属性设置，表达式中输入“物料类型=1AND(物料水平位置+12)>物料水平位移设定值”和“物料类型=3AND(物料水平位置+12)>物料水平位移设定值”。任务实施212.用户窗口组态5）建立完整的用户界面，经过以上几个步骤，可以制作用户界面所需的所有图元，其它辅助图元都是由不同底色或者“无底色”的“矩形”、“圆角矩形”图元和文字标签组成，参照图3-4的用户界面形式经过调整大小、排列等操作，制作完成一个完整美观的“智能分拣控制系统”用户界面。任务实施223、运行策略组态如图所示为系统运行脚本程序流程图。仿真系统自动随机产生不同类型的物料，根据物料类型确定不同物料在传送带上被送入料仓的位置；物料产生后，在传送带上进行水平移动，过程中传感器进行检测，根据检测结果，各个气缸动作将物料推入正确料仓，等新的物料随机生成，进入下一轮循环。程序流程图任务实施234、调试运行1）自动模式：点击“自动”按钮，“自动”指示灯绿色显示；按下“启动”按钮,传送带开始运行，系统随机生成各位类型的工件在传送带上移动，观察不同类型物料被推送入不同料仓，同时物料开始计数。按下“停止”按钮，传送带停止，工件复位，系统停止运行。2）手动模式：点击“手动”按钮，“手动”指示灯绿色显示；按下“启动”按钮,传送带开始运行，没有物料产生，按下“黑色物料”按钮，黑色物料开始随传送带动作并正确分拣，系统能够正常运行。TASKONE任务二远程云端控制与调试任务描述|任务分析|知识链接|任务实施根据客户要求，在云端控制智能分拣系统，节约设备的运维成本。任务描述25任务分析26McgsWeb网络架构现场工程师将服务器部署好后，根据客户要求，首先要进行触摸屏端设备组态配置、触摸屏端用户窗口设置，然后在云端开发控制界面，并完成变量连接，实现通过手机/电脑监控触摸屏，大大节约客户设备的运维成本。任务实施271实时数据库组态1）添加mlink驱动在工作台中激活设备窗口，鼠标双击进入设备组态画面，点击工具条中的设备窗口打开“设备工具箱”，在设备工具箱中，双击“mlink”添加至选定设备中，点击确认。在设备工具箱中，鼠标双击“mlink”添加至设备组态画面。2）mlink驱动配置双击mlink驱动，连接变量。这里需要注意的是，设备名称，服务器，服务端口，这三个通道必须连接变量，连接变量后可以在触摸屏上进行相应的设置，从而将触摸屏连接到云端服务器。。任务实施281实时数据库组态3）属性设置首先，点击“设置设备内部属性”进入McgsLink驱动属性设置，如图3-34所示；第二步，进入内部属性界面后，输入McgsWeb页面访问控制中用户名和密码，如图4-18所示；第三步，点击“关联”，将智能分拣控制系统变量选中，最后点击确定。任务实施29首先在“用户窗口”中，新建如图3-36所示的窗口，其中，“通讯状态”、“服务地址”和“设备地址”标签的“显示输出”分别连接同名的数据库变量；然后在触摸屏中运行工程，并输入服务地址和设备名称，设置服务地址为“35”、设备名称为“大国工匠”、端口地址为“35007”，设置好后，通讯状态会跳变为“0”，说明触摸屏已经和云端已经连接成功。。2触摸屏端用户窗口组态任务实施30在浏览器（建议使用谷歌浏览器）中访问McgsWeb的组态网络地址35:9098，网页登录，，用户名称：admin用户密码：4006007062，切换到“设备”，可以看到，“大国工匠”设备已上线.3云端组态云端组态设备查看任务实施31在浏览器（建议使用谷歌浏览器）中访问McgsWeb的组态网络地址35:9098，网页登录，，用户名称：admin用户密码：4006007062，切换到“设备”，可以看到，“大国工匠”设备已上线.3云端组态云端组态设备查看任务实施321）权限管理在左侧菜单栏点击“权限”，然后点击“角色”，“添加角色”，在弹出的窗口中，输入需要添加的角色名称，点击“确定”。点击“用户”，“添加用户”，在弹出的窗口中，输入“大国工匠”并关联角色，点击“确定”。如图3-40所示，可以让使用者使用该账号密码登录云端监控触摸屏状态。3云端组态添加角色任务实施332）添加窗口在左侧菜单栏点击“窗口”，点击“添加窗口”，可在弹出的窗口中，对窗口的名称进行修改，关联角色，点击“确定”，关联的角色可以对该窗口进行查看。点击“编辑”进入窗口组态页面。3）编辑窗口添加构件：从左侧基础组件中选择“标签”拖拽至组态画面，在右侧“样式”属性页中将“显示文本”修改为“开关”。同样的方法添加“指示灯”、“浮点数”文本。3云端组态智能分拣控制系统云端界面任务实施344）数据关联指示灯数据关联：点击“多状态”控件，“属性”属性页-“运行状态”点击，在弹出的窗口中依次选择“设备名称”、“变量名称”、类型转换为“自动”，点击“确定”。3云端组态指示灯数据关联任务实施35按照同样的方法关联所有变量，点击窗口右上方菜单栏中“保存”对画面组态内容进行保存，然后点击“预览”即进入该窗口预览页面。在浏览器中访问McgsWeb的组态网络地址35:9098，用用户名：大国工匠，密码：12345678即可登录，对“智能分拣控制系统”进行监控。在手机中安装并打开McgsWeb的APP“云助手”，点击“设置”，在弹出的页面中输入McgsWeb的IP地址，然后点击返回至主界面，输入用户密码也可用手机进行监控。3云端组态TASKONE任务二智能分拣系统的控制与运行任务描述|任务分析|知识链接|任务实施根据客户要求设计好触摸屏后，完成PLC编程，实现PLC与触摸屏通讯以及系统调试，从而实现系统对设备的监控功能。任务描述37任务分析38为实现系统联调，首先通过MCGSPro软件进行触摸屏设备组态设置并在触摸屏界面中正确连接PLC变量，然后根据功能要求进行PLC编程，最后正确设置变频器参数后，进行系统调试并最终实现智能分拣控制工程手自动功能。任务实施391设备组态设备使用了西门子1500系列PLC，输入指令信号包括：传感器信号、变频器输入等，输出控制信号包括：变频器驱动信号、状态显示、气缸控制等，PLCI/O信号分配见表所示。PLC变量触摸屏变量PLC变量触摸屏变量料仓传感器I8.2急停M20.0电感式传感器I8.3手动M20.1电容式传感器I8.4自动M20.2光电式传感器I8.5复位M20.3急停I12.6送料气缸按钮M10.0S1按钮I0.0金属气缸按钮M10.1S2按钮I0.1白色气缸按钮M10.2S3按钮I0.2黑色气缸按钮M10.3S4按钮I0.3电机启动按钮M10.5频率设定AQ80系统自动按钮M10.6频率反馈AI1电机运行指示灯Q5.4S1指示灯Q5.0手动指示灯Q5.5S2指示灯Q5.1自动指示灯Q5.6S3指示灯Q5.2送料气缸Q4.4S4指示灯Q5.3气缸1Q4.5

气缸2Q4.6

气缸3Q4.7I/O信号分配任务实施402PLC编程根据控制要求，系统程序流程图如图4-15所示