基于深孔鉆組合機(jī)床的組態(tài)實(shí)訓(xùn)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目基于MCGS的深孔鉆組合機(jī)床PLC控制實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及要求:熟悉使用西門子S7-200系列PLC的應(yīng)用以及MCGS的組態(tài)的基本應(yīng)用,通過對(duì)實(shí)例的模擬,熟練地掌握PLC控制的流程、程序調(diào)試和MCGS的編輯使用。進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì),并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。進(jìn)度安排:第一周:查閱相關(guān)資料。了解所需實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的大概情況,確立實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)的大致框架,對(duì)MCGS有基本了解。第二周:選擇PLC的型號(hào),利用STEP 7Mirco進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行調(diào)試,并且設(shè)計(jì)MCGS動(dòng)畫,定義數(shù)據(jù)變量,編寫控制流程。第三周:對(duì)PLC和MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行PPI通訊

2、,設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程示意圖,列出I/O分配表,畫出I/O接線圖,完成整個(gè)組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師(簽字:年月日分院院長(簽字:年月日摘要本次實(shí)訓(xùn)基于MCGS組態(tài)軟件用PLC進(jìn)行控制,MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控。PLC主要控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止以及鉆頭的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn);MCGS用于讀取行程開關(guān)的開關(guān)量,以便我們隨時(shí)了解系統(tǒng)信息,進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化水平比較高,大大減少了人力物力,而且對(duì)于鉆頭所鉆的深度能精確的控制。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本、性能穩(wěn)定。關(guān)鍵字:MCGS組態(tài)軟件,PLC,深孔鉆1 組態(tài)軟件介紹 (21.1 MCGS組態(tài)軟件通用版的基本介紹 (21.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點(diǎn) (22 硬件設(shè)

3、計(jì) (32.1 控制要求 (32.2 系統(tǒng)流程圖 (42.3 I/O分配表 (52.4 /O接線圖 (63 軟件設(shè)計(jì) (73.1 主程序梯形圖 (74 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊 (144.1 工程項(xiàng)目系統(tǒng)分析 (144.2 工程立項(xiàng)搭建框架 (144.3 設(shè)置菜單基本體系 (144.4 編寫控制流程程序 (144.5 完善菜單按鈕功能 (144.6 編寫程序調(diào)試工程 (144.7制作動(dòng)畫顯示畫面 (154.8 連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (164.9 工程完工工程測試 (165 MCGS的運(yùn)行畫面 (17結(jié)束語 (221 組態(tài)軟件介紹1.1 MCGS組態(tài)軟件通用版的基本介紹MCGS(Monit

4、or and Control Generated System,監(jiān)視與控制通用系統(tǒng),它是一套基于Windows平臺(tái)的軟件,用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制,可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合,可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng),如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊,無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場采集站、人機(jī)界面

5、等專用設(shè)備。1.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點(diǎn)全中文可視化組態(tài)軟件,簡潔、大方,使用方便靈活1完善的中文在線幫助系統(tǒng)和多媒體教程2真正的32位程序,支持多任務(wù)、多線程,運(yùn)行于Win95/98/NT/2000平臺(tái)3提供近百種繪圖工具和基本圖符,快速構(gòu)造圖形界面4支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板卡、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等700多種國內(nèi)外眾多常用設(shè)備5支持溫控曲線、計(jì)劃曲線、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、XY曲線等多種工控曲線6支持ODBC接口,可與SQL Server、Oracle、Access等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫互聯(lián)7支持OPC接口、DDE接口和OLE技術(shù),可方便的與其他程序和設(shè)備互聯(lián)8提供漸進(jìn)色、

6、旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫、透明位圖、流動(dòng)塊等多種動(dòng)畫方式,可以達(dá)到良好的動(dòng)畫效果9上千個(gè)精美的圖庫元件,保證快速的構(gòu)建精美的動(dòng)畫效果10功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫同步構(gòu)建,保證多個(gè)系統(tǒng)完美結(jié)合 11完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),可以支持最新流行的各種通訊方式,包括電話通訊網(wǎng),寬帶通訊網(wǎng),ISDN 通訊網(wǎng),GPRS 通訊網(wǎng)和無線通訊網(wǎng)2 硬件設(shè)計(jì)2.1 控制要求深孔鉆組合機(jī)床機(jī)型切削時(shí),為利于鉆頭排屑和冷卻,需要周期性地從工件中退出鉆頭,道具進(jìn)退與行程開關(guān)示意圖如圖2.1所示。在起始位置O 點(diǎn)時(shí),行程開關(guān)SQ1被壓合,按啟動(dòng)按鈕SB2,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng),刀具前進(jìn)。退刀由行程開關(guān)控制,當(dāng)動(dòng)力頭依次壓在SQ3、SQ4、

7、S15上時(shí),電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),刀具會(huì)自動(dòng)退刀,退刀到起始位置時(shí),SQ1被壓合,退刀結(jié)束,又自動(dòng)進(jìn)刀,直到三個(gè)過程全部結(jié)束。SQ1CSQ3SQ4 SQ5 ABO圖2.1 深孔鉆組合機(jī)床工作示意圖2.2 系統(tǒng)流程圖起始位置SQ1壓合12 3 4 5 6壓合SQ3壓合SQ1壓合SQ4壓合SQ1壓合SQ5壓合SQ1按下啟動(dòng)按鈕SB2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)OA電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)AO電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)OB電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)BO電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)OC電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)CO2.3 I/O分配表編程元件I/O端口電路器件作用輸入信號(hào)I0.1 SB1 停止按鈕I0.2 SB2 啟動(dòng)按鈕I0.3 SQ3 退刀行程開關(guān)I0.4 SQ4 退刀行程開關(guān)I

8、0.5 SQ5 退刀行程開關(guān)I0.7 SB3 正向調(diào)整點(diǎn)動(dòng)按鈕I0.0 SB4 反向調(diào)整點(diǎn)動(dòng)按鈕I0.6 SQ1 原始位置行程開關(guān)輸出信號(hào)Q0.1 KM1 鉆頭前進(jìn)接觸器線圈Q0.2 KM2 鉆頭后退接觸器線圈圖2.2 深孔鉆組合機(jī)床系統(tǒng)流程圖表2.1 深孔鉆組合機(jī)床I/O分配表2.4 /O接線圖 圖2.3 深孔鉆組合機(jī)床控制I/O接線圖3 軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序梯形圖 4 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊4.1 工程項(xiàng)目系統(tǒng)分析深孔鉆組合機(jī)床機(jī)型切削時(shí),為利于鉆頭排屑和冷卻,需要周期性地從工件中退出鉆頭。工作形式如控制要求所示。要求在上位機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到PLC 控制的工作過程,可以看到開始

9、停止的過程,并且在MCGS軟件中能看到深孔鉆組合機(jī)床進(jìn)刀退刀的每一個(gè)過程。4.2 工程立項(xiàng)搭建框架定義工程名稱、封面窗口名稱以及啟動(dòng)窗口名稱,指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫,設(shè)定動(dòng)畫刷新的周期。4.3 設(shè)置菜單基本體系先搭建菜單的框架,再對(duì)各級(jí)菜單命令進(jìn)行功能組態(tài)。4.4 編寫控制流程程序在運(yùn)行策略窗口內(nèi),從策略構(gòu)件箱中,選擇所需功能模塊,由這些模塊實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互過程。4.5 完善菜單按鈕功能包括對(duì)菜單命令、監(jiān)測器件、操作按鈕功能的組態(tài)。4.6 編寫程序調(diào)試工程利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù),檢查動(dòng)畫顯示和控制流程時(shí)候正確4.7制作動(dòng)畫顯示畫面我們?cè)O(shè)置了啟動(dòng)指示燈以及停止指示燈,分別對(duì)應(yīng)

10、硬件里的啟動(dòng)按鈕和停止按鈕,在畫面頂端的指示燈表示原始位置行程開關(guān)SQ1。畫面底端的三個(gè)指示燈則分別表示SQ3、SQ4、SQ5。在畫面中間有三組短、中、長的流動(dòng)塊,分別對(duì)應(yīng)深孔鉆三個(gè)來回的運(yùn)行過程。當(dāng)顯示綠色流動(dòng)時(shí)則表示正在進(jìn)刀,當(dāng)顯示紅色流動(dòng)時(shí),則表示退刀。變量設(shè)置如下表所示:變量名稱類型注釋對(duì)應(yīng)寄存器狀態(tài)表達(dá)式SB1 開關(guān)型控制深孔鉆“停止”的變量I0.1 SB1=1時(shí),SB1亮SB2 開關(guān)型控制深孔鉆“啟動(dòng)”的變量I0.2 SB2=1時(shí),SB2亮SQ1 開關(guān)型控制“原始位置行程開關(guān)”的變量I0.6 SQ=1時(shí),SQ1亮SQ3 開關(guān)型控制“第一次退刀行程開關(guān)”的變量I0.3 SQ3=1時(shí),

11、SQ3亮SQ4 開關(guān)型控制“第二次退刀行程開關(guān)”的變量I0.4 SQ4=1時(shí),SQ4亮SQ5 開關(guān)型控制“第三次退刀行程開關(guān)”的變量I0.5 SQ5=1時(shí),SQ4亮SQ6 開關(guān)型控制“第一次進(jìn)刀流動(dòng)塊”的變量M2.1 SQ6=1時(shí),最短流動(dòng)塊綠色流動(dòng)SQ7 開關(guān)型控制“第二次進(jìn)刀流動(dòng)塊”的變量M2.2 SQ7=1時(shí),中長流動(dòng)塊綠色流動(dòng)SQ8 開關(guān)型控制“第三次進(jìn)刀流M2.3 SQ8=1時(shí),最長流動(dòng)動(dòng)塊”的變量塊綠色流動(dòng)SQ9 開關(guān)型控制“第一次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.4 SQ9=1時(shí),最短流動(dòng)塊紅色流動(dòng)SQ10 開關(guān)型控制“第二次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.5 SQ10=1時(shí),中長流動(dòng)塊紅色流動(dòng)S

12、Q11 開關(guān)型控制“第三次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.6 SQ11=1時(shí),最長流動(dòng)塊紅色流動(dòng)4.8 連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件,我們這里通過設(shè)備組態(tài)的設(shè)備窗口來選擇“通用串口父設(shè)備0”,然后建立“設(shè)備0”,這里我們選擇了“Siemen_S7200PPI”,即西門子200點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模式。4.9 工程完工工程測試連好PC/PPI編程電纜,將PLC程序載入PLC中,經(jīng)測試正確后,最后測試工程各部分的工作情況,完成整個(gè)工程的組態(tài)工作,實(shí)施工程交接,便可以進(jìn)行通訊。表4.1 變量設(shè)置5 MCGS 的運(yùn)行畫面開始按鈕停止按鈕第三次進(jìn)刀第三次退刀退刀行程開關(guān)退刀行程開關(guān)SQ1退刀行程開關(guān)第一次進(jìn)

13、刀第二次退刀第二次進(jìn)刀第一次退刀 6 調(diào)試對(duì)MCGS軟件進(jìn)行通訊設(shè)置,具體步驟如上文“連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序”中介紹,然后再次運(yùn)行PLC,進(jìn)行組態(tài)調(diào)試。當(dāng)按下SQ1,動(dòng)畫中SQ1亮,再按下啟動(dòng)按鈕SB2,動(dòng)畫中SB2亮閃一次,最短的流動(dòng)塊顯示綠色流動(dòng),表示正在第一次進(jìn)刀;撥回SQ1,動(dòng)畫中SQ1熄滅,再按下SQ3,動(dòng)畫中SQ3亮,最短流動(dòng)塊顯示紅色流動(dòng),表示正在第一次退刀;撥回SQ3,動(dòng)畫中SQ3熄滅,再按下SQ1,動(dòng)畫中SQ1亮,中長流動(dòng)塊顯示綠色流動(dòng),表示正在第二次進(jìn)刀;撥回SQ1,動(dòng)畫中SQ1熄滅,再按下SQ4,動(dòng)畫中SQ4亮,中長流動(dòng)塊顯示紅色流動(dòng),表示正在第二次退刀;撥回SQ4,動(dòng)畫中SQ

14、4熄滅,再按下SQ1,動(dòng)畫中SQ1亮,最長流動(dòng)塊顯示綠色流動(dòng),表示正在第三次進(jìn)刀;撥回SQ1,動(dòng)畫中SQ1熄滅,再按下SQ5,動(dòng)畫中SQ5亮,最長流動(dòng)塊顯示紅色流動(dòng),表示正在第三次退刀;撥回SQ5,按下SB1,整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位,動(dòng)畫運(yùn)行一致,表示組態(tài)運(yùn)行正確。結(jié)束語通過這次PLC課程設(shè)計(jì),讓我更加深刻理解了課本的知識(shí),并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用,掌握了PLC的I/O分配、程序調(diào)試等和MCGS軟件。通這次設(shè)計(jì),提高了我的動(dòng)手和動(dòng)腦能力,更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性,使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理以及編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握

15、方面都能向前邁了一大步。在實(shí)驗(yàn)中,遇到通道缺少而不能正常連接的問題,在老師的幫助下,我學(xué)會(huì)了增加通道,讓我在實(shí)踐中學(xué)會(huì)了通訊的連接。在本次課程設(shè)計(jì)中,學(xué)會(huì)如何更好的與老師和同學(xué)去交流,這樣自己不太懂得一些知識(shí),在自己熟悉的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)許多問題,自己學(xué)到很多,先前沒有接觸過組態(tài)軟件,現(xiàn)在自己也能很熟練進(jìn)行工程的搭建與操作,還有自己可以更好的將自己大學(xué)里學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行一次實(shí)戰(zhàn)性的綜合應(yīng)用,我覺得這是最好的。這學(xué)期的課程設(shè)計(jì)本身對(duì)于我們大四的學(xué)生來說就是為了下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的準(zhǔn)備。在這次課程設(shè)計(jì)中自己學(xué)到很多,也去嘗試著讓老師指導(dǎo)著去從事一些東西的研究,更好的學(xué)到了一些東西,我覺得這是最重要的。同時(shí)感謝老師同學(xué)在本次設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助,感謝老師為我們認(rèn)真挑選課題,指導(dǎo)同學(xué)們完成課程設(shè)計(jì),再次表示非常感謝!