1、題目：自動裝料卸料演示設計姓 名：專 業：日期:自動裝料卸料演示設計一、課題設計目的本課題設計通過生活中的一個較簡單的工作過程，如何進行系統的分析它的工作流程，畫出主電路原理圖、PLC端子分配圖、狀態轉移圖，在三菱FX2N系 列編程平臺上編梯形圖、軟仿真、調試；同時學習了用上位機組態軟件根據題目 要求設計合理的監控界面、腳本程序、變量的鏈接、數據的通信與交換方式等等。這樣就有PLC的軟硬件設計和上位機的監控程序設計，形成了一個完整的 監控系統。二、課題內容及要求設計：小車在S1、S2間作往復運動，由M1拖動。小車在S1點加入物料（由電 磁閥YV控制），時間10S。小車裝完料后從S1點運動到S2

2、點，由電機M2帶 動小車傾倒物料，時間3S，然后M2斷電，車斗復原。小車在M1的拖動下運動 退回S1點，再次循環。小車每循環3次后，要求停30秒后再開始工作。要求根 據工作示意圖，畫出端子分配圖、梯形圖和主電路圖。如果采用經驗設計法，要 求畫出工作流程圖；如果采用順序控制方法，要求畫出狀態轉移圖。項目示意圖 見圖2.1。啟動：SB1(XO)KM2(Y2)M2：KM3(Y3)S2(X2)圖2.1項目示意圖三、課題設計儀器、設備及材料由三菱FX2N可編程控制器及其編程軟件、MCGS組態軟件通用版、模擬版、 計算機等組成設計平臺。四、課題設計原理1、MCGS組態軟件功能1.1 MCGS組態軟件的整體

3、結構MCGS 5.5軟件系統包括組態環境和運行環境兩個部分。MCGS組態環境是生成用戶應用系統的工作環境，由可執行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。圖4.1組態軟件整體結構用戶在MCGS組態環境中完成動畫設計、設備連接、編與控制流程、編 制工程打印報表等全部組態工作后，生成擴展名為.mcg的工程文件，又稱為組 態結果數據庫，其與MCGS運行環境一起，構成了用戶應用系統，統稱為“工 程”。MCGS運行環境是用戶應用系統的運行環境，由可執行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。在運行環境中完成對工程的 控制工作。組

4、態軟件整體結構見圖 4.1。1.2 MCGS組態軟件五大組成部分見圖4.2:圖4.2組態軟件五大組成部分1.3基于MCG可完成以下工作：建立一個新工程設計畫面流程定義數據變量進行動畫連接添加模擬設備，使整個畫面能模擬運行。2、 編制“裝料卸料演示設計”的 PLC控制程序，使之能夠完成課題設計要求。3、通過連接MCGS和PLC，完成整體的監視和控制功能。MCGSa態軟件與外部設備的通訊：MCGS通過設備驅動程序與外部設備進 行數據交換。包括數據采集和發送設備指令。設備驅動程序是由VB、VC程序設計語言編寫的DLL （動態連接庫）文件，設備驅動程序中包含符合各種設備 通訊協議的處理程序，將設備運行

5、狀態的特征數據采集進來或發送出去。MCGS 負責在運行環境中調用相應的設備驅動程序，將數據傳送到工程中的各個部分， 完成整個系統的通訊過程。每個驅動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。本設計需要利于MCGS中FX2N的驅動程序進行設備的通道連接，使組態 軟件與PLC相聯系。五、主要設計重點、難點PLC程序的模塊化設計，MCGS的動畫制作、腳本程序，上位機與 PLC的 綜合調試。六、課題設計步驟1、PLC系統設計：1.1首先根據工作過程，分析主要有哪幾步組成，然后畫出工作流程圖見圖6.1圖6.1工作流程圖1.2根據工作過程分析I/O信號，畫出I/O分配表見圖6.2和PLC端子分配圖見 圖 6.

6、3。輸入I信號：啟動SB1(X0)，停止信號X3，左限位開關S1(X1),右限位開關S2(X2)； 輸出O信號：裝料丫0(由電磁閥YV控制)，由電動機M1控制的右行出發KM1(Y1) 和卸料返回KM2(Y2)，由電機M2控制的卸料KM3(Y3)。FLC輸入分配PLC輸出分配電氣功能地址電氣功能地址SB1啟動X0YV裝料Y0SB2停止X3KM1刖進Y1S丄XIKM2返回Y2S2X2KM3卸料Y3圖6.2 I/O分配表YO -YVSB1X0SB2P Y1一KM1一Lfil “_S2卜C Y2X2一KRI2/rvsKM3一CcOO-220V圖6.3 PLC端子分配圖1.3根據要求設計主電路圖見圖6.

7、4要求小車右行和返回由電動機 M1控制，小車傾倒物料由電動機 M2控制, 因此主電路就需要兩臺電機的正反轉電路。6.51.4這里采用順序控制法設計比較簡單，根據設計要求畫出狀態轉移圖見圖MW0O2so1ZRSTY0 #3S20 I-M10 XIMinTOi rCjS25 KiooCyQ右存出發卸料T1S23 U 匝二K3OCVQ左行返回-CCO2K5CTT) K300-IrstTco圖6.5狀態轉移圖1.5為了達到更好的設計效果，豐富上位機動畫效果和畫面，必須要有必要的中 間變量來實現設計，編程中用到的中間變量功能用途表見圖6.6中間變量功能用途中間變最功能用途TO設定就料時間DO讀SVTO的

8、當前值T1設定斂科時問D1瀆取T1的當前值T2設宅等待時問D2讀取T2的當苗值CO設定循環計數D3讀取CO的當肅値MO與上位啟動按鈕連通M3與上位停止連適Ml與上位左限位連通M4與上位急停連適M2與上位右限位連道圖6.6中間變量功能用途表1.6編寫梯形圖如下:S24SOSOY003)001X002RSTDOSETS22M2K30DI6768951121132、上位機MCGS監控系統的設計2.1設計“自動裝料卸料演示設計”監控畫面組態圖見圖6.7自動裝料卸料演示過程圖6.7監控畫面組態圖首先在用戶窗口，點新建窗口，生成窗口 0,在窗口 0屬性中重命名為裝料 卸料組態，選擇背景顏色為綠色，然后在工

9、具條中點工具箱選擇圖中需要的元件組態即可 2.2在實時數據庫中新增所有需要的數據對象，并定義數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍等等，必要時可以添加注釋。實時數據庫見圖6.8n主控窗口設備窗 |謝用戶輸口鮑實| ijjj名字I類型 I注釋左閑杭開關 右磴位開關 停止裝料 運料岀發卸料 運料計數MOM1賊M3戚YOY1Y2Y3coD()D1D2D3TOT1T2Et2 0 9- 0 0 0 9- 0 0翌sfls壓s型型型翌型SS壓SS 關關養關關關關關關fi 值值值值值值值值值 開開開開開開開開開數數數數數數數數裝料計時 卸料圭時 等待計時 護料運SMS 帥料成組増加對豪屬性mo*M1*112

10、*D1*DZFLC圖6.8實時數據庫2.3窗口、實時數據庫和PLC三者建立鏈接：將用戶窗口中圖形對象與實時數據 庫中的數據對象建立相關性鏈接，再通過設置通道與PLC三者建立鏈接，并設置相應的動畫屬性。在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態特征，由數據對 象的實時采集值驅動，從而實現了圖形的動畫效果。窗口、實時數據庫和PLC三者鏈接關系見圖6.9匕肛顯示宙口啟動 左陽也開關- 占限也開關- 停止 倉號 料斗下科一 沖下前退一 屮車后觀一 小車wn- 裝岸時何總示 卻料時問昱水 佇止時何呈示 運料也數顯示圖6.9窗口、實時數據庫和PLC三者鏈接關系2.4編寫必要的腳本程序，使動畫更加豐富、形象和達

11、到設計的需要，所以一般 上位機組態當中腳本程序是必須的雙擊運行策略進入循環策略，由循環策略進入策略組態，在策略組態的工具 欄中點策略工具箱和新增策略行，從策略工具箱中選擇腳本程序拖到新增策略框 中，策略工具箱見圖6.10，策略組態見圖6.11弓退出策略 縣音響輸出 b策略調用 吃數據對象 縣設備扌桑柞 心腳本程序 忌定時器 丹計數器 心窗口操作3 Excel報表輸岀 富修改數據庫 耳存盤數據拷貝 肚存盤數據提取 鬥存盤數據瀏覽 Q報警信息、瀏覽 理設置時間范圍 心配方操佢處理圖6.10策略工具箱策略組態=循環策唸*刁圄按黒設定的時間循環運圖6.11策略組態雙擊策略組態的腳本程序進行編寫，本設計

12、的腳本程序如下:IF 車 10 THENM1=0ENDIF%當車1的位置大于0時，左限位開關等于0,即 左限位開關打開。IF Y1=1 THEN 車仁車1+10%當輸出信號丫1等于1時，車1開始以一定 速度前進。ENDIFIF 車 1=720 THEN%當車1的位置大于等于720時，右限位開關等M2=1ENDIF于1,即右限位開關壓合。IF 車 1=780 THEN 車仁770ENDIF%當車1的位置大于等于780時，車1的位置 被默認到位置770。IF Y2=1 THEN 車仁車1-10ENDIF%當輸出信號丫2等于1時，車1開始以一定 速度后退。IF 車 1=0 THEN 車仁0ENDIF

13、%當車1的位置小于等于0時，車1的位置被默 認到位置0。2.5進行設備組態：首先進入設備窗口，雙擊進入設備組態，在設備組態的工具 欄選設備工具箱，在工具箱中選則通用串口父設備和三菱FX-232，生成設備組態中的通用串口父設備0和設備0,設備組態圖見圖6.12設備管理O通用串父誹備（1-|通甲串父設備Q躍理1B區牡出；團設*工貝箱高速網絡；TCRIP 諭低速網絡，串口通訊 0低速網絡：Modem 諭通用串口父設備 0通用TCF7IP父設備 Mod0us 設備 0PID控制軟設備 啓串口電話敦設備 刁串口通訊父設備 0報喪數捱存盤 0控制曲線設備*計數測頻設備三 Fx-232圖 6.12設備組態圖

14、雙擊生成的通用串口父設備 0,進入通用串口屬性編輯的基本設置，通用串口設備設置見圖6.13誦用串設帝展性編斎基本屬性電話連接設各屬性名設各屬性值|設各名稀通用串口父設各0設備注釋通用串口父設備初始工作狀態1 -啟動最小采集同期皿訂5D0串口端口號n - comi通訊液特率6 - 9600數揺拉拉數0-7停止惶儻數U-1數拐校聽方式2 -偶校臉數據采集方式u -同步采集|廠“檢査穌確認（Y!取消圍幫助凹圖6.13通用串口設備設置雙擊生成的設備0,在設備0的設備屬性設置中對基本屬性和通道連接進行 設置。點擊基本屬性中的內部屬性，后再點擊設置設備內部屬性右端生成的省略 號，生成三菱-FX232通道屬

15、性設置，點擊增加通道，設置需要的通道類型、通 道地址、連續通道個數、數據位的位數、操作方式，輸出Y0的設置見圖6.14圖6.14輸出Y0的設置注：中間繼電器M的設置同上在此省略，數據寄存器D的設置見圖6.15圖6.15數據寄存器D的設置最終的通道屬性設置結果見圖 6.16圖6.16通道屬性設置結果最后對設備屬性設置中的通道鏈接進行設置，左鍵點擊通道連接后，進如通道連接設置，使對應數據對象和通道類型匹配，例如數據對象丫0對應讀寫丫0、數據對象M0對應讀寫M0、數據對象D0對應讀WB0，總之有多少項，就要有 多少對應數據對象。通道鏈接設置結果見圖 6.17圖6.17通道鏈接設置結果2.6將所建立的

16、工程存盤，并運行該工程：上位機監視PLC的運行：按下可編程控制器模擬版的啟動按鈕 X0，觀看上 位機中的監控畫面的動畫效果是否與按照PLC的輸出同步進行：按下模擬版的 停止按鈕X3，觀察上位機中的監控畫面是否停止工作上位機控制 PLC 的運行：通過監控畫面中的啟動、停止按鈕控制 PLC 的工 作，觀察 PLC 是否正常工作。如果有問題，調試程序或上位機監控畫面直到達到滿意的效果。七、課題設計的總結1 對設計的小結： 這個課題設計通過生活中常見的一個較簡單工作實例，由分析 工作過程，從設計 PLC 程序，到對上位機監控畫面的設計，再到 PLC 與監 控畫面的聯機調試， 這樣一步步的擴展開， 最終

17、實現了一個完整的監控系統。2 對設計的收獲與體會： 在整個設計過程中，雖然是一個較簡單的監控畫面，但 是它基本包括了設計一個監控系統的方方面面，很慶幸在恩師的幫助和指導 下，獨立完成了從 PLC 控制系統的設計，到上位監控界面的設計，聽從了恩 師的建議，同時也加入了自己的設計想法，通過這次設計極大的增強了本人 對學習工控領域的信心，相信任何復雜的工程設計，都是由小塊較簡單的組 成較復雜的龐大工程，只要肯鉆研和勤奮，最終會一塊一塊地解決，直到解 決所有問題。3對設計的進一步完善提出建議： PLC 設計程序還不夠理想， 比如急停設計的不 夠；也沒有自動和手動程序的切換，只有自動程序；上位監控系統界面在下 料結束后，讓小車再動，這樣顯得更形象，可以通過修改梯形圖來實現；同 樣在小車運料過程中，不能看到小車里的料，如果能