基于深孔鉆組合機(jī)床的組態(tài)實(shí)訓(xùn)

1、沈陽理工大學(xué) plc及工控實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)自動化學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計題目基于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，并對程序進(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(jìn)行梯形圖設(shè)計，對設(shè)計程序進(jìn)行調(diào)試，并且設(shè)計mcgs動畫，定義數(shù)據(jù)變量，編寫控制流程。第三周：對

2、plc和mcgs組態(tài)軟件進(jìn)行ppi通訊，設(shè)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(shè)計。 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，以便我們隨時了解系統(tǒng)信息，進(jìn)行調(diào)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(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 ii1 組態(tài)軟件介紹11.1 mcgs組態(tài)軟件通用版的基本介紹11

3、.2 mcgs組態(tài)軟件通用版的功能特點(diǎn)22 硬件設(shè)計22.1 控制要求22.2 系統(tǒng)流程圖32.3 i/o分配表42.4 /o接線圖63 軟件設(shè)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(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制作動畫顯示畫面154.8 連接設(shè)備驅(qū)動程序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(monitor and contr

4、ol 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(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)界面等專用設(shè)備。1.2

5、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 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、計劃曲線、實(shí)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(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)

6、提供漸進(jìn)色、旋轉(zhuǎn)動畫、透明位圖、流動塊等多種動畫方式，可以達(dá)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(gòu)建精美的動畫效果 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2.1 控制要求 深孔鉆組合機(jī)床機(jī)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(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，行程開關(guān)sq1被壓合，按啟動按鈕sb2，電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動，刀具前進(jìn)。退刀由行程開關(guān)控制，當(dāng)動力頭依次

7、壓在sq3、sq4、s15上時，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，刀具會自動退刀，退刀到起始位置時，sq1被壓合，退刀結(jié)束，又自動進(jìn)刀，直到三個過程全部結(jié)束。sq1csq3sq4sq51abo圖2.1 深孔鉆組合機(jī)床工作示意圖2.2 系統(tǒng)流程圖電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動co電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動oc電動機(jī)反轉(zhuǎn)啟動bo電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動ob電動機(jī)反轉(zhuǎn)啟動ao電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動oa壓合sq1壓合sq55壓合sq1壓合sq4壓合sq1壓合sq3654321sq1壓合起始位置0按下啟動按鈕sb2圖2.2 深孔鉆組合機(jī)床系統(tǒng)流程圖2.3 i/o分配表編程元件i/o端口電路器件作用輸入信號i0.1sb1停止按鈕i0.2sb2啟動按鈕i0.3sq3退刀行程

8、開關(guān)i0.4sq4退刀行程開關(guān)i0.5sq5退刀行程開關(guān)i0.7sb3正向調(diào)整點(diǎn)動按鈕i0.0sb4反向調(diào)整點(diǎn)動按鈕i0.6sq1原始位置行程開關(guān)輸出信號q0.1km1鉆頭前進(jìn)接觸器線圈q0.2km2鉆頭后退接觸器線圈表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，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)時監(jiān)測到plc控制的工作過程，可以看到開始停止的過程，并且在mcgs軟件中

9、能看到深孔鉆組合機(jī)床進(jìn)刀退刀的每一個過程。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，再對各級菜單命令進(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(shè)置了啟動指示燈以及停止指示燈，分別對應(yīng)硬件里的啟動按鈕和停止按鈕，在畫

10、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(yīng)深孔鉆三個來回的運(yùn)行過程。當(dāng)顯示綠色流動時則表示正在進(jìn)刀，當(dāng)顯示紅色流動時，則表示退刀。變量設(shè)置如下表所示：變量名稱類型注釋對應(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i0.1sb1=1時，sb1亮sb2開關(guān)型控制深孔鉆“啟動”的變量i0.2sb2=1時，sb2亮sq1開關(guān)型控制“原始位置行程開關(guān)”的變量i0.6sq=1時，sq1亮sq3開關(guān)型控制“第一次退刀行程開關(guān)”的變量i0.3sq3=1時，sq3亮sq4開關(guān)型控制“第二次退刀行程開關(guān)”的

11、變量i0.4sq4=1時，sq4亮sq5開關(guān)型控制“第三次退刀行程開關(guān)”的變量i0.5sq5=1時，sq4亮sq6開關(guān)型控制“第一次進(jìn)刀流動塊”的變量m2.1sq6=1時，最短流動塊綠色流動sq7開關(guān)型控制“第二次進(jìn)刀流動塊”的變量m2.2sq7=1時，中長流動塊綠色流動sq8開關(guān)型控制“第三次進(jìn)刀流動塊”的變量m2.3sq8=1時，最長流動塊綠色流動sq9開關(guān)型控制“第一次退刀流動塊”的變量m2.4sq9=1時，最短流動塊紅色流動sq10開關(guān)型控制“第二次退刀流動塊”的變量m2.5sq10=1時，中長流動塊紅色流動sq11開關(guān)型控制“第三次退刀流動塊”的變量m2.6sq11=1時，最長流動塊

12、紅色流動表4.1 變量設(shè)置4.8 連接設(shè)備驅(qū)動程序選定與設(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，完成整個工程的組態(tài)工作，實(shí)施工程交接，便可以進(jìn)行通訊。5 mcgs的運(yùn)行畫面第三次退刀第三次進(jìn)刀第二次退刀第二次進(jìn)刀第一次退刀第一次進(jìn)刀退刀行程開關(guān)退刀行程開關(guān)退刀行程開關(guān)停止按鈕sq1開始按鈕 6 調(diào)試對mcgs軟件進(jìn)行通訊設(shè)置，具體步驟如

13、上文“連接設(shè)備驅(qū)動程序”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(jìn)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(jìn)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sq4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(jìn)刀

14、；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(fù)位，動畫運(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，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(diào)試等和mcgs軟件。通這次設(shè)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(shí)踐相結(jié)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(shè)計思路技巧的掌握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)會了增加通道，讓我在實(shí)踐中學(xué)會了通訊的連接。在本次課程設(shè)計中，學(xué)會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，在自己熟悉的過程中會發(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)計本身對于我們大四的學(xué)生來說就是為了下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計做的準(zhǔn)備。在這次課程設(shè)計中自己學(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。同時感謝老師同學(xué)在本次設(shè)計中對我的幫助，感謝老師為我們認(rèn)真挑選課題，指