小車裝卸料設計說明書

2023-02-12 03:21:03 字數 4705 閱讀 5200

題目:自動裝料卸料演示設計

姓名專業:

日期: 年月日

自動裝料卸料演示設計

一、課題設計目的

本課題設計通過生活中的乙個較簡單的工作過程,如何進行系統的分析它的工作流程,畫出主電路原理圖、plc端子分配圖、狀態轉移圖,在三菱fx2n系列程式設計平台上編梯形圖、軟**、除錯;同時學習了用上位機組態軟體根據題目要求設計合理的監控介面、指令碼程式、變數的鏈結、資料的通訊與交換方式等等。

這樣就有plc的軟硬體設計和上位機的監控程式設計,形成了乙個完整的監控系統。

二、課題內容及要求

設計:小車在s1、s2間作往復運動,由m1拖動。小車在s1點加入物料(由電磁閥yv控制),時間10s。

小車裝完料後從s1點運動到s2點,由電機m2帶動小車傾倒物料,時間3s,然後m2斷電,車斗復原。小車在m1的拖動下運動退回s1點,再次迴圈。小車每迴圈3次後,要求停30秒後再開始工作。

要求根據工作示意圖,畫出端子分配圖、梯形圖和主電路圖。如果採用經驗設計法,要求畫出工作流程圖;如果採用順序控制方法,要求畫出狀態轉移圖。專案示意圖見圖2.

1。圖2.1 專案示意圖

三、課題設計儀器、裝置及材料

由三菱fx2n可程式設計控制器及其程式設計軟體、mcgs組態軟體通用版、模擬版、計算機等組成設計平台。

四、課題設計原理

1、mcgs組態軟體功能

1.1 mcgs組態軟體的整體結構

mcgs 5.5軟體系統包括組態環境和執行環境兩個部分。mcgs組態環境是生成使用者應用系統的工作環境,由可執行程式支援,其存放於mcgs目錄的program子目錄中。

圖4.1組態軟體整體結構

使用者在mcgs組態環境中完成動畫設計、裝置連線、編寫控制流程、編制工程列印報表等全部組態工作後,生成擴充套件名為.mcg的工程檔案,又稱為組態結果資料庫,其與mcgs 執行環境一起,構成了使用者應用系統,統稱為「工程」 。

mcgs執行環境是使用者應用系統的執行環境,由可執行程式支援,其存放於mcgs目錄的program子目錄中。在執行環境中完成對工程的控制工作。組態軟體整體結構見圖4.1。

1.2 mcgs組態軟體五大組成部分見圖4.2:

圖4.2 組態軟體五大組成部分

1.3基於mcgs可完成以下工作:

建立乙個新工程

設計畫面流程

定義資料變數

進行動畫連線

新增模擬裝置,使整個畫面能模擬執行。

2、編制「裝料卸料演示設計」的plc控制程式,使之能夠完成課題設計要求。

3、通過連線mcgs和plc,完成整體的監視和控制功能。

mcgs組態軟體與外部裝置的通訊:mcgs通過裝置驅動程式與外部裝置進行資料交換。包括資料採集和傳送裝置指令。

裝置驅動程式是由vb、vc程式語言編寫的dll(動態連線庫)檔案,裝置驅動程式中包含符合各種裝置通訊協議的處理程式,將裝置執行狀態的特徵資料採集進來或傳送出去。mcgs負責在執行環境中呼叫相應的裝置驅動程式,將資料傳送到工程中的各個部分,完成整個系統的通訊過程。每個驅動程式獨佔乙個執行緒,達到互不干擾的目的。

本設計需要利於mcgs中fx2n的驅動程式進行裝置的通道連線,使組態軟體與plc相聯絡。

五、主要設計重點、難點

plc程式的模組化設計,mcgs的動畫製作、指令碼程式,上位機與plc的綜合除錯。

六、課題設計步驟

1、plc系統設計:

1.1首先根據工作過程,分析主要有哪幾步組成,然後畫出工作流程圖見圖6.1

圖6.1工作流程圖

1.2根據工作過程分析i/o訊號,畫出i/o分配表見圖6.2和plc端子分配圖見圖6.3。

輸入i訊號:啟動sb1(x0),停止訊號x3,左限位開關s1(x1),右限位開關s2(x2);

輸出o訊號:裝料y0(由電磁閥yv控制),由電動機m1控制的右行出發km1(y1)和卸料返回km2(y2),由電機m2控制的卸料km3(y3)。

圖6.2 i/o分配表

圖6.3 plc端子分配圖

1.3根據要求設計主電路圖見圖6.4

要求小車右行和返回由電動機m1控制,小車傾倒物料由電動機m2控制,因此主電路就需要兩台電機的正反轉電路。

圖6.4 主電路圖

1.4這裡採用順序控制法設計比較簡單,根據設計要求畫出狀態轉移圖見圖6.5

圖6.5 狀態轉移圖

1.5為了達到更好的設計效果,豐富上位機動畫效果和畫面,必須要有必要的中間變數來實現設計,程式設計中用到的中間變數功能用途表見圖6.6

圖6.6 中間變數功能用途表

1.6編寫梯形圖如下:

2、上位機mcgs監控系統的設計

2.1設計「自動裝料卸料演示設計」監控畫面組態圖見圖6.7

圖6.7 監控畫面組態圖

首先在使用者視窗,點新建視窗,生成視窗0,在視窗0屬性中重新命名為裝料卸料組態,選擇背景顏色為綠色,然後在工具條中點工具箱選擇圖中需要的元件組態即可。

2.2在實時資料庫中新增所有需要的資料物件,並定義資料變數的名稱、型別、初始值和數值範圍等等,必要時可以新增注釋。實時資料庫見圖6.8

圖6.8 實時資料庫

2.3 視窗、實時資料庫和plc三者建立鏈結:將使用者視窗中圖形物件與實時資料庫中的資料物件建立相關性鏈結,再通過設定通道與plc三者建立鏈結,並設定相應的動畫屬性。

在系統執行過程中,圖形物件的外觀和狀態特徵,由資料物件的實時採集值驅動,從而實現了圖形的動畫效果。視窗、實時資料庫和plc三者鏈結關係見圖6.9

圖6.9視窗、實時資料庫和plc三者鏈結關係

2.4編寫必要的指令碼程式,使動畫更加豐富、形象和達到設計的需要,所以一般上位機組態當中指令碼程式是必須的。

雙擊執行策略進入迴圈策略,由迴圈策略進入策略組態,在策略組態的工具欄中點策略工具箱和新增策略行,從策略工具箱中選擇指令碼程式拖到新增策略框中,策略工具箱見圖6.10,策略組態見圖6.11

圖6.10策略工具箱

圖6.11 策略組態

雙擊策略組態的指令碼程式進行編寫,本設計的指令碼程式如下:

if 車1<=0 then當車1的位置小於等於0時,左限位開關等於1, m1=1即左限位開關壓合。

endif

if 車1>0 then當車1的位置大於0時,左限位開關等於0,即

m1=0左限位開關開啟。

endif

if y1=1 then當輸出訊號y1等於1時,車1開始以一定

車1=車1+10速度前進。

endif

if 車1>=720 then當車1的位置大於等於720時,右限位開關等

m2=1於1,即右限位開關壓合。

endif

if 車1<720 then當車1的位置小於720時,右限位開關等於0, m2=0即左限位開關開啟。

endif

if 車1>=780 then當車1的位置大於等於780時,車1的位置

車1=770被預設到位置770。

endif

if y2=1 then當輸出訊號y2等於1時,車1開始以一定

車1=車1-10速度後退。

endif

if 車1<=0 then當車1的位置小於等於0時,車1的位置被默

車1=0認到位置0。

endif

2.5進行裝置組態:首先進入裝置視窗,雙擊進入裝置組態,在裝置組態的工具欄選裝置工具箱,在工具箱中選則通用串列埠父裝置和三菱fx-232,生成裝置組態中的通用串列埠父裝置0和裝置0,裝置組態圖見圖6.

12圖6.12 裝置組態圖

雙擊生成的通用串列埠父裝置0,進入通用串列埠屬性編輯的基本設定,通用串列埠裝置設定見圖6.13

圖6.13通用串列埠裝置設定

雙擊生成的裝置0,在裝置0的裝置屬性設定中對基本屬性和通道連線進行設定。

點選基本屬性中的內部屬性,後再點選設定裝置內部屬性右端生成的省略號,生成三菱-fx232通道屬性設定,點選增加通道,設定需要的通道型別、通道位址、連續通道個數、資料位的位數、操作方式,輸出y0的設定見圖6.14

圖6.14輸出y0的設定

注:中間繼電器m的設定同上在此省略,資料暫存器d的設定見圖6.15

圖6.15 資料暫存器d的設定

最終的通道屬性設定結果見圖6.16

圖6.16 通道屬性設定結果

最後對裝置屬性設定中的通道鏈結進行設定,左鍵點選通道連線後,進如通道連線設定,使對應資料物件和通道型別匹配,例如資料物件y0對應讀寫y0、資料物件m0對應讀寫m0、資料物件d0對應讀wb0,總之有多少項,就要有多少對應資料物件。通道鏈結設定結果見圖6.17

圖6.17 通道鏈結設定結果

2.6將所建立的工程存檔,並執行該工程:

上位機監視plc的執行:按下可程式設計控制器模擬版的啟動按鈕x0,**上位機中的監控畫面的動畫效果是否與按照plc的輸出同步進行:按下模擬版的停止按鈕x3,觀察上位機中的監控畫面是否停止工作。

上位機控制plc的執行:通過監控畫面中的啟動、停止按鈕控制plc的工作,觀察plc是否正常工作。

如果有問題,除錯程式或上位機監控畫面直到達到滿意的效果。

七、課題設計的總結

1對設計的小結:這個課題設計通過生活中常見的乙個較簡單工作例項,由分析工作過程,從設計plc程式,到對上位機監控畫面的設計,再到plc與監控畫面的聯機除錯,這樣一步步的擴充套件開,最終實現了乙個完整的監控系統。

2對設計的收穫與體會:在整個設計過程中,雖然是乙個較簡單的監控畫面,但是它基本包括了設計乙個監控系統的方方面面,很慶幸在恩師的幫助和指導下,獨立完成了從plc控制系統的設計,到上位監控介面的設計,聽從了恩師的建議,同時也加入了自己的設計想法,通過這次設計極大的增強了本人對學習工控領域的信心,相信任何複雜的工程設計,都是由小塊較簡單的組成較複雜的龐大工程,只要肯鑽研和勤奮,最終會一塊一塊地解決,直到解決所有問題。

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