供料系统监控系统设计毕业设计论文

摘要现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。亚龙YL-335B型是一套典型的自动生产线实训考核装备。它在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。我此次要做的任务就是运用MCGS组态软件建立软件平台，完成对供料站 工作流程 财务工作流程表财务工作流程怎么写财务工作流程图财务工作流程及制度公司财务工作流程 的监控。供料站工作流程如下：供料站接收到系统发来的供料指令后,如果出料台上没有工件,即进行把工件推到出料台上的操作。工件推出到出料台后,应向系统发出出料台上有工件信号。若供料站的料仓内没有工件或工件不足,则向系统发出报警或预警信号。当系统发来的启动信号被复位时,工作站在完成本工作周期后退出运行状态。本文介绍了自动化生产线供料站的结构功能和组态设计,重点介绍了上位机组态的过程。关键字：MCGS组态自动化供料系统传感器1目录引言....................................................2第一章组态技术在自动化生产线中的应用分析................5第二章供料单元的结构和工作过程..........................72.1供料单元介绍.......................................7第3章运用MCGS实现系统动画............................113.1MCGS组态软件功能及特点介绍........................113.2供料系统组态监控设计.............................133.2.1工程的建立和变量的定义.....................133.2.2变量定义的步骤...............................143.2.3指示灯的属性设置.............................163.2.4制作按钮.....................................173.3.1对象元件库管理...............................173.3.2组态脚本程序的建立...........................193.3.3运行调试动画界面.............................22总结....................................................26致谢....................................................27参考文献................................................282引言现代化的自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中，而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。可编程序控制器PLC以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进伺服电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此，YL-335B综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技3术等。利用YL-335B，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。YL-335B采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用了 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 结构和抽屉式模块置架，具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能，并且操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，而将精力集中于解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。实时性强、有良好的并行处理性能。MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，丰富、生动的多媒体画面。完善的安全机制完善的安全机制多样化的报警功能。支持多种硬件设备，实现“设备无关”。良好的可维护性。可编程序控制器PLC以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简4单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。因此，本设计将组态技术与PLC技术，有机结合起来，运用组态技术，对自动生产线的各单元进行高仿真。达到模拟运行的目的。5第一章组态技术在自动化生产线中的应用分析MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的,专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件,MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分,它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统Windows中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境,用于对组态后的工程进行模拟测试,方便用户对组态过程的调试。MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件,可以在PC机上运行。用户可根据实际需要裁减其中内容。它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。运行环境则是一个独立的运行系统,它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义,必须与组态工程一起作为一个整体,才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成,并且将组态好的工程通过串口或以太网下载到下位机的运行环6境中,组态工程就可以离开组态环境而独立运行在下位机上。从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。由MCGS嵌入版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个部分构成,如图1.1所示。图1.1五大窗口组成窗口是屏幕中的一块空间,是一个“容器”,直接提供给用户使用。在窗口内,用户可以放置不同的构件,创建图形对象并调整画面的布局,组态配置不同的参数以完成不同的功能。在MCGS嵌入版中,每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口,但可以有多个用户窗口和多个运行策略,实时数据库中也可以有多个数据对象。MCGS嵌入版用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面,组态配置各种不同类型和功能的对象或构件,同时可以对实时数据进行可视化处理。7第二章供料单元的结构和工作过程2.1供料单元介绍1、供料单元的基本功能：供料单元是YL-335B中的起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件、原料、自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。2、供料单元的主要结构组成为：工件装料管，工件推出装置，支撑架，阀组，端子排组件，PLC，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等。其中，机械部分结构组成如图2-1所示。其中，管形料仓和工件推出装置用于储存工件原料，并在需要时将料仓中最下层的工件推出到出料台上。它主要由管形料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。8该部分的工作原理是：工件垂直叠放在料仓中，推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。当活塞杆在退回位置时，它与最下层工件处于同一水平位置，而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时，首先使夹紧气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使夹紧气缸返回，松开次下层工件。这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。在底座和管形料仓第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。它们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而第4层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。推料缸把工件推出到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个园柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元出料台有无9工件的信号。在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。3、系统控制的要求设计任务：要求运用组态软件MCGS设计满足控制要求的供料系统监控系统。供料单元的运行过程如下：图2-3给出了落料机构剖视图。图中，料仓底座的背面安装了两个直线气缸。上面的气缸称为顶料气缸，下面的气缸称为挡料气缸。系统气源接通后，顶料气缸的初始位置在缩回状态，挡料气缸的初始位置在伸出状态。这样，当从料仓上面放下工件时，工件将被挡料气缸活塞杆终端的挡块阻挡而不能落下。需要进行落料操作时，首先使顶料气缸伸出，把次下层的工件夹紧，然后挡料气缸缩10回，工件掉入廻转物料台的料盘中。之后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层工件跌落到挡料气缸终端挡块上，为再一次供料作准备。图2-3落料机构剖视图2.2设计任务和目的（1）建立软件平台完成对供料过程的监控；（2）各动作间的连锁关系；（3）相关动作的工作状态指示；（4）组态软件的应用、系统设计、模拟运行的完成；（5）重点掌握用组态软件描述供料系统的工作原理和运行状态；11第3章运用MCGS实现系统动画3.1MCGS组态软件功能及特点介绍MCGS组态软件是用于工业过程控制和实时监测的通用计算机系统软件。其功能和特点可分析归纳如下:(1)图形动画显示功能。MCGS运行于windows环境下,利用其提的直观图形工具、可视化开发环境，能够较方便地创建各种复杂的画面：用简单的状态特征（即属性）参数设置、动画连接，可做出较逼真直观的动态显示效果。（2）实时数据库。它是整个系统的数据交换和处理中心，可存储不同类型和名称的数据对象，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。在系统运行过程中，各个部分都通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。（3）内嵌脚本语言。MCGS提供的内置编程语言称为脚本语言,其编程语法类似于普通的Basic语言,但比其在概念和使用上更为简单直观。通过脚本语言可编写特定的流程控制和操作处理程序,增强系统的灵活性。（4）开放式的设备管理功能。MCGS对设备的处理采用了开放式的结构，使其成为“与设备无关”12的系统：利用其相应的设备构件并设置相关属性，可以对多种硬件设备包括各种PLC进行驱动，实现系统和工控设备的连接。因此，基于MCGS软件的上述功能和特点，通过组态编程，可以对控制系统进行实时图形显示监控、报警显示：此外，利用MCGS的其它功能模块，还能完成所需的报表输出、曲线显示、安全机制等各项功能。（5）应用MCGS组态软件实现PLC工作状态监控的方法。基于MCGS组态软件的PLC监控系统的典型硬件结构如图3.1所示,PLC与上位机(普通PC机或工业PLC机)之间通过RS232或RS485串行线路连接进行通信。PLC作为可靠性极高的下位机主要承担对工业现场设备的直接控制功能,而上位机主要承担监控管理功能,兼备部分控制功能;在必要时可脱开PLC发出启动、停止等命令,实现远程控制。图3.1状态监控133.2供料系统组态监控设计3.2.1工程的建立和变量的定义(1)首先双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，屏幕中间窗口为工作台。(2)单击文件菜单中“新建工程”选项，自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程0.MCE”。(3)选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。(4)在文件名一栏内输入“供料系统画面”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。如图3.2.1所示图3.2.1供料系统14在MCGS中，变量也叫数据对象。实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。定义数据对象的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。3.2.2变量定义的步骤(1)单击工作台中的“实时数据库”选项卡，进入“实时数据库”窗口页，如图3-2所示。窗口中列出了系统已有变量“数据对象”的名称。其中一部分为系统内部建立的数据对象。现在要将表中定义的数据对象添加进去。(2)单击工作台右侧“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加了一个新的数据对象，如图3.2.1所示。(3)选中该数据对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。15图3.2.1事实数据库窗口图3.2.2事实数据库窗口图3.2.3数据对象属性设置窗口16（4)将“对象名称”改为：顶料阀开关；“对象初值”改为：0；“对象类型”选择：开关型。（5)单击“确定”。如图3.2.3所示。（6)按照步骤2~5，根据上面列表，设置其他数据对象。（7)单击“保存”按钮。3.2.3指示灯的属性设置(1)双击启动指示灯，弹出“单元属性设置图”窗口。(2)单击“动画连接”选项卡，进入该页。图3.2.4属性设置(3)单击“组合图符”，出现“？”、“>”按钮。(4)单击“>”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页，如图所示。(5）选中“可见度”选项卡，其他项不选。173.2.4制作按钮以启动按钮为例，给以 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ：（1）单击绘图工具箱中“”图标，在窗口中拖出一个大小合适的按钮，双击按钮，出现如下图窗口，属性设置如下：（2）“基本属性”页中,无论是抬起还是按下状态，文本都设置为启动按钮；“抬起功能”属性为字体设置宋体，字体大小设置为五号，背景颜色设置为浅绿色；“按下功能”为：字体大小设置为小五号，其它同抬起功能。（3）“操作属性”页中,抬起功能:数据对象操作清0，启动按钮；按下功能:数据对象操作置1，启动按钮。（4）其它默认。单击“确认”按钮完成。3.3.1对象元件库管理单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中18的工具箱按钮，则打开动画工具箱，工具箱中的图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象；图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。如图3.2.5所示图3.2.5对象元件库管理从图3.2.5所示“对象元件库管理”中的“阀”中选取中意的阀，按“确定”按钮，则所选中的罐出现在桌面的左上角，可以改变其大小及位置，如“阀26”、“阀24”。同理，从上图3.2.5所示“对象元件库管理”中选取所需的“开关”、“阀”和“按钮”最后生成的画面如下图所示：19图3.2.6供料系统监控系统3.2.2组态脚本程序的建立MCGS的脚本程序是为了实现某些多分支流程的控制及操作处理，因此只包括了几种最简单的语句：赋值语句、条件语句、退出语句和注释语句。所有的脚本程序都可以由这四种语句组成，当需要在一个程序行中包含多条语句时，各条语句之间须用“：”分开，包含一条语句，赋值程序行中根据需要可在一行上放置多条语句。如下图所示，在窗口中点击运行策略：20图3.2.1运行策略然后点击循环策略，弹出如下图所示的窗口：图3.2.2循环策略再点击主菜单中的如下图所示：图3.2.3主菜单21图3.2.4.脚本程序最后打开脚本编辑器，进行程序编写，和实时数据库对应连接，就可以控制组态动画。脚本程序设计：图3.2.5脚本程序脚本程序：IF特殊=1THENIF开始=1THENIFA1<=10THENA1=A1+122ELSEA1=0ENDIFIF复位-1THENA2=0开始=0ENDIFIF停止-1THE开始=0复位=0ENDIF脚本程序编写，按“确定”退出，这时再进入运行环境，就会按照所需要的控制流程，出现相应的动画效果。3.3.3运行调试动画界面进入主界面点击“工程下载”23图3.2.6工程下载点击“启动运行”图中，料仓底座的背面安装了两个直线气缸。上面的气缸称为顶料气缸，下面的气缸称为挡料气缸。系统气源接通后，顶料气缸的初始位置处在缩回状态。挡料气缸的初始位置处在伸出状态。这样，当从料仓上面放下工件时，工件将被挡料气缸活塞杆终端的挡块阻挡而不能落下。如下图所示：图3.2.7启动运行24需要进行落料操作时，首先使顶料气缸伸出，把次下层的工件夹紧，然后挡料气缸缩回，工件掉入廻转物料台的料盘中。顶料到位时。如下图：图3.2.8顶料到位之后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层工件跌落到挡料气缸终端挡块上，为再一次供料作准备。推料到位时，如下图所示：图3.2.9推料完成25推料完成时，推料气缸收回。推料复位时，如下图所示：图4.0供料环节以上就是供料环节的演示过程。26总结在科技日益发达的今天,传统的生产已经代替不了工业生产的要求,自动化已经成为许多企业的核心。而身为一名学习电气自动化的学生,我们更应该对自动化生产线有一定的了解和认识。这个项目是我们对于自动化生产线有了更加深入透彻的认识,YL-335B采用模块组合式的结构,各工作单元是相对独立的模块,并采用了标准结构和抽屉式模块放置架,具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试,达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标。使我们在知识的学习和综合应用,PLC的编程和组网能力,设备的安装与调试等方面有了质的飞跃。同时更加将我们平时所学的知识联系起来,巩固并学到了在课堂上没有学到的知识。此外,每天上班制的工作时间,使即将步入社会的我们打下了良好的基础。对自己严格要求是一种态度。这对我们以后的工作是有很好的帮助的。虽然在整个过程中,也遭遇了挫折,但是,在老师和同组人员的帮助下,最终都能圆满的解决。27致谢虽然毕业设计内容繁多,过程繁琐,但我的收获却更加丰富。通过张俊和其他授课老师,同学的交流,我了解到到了供料系统监控系统的设计方法,相关设备的选用标准,以及各种容易忽略的细节,我的能力得到了提高。虽然提高是有限的,但这次提高也是全面的,正是这一次设计让我积累了大量的实际经验,使我的头脑更好的被知识武装了起来,也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的理解能力,更强的沟通能力和更快的应变能力。最终按质按量完成本次设计,我的收获是很难用语言来描述的,非常感谢老师的指导与帮助虽然我的课程设计不是很成熟,还有不足之处,但设计中的每一个过程,都有我的心血。希望我最终完成的毕设能够得到老师们的肯定,同时这次课程设计的经历也会使我终身受益,感受到了做课程设计是要用心去做,是真正的自己学习的过程和研究的过程,没有学习就不可能有研究的能力,没有进一步的研究,就不会有所突破。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。28参考文献[1]覃贵礼．组态软件控制技术[M]．北京：北京理工大学出版社，2007．8（2011.7重印）[2]亚龙YL-335B型实训指导书（西门子PLC版本）[3]金以慧.《过程控制》清华大学出版社2003.6[4]包健华、丁启胜．工控组态软件MCGS及其应用[M]．工矿自动化，2007[5]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS嵌入版说明书[Z].态自动化软件科技有限公司，2000