PLC控制运料小车装置MCGS组态画面研发设计.docx
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PLC控制运料小车装置MCGS组态画面研发设计
设计(论文)题目
PLC控制的运料小车装置MCGS组态画面设计
学院:
电子与信息工程学院
学生姓名:
黄梦轩
专业班级:
09应用电子
(2)班
学号:
2009108212
指导教师:
潘益玲
2012年05月29日
目录
摘要2
第一章设计任务和要求3
1.1 课题的背景意义3
1.2设计内容及要求4
第二章总体方案设计4
2.1送料车自动循环控制系统的构成4
2.2工作过程5
2.3方案设计5
2.4硬件设计7
第三章软件设计7
3.1PLC程序编写7
3.2监控软件设计8
3.3通讯软件设计8
3.4运料小车自动往返梯形如图3-1所示9
3-1自动运料小车梯形图9
3.5运料小车自动往返程序指令如表3.1所示10
第四章MCGS组态软件10
4.1MCGS组态软件结构功能特点11
4.2MCGS组态软件功能及其特点13
4.3工程的建立和变量的定义15
4.4变量定义的步骤16
4.5指示灯的属性设置17
4.6MCGS与PLC的连接18
4.7编制循环策略18
4.8运料小车的组态设计18
4.9运行调试动画界面19
第五章安装调试过程21
5.1安装环境21
5.2安装注意事项21
5.3调试中遇到的问题及解决办法21
5.4各状态步的驱动处理的检查21
5.5状态的转移处理的检查22
5.6常见的故障22
5.7测试结果分析22
第六章设计小结23
致谢24
参考文献25
摘要
随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展,使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域,真正成为一种电子计算机工业控制装置,故称为可编程控制器。
随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC,变频器,人机界面自动化器件来控制,因此自动化程度越来越高。
送料小车控制系统使用了PLC控制,被控对象是送料车,属于自动循环控制系统,该系统能安全、可靠运行的情况,实现计算机自动监控。
本次设计介绍了FX2NPLC机的性能及其特点,可编程序控制器(programmablecontroller)简称PLC。
由于PLC的性能优越,兼具计算机的功能完备,灵活性强,通用性好和继电接触器控制简单易懂,维修方便等双重优点,形成以微电脑为核心的电子控制设备,可编程序控制器是近年来一种极为迅速,应用极为广泛的工业控制装置。
可编程控制器(PLC)具有编程软件采自易学易懂的梯形图语言,控制灵活方便,抗干扰能力强,运行稳定可靠等特点,现在的工业自动化生产控制多采用可编程控制器来实现。
该控制系统,根据实际要求利用PLC的实时控制和顺序处理功能,完成系统控制,在本次论文中给出了控制系统的主电路图及软件设计
关键词:
可编程序控制器计算机技术自动送料小车
第一章设计任务和要求
1.1 课题的背景意义
随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC,变频器,人机界面自动化器件来控制,因此自动化程度越来越高。
电器控制技术是随着科学技术的不断发展,生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。
在现代化工业生产中,为了提高劳动生产率,降低成本,减轻工人的劳动负担,要求整个工艺生产过程全盘自动化,这就离不开控制系统。
控制系统是整个生产线的灵魂,对整个生产线起着指挥的作用。
一旦控制系统出现故障,轻者影响生产线的继续进行,重者甚至发生人生安全事故,这样将给企业造成重大损失。
运料小车是基于PLC控制系统来设计的,控制系统的每一步动作都直接作用于运料小车的运行,因此,运料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。
运料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。
所以,对运料小车控制系统的设计要予以重视。
1.2设计内容及要求
本课题的主要设计内容有:
确定运料小车控制系统的总体设计方案;设计运料小车拖动电机的电器控制线路原理图;确定运料小车控制系统PLC的型号规格,确定PLCI/O元件,列出PLCI/O元件分配表;设计运料小车控制系统的PLCI/O接线图,PLC程序的总体结构图和梯形图(包括公用程序、控制程序、信号显示和故障报警程序等
设计题目:
PLC自动运料车
1.熟练掌握PLC的指令系统,学会定时器、计数器和特殊继电器在实际中的应用。
2.通过设计牢固掌握用功能表图设计梯形图的方法、步骤及绘制梯形图所遵循的规则和设计技巧。
学会时序控制程序的设计和调试方法。
3.学会PLC输入/输出点的分配、接线。
对PLC有系统的了解。
4.利用PLC来达到自动送料的功能,减少人力的消耗。
为生活工作提供便利。
第二章总体方案设计
本系统采用了PLC控制原理,设计总体控制方案,用组态软件进行实时控制的监控。
2.1送料车自动循环控制系统的构成
送料车前进和后退用开关来控制。
在装料和卸料的地方有限位开关来实现,当小车到达卸料处时,碰到限位开关SQ2,实现小车的停车和卸料动作;当小车到达装料出时,碰到限位开关SQ1,实现小车的装料动作。
2.2工作过程
(1)第一次按下送料按钮,预先装满料的小车前进送料到达卸料处(SQ2)自动停下来卸料。
(2)经过卸料所需设定的时间t2延时后,车子则自动的返回到装料处(SQ1)。
(3)经过装料所需设定的时间t1延时后,车子自动的再次前进送料,卸完料后车子又自动返回装料,如此自动往返循环送料。
当输入为停止信号时,系统将停止运行。
工作过程如图2.1所示。
图2.1 送料车工作过程流程图
2.3方案设计
1)根据控制目的和要求,经过仔细分析各种因素,制定了整体的设计方案:
以FX2NPLC为核心,完成对输入输出点的控制。
监控系统通过MODBUS通信协议与PLC进行I/O点的通信。
输入部分包括:
启动/停止按钮输入;输出部分包括:
装料和卸料的控制。
运料小车工作示意图如图2-2所示。
图2-2运料小车工作示意图
2)PLC运料小车接线示意图如图2-3所示。
图2-3小车接线示意图
3)运料小车的工作流程图如图2-4所示。
图2-4运料小车工作流程图
4)运料小车自动往返控制状态转移如图2-5所示。
图2-5运料小车自动往返图
2.4硬件设计
根据控制要求,主控设备选用三菱PLC,小车的行程控制采用限位开关(2个),系统的启动、停止、采用按钮实现,输出采用接触器(2个)控制,一个实现前进,另一个完成后退功能。
第三章软件设计
3.1PLC程序编写
根据控制要求,使用专用编程软件,编写PLC控制程序,控制程序包括启动、停止按钮、数据采集等。
本实验要用到的是I/O数字量,实验中采用了四个输入四个输出的I/O点,I/O点分配如表3.1。
表3.1I/O点分配
输入点
输入点作用
输出点
输出点作用
X0
启动按钮SB0
Y0
前进KM1
X1
停止按钮SB1
Y1
卸料KM2
X2
前进限位开关SQ2
Y2
后退KM3
X3
后退限位开关SQ1
Y3
装料KM4
3.2监控软件设计
送料车自动往返循环控制系统的监控界面组态软件作为开发平台,主要有控制对象的图形界面和数据库变量组成,数据库变量通过通信接口与PLC进行I/O联接,完成数据交换。
创建新的应用程序关系横的一般过程是:
绘制图形界面、创建数据库、配置I/O数据联接、建立动画连接、运行及调试。
3.3通讯软件设计
本实验采用了MODBUS通信协议实现PLC之间的通讯。
本实验用动态数据交换(DDE)实现数据交换。
它在同时运行的两个应用程序之间实现一种客户端与服务器关系,服务器应用程序提供数据,并接受对这些数据感兴趣的任何其它应用程序的请求。
发出请求的应用程序被称为客户端。
3.4运料小车自动往返梯形如图3-1所示。
图3-1自动运料小车梯形图
3.5运料小车自动往返程序指令如表3.1所示。
表3.1自动运料小车程序
步数
指令
步数
指令
0
LDM8002
25
SETS23
1
SETS0
27
STLS23
3
STLS0
28
OUTY003
4
LDX000
29
OUTT1K60
5
SETS20
32
LDT1
7
STLS20
33
OUTS0
8
LDIX001
35
RET
9
OUTY000
36
END
10
LDX001
11
SETS21
13
STLS21
14
OUTY001
15
OUTT0
18
LDT0
19
SETS22
21
STLS22
22
LDIX002
23
OUTY002
24
LDX002
第四章MCGS组态软件
MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem,通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。
它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。
其主要特征和功能大体为:
具有简单灵活的可视化操作界面、实时性强、有良好的并行处理性能、有丰富生动的多媒体画面、开放式结构、广泛的数据获取和强大的数据处理功能、完善的安全机制、强大的网络功能、多样化的报警功能、支持多种硬件设备、方便控制复杂的运行流程、良好的可维护性和可扩充性、设立对象元件库组态工作简单方便、能实现对工控系统的分布式控制和管理等等。
4.1MCGS组态软件结构功能特点
MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。
组态环境相当于一套完整的工具软件,用来帮助用户设计和构造自己的应用系统。
运行环境则按照组态环境中构造的组态工程,以用户的制定方式运行,并进行各种处理,完成用户组态用户设计的目标和功能。
组态环境和运行环境的关系如图4-1所示。
图4-1组态环境运行和运行环境图
由MCGS生成的用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分组成。
如图4-2所示。
图4-2组态控制窗口
MCGS的五大组成部分
MCGS组态软件建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成,每一部分分别进行组态操作,可以完成不同的工作,且具有不同的特性。
(1)主控窗口
主控窗口确定了工业控制中工程作业的总体轮廓、运行流程、菜单命令、特性参数和启动特性等内容,是应用系统的主框架。
在主窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口,主控窗口负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。
主要的组态操作包括:
定义工程名称,编制工程菜单,设计封面图形,确定启动的窗口,设定动画刷新周期,指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。
(2)设备窗口
设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。
设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件,实现对外部设备的操作和控制。
设备窗口通过设备构件吧外部设备的数据采集进来,送人实时数据库中的数据输出到外部设备。
一个应用系统只有一个设备窗口,运行时,系统自动打开设备窗口来管理和调度所有设备构件正常工作,并在后台独立运行。
(3)用户窗口
用户窗口主要用于设置
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