基于深孔鉆組合機床的組態(tài)實訓

1、課程設計任務書學院信息科學與工程學院專業(yè)自動化學生姓名學號設計題目基于MCGS的深孔鉆組合機床PLC控制實訓內容及要求:熟悉使用西門子S7-200系列PLC的應用以及MCGS的組態(tài)的基本應用,通過對實例的模擬,熟練地掌握PLC控制的流程、程序調試和MCGS的編輯使用。進行軟、硬件設計,并對程序進行調試。進度安排:第一周:查閱相關資料。了解所需實訓內容的大概情況,確立實訓課程設計的大致框架,對MCGS有基本了解。第二周:選擇PLC的型號,利用STEP 7Mirco進行梯形圖設計,對設計程序進行調試,并且設計MCGS動畫,定義數據變量,編寫控制流程。第三周:對PLC和MCGS組態(tài)軟件進行PPI通訊

2、,設計系統(tǒng)流程示意圖,列出I/O分配表,畫出I/O接線圖,完成整個組態(tài)系統(tǒng)設計。指導教師(簽字:年月日分院院長(簽字:年月日摘要本次實訓基于MCGS組態(tài)軟件用PLC進行控制,MCGS組態(tài)軟件進行監(jiān)控。PLC主要控制電機的啟動和停止以及鉆頭的正轉、反轉;MCGS用于讀取行程開關的開關量,以便我們隨時了解系統(tǒng)信息,進行調整。整個系統(tǒng)自動化水平比較高,大大減少了人力物力,而且對于鉆頭所鉆的深度能精確的控制。該系統(tǒng)結構簡單、成本、性能穩(wěn)定。關鍵字: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 (22 硬件設

3、計 (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 軟件設計 (73.1 主程序梯形圖 (74 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊 (144.1 工程項目系統(tǒng)分析 (144.2 工程立項搭建框架 (144.3 設置菜單基本體系 (144.4 編寫控制流程程序 (144.5 完善菜單按鈕功能 (144.6 編寫程序調試工程 (144.7制作動畫顯示畫面 (154.8 連接設備驅動程序 (164.9 工程完工工程測試 (165 MCGS的運行畫面 (17結束語 (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平臺的軟件,用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),主要完成現場數據的采集與監(jiān)測、前端數據的處理與控制,可運行于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、可維護性強的突出特點。通過與其他相關的硬件設備結合,可以快速、方便的開發(fā)各種用于現場采集、數據處理和控制的設備。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構造自己的應用系統(tǒng),如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數據采集模塊,無紙記錄儀、無人值守的現場采集站、人機界面

5、等專用設備。1.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點全中文可視化組態(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、多線程,運行于Win95/98/NT/2000平臺3提供近百種繪圖工具和基本圖符,快速構造圖形界面4支持數據采集板卡、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網絡設備等700多種國內外眾多常用設備5支持溫控曲線、計劃曲線、實時曲線、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等關系型數據庫互聯(lián)7支持OPC接口、DDE接口和OLE技術,可方便的與其他程序和設備互聯(lián)8提供漸進色、

6、旋轉動畫、透明位圖、流動塊等多種動畫方式,可以達到良好的動畫效果9上千個精美的圖庫元件,保證快速的構建精美的動畫效果10功能強大的網絡數據同步、網絡數據庫同步構建,保證多個系統(tǒng)完美結合 11完善的網絡體系結構,可以支持最新流行的各種通訊方式,包括電話通訊網,寬帶通訊網,ISDN 通訊網,GPRS 通訊網和無線通訊網2 硬件設計2.1 控制要求深孔鉆組合機床機型切削時,為利于鉆頭排屑和冷卻,需要周期性地從工件中退出鉆頭,道具進退與行程開關示意圖如圖2.1所示。在起始位置O 點時,行程開關SQ1被壓合,按啟動按鈕SB2,電動機正轉啟動,刀具前進。退刀由行程開關控制,當動力頭依次壓在SQ3、SQ4、

7、S15上時,電動機反轉,刀具會自動退刀,退刀到起始位置時,SQ1被壓合,退刀結束,又自動進刀,直到三個過程全部結束。SQ1CSQ3SQ4 SQ5 ABO圖2.1 深孔鉆組合機床工作示意圖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按下啟動按鈕SB2電動機正轉啟動OA電動機反轉啟動AO電動機正轉啟動OB電動機反轉啟動BO電動機正轉啟動OC電動機正轉啟動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I0.1 SB1 停止按鈕I0.2 SB2 啟動按鈕I0.3 SQ3 退刀行程開關I0.4 SQ4 退刀行程開關I

8、0.5 SQ5 退刀行程開關I0.7 SB3 正向調整點動按鈕I0.0 SB4 反向調整點動按鈕I0.6 SQ1 原始位置行程開關輸出信號Q0.1 KM1 鉆頭前進接觸器線圈Q0.2 KM2 鉆頭后退接觸器線圈圖2.2 深孔鉆組合機床系統(tǒng)流程圖表2.1 深孔鉆組合機床I/O分配表2.4 /O接線圖 圖2.3 深孔鉆組合機床控制I/O接線圖3 軟件設計3.1 主程序梯形圖 4 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊4.1 工程項目系統(tǒng)分析深孔鉆組合機床機型切削時,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。要求在上位機可以實時監(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床進刀退刀的每一個過程。4.2 工程立項搭建框架定義工程名稱、封面窗口名稱以及啟動窗口名稱,指定存盤數據庫文件的名稱以及存盤數據庫,設定動畫刷新的周期。4.3 設置菜單基本體系先搭建菜單的框架,再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。4.4 編寫控制流程程序在運行策略窗口內,從策略構件箱中,選擇所需功能模塊,由這些模塊實現各種人機交互過程。4.5 完善菜單按鈕功能包括對菜單命令、監(jiān)測器件、操作按鈕功能的組態(tài)。4.6 編寫程序調試工程利用調試程序產生的模擬數據,檢查動畫顯示和控制流程時候正確4.7制作動畫顯示畫面我們設置了啟動指示燈以及停止指示燈,分別對應

10、硬件里的啟動按鈕和停止按鈕,在畫面頂端的指示燈表示原始位置行程開關SQ1。畫面底端的三個指示燈則分別表示SQ3、SQ4、SQ5。在畫面中間有三組短、中、長的流動塊,分別對應深孔鉆三個來回的運行過程。當顯示綠色流動時則表示正在進刀,當顯示紅色流動時,則表示退刀。變量設置如下表所示:變量名稱類型注釋對應寄存器狀態(tài)表達式SB1 開關型控制深孔鉆“停止”的變量I0.1 SB1=1時,SB1亮SB2 開關型控制深孔鉆“啟動”的變量I0.2 SB2=1時,SB2亮SQ1 開關型控制“原始位置行程開關”的變量I0.6 SQ=1時,SQ1亮SQ3 開關型控制“第一次退刀行程開關”的變量I0.3 SQ3=1時,

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

12、Q11 開關型控制“第三次退刀流動塊”的變量M2.6 SQ11=1時,最長流動塊紅色流動4.8 連接設備驅動程序選定與設備相匹配的設備構件,我們這里通過設備組態(tài)的設備窗口來選擇“通用串口父設備0”,然后建立“設備0”,這里我們選擇了“Siemen_S7200PPI”,即西門子200點對點通訊模式。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,經測試正確后,最后測試工程各部分的工作情況,完成整個工程的組態(tài)工作,實施工程交接,便可以進行通訊。表4.1 變量設置5 MCGS 的運行畫面開始按鈕停止按鈕第三次進刀第三次退刀退刀行程開關退刀行程開關SQ1退刀行程開關第一次進

13、刀第二次退刀第二次進刀第一次退刀 6 調試對MCGS軟件進行通訊設置,具體步驟如上文“連接設備驅動程序”中介紹,然后再次運行PLC,進行組態(tài)調試。當按下SQ1,動畫中SQ1亮,再按下啟動按鈕SB2,動畫中SB2亮閃一次,最短的流動塊顯示綠色流動,表示正在第一次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ3,動畫中SQ3亮,最短流動塊顯示紅色流動,表示正在第一次退刀;撥回SQ3,動畫中SQ3熄滅,再按下SQ1,動畫中SQ1亮,中長流動塊顯示綠色流動,表示正在第二次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ4,動畫中SQ4亮,中長流動塊顯示紅色流動,表示正在第二次退刀;撥回SQ4,動畫中SQ

14、4熄滅,再按下SQ1,動畫中SQ1亮,最長流動塊顯示綠色流動,表示正在第三次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ5,動畫中SQ5亮,最長流動塊顯示紅色流動,表示正在第三次退刀;撥回SQ5,按下SB1,整個系統(tǒng)復位,動畫運行一致,表示組態(tài)運行正確。結束語通過這次PLC課程設計,讓我更加深刻理解了課本的知識,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、程序調試等和MCGS軟件。通這次設計,提高了我的動手和動腦能力,更讓我們體會到了理論與實踐相結合的重要性,使我得到了一次用專業(yè)知識、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計思路技巧的掌握

15、方面都能向前邁了一大步。在實驗中,遇到通道缺少而不能正常連接的問題,在老師的幫助下,我學會了增加通道,讓我在實踐中學會了通訊的連接。在本次課程設計中,學會如何更好的與老師和同學去交流,這樣自己不太懂得一些知識,在自己熟悉的過程中會發(fā)現許多問題,自己學到很多,先前沒有接觸過組態(tài)軟件,現在自己也能很熟練進行工程的搭建與操作,還有自己可以更好的將自己大學里學過的知識進行一次實戰(zhàn)性的綜合應用,我覺得這是最好的。這學期的課程設計本身對于我們大四的學生來說就是為了下學期的畢業(yè)設計做的準備。在這次課程設計中自己學到很多,也去嘗試著讓老師指導著去從事一些東西的研究,更好的學到了一些東西,我覺得這是最重要的。同時感謝老師同學在本次設計中對我的幫助,感謝老師為我們認真挑選課題,指導同學們完成課程設計,再次表示非常感謝!