畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-plc自動輸送分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國工業(yè)的急速發(fā)展，自動化產(chǎn)業(yè)中材料分揀系統(tǒng)日趨重要。它在產(chǎn)品質(zhì)量檢測和運(yùn)輸過程中，常常需要根據(jù)產(chǎn)品的形狀、重量以及質(zhì)量將其進(jìn)行分類。這樣的分類方法主要有手工分揀和自動分揀兩種，自動分揀中，還有諸如光電掃描、圖像識別、機(jī)械篩網(wǎng)、利用各種傳感器的各種形式。本文設(shè)計(jì)一種利用計(jì)算機(jī)控制的自動分揀智能系統(tǒng)，利用傳感器檢測物塊，然

2、后傳感器根據(jù)接收的信號和用戶的設(shè)定，控制相應(yīng)氣動閥，通過工控軟件組態(tài)王與PLC實(shí)時(shí)通信完成產(chǎn)品的自動分揀，從而實(shí)現(xiàn)對自動分揀輸送系統(tǒng)的監(jiān)控。</p><p>　　關(guān)鍵字：自動分揀；計(jì)算機(jī)控制；PLC；組態(tài)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of Chi

3、na's industrial automation industries in the material sorting system has become increasingly important. Its product quality inspection and transportation process, the products are often the basis of the shape, weight

4、 and quality of its classification. This classification mainly manual sorting and automatic sorting two types of automatic sorting, such as optoelectronic scanning, image recognition, machine screen, using various sensor

5、s in all its forms. This articl</p><p>　　Keywords:automatic sorting ;computer control; PLC; configuration</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b><

6、;/p><p>　　1.1本課題研究的內(nèi)容1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況2</p><p><b>　　2 方案論證4</b></p><p><b>　　2.1方案選擇4</b></p>

7、;<p>　　2.1.1 直線式分揀機(jī)4</p><p>　　2.1.2 環(huán)狀式分揀機(jī)4</p><p>　　2.2 方案確定5</p><p><b>　　3 總體設(shè)計(jì)6</b></p><p><b>　　3.1測量原理6</b></p><p>

8、　　3.1.1 傳感器檢測原理6</p><p>　　3.1.2 傳感器的選型6</p><p>　　3.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2.1組態(tài)軟件概述9</p><p>　　3.2.2 可編程控制器原理11</p><p>　　3.2.3組態(tài)王實(shí)現(xiàn)分揀系統(tǒng)的監(jiān)控11</p>

9、<p>　　3.2.4控制過程設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.2.5組態(tài)王和下位機(jī)的通訊14</p><p>　　3.2.6趨勢曲線的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.2.7報(bào)警窗口18</p><p>　　3.2.8控件19</p><p>　　3.2.9報(bào)表系統(tǒng)20</p>

10、<p>　　3.3 定義數(shù)據(jù)23</p><p><b>　　4調(diào)試過程25</b></p><p>　　4.1 軟硬件設(shè)備25</p><p>　　4.2組態(tài)王與PLC的通訊設(shè)計(jì)25</p><p><b>　　結(jié) 論27</b></p><p><

11、;b>　　結(jié)束語28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　附 錄I31</b></p><p><b>　　附 錄 Ⅱ32</b>

12、</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本課題所研究內(nèi)容是通過計(jì)算機(jī)對材料分揀裝置進(jìn)行監(jiān)控。材料自動分揀系統(tǒng)對于生產(chǎn)過程中需要重復(fù)分揀某些特征明顯物料的工作的效率提高有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在提高分揀速度的同時(shí)，又能保證分揀質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)對整個(gè)分揀系統(tǒng)的監(jiān)控。本文討論的材料分揀模型控

13、制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成了材料自動分揀系統(tǒng)的所有基本工作。</p><p>　　利用可編程控制器(PLC)，設(shè)計(jì)成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以PLC為主控制器，結(jié)合氣動裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù)，現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀。系統(tǒng)具有自動化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn),可根據(jù)不同對象,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)不同對象要求。材料分揀是物流的中心，物流科學(xué)自產(chǎn)生以來已顯示出強(qiáng)大的生命力，成為當(dāng)代最活躍、最有影響的

14、新學(xué)科之一。物流科學(xué)是以物的動態(tài)流轉(zhuǎn)過程為主要研究對象，揭示了物流活動（運(yùn)輸、存儲、包裝、裝卸搬運(yùn)、配送、流通加工、物流信息等）之間存在相互關(guān)聯(lián)、相互制約的內(nèi)在聯(lián)系。</p><p>　　中國現(xiàn)代物流經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展，得到了迅速的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和工業(yè)自動化的到來，使得信息的傳播、交流和控制系統(tǒng)的自動化程度發(fā)生了巨大的變化。信息是物流系統(tǒng)的靈魂，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動了信息革命，目前物流商品化、物流管理自動化、物流

15、信息收集的數(shù)據(jù)化和代碼化、物流信息處理的電子化、物流信息傳遞的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)時(shí)化物流信息存儲的數(shù)字化等已經(jīng)成為主流。</p><p>　　通過對材料分揀的研究，這次我所使用的是利用傳感器進(jìn)行分揀，材料分揀自動輸送系統(tǒng)并且通過組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　本設(shè)計(jì)材料自動分揀系統(tǒng)所使用的材料分揀裝置是一個(gè)模擬自

16、動化工業(yè)生產(chǎn)過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同材料的自動分揀和歸類功能，并可配置監(jiān)控軟件由上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控。材料自動分揀系統(tǒng)能連續(xù)、大批量地分揀貨物由于采用流水線自動作業(yè)方式，自動分揀系統(tǒng)不受氣候、時(shí)間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)由于自動分揀系統(tǒng)單位時(shí)間分揀件數(shù)多，因此自動分揀系統(tǒng)的可以彌補(bǔ)人力分揀在重復(fù)分揀方面的低效率工作。分揀誤差率極低自動分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要取決于所

17、輸入分揀信息的準(zhǔn)確性大小，這又取決于分揀信息的輸入機(jī)制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，則誤差率在3%以上，如采用傳感器信息輸入，除非物料本身的特征有差錯(cuò)，否則不會出錯(cuò)。因此，本設(shè)計(jì)計(jì)劃使用傳感器甄別物料外部顏色特征作為信息輸入機(jī)制。分揀作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動分揀的目的之一就是為了減少工員的使用，減輕工員的勞動強(qiáng)度，提高人員的使用效率，因此自動分揀系統(tǒng)能最大限度地減少人員的使用，基本做到無人化。分揀作業(yè)本身并不需要使用人員，人員的使用僅局限于

18、在上位機(jī)上對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和針對不同生產(chǎn)要求修改系統(tǒng)控制流程</p><p>　　1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況</p><p>　　工業(yè)自動化系統(tǒng)可以說是應(yīng)用分揀技術(shù)歷史最悠久，使用面最廣泛，并一直掌握前沿技術(shù)的行業(yè)。國外工業(yè)自動分揀系統(tǒng)在上個(gè)世紀(jì)四十年代開始采用人工輸入分揀信號，由機(jī)器進(jìn)行對物品郵件進(jìn)行分揀。目前國際上使用文字識別技術(shù)的信函分揀機(jī)的分揀效率已經(jīng)達(dá)到3.6萬件/小時(shí)

19、。扁平件分揀機(jī)分揀效率達(dá)到了1.6萬件/小時(shí)，普通工件類分揀機(jī)的效率達(dá)到1.2件/小時(shí)。</p><p>　　我國的分揀技術(shù)從1958年在自動化分揀系統(tǒng)開始起步。1960年代，上海工廠分揀中使用最初的分揀機(jī)只是一個(gè)皮帶傳輸機(jī)，分揀員只是將帶有不同顏色的夾子夾在不同路向的工件上，在傳輸帶兩側(cè)的揀收人員按著顏色挑選進(jìn)行分揀。1964年，北京天橋郵局使用小車攜帶機(jī)械編碼信號的翻盤式印刷品分揀機(jī)，1966年，改用原郵電部

20、第二研究所提供的機(jī)械編碼彈子鼓模擬信號的同步控制裝置。從某種意義上講，這是我國第一臺包裹類自動分揀機(jī)。60年代未起重所研制了具有磁編碼控制分揀的推式懸掛傳輸系統(tǒng)在輪胎及汽車制造企業(yè)中開始使用。1970年代中期，原郵電部郵政研究所研制了斜行帶式分揀機(jī)，用于國際包裹的分揀機(jī)。原郵電部第三研究所研制了具有文字識別功能的信函分揀機(jī)。在北京、上海、貴陽、沈陽、浙江、廣東等地，原郵政系統(tǒng)的郵政局及工廠在上個(gè)世紀(jì)六七十年代年大量使用的機(jī)械翻盤式的包裹

21、印刷品分揀機(jī)、郵袋推式懸掛分揀系統(tǒng)基本滿足了當(dāng)時(shí)國內(nèi)郵政生產(chǎn)的需要。 近年來我國開始從荷蘭、丹麥、德國、美國引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。國內(nèi)企業(yè)自身的研發(fā)及制造能力也進(jìn)一步加強(qiáng)，國產(chǎn)高速自動分揀傳輸系統(tǒng)裝備了很多物流企業(yè)。 </p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　對于自動輸送分揀系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法有很多種，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)對于自動輸送分揀系

22、統(tǒng)列出了2套方案。我國分揀設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用起步較晚，與國外相比約晚 20 年左右。前期主要受歷史因素影響，相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)只停留在研究和中試階段，改革開放以來，通過國外產(chǎn)品引進(jìn)及與國外專業(yè)廠商技術(shù)合作與交流，引入了國外先進(jìn)技術(shù)和理念，國內(nèi)對分揀設(shè)備的研制越來越成熟，應(yīng)用也越來越多。早期主要應(yīng)用于在郵政行業(yè)，生產(chǎn)和流通領(lǐng)域運(yùn)用的并不是太多。近幾年，輸送分揀系統(tǒng)由于它能有效地解決生產(chǎn)分揀過程人工作業(yè)運(yùn)行成本高、效率低等弊病，所以應(yīng)用越來越廣泛

23、。雖然近年來推出了許多種新型的分揀機(jī)，但大體上仍分屬于倆大類:即直線式分揀機(jī)和環(huán)狀式分揀機(jī)。</p><p><b>　　2.1方案選擇</b></p><p>　　2.1.1 直線式分揀機(jī)</p><p>　　當(dāng)分揀格口的數(shù)量相對較小時(shí)，例如只有10-40個(gè)分發(fā)格口，直線式分揀系統(tǒng)是最具有成本效益的分揀方式。</p><p

24、>　　許多不同類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以應(yīng)用于直線式分揀，其中包括滑靴式分揀機(jī)與上躍式滾輪分揀機(jī)，并依據(jù)一些產(chǎn)品特性，輸送速度與吞吐量要求等因素進(jìn)行選擇。</p><p>　　直線式分揀機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)是：這類分揀機(jī)常常需要相當(dāng)復(fù)雜的匯流站，以有效地將產(chǎn)品導(dǎo)入到系統(tǒng)中。匯流通常會將從幾條輸送機(jī)輸送的產(chǎn)品匯集入一條輸送線，同時(shí)依分揀型式的不同，需要在產(chǎn)品之間保持固定或變動的間隙，使它們較容易進(jìn)入分揀機(jī)。</p>

25、;<p>　　2.1.2 環(huán)狀式分揀機(jī)</p><p>　　連續(xù)的環(huán)狀式分揀機(jī)通常都比直線式分揀機(jī)更貴，但是它們卻比直線式分揀機(jī)具有更好的功能和柔性。環(huán)狀式分揀機(jī)可以設(shè)計(jì)成每小時(shí)高達(dá)40000件的高吞吐量，而且可以分揀到數(shù)百個(gè)分揀路口。</p><p>　　將貨物導(dǎo)入環(huán)狀式分揀機(jī)比導(dǎo)入直線式分揀機(jī)更容易，因此環(huán)狀式分揀機(jī)特別適合于越庫輸送的應(yīng)用。</p><

26、;p><b>　　2.2 方案確定</b></p><p>　　通過上述兩種分揀機(jī)對于其優(yōu)缺點(diǎn)的描述可以確定使用直線式分揀機(jī)，直線式分揀機(jī)對于我國小型工廠居多這一現(xiàn)狀來說具有成本低于環(huán)狀式分揀機(jī)，高性價(jià)比是選擇這個(gè)方案的原因。直線式分揀機(jī)對于傳感器的種類要求較少，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3 總體設(shè)計(jì)</b></p&

27、gt;<p><b>　　3.1測量原理</b></p><p>　　3.1.1 傳感器檢測原理</p><p>　　(1) 顏色傳感器的工作原理</p><p>　　顏色傳感器通常是在獨(dú)立的光電二極管上覆蓋經(jīng)過修正的紅、綠、蘭濾光片,然后對輸出信號進(jìn)行相應(yīng)的處理,才能將顏色信號識別出來;有的將兩者集合起來,但是輸出模擬信號,需要

28、一個(gè)A/D電路進(jìn)行采樣,對該信號進(jìn)一步處理,才能進(jìn)行識別,增加了電路的復(fù)雜性,并且存在較大的識別誤差,影響了識別的效果。</p><p>　　(2) 電容傳感器的工作原理</p><p>　　是利用力學(xué)量變化使電容中其中的一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化的方法來實(shí)現(xiàn)信號變換的。根據(jù)改變電容器的參數(shù)不同，電容傳感器種類也不同。根據(jù)不同的非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器，而被測的力學(xué)量（如位移、速

29、度、力等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。本次設(shè)計(jì)就是把通過對壓力不同的檢測，進(jìn)行電容傳感器參數(shù)的變化，從而達(dá)到識別作用。</p><p>　　(3) 電感傳感器的工作原理</p><p>　　電感式傳感器是利用被測量的變化引起線圈自感或互感系數(shù)的變化。從而導(dǎo)致線圈電感量改變這一物理現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)測量的。因此根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，電感式傳感器可以分為自感式和互感式倆大類，主要有螺旋管式電感傳感器

30、、差動螺線管式、差動變壓器式等，在工程應(yīng)用中十分廣泛。</p><p>　　3.1.2 傳感器的選型</p><p>　　現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。</p&

31、gt;<p>　　(1) 傳感器的選型原則</p><p>　　要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大??；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非

32、接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。</p><p>　　(2) 靈敏度的選擇</p><p>　　通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界

33、噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的廠擾信號。</p><p>　　傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。</p><p>　　(3) 頻率響應(yīng)特性</p><p>　　傳

34、感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。 傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。 在動態(tài)測量中，應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生誤差。</p><p><b>　　(4) 線

35、性范圍</b></p><p>　　傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。 但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的

36、，這會給測量帶來極大的方便。</p><p><b>　　(5) 穩(wěn)定性</b></p><p>　　傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。 在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境

37、選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。 傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。 在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn)。</p><p><b>　　(6) 精度</b></p><p>　　精度是傳感

38、器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。 如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。 對某些特殊使用場

39、合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。綜上所述對于傳感器的選擇有了了解，所以我們選擇顏色傳感器、電容傳感器、電感傳感器。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1組態(tài)軟件概述</p><p>　　過程的監(jiān)控是由組態(tài)王軟件來實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)王是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計(jì)，組態(tài)軟件是

40、近年來在工控自動化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)技術(shù)，通常不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖象組態(tài)等工作臺即可完成所需應(yīng)用軟件后期發(fā)工作臺。它的優(yōu)點(diǎn)的是開發(fā)簡便、開發(fā)周期短、通用性強(qiáng)、可靠性高等。在物流監(jiān)控系統(tǒng)中引入組態(tài)軟件技術(shù)，可以避開復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟件代碼編制問題，而重點(diǎn)解決對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制的目標(biāo)。</p><p>　　組態(tài)王軟件包

41、由工程管理器、工程瀏覽器、畫面運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成。其中，工程管理器用于新建工程、工程管理等。工程瀏覽器內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)，既組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)工程瀏覽器和畫面運(yùn)行系統(tǒng)是各自獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序，均可單獨(dú)使用；同時(shí)，兩者又相互依存，在工程瀏覽器畫面開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開發(fā)的畫面應(yīng)用程序必須在畫面運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。</p><p>　　本次畢設(shè)使用的組態(tài)軟件是組態(tài)王，是北京亞控科技發(fā)展有限公司自主知識產(chǎn)權(quán)組態(tài)軟

42、件，是國內(nèi)較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件產(chǎn)品之一。已有九千多個(gè)現(xiàn)場（鋼鐵，化工，電力，國屬糧庫，郵電通信，環(huán)保，水處理，冶金等各行業(yè)，含“中華世紀(jì)壇”國家標(biāo)志工程）應(yīng)用實(shí)例。支持1500多種硬件設(shè)備（包括PLC、總線設(shè)備 、板卡、變頻器及儀表）。組態(tài)王基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一個(gè)工業(yè)級軟件平臺。</p><p>　　組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)HMI（人機(jī)接口軟件，human mac

43、hine interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動

44、控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。具有相對較低的擁有成本；具有的優(yōu)勢日趨明顯。 </p><p>　　組態(tài)軟件作為一種工業(yè)控制組態(tài)軟件

45、在國內(nèi)已得到了非常廣泛的應(yīng)用。其具有強(qiáng)大的硬件支持能力，對國內(nèi)外絕大多數(shù)PLC、變頻器、板卡、模塊、儀器儀表都編寫了相應(yīng)的驅(qū)動程序，使用起來相當(dāng)方便快捷。本課題使用的硬件設(shè)備是德國西門子PLC.因此，實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)王的數(shù)據(jù)通訊是一個(gè)必須解決的問題。</p><p>　　組態(tài)王是一個(gè)集成的人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，可與可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡智能儀表、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置（RTV）等多種外部

46、設(shè)備進(jìn)行通訊。而其軟件系統(tǒng)與用戶最終使用的現(xiàn)場設(shè)備無關(guān)，對于不同的硬件設(shè)施，用戶只需要按照安裝向?qū)У奶崾就瓿蒊/O設(shè)備的配置工作，為組態(tài)王配置相應(yīng)的通訊設(shè)備的硬件驅(qū)動程序，并由硬件設(shè)備驅(qū)動程序完成組態(tài)王與I/O設(shè)備的通訊。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，組態(tài)王通過內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序完成與I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　組態(tài)王版本較多，如通用版、專用版、網(wǎng)絡(luò)版、嵌入版等。變化也較快，如今為6.X。如組態(tài)王6.0

47、，具有如下十大特點(diǎn)：工程管理、畫面制作系統(tǒng)、報(bào)警和事件系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)、控件、OPC、通信系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)功能、冗余系統(tǒng)。</p><p><b>　　(1)工程管理器</b></p><p>　　工程管理器主要用于組態(tài)王工程的管理，如新建工程、搜索工程、工程的備份、工程的恢復(fù)、變量的導(dǎo)入導(dǎo)出、定義工程的屬性等。</p><p><b&

48、gt;　　(2)工程瀏覽器</b></p><p>　　工程瀏覽器是“組態(tài)王”軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計(jì)的圖形畫面、命令語言、設(shè)備驅(qū)動程序管理、配方管理、數(shù)據(jù)報(bào)表等工程資源進(jìn)行集中管理，并在一個(gè)窗口中進(jìn)行樹行結(jié)構(gòu)排列，這種功能與Windows xp操作系統(tǒng)中的資源管理器的功能相似。</p><p>　　(3)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)</p>

49、<p>　　組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境。工程人員在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、動面連接的定義等。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作方法。利用組態(tài)王豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。</p><p>　　3.2.2 可編程控制器原理&

50、lt;/p><p>　　這里設(shè)計(jì)的材料分揀的程序，是利用了PLC的可編程控制功能。通過邏輯分析來實(shí)現(xiàn)的，從上述程序可以看出，在系統(tǒng)啟動時(shí)，輸入I0.1的高電平引起運(yùn)行中間寄存器M0.1的自鎖，從而進(jìn)入系統(tǒng)自運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。PLC的掃描工作方式與電器控制的工作原理明顯不同。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開和常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路的哪個(gè)位置上，都會立即同時(shí)動作；而P

51、LC采用掃描工作方式（串行工作方式），如果某個(gè)軟繼電器的線圈被接通或斷開，其所有的觸點(diǎn)不會立即動作，必須等掃描到該時(shí)才會動作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在I/O的處理結(jié)果上并沒有什么差別。</p><p>　　3.2.3組態(tài)王實(shí)現(xiàn)分揀系統(tǒng)的監(jiān)控</p><p>　　(1) 建立新項(xiàng)目　</p><p>　　首先啟動組態(tài)王工程瀏覽器。工程瀏覽器

52、運(yùn)行后，建立一個(gè)新項(xiàng)目，在工程瀏覽器中選擇菜單“工程/新建”，出現(xiàn)“新建工程”對話框。在對話框中輸入工程名稱：物品分揀，在工程描述中輸入：工程路徑自動指定為當(dāng)前目錄下以工程名稱命名的子目錄。如果需要更改工程路徑，請單擊“瀏覽”按扭。單擊“確定”。組態(tài)王工程將在工程路徑中顯現(xiàn)出來。</p><p>　　(2) 基本變量類型</p><p>　　變量的基本類型共有兩類：內(nèi)存變量、I/O變量。I

53、/O變量是指可與外部數(shù)據(jù)采集程序直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的變量，如下位機(jī)數(shù)據(jù)采集設(shè)備（如PLC、儀表等）或其它應(yīng)用程序（如DDE、OPC服務(wù)器等）。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動態(tài)的，在“組態(tài)王”系統(tǒng)運(yùn)行過程中，每當(dāng)I/O變量的值改變時(shí)，該值就會自動寫入下位機(jī)或其它應(yīng)用程序：每當(dāng)下位機(jī)或應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。</p><p>　　內(nèi)存變量是指那些不需要和其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位

54、機(jī)得到數(shù)據(jù)、只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量，比如計(jì)算過程的中間變量，就可以設(shè)備成“內(nèi)存變量”。</p><p>　　(3) 變量的數(shù)據(jù)類型</p><p>　　組態(tài)王中變量的數(shù)據(jù)類型與一般程序設(shè)計(jì)語言中的變量比較類似,主要有以下幾種：</p><p><b>　?、賹?shí)型變量</b></p><p>　　類似一般程序設(shè)計(jì)語言中

55、的浮點(diǎn)型變量，用于表示浮點(diǎn)（float）型數(shù)據(jù)，取值范圍10E-38~10E+38，有效值7位。</p><p><b>　　②離散變量</b></p><p>　　類似一般程序設(shè)計(jì)語言中的布爾（BOOL）變量，只有0，1兩種取值，用于表示一些開關(guān)量。</p><p><b>　　③字符串型變量</b></p>

56、<p>　　類似一般程序設(shè)計(jì)語言中的字符串變量，可用于記錄一些有特定含義的字符串，如名稱，密碼等，該類型變量可以進(jìn)行比較運(yùn)算和賦值運(yùn)算。字符串長度最大值為128個(gè)字符。</p><p><b>　?、苷麛?shù)變量</b></p><p>　　類似一般程序設(shè)計(jì)語言中的有符號長整數(shù)型變量，用于表示帶符號的整型數(shù)據(jù)，取值范圍（-2147483648）~214748

57、3647</p><p><b>　?、萁Y(jié)構(gòu)變量</b></p><p>　　當(dāng)組態(tài)王工程中定義了結(jié)構(gòu)變量時(shí)，在變量類型的下拉列表框中會自動列出已定義的結(jié)構(gòu)變量，一個(gè)結(jié)構(gòu)變量做為一種變量類型，結(jié)構(gòu)變量下可包含多個(gè)成員，每一個(gè)成員就是一個(gè)基本變量，成員類型可以為：內(nèi)存離散、內(nèi)存整型、內(nèi)存實(shí)型、內(nèi)存字符串，IO離散、IO整型、IO實(shí)型、IO特殊變量類型。</p>

58、;<p>　　(4) 特殊變量類型</p><p>　　有報(bào)警窗口變量，歷史趨勢曲線變量、系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量三種。這幾種特殊的變量正是體現(xiàn)了“組態(tài)王”系統(tǒng)面向工控軟件、自動生成人機(jī)接口的特色。</p><p><b>　?、賵?bào)警窗口變量</b></p><p>　　這是工程人員在制作畫面時(shí)通過定義報(bào)警窗口生成的，在報(bào)警窗口定義對話框中有

59、一選項(xiàng)為：“報(bào)警窗口名”，工程人員在此處鍵入的內(nèi)容即為報(bào)警窗口變量。此變量在數(shù)據(jù)中是找不到的，是組態(tài)王內(nèi)部定義的特殊變量?？捎妹钫Z言編制程序來設(shè)置或改變報(bào)警窗口的一些特性，如改變報(bào)警組名或優(yōu)先級，在窗口內(nèi)上下翻頁等。</p><p><b>　　②歷史趨勢曲線變量</b></p><p>　　在制作畫面時(shí)通過定義歷史趨勢曲線時(shí)生成的，在歷史趨勢曲線定義對話框中有一選

60、項(xiàng)為：“歷史趨勢曲線名”，在此處鍵入的內(nèi)容即為歷史趨勢曲線變量（區(qū)分大小寫）。此變量在數(shù)據(jù)中是找不到的，是組態(tài)王內(nèi)部定義的特殊變量。可用命令語言編制程序來設(shè)置或改變歷史趨勢曲線的一些特性，如改變歷史趨勢曲線的起始時(shí)間或顯示的時(shí)間長度等。</p><p><b>　　③系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量</b></p><p>　　預(yù)設(shè)變量中有8個(gè)時(shí)間變量是系統(tǒng)已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中定義的，用戶可以

61、直接使用；</p><p>　　$年：返回系統(tǒng)當(dāng)前日期的年份。</p><p>　　$月：返回1到12之間的整數(shù)，表示當(dāng)前日期的月份。</p><p>　　$日：返回1到31之間的整數(shù)，表示當(dāng)前日期的日。</p><p>　　$時(shí)：返回0到23之間的整數(shù)，表示當(dāng)前時(shí)間的時(shí)。</p><p>　　$分：返回0到59之間的

62、整數(shù)，表示當(dāng)前時(shí)間的分。</p><p>　　$日期：返回系統(tǒng)當(dāng)前日期字符串。</p><p>　　$時(shí)間：返咽系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間字符串。</p><p>　　以上變量由系統(tǒng)自動更新，只能讀取時(shí)間變量，而不能改變它們的值。</p><p><b>　　預(yù)設(shè)變量還有：</b></p><p>　　$用戶名

63、：在程序運(yùn)行時(shí)記錄當(dāng)前登錄的用戶的名字。</p><p>　　$訪問權(quán)限：在程序運(yùn)行時(shí)記錄當(dāng)前登錄的用戶的訪問權(quán)限。</p><p>　　$啟動歷史記錄：表明歷史記錄是否啟動。（1=啟動；0=未啟動）在開發(fā)程序時(shí)，可通過按鈕彈起命令預(yù)先設(shè)置該變量為1，在程序運(yùn)行時(shí)可進(jìn)行控制，按下按鈕啟動歷史記錄。</p><p>　　$啟動報(bào)警記錄：表明報(bào)警記錄是否啟動。（1=啟動

64、；0=未啟動）在開發(fā)程序時(shí)，可通過按鈕彈起命令預(yù)先設(shè)置該變量為1，在程序運(yùn)行時(shí)可由控制，按下按鈕啟動報(bào)警記錄。</p><p><b>　?、萁M態(tài)仿真</b></p><p>　　分揀系統(tǒng)過程大致如下：首先貨物由輥道輸入口進(jìn)入自動輸送與分揀系統(tǒng)，經(jīng)過傳感器發(fā)出信號，再由PLC根據(jù)不同的信號，做相應(yīng)處理，再給相應(yīng)分揀電動機(jī)發(fā)送分揀信號，分揀電動機(jī)帶動分揀機(jī)將貨物橫推入相

65、應(yīng)岔道，這樣就可以把混在一起的三種物品按種類分開并輸送，同時(shí)也要設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)以便出現(xiàn)分揀錯(cuò)誤時(shí)的更改系統(tǒng)運(yùn)行。到不同的庫房，從而實(shí)現(xiàn)貨物的自動分揀。在這過程中還要對物品的監(jiān)控，要設(shè)置實(shí)時(shí)曲線和實(shí)時(shí)報(bào)表，以觀察物品的分揀情況。</p><p>　　3.2.4控制過程設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)點(diǎn)擊“啟動”按鈕時(shí)物塊開始輸送。當(dāng)物塊走到傳感器信號范圍內(nèi)，通過傳感器來識別貨物分成3種類型，系統(tǒng)上

66、電后,可編程序控制器(PLC) 首先啟動輸送帶,上料傳感器檢測料槽有無物料,若無料,輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期后自動停止等待上料;當(dāng)料槽有料時(shí),上料傳感器輸出信號給PLC ,PLC 控制輸送帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)控制上料氣動閥進(jìn)行上料,每次上料時(shí)間間隔可以進(jìn)行調(diào)整。物料傳感器1 為電感傳感器,當(dāng)檢測出物料為鐵質(zhì)物料時(shí),反饋信號送PLC ,由PLC 控制氣動閥1 動作選出該物料;物料傳感器2 為電容傳感器,當(dāng)檢測出物料為鋁質(zhì)物料時(shí),反饋信號送PLC ,

67、PLC 控制氣動閥2 動作選出該物料; 物料傳感器3 為顏色傳感器,當(dāng)檢測出物料的顏色為待檢測顏色時(shí),PLC 控制氣動閥3 動作選出該物料。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時(shí),由程序記憶各傳感器的狀態(tài),完成分揀任務(wù)。</p><p>　　3.2.5組態(tài)王和下位機(jī)的通訊</p><p>　　“組態(tài)王”把第一臺下位機(jī)看作是外部設(shè)備，在開發(fā)過程中可以根據(jù)“設(shè)備配置向?qū)А钡奶崾疽徊讲酵瓿?/p>

68、連接過程。在運(yùn)行期間，組態(tài)王通過驅(qū)動程序和這些外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。每一個(gè)驅(qū)動程序都是一個(gè)COM對象，這種方式使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，即保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)能夠達(dá)到很大的規(guī)模。組態(tài)與PLC連接示意圖3.1。</p><p>　　圖3.1組態(tài)與PLC的連接</p><p>　　(1) 通訊端口的設(shè)置</p><p>

69、　　圖3.2 設(shè)置串口 </p><p>　　3.2.6趨勢曲線的設(shè)計(jì)</p><p>　　趨勢曲線用來反應(yīng)數(shù)據(jù)變量隨時(shí)間的變化情況。趨勢曲線有兩種：實(shí)時(shí)趨勢曲線和歷史趨勢曲線。這兩種曲線外形都類似于坐標(biāo)紙，X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量值。所不同的是，在畫面程序運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)趨勢曲線隨時(shí)間變化自動卷動，以快速反應(yīng)變量的新變化，但是不能查閱變量的歷史數(shù)據(jù)：歷史趨勢曲線可以完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作，

70、但它不會自動，而需要通過命令語言來輔助實(shí)現(xiàn)查閱功能。一個(gè)畫面中可定義數(shù)量不限的趨勢曲線，在同一個(gè)趨勢曲線中最多可同時(shí)顯示四個(gè)變量的變化。</p><p>　　(1) 實(shí)時(shí)趨勢曲線</p><p>　　激活畫面制作系統(tǒng)在工具箱中選用“實(shí)時(shí)趨勢曲線”工具，然后在畫面上繪制趨勢曲線，畫面如圖3.3；為了讓操作者使用方便，在趨勢曲線的下方需要增加標(biāo)注，說明各種顏色的曲線所代表的變量。雙擊此實(shí)時(shí)趨勢

71、曲線對象，彈出“實(shí)時(shí)趨勢對象” </p><p><b>　　如圖所示。 </b></p><p>　　圖3.3 實(shí)時(shí)趨勢曲線</p><p>　　(2) 歷史曲線的作用</p><p>　　對于一個(gè)實(shí)際可用的系統(tǒng)來說，一幅畫面常常是不夠的。組態(tài)王允許建立畫面數(shù)目不限的復(fù)雜程序。將要建立的歷史趨勢曲線和報(bào)警窗口將分別屬于

72、另兩幅畫面。激活程序選擇菜單“文件/新畫面”。設(shè)置“新畫面”對話框如下：</p><p>　　畫面名稱：歷史趨勢曲線</p><p>　　對應(yīng)文件：pic00002.pic</p><p>　　注釋：輸送線的監(jiān)控中心----歷史趨勢畫面</p><p><b>　　畫面風(fēng)格：覆蓋式</b></p><

73、p><b>　　畫面邊框：粗邊框</b></p><p><b>　　畫面位置：</b></p><p><b>　　左邊：299</b></p><p><b>　　頂邊：190</b></p><p><b>　　寬度：417</

74、b></p><p><b>　　高度：256</b></p><p><b>　　標(biāo)題桿：無效</b></p><p><b>　　大小可變：無效</b></p><p>　　(1) 繪制歷史趨勢曲線</p><p>　　在工具箱內(nèi)選擇歷史趨勢曲

75、線工具，在新畫面上繪制歷史趨勢。雙擊趨勢曲線，彈出“歷史趨勢曲線”對話框，對話框包括“曲線定義”和“標(biāo)識定義”兩部分。單擊對話框的“確定”按鈕。 對使趨勢曲線內(nèi)能顯示變量的變化情況，必須先對變量做如下設(shè)置：選擇菜單“數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)辭典”。在“變量定義”對話框單擊“瀏覽”。 在變兩列表中雙擊變量“產(chǎn)品數(shù)量”。 單擊“記錄定義”對話框中“數(shù)量變化紀(jì)錄”選擇框，使之有效。單擊“保存”。 用同樣的方法使變量“物品1數(shù)量”和“物品2數(shù)量”的“物品3

76、數(shù)量”選擇都有效。只有在“變量定義”對話框中使變量的“是否紀(jì)錄”選項(xiàng)有效時(shí)，才能在歷史趨勢曲線中顯示此變量的變化情況，這是因?yàn)闅v史趨勢曲線中的數(shù)據(jù)都取自記錄文件， 而數(shù)據(jù)文件只記錄那些“是否記錄”有效的變量。</p><p>　　(2) 為歷史曲線建立控制</p><p>　　為了從歷史曲線上能夠查詢到所有時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)，必須通過命令語言來動態(tài)改變歷史曲線的時(shí)間軸（X軸）的范圍。歷史曲線

77、時(shí)間軸的范圍是由歷史曲線的兩個(gè)屬性確定的。屬性ChartStart代表時(shí)間軸的起始值屬性，ChartLength代表時(shí)間軸的長度。如果這兩個(gè)屬性的值被改變，歷史曲線的時(shí)間軸范圍也就被改變了。命令語言是一段類似于C語言的程序，如果能充分利用，將極大的擴(kuò)充組態(tài)王的功能。在本處使用的命令語言僅僅是“命令語言鏈接”，是動畫連接的一種。在工具箱內(nèi)選擇按鈕工具，繪制一個(gè)按鈕。 單擊此按鈕，使之處于選中狀態(tài)，選擇菜單“編輯/ 字符替換”。將“字符串替

78、換”對話框中將字符串替換為“<<”。單擊“確定”。同樣的方法，再繪制另一按鈕，標(biāo)記為“〉〉”這兩個(gè)按鈕將用來卷動歷史曲線的時(shí)間軸。雙擊按鈕“〈〈”， 彈出“動畫連接”對話框。 單擊“彈起時(shí)”。在“命令語言”對話框中輸入命令語言程序：history.ChartStart = history.Chartstart-300:單擊“確定”，關(guān)閉“命令語言”對話框。單擊“確定”，關(guān)閉“動畫連接”對話框。以上設(shè)置將是按鈕成為觸敏對象，在

79、畫面程序運(yùn)行時(shí)，單</p><p><b>　　3.2.7報(bào)警窗口</b></p><p>　　報(bào)警窗口用以反映變量的不正常變化，組態(tài)王自動對需要報(bào)警的變量進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，將這些報(bào)警事件在報(bào)警窗口中顯示出來，其顯示格式再定義報(bào)警窗口時(shí)確定。報(bào)警窗口也有兩種類型：實(shí)時(shí)報(bào)警窗口和歷史報(bào)警窗口。實(shí)時(shí)報(bào)警窗口顯示最近的報(bào)警事件，要查閱歷史報(bào)警事組,同時(shí)指定報(bào)警窗口中顯

80、示所需的報(bào)警組，趨勢曲線、報(bào)警窗口和報(bào)警組都是一類特殊的變量，有變量名和變量屬性等。趨勢曲線、報(bào)警窗口的繪制方法和矩形對象相同，移動和縮放方法與一樣。</p><p>　　(1) 設(shè)置實(shí)時(shí)報(bào)警窗口</p><p>　　在工具箱中選用報(bào)警窗口工具，在畫面上繪制報(bào)警窗口；為使報(bào)警窗口內(nèi)能顯示變量的正常變化，你必須先做如下設(shè)置：切換到工程瀏覽器，再左側(cè)選擇“報(bào)警組”然后雙擊右側(cè)的圖標(biāo)進(jìn)入“報(bào)警組

81、定義”對話框。 在“報(bào)警組定義”對話框中單擊“確認(rèn)”，關(guān)閉“修改報(bào)警組”對話框。單擊“報(bào)警組定義”對話框的“確認(rèn)”按鈕。</p><p>　　在工程瀏覽器的左側(cè)選擇“數(shù)據(jù)詞典”， 在右側(cè)雙擊變量名“產(chǎn)品數(shù)量”。 在“變量屬性”對話框中單擊“報(bào)警定義”標(biāo)簽。將對話框設(shè)置下；報(bào)警組名已經(jīng)自動設(shè)為“生產(chǎn)線”。 單擊“確定”，關(guān)閉對話框。用同樣的方法定義變量“物品1數(shù)量”、“物品2數(shù)量”和“物品3數(shù)量”的報(bào)警限只有在“變

82、量定義”對話框中定義了變量的保警方時(shí)候，才能在報(bào)警窗口中顯示此變量。接下來設(shè)置報(bào)警窗口。雙擊此報(bào)警窗口對象，彈出對話框；各種文本的顏色可自由攝制。單擊“報(bào)警信息格式”。</p><p><b>　　3.2.8控件</b></p><p>　　控件采用ActiveX技術(shù)，可以作為一個(gè)相對獨(dú)立的程序單位被應(yīng)用程序所使用。控件的接口是標(biāo)準(zhǔn)的，因此，滿足這些接口的任何控件，包

83、括其他軟件供應(yīng)商開始的控件，都可以被組態(tài)王支持這些控件極大地?cái)U(kuò)充了組態(tài)王系統(tǒng)的功能。</p><p>　　(1) 使用趨勢曲線控件</p><p>　　趨勢曲線是組態(tài)王提供的一類控件，包括溫控曲線、XY曲線、柱狀圖/餅圖等。本節(jié)將建立一個(gè)新畫面，利用柱狀圖顯示1號物品數(shù)量、2號物品數(shù)量、3號物品數(shù)量和物品總的數(shù)值。在工程瀏覽器左側(cè)選中“畫面”，在右側(cè)雙擊“新建”，建立新畫面如圖3.5：在開

84、發(fā)環(huán)境中選擇菜單“編輯/插入控件”；在對話框左側(cè)選擇“趨勢曲線”，在右側(cè)單擊“立體棒圖”，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕；在畫面上雙擊立體棒圖，彈出設(shè)置對話框，設(shè)置屬性如下圖：</p><p><b>　　圖3.5 畫面屬性</b></p><p><b>　　3.2.9報(bào)表系統(tǒng)</b></p><p>　　數(shù)據(jù)報(bào)表是反應(yīng)生產(chǎn)過程中

85、的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的一種重要形式。是生產(chǎn)過程必不可少的一個(gè)部分。它既能反映系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，也能對長期的生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，使人能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。 </p><p>　　(1) 創(chuàng)建報(bào)表窗口</p><p>　　進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)，創(chuàng)建一個(gè)新的畫面，在組態(tài)王工具箱按鈕中，用鼠標(biāo)左鍵單擊“報(bào)表窗口”按鈕，如圖3.6所示，此時(shí)，鼠標(biāo)箭頭變?yōu)樾　?”字形，

86、在畫面上需要加入報(bào)表的位置按下鼠標(biāo)左鍵，并拖動，畫出一個(gè)矩形，松開鼠標(biāo)鍵，報(bào)表窗口創(chuàng)建成功，鼠標(biāo)箭頭移動到報(bào)表區(qū)域周邊，當(dāng)鼠標(biāo)形狀變?yōu)殡p“+”字型箭頭時(shí)，按下左鍵，可以拖動表格窗口，改變其在畫面上的位置。將鼠標(biāo)挪到報(bào)表窗口邊緣帶箭頭的小矩形上，這時(shí)鼠標(biāo)箭頭形狀變?yōu)榕c小矩形內(nèi)箭頭方向相同，按下鼠標(biāo)左鍵并拖動，可以改變報(bào)表窗口的大小。當(dāng)在畫面中選中報(bào)表窗口時(shí)，會自動彈出報(bào)表工具箱，不選擇時(shí)，報(bào)表工具箱自動消失。</p><

87、;p><b>　　圖3.6 工具箱</b></p><p>　　(2) 制作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表</p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表主要是來顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。除了在表格中實(shí)時(shí)顯示變量的值外，報(bào)表還可以按照單元格中設(shè)置的函數(shù)、公式等實(shí)時(shí)刷新單元格中的數(shù)據(jù)。在單元格中顯示變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一般有兩種方法。這兩種方法分別是對應(yīng)下面所說的上述倆種。

88、 </p><p>　　①單元格中直接引用變量</p><p>　　在報(bào)表的單元格中直接輸入“=變量名”，既可在運(yùn)行時(shí)在該單元格中顯示該變量的數(shù)值，當(dāng)變量的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，單元格中顯示的數(shù)值也會被實(shí)時(shí)刷新。如圖2.6所示，例如在單元格“B4”中要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的登錄“用戶名”，在“B4”單元格中直接輸入“=\\本站點(diǎn)\$用戶名”，切換到運(yùn)行系統(tǒng)后，該單元格中便會實(shí)時(shí)顯示登錄的用戶的名

89、稱，如“系統(tǒng)管理員”登錄，則會顯示“系統(tǒng)管理員”</p><p>　　圖3.7 直接引用變量</p><p>　　這種方式適用于表格單元格中的顯示固定變量的數(shù)據(jù)。如果單元格中要顯示不同變量的數(shù)據(jù)或值的類型不固定，則量好選擇單元格設(shè)置函數(shù)。</p><p>　　(3) 制作歷史數(shù)據(jù)報(bào)表</p><p>　　歷史報(bào)表記錄了以往的生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)，對用

90、戶來說是非常重要的歷史報(bào)表的制作根據(jù)所需數(shù)據(jù)的不同有不同的制作方法，這里介紹兩種常用的方法。</p><p>　　當(dāng)要設(shè)計(jì)一個(gè)材料自動輸送分揀記錄表，該報(bào)表為8小時(shí)生成一個(gè)（數(shù)似于班報(bào)），要記錄每小時(shí)最后一刻的數(shù)據(jù)作主歷史數(shù)據(jù)，而且該報(bào)表在查看時(shí)應(yīng)該實(shí)時(shí)刷新。對于這個(gè)報(bào)表就可以采用向單元格中定時(shí)刷新數(shù)據(jù)的方法實(shí)現(xiàn)。按照規(guī)定的時(shí)間，在不同的小時(shí)里，將變量的值定時(shí)用單元格設(shè)置函數(shù)如 ReportSetCellValu

91、e( )設(shè)置到不同的單元格中。這時(shí)，報(bào)表單元格中的數(shù)據(jù)會自動刷新，而帶有函數(shù)的單元格也會自動計(jì)算結(jié)果，當(dāng)時(shí)換班時(shí)，保存當(dāng)前添有數(shù)據(jù)的報(bào)表為報(bào)表文件，清除上班填充的數(shù)據(jù)，繼續(xù)填充，這樣就完成了要求。這樣就好比是每小時(shí)在記錄表上記錄一次現(xiàn)場數(shù)據(jù)，當(dāng)換班時(shí)，由下一班在新的記錄表上開始記錄一樣。可以另外創(chuàng)建一個(gè)報(bào)表窗口，在運(yùn)行時(shí)，調(diào)用這些保存的報(bào)表，查看以前的高錄，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。這種制作報(bào)表的方式既可以作為實(shí)報(bào)表現(xiàn)察實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可以作為歷史

92、報(bào)表保存。用戶可以參照組態(tài)王演示工程中的實(shí)時(shí)報(bào)表。</p><p>　　(4) 使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)</p><p>　　使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)從組態(tài)王記錄的歷史庫中按指定的起始時(shí)間和時(shí)間間隔查詢指定變量的數(shù)據(jù)，如果用戶在查詢時(shí)，希望彈出一個(gè)對話框，可以在對話框上隨機(jī)選擇不同的變量和時(shí)間段來查詢數(shù)據(jù)，最好使用函數(shù)ReportSetHistData2（StartRow，StartCol）。該函

93、數(shù)已經(jīng)提供了方便、全面的對話框供用戶操作。但該函數(shù)會將指定時(shí)間段內(nèi)查詢到的所有數(shù)據(jù)都填充到報(bào)表中來，如果報(bào)表不夠大，則系統(tǒng)會自動增加報(bào)表行數(shù)或列數(shù)，對于使用固定格式報(bào)表的用戶來說不太方便。那么可以用下面一種方法。</p><p>　　如果用戶想要一個(gè)定時(shí)自動查詢歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表，而不是彈出對話框，或者歷史報(bào)表的格式是固定的，要求將查詢到的數(shù)據(jù)加到固定的表格中，多余查詢的數(shù)據(jù)不需要添到表中，這時(shí)可以使用函數(shù)Repir

94、tSetHistData（ReportName，TagName，StartTime，SepTime，szContent）。使用該函數(shù)時(shí)，用戶需要指定查詢的起始時(shí)間，查詢間隔，和變量數(shù)據(jù)的填充范圍。</p><p>　　組態(tài)王報(bào)表擁有豐富而靈活的報(bào)表函數(shù)，用戶可以使用報(bào)表制作一些數(shù)據(jù)存儲、求和、運(yùn)算、轉(zhuǎn)換等特殊用法。如將采集到的數(shù)據(jù)存儲在報(bào)表的單元格中，然后將報(bào)表數(shù)據(jù)賦給曲線控件來制作一段分析曲線等，既可以節(jié)省變量

95、，簡化操作，還可以重復(fù)使用?？傊?，報(bào)表的其它用法還很多，有待用戶按照自己的實(shí)際用途靈活使用。</p><p><b>　　3.3 定義數(shù)據(jù)</b></p><p>　　組態(tài)軟件中定義數(shù)據(jù)變量非常重要，首先在組態(tài)王搜索工程中找到自動輸送分揀工程，然后點(diǎn)擊進(jìn)入自動輸送分揀工程，在工程瀏覽器中單擊數(shù)據(jù)庫，選擇數(shù)據(jù)詞典，雙擊新建以此來定義變量畫面。如圖所示，當(dāng)定義木質(zhì)物塊數(shù)量

96、時(shí)，變量名為CC，變量類型為內(nèi)存整數(shù)，描述為顏色貨物數(shù)量。當(dāng)變量類型不為內(nèi)存整數(shù)時(shí)，連接設(shè)備、寄存器、數(shù)據(jù)類型、讀寫屬性都需要進(jìn)行定義。然后點(diǎn)擊確定，其他變量也是依此類推。 </p><p><b>　　圖3.8 定義變量</b></p><p>　　表 3.1 定義數(shù)據(jù)表 </p><p>

97、;<b>　　4調(diào)試過程</b></p><p>　　在所有組態(tài)部分軟件編程結(jié)束后進(jìn)行一次調(diào)試過程，這次調(diào)試過程是為了達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。當(dāng)控制界面的物塊通過氣動閥進(jìn)入皮帶輪后，傳感器進(jìn)行收集信號，從而發(fā)出信號給皮帶輪另一側(cè)的氣動閥，這樣就實(shí)現(xiàn)了一次自動輸送分揀的全過程。在調(diào)試過程中如果放入物塊的密度、顏色、質(zhì)量不符合傳感器的規(guī)格，自動輸送分揀機(jī)是不會進(jìn)行識別分揀的。此次設(shè)計(jì)使用的傳感器為電容

98、傳感器、電感傳感器、顏色傳感器，通過原理來設(shè)計(jì)自動輸送分揀系統(tǒng)（監(jiān)控部分），假設(shè)物塊為木、鐵、鋁3種，通過3種傳感器的識別進(jìn)行分揀，其中使用四個(gè)氣動閥門其中三個(gè)閥門控制物塊分揀，一個(gè)閥門控制所有物塊的供給，使用皮帶輪進(jìn)行物塊的傳動。傳動過程中由于物塊質(zhì)量，密度還有顏色的材質(zhì)特性進(jìn)行氣動閥門的控制，從而達(dá)到自動分揀的目的。</p><p><b>　　4.1 軟硬件設(shè)備</b></p&g

99、t;<p>　　組態(tài)王軟件、計(jì)算機(jī)、PLC控制平臺、西門子STEP7編程軟件、材料分揀實(shí)物教學(xué)模型。</p><p>　　4.2組態(tài)王與PLC的通訊設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級語言編程來實(shí)現(xiàn)，組態(tài)王6.0與西門子PLC 之間通訊的實(shí)現(xiàn)步驟。西門子PLC采用RS232或RS485進(jìn)行通訊，占用計(jì)算機(jī)的一個(gè)串行口。在不加擴(kuò)展卡的情況下可以使用編程

100、口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。</p><p><b>　　(1)設(shè)備連接</b></p><p>　　利用PLC與計(jì)算機(jī)專用的RS232C電纜，將PLC通過編程口與上位計(jì)算機(jī)串口（COM口）連接，進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口，I/O設(shè)備通過RS-232串行通訊電纜連接到“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口。</p><p><b>

101、　　(2)設(shè)備配置</b></p><p>　　在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，點(diǎn)擊“設(shè)備”項(xiàng)下PLC與上位計(jì)算機(jī)所連串口（COM口），進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)COM口對應(yīng)的“新建”圖標(biāo)，會彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂υ捒?。在此對話框中完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。</p><p>　　利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O設(shè)備安裝，安裝過

102、程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號、連接方式，為設(shè)備指定一個(gè)邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址。</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)圖形界面并建立動畫連接</p><p>　　在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建自動輸送分揀控制示意圖，建立啟動和停止按鈕，并將各個(gè)氣動閥啟動和停止按鈕與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，進(jìn)行動畫連接。</p><p><b>　　(

103、4)系統(tǒng)運(yùn)行</b></p><p>　　啟動組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)TOUCHVIEW，運(yùn)行自動分揀輸送的控制。將PLC開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，按下啟動按鈕，觀察自動輸送分揀系統(tǒng)的控制結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，動畫效果良好。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　這次通過計(jì)算機(jī)上的組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的自動分揀

104、輸送系統(tǒng)，基本達(dá)到設(shè)計(jì)所要求。實(shí)現(xiàn)氣動閥門對物料控制，實(shí)現(xiàn)了傳感器對幾種物料進(jìn)行的識別。在設(shè)計(jì)的畫面中，我設(shè)計(jì)了一個(gè)歡迎畫面和一個(gè)監(jiān)控畫面，這樣也使畫面變得豐富，可以進(jìn)行畫面之間的切換，不再顯得那么單調(diào)。我所設(shè)計(jì)的自動輸送分揀系統(tǒng)具有直觀，操作簡單，由于只用到了組態(tài)軟件在維護(hù)上也顯得非常輕松，從而節(jié)省很多人力。由于是計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，安全可靠性也是一流的。對于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動化具有現(xiàn)實(shí)意義。</p><p><

105、;b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　從此次畢業(yè)設(shè)計(jì)——自動輸送分揀系統(tǒng)（監(jiān)控部分）中可以看出，對于自動控制系統(tǒng)來說，自動分揀是實(shí)際應(yīng)用中的主流系統(tǒng)，其中工控組態(tài)軟件的產(chǎn)生為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供便利。自動分揀系統(tǒng)中對于下位機(jī)PLC的通信也有著至關(guān)重要的作用。此次設(shè)計(jì)中對于組態(tài)軟件有了全新的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)它用處真的是很多。從陌生到熟悉這個(gè)軟件，也花費(fèi)了不少學(xué)習(xí)時(shí)間，使我學(xué)會了如何實(shí)現(xiàn)組態(tài)的很多功

106、能。原本以為的枯燥設(shè)計(jì)也變的豐富多彩了。讓我對于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)又產(chǎn)生了濃厚興趣，同時(shí)深深體會到自己知識的匱乏與欠缺，希望以后有時(shí)間多多學(xué)習(xí)這方面知識來填充自己吧。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中，我遇到了很多困難,大到系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)思想，小到程序的實(shí)現(xiàn)及組態(tài)畫面的制作。開始我真的是很迷茫，認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)太困難了。不過關(guān)鍵

107、時(shí)刻**老師和同學(xué)們都給予很多鼓勵(lì)和幫助，使我沒有心灰意冷堅(jiān)持研究終于困難一個(gè)個(gè)被攻克了。在此特別感謝我的畢設(shè)指導(dǎo)教師**和那些幫助過我的同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　張萬忠. 《可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例》北京. 中國電力出版社. 2004.</p><p>　　臺方. 《可編程序控制器應(yīng)用教程》北

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