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(guò)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P

2、PI通訊，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(zhǎng)（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(kāi)關(guān)的開(kāi)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(jiǎn)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11.1 MCGS組態(tài)軟件通用版的基本介紹11.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能

3、特點(diǎn)22 硬件設(shè)計(jì)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(jì)73.1 主程序梯形圖74 MCGS組態(tài)過(guò)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(cè)試165 MCGS的運(yùn)行畫面17結(jié)束語(yǔ)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 Control Generated Syst

4、em，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(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、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(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過(guò)與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便的開(kāi)發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)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(wú)紙記錄儀、無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)采集站、人機(jī)界面等專用設(shè)備。1.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點(diǎn)全

5、中文可視化組態(tài)軟件，簡(jiǎn)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(guó)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(kù)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、旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫、透明位圖、流

6、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(kù)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(kù)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(wú)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(kāi)關(guān)示意圖如圖2.1所示。 在起始位置O點(diǎn)時(shí)，行程開(kāi)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(kāi)關(guān)控制，當(dāng)動(dòng)力頭依次壓在SQ3、SQ4、S15上時(shí)，電

7、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(guò)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(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)CO電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)OC電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)BO電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)OB電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)AO電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)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(dòng)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(hào)I0.1SB1停止按鈕I0.2SB2啟動(dòng)按鈕I0.3SQ3退刀行程開(kāi)關(guān)I0.4SQ4退刀行程開(kāi)關(guān)I0

8、.5SQ5退刀行程開(kāi)關(guān)I0.7SB3正向調(diào)整點(diǎn)動(dòng)按鈕I0.0SB4反向調(diào)整點(diǎn)動(dòng)按鈕I0.6SQ1原始位置行程開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)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(jì)3.1 主程序梯形圖4 MCGS組態(tài)過(guò)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(cè)到PLC控制的工作過(guò)程，可以看到開(kāi)始停止的過(guò)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

9、個(gè)過(guò)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(kù)文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫(kù)，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(guò)程。4.5 完善菜單按鈕功能包括對(duì)菜單命令、監(jiān)測(cè)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)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(kāi)關(guān)

10、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(zhǎng)的流動(dòng)塊，分別對(duì)應(yīng)深孔鉆三個(gè)來(lái)回的運(yùn)行過(guò)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(kāi)關(guān)型控制深孔鉆“停止”的變量I0.1SB1=1時(shí)，SB1亮SB2開(kāi)關(guān)型控制深孔鉆“啟動(dòng)”的變量I0.2SB2=1時(shí)，SB2亮SQ1開(kāi)關(guān)型控制“原始位置行程開(kāi)關(guān)”的變量I0.6SQ=1時(shí)，SQ1亮SQ3開(kāi)關(guān)型控制“第一次退刀行程開(kāi)關(guān)”的變量I0.3SQ3=1時(shí)，SQ3亮SQ4開(kāi)關(guān)型控制“第二次退刀行程開(kāi)關(guān)”的變量I0.4SQ4=1時(shí)，SQ4亮

11、SQ5開(kāi)關(guān)型控制“第三次退刀行程開(kāi)關(guān)”的變量I0.5SQ5=1時(shí)，SQ4亮SQ6開(kāi)關(guān)型控制“第一次進(jìn)刀流動(dòng)塊”的變量M2.1SQ6=1時(shí)，最短流動(dòng)塊綠色流動(dòng)SQ7開(kāi)關(guān)型控制“第二次進(jìn)刀流動(dòng)塊”的變量M2.2SQ7=1時(shí)，中長(zhǎng)流動(dòng)塊綠色流動(dòng)SQ8開(kāi)關(guān)型控制“第三次進(jìn)刀流動(dòng)塊”的變量M2.3SQ8=1時(shí)，最長(zhǎng)流動(dòng)塊綠色流動(dòng)SQ9開(kāi)關(guān)型控制“第一次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.4SQ9=1時(shí)，最短流動(dòng)塊紅色流動(dòng)SQ10開(kāi)關(guān)型控制“第二次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.5SQ10=1時(shí)，中長(zhǎng)流動(dòng)塊紅色流動(dòng)SQ11開(kāi)關(guān)型控制“第三次退刀流動(dòng)塊”的變量M2.6SQ11=1時(shí)，最長(zhǎng)流動(dòng)塊紅色流動(dòng)表4.1 變量設(shè)置4.8

12、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(guò)設(shè)備組態(tài)的設(shè)備窗口來(lái)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(cè)試 連好PC/PPI編程電纜，將PLC程序載入PLC中，經(jīng)測(cè)試正確后，最后測(cè)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。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(kāi)關(guān)退刀行程開(kāi)關(guān)退刀行程開(kāi)關(guān)停止按鈕SQ1開(kāi)始按鈕 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

13、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(zhǎng)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(zhǎng)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SQ4熄滅，再按下SQ1，動(dòng)畫中SQ1亮，最長(zhǎng)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

14、按下SQ5，動(dòng)畫中SQ5亮，最長(zhǎng)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(yǔ)通過(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)許多問(wèn)題，自己學(xué)到很多，先前沒(méi)有接觸過(guò)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(guò)的知識(shí)進(jìn)行一次實(shí)戰(zhàn)性的綜合應(yīng)用，我覺(jué)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(lái)說(shuō)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(jué)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，