多轴数控工具磨床电气监控系统设计论文

1、毕业设计（论文）题 目：多轴数控工具磨床电气监控系统设计学 生： 指导老师： 系 别： 信息科学与工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气0902 学 号： 2013年6月福建工程学院本科毕业设计(论文)作者承诺保证书本人郑重承诺： 本篇毕业设计(论文)的内容真实、可靠。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。学生签名：年 月 日福建工程学院本科毕业设计(论文)指导教师承诺保证书本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业设计(论文)的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业设计（论文）中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。指导教师签名：年 月 日 目

2、录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357973064 1 绪论 PAGEREF _Toc357973064 h 1 HYPERLINK l _Toc357973065 1.1 选题背景及研究意义 PAGEREF _Toc357973065 h 1 HYPERLINK l _Toc357973066 1.2多轴数控工具磨床控制系统综述及移动数据通信模块介绍 PAGEREF _Toc357973066 h 2 HYPERLINK l _Toc357973067 1.2.1 电气控制系统 PAGEREF _Toc357973067 h 3 HYPERLINK l _

3、Toc357973068 1.2.2 移动数据通信模块简介 PAGEREF _Toc357973068 h 5 HYPERLINK l _Toc357973069 1.3设计任务和要求 PAGEREF _Toc357973069 h 5 HYPERLINK l _Toc357973070 1.4本章小结 PAGEREF _Toc357973070 h 5 HYPERLINK l _Toc357973071 2 方案选择与论证 PAGEREF _Toc357973071 h 7 HYPERLINK l _Toc357973072 2.1系统方案选择与比较 PAGEREF _Toc35797307

4、2 h 7 HYPERLINK l _Toc357973073 2.2选定方案论证 PAGEREF _Toc357973073 h 7 HYPERLINK l _Toc357973074 2.3本章小结 PAGEREF _Toc357973074 h 8 HYPERLINK l _Toc357973075 3 现场监控系统设计 PAGEREF _Toc357973075 h 9 HYPERLINK l _Toc357973076 3.1 现场监控软件简介 PAGEREF _Toc357973076 h 9 HYPERLINK l _Toc357973077 3.1.1组态王6.55介绍 PAG

5、EREF _Toc357973077 h 9 HYPERLINK l _Toc357973078 3.2 监控系统设计 PAGEREF _Toc357973078 h 10 HYPERLINK l _Toc357973079 3.2.1监控界面设计总体概述 PAGEREF _Toc357973079 h 10 HYPERLINK l _Toc357973080 3.2.2监控系统变量建立 PAGEREF _Toc357973080 h 12 HYPERLINK l _Toc357973081 3.3 DDE（动态数据交换）的建立 PAGEREF _Toc357973081 h 13 HYPER

6、LINK l _Toc357973082 3.3.1 DDE（动态数据交换） PAGEREF _Toc357973082 h 13 HYPERLINK l _Toc357973083 3.3.2 VB端DDE设置 PAGEREF _Toc357973083 h 13 HYPERLINK l _Toc357973084 3.3.3 组态王端DDE设置 PAGEREF _Toc357973084 h 14 HYPERLINK l _Toc357973085 3.4 监控画面的设计 PAGEREF _Toc357973085 h 16 HYPERLINK l _Toc357973086 3.4.1

7、IO状态监视 PAGEREF _Toc357973086 h 16 HYPERLINK l _Toc357973087 3.4.2控制面板设计 PAGEREF _Toc357973087 h 18 HYPERLINK l _Toc357973088 3.5 下位机PLC程序 PAGEREF _Toc357973088 h 20 HYPERLINK l _Toc357973089 3.6本章小结 PAGEREF _Toc357973089 h 21 HYPERLINK l _Toc357973090 4 PC端VB界面的设计与开发 PAGEREF _Toc357973090 h 22 HYPER

8、LINK l _Toc357973091 4.1 Visual Basic 6.0开发环境简介 PAGEREF _Toc357973091 h 22 HYPERLINK l _Toc357973092 4.1.1 Visual Basic 6.0 中文企业版 PAGEREF _Toc357973092 h 22 HYPERLINK l _Toc357973093 4.1.2 Visual Basic 6.0的集成开发环境 PAGEREF _Toc357973093 h 22 HYPERLINK l _Toc357973094 4.1.3 Visual Basic 程序的基本结构和设计一般步骤

9、PAGEREF _Toc357973094 h 23 HYPERLINK l _Toc357973095 4.1.4 ActiveX应用控件的介绍 PAGEREF _Toc357973095 h 24 HYPERLINK l _Toc357973096 4.2 GSM模块介绍 PAGEREF _Toc357973096 h 26 HYPERLINK l _Toc357973097 4.2.1 GSM模块简介 PAGEREF _Toc357973097 h 26 HYPERLINK l _Toc357973098 4.2.2 AT指令简介 PAGEREF _Toc357973098 h 26 H

10、YPERLINK l _Toc357973099 4.3 VB与GSM模块的互连通讯 PAGEREF _Toc357973099 h 27 HYPERLINK l _Toc357973100 4.3.1 串口控件介绍 PAGEREF _Toc357973100 h 27 HYPERLINK l _Toc357973101 4.3.2 串口控件的使用 PAGEREF _Toc357973101 h 27 HYPERLINK l _Toc357973102 4.3.3 VB实现对GSM模块的控制 PAGEREF _Toc357973102 h 28 HYPERLINK l _Toc35797310

11、3 4.3.4 VB实现对GSM模块短信的收发 PAGEREF _Toc357973103 h 31 HYPERLINK l _Toc357973104 4.4 VB界面设计 PAGEREF _Toc357973104 h 33 HYPERLINK l _Toc357973106 4.5 VB数据库的建立 PAGEREF _Toc357973106 h 34 HYPERLINK l _Toc357973107 4.5.1 ADO数据库控件 PAGEREF _Toc357973107 h 35 HYPERLINK l _Toc357973108 4.5.2 ADO数据库控件属性 PAGEREF

12、_Toc357973108 h 36 HYPERLINK l _Toc357973109 4.5.3 Data控件的使用 PAGEREF _Toc357973109 h 37 HYPERLINK l _Toc357973110 4.6本章小结 PAGEREF _Toc357973110 h 38 HYPERLINK l _Toc357973111 5系统功能介绍与调试运行 PAGEREF _Toc357973111 h 39 HYPERLINK l _Toc357973112 5.1远程数据处理器功能介绍（VB界面） PAGEREF _Toc357973112 h 39 HYPERLINK l

13、 _Toc357973113 5.2现场监控界面（组态王画面） PAGEREF _Toc357973113 h 39 HYPERLINK l _Toc357973114 5.3系统调试运行 PAGEREF _Toc357973114 h 40 HYPERLINK l _Toc357973115 5.4本章小结 PAGEREF _Toc357973115 h 40 HYPERLINK l _Toc357973116 6设计总结 PAGEREF _Toc357973116 h 42 HYPERLINK l _Toc357973117 致 谢 PAGEREF _Toc357973117 h 43 H

14、YPERLINK l _Toc357973118 参考文献 PAGEREF _Toc357973118 h 44 HYPERLINK l _Toc357973119 附录A PLC IO分布表 PAGEREF _Toc357973119 h 45 HYPERLINK l _Toc357973120 附录B 组态王变量组 PAGEREF _Toc357973120 h 47 HYPERLINK l _Toc357973121 附录C VB代码 PAGEREF _Toc357973121 h 48 多轴数控工具磨床电气监控系统设计 摘 要自20世纪90年代以来，数字化技术日益渗透到各个领域。近年来

15、，监控系统在工业自动控制领域应用愈来愈广，多姿多彩的监控方案也是层出不穷。目前最新应用趋势是将PLC控制系统与现有无线通信网络技术集成，通过短信、GPRS遥控模块通信远程控制技术，实现全国，甚至全球范围内的数据超远程可靠传输，进而达到数据远程分析处理，远程控制的目的。本文着重介绍了多轴数控工具磨床的电气监控系统的设计，主要分成下位机组态监控、PC端数据连接、下位机数据采集、PC端远程通信、以及PC端数据库处理这几个部分内容来介绍。该电气监控系统利用GSM模块的短信功能结合组态王现场监控功能加上VB平台的数据库、串口通信功能开发的远程监控系统实现了现场设备的实时远程监控。关键词： 远程监控系统

16、，PLC，组态王，VB，数据库，DDE（动态数据交换）Multi-axis CNC tool grinder electrical control system design显示对应的拉丁字符的拼音字典 ABSTRACTIn the 1990 of the 20th century, the increasing penetration of digital technology in various fields. In recent years, the monitoring system is widely used in the field of industrial automati

17、on, colourful monitoring programmes are also emerging. The latest trend is to integration with existing wireless communication network technology PLC control system, communication via SMS, GPRS remote control module remote control technology, national, even ultra-long-haul the reliable transfer of d

18、ata worldwide, thus remote data analysis and processing, remote control purposes. This article focuses on the multi-axis NC tool grinding machine design of electrical monitoring and control system, mainly into the next unit State monitoring, PC-side data connections, bit machine data acquisition, re

19、mote PC side communications, as well as PC-side processing this section to introduce the database. The electric monitoring system using the SMS functionality GSM module live monitoring feature with kingview and VB database platform, serial communication function and development of remote monitoring

20、system for real-time remote monitoring equipment at the scene.KEYWORDS Remote monitoring and control systems, PLC , kingview, VB, database, DDE（Dynamic Data Exchange）1 绪论1.1 选题背景及研究意义自20世纪90年代以来，数字化技术取得突飞猛进的发展，并且日益渗透到各个领域。作为通用工业控制计算机的PLC，多年来不论是在功能上还是在应用领域方面，都有着重大的飞跃，今天的可编程序控制器PLC正成为工业控制领域的主流控制设备，在世界

21、各地发挥着越来越大的作用。而随着PLC应用的迅猛发展，各种高级控制策略不得不面对不同的对象在大跨距分散地点下的远程控制应用，如何实现大范围分布式应用中各种现场数据传输处理及远程控制，远程维护等就是很现实的问题，这其中的前提之一就是各种数据包的远程传输。以前，有的PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC的目的，但是这种方案仍然存在一些缺陷，主要就是其分布范围仍然较为有限，而且随着通信距离的增加，其可靠性受到很大影响。目前最新应用趋势是将PLC控制系统与现有无线通信网络技术集成，通过短信、GPRS遥控模块通信远程控制技术，实现全国，甚至全球范围内的数据超远程可靠传输，进而达到数据

22、远程分析处理，远程控制的目的。PLC具有极高的可靠性，一般用来执行现场的控制任务，但是它的通信功能较差，且用其直接与移动通信模块通信，因没有集成的专用模块，故很多设置必须在PLC程序中进行，这样一来会令PLC控制程序显得很繁琐，占用大量的PLC内存；而PC通信方便，通过组态软件编辑开发系统的监控功能强大、界面友好、开发简洁，且在组态软件中加入控件，通过PC机与移动通信模块连接，PC机内存本来就比PLC大的多，这样一来可以减少占用PLC内存。近年来，可编程序控制器（PLC）在模拟量处理、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅度提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的

23、作用。同时有些厂家的PLC已经开发出远程通信的专用模块，但是对于中小型机子因其只有简单RS485、RS422、RS232通信接口，对于这类没有专用模块的机子该如何实现其与远程模块的通信呢？这就是这个课题所要解决的问题。1.2多轴数控工具磨床控制系统综述及移动数据通信模块介绍多轴数控工具磨床其整个控制系统如下图1-1所示：接口可编程逻辑控制器PLC进给伺服系统机床电气硬件电路（电气控制柜）主 轴 伺 服 驱 动 系 统计算机数字控制系统CNC冷却系统润滑系统数据输入装置速 度 测 量位 置 测 量 图1-1 多轴数控工具磨床控制系统图该磨床的控制核心是一套本校电子系数控实验室开发的基于ARM9的

24、嵌入式数控系统，它将接到的数控程序指令进行译码（翻译成C语言的STRCUT结构）、刀补处理、速度预处理、插补处理和位控处理，然后有序的发出沿各坐标轴运动和速度指令，直至程序结束。该系统由数控程序、输入输出设备、操作面板、CNC装备、可编程控制器（PLC）、主轴伺服系统、进给伺服系统、检测装备和一些电气辅助装置等组成。多轴数控工具磨床监控系统如下图1-2所示：图1-2 多轴数控工具磨床监控系统图该监控系统以PC机为枢纽，起到连接工业现场和远程通信模块的作用，其中PLC完成对现场的数据采集通过组态王对现场数据处理，在送至VB开发的数据处理系统，最后由GSM模块将现场数据以短信的形式发送给远端监控系

25、统的GSM模块。系统中组态软件虽对工业现场控制有许多集成的功能，可以很简易的调用实现上位机与下位机之间的通信与监控，但是其串口通信功能较为薄弱，故此利用VB强大的串口通信功能与GSM模块通信，并在VB完成串口数据处理且建立完善的数据库，再通过数据交换通道（DDE）完成VB与组态界面的实时数据交换，“间接”的完成工业现场的PLC与GSM模块之间的互通，同时因为VB开发平台的缘故，整个监控系统的二次开发能力更强了，只是在PC机的屏幕显示上因用到了两个不同的软件的缘故，而变得捉襟见肘。1.2.1 电气控制系统电气控制系统的核心是可编程逻辑控制器PLC，配合一些常用的低压电器，在整个磨床的工作系统发挥

26、着重要作用。作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。1、 可编程控制器的定义可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的

27、PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”2、 PLC的特点(1）可靠性高，抗干扰能力强(2）配套齐全，功能完善，适用性强 (3）易学易用，深受工程技术人员欢迎(4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造(5）体积小，重量轻，能耗低3、 PLC 的应用领域目前，PLC

28、在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类:1)开关量的逻辑控制2)模拟量控制3)运动控制4)过程控制5)数据处理6)通信及联网1.2.2 移动数据通信模块简介移动数据通信模块又称GSM（Global System for Mobile Communications）模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、 HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的 HYPERLINK /view/880.htm t _blank 操作系统、

29、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲，GSM模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。开发人员使用ARM或者 HYPERLINK /view/1012.htm t _blank 单片机通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的 HYPERLINK /view/190213.htm t _blank AT命令来控制GSM模块实现各种无线通信功能，例如：发送短信，拨打电话，GPRS拨号上网等。基于GSM模块产品的开发往往都是基于ARM平台，使用 HYPERLINK /vi

30、ew/6115.htm t _blank 嵌入式系统进行开发。有些GSM模块具有“开放内置平台”功能，可以让客户将自己的程序嵌入到模块内的软件平台中。由于工作年限、环境要求等因素，目前，GSM模块依然在广泛的工业应用领域使用，在各行各业都能看到GSM模块应用的产品。例如，在车载监控领域，使用GSM模块将车辆行驶的GPS数据传输回车辆管理中心；在电力、水务系统，通过GSM模块实现了远程智能抄表，可以 HYPERLINK /view/647394.htm t _blank 实时监控用户的用电和用水量；在测绘行业，为很多偏僻的测绘点安装了GSM模块实现了实时的监控，不必再人工收集数据；在家庭，可以安

31、装无线 HYPERLINK /view/1352949.htm t _blank 报警系统，一旦发生火情或盗窃行为，可以立即通知户主和报警；在国外，很多老人小孩带了个人 HYPERLINK /view/2549867.htm t _blank 跟踪器，防止老人和小孩走失或意外发生，里面也是集成了GSM模块。可以说，随着GSM的网络建设的完善，GSM模块的应用范围也越来越广。1.3设计任务和要求本设计的课题名称是多轴数控工具磨床电气监控系统设计，其主要内容是：了解多轴数控工具磨床的电气控制原理，完成该磨床电气监控系统的设计与调试。三菱FX3U PLC编程口通信应用的研究移动通信模块的使用。设计要

32、求及主要技术指标是电气监控系统的设计实现实时快速的远程监控。1.4本章小结本章阐述了选题背景和该课题研究的意义，对多轴数控工具磨床的整个控制系统、监控系统和移动通信模块做了简单的介绍。2 方案选择与论证2.1系统方案选择与比较方案(1)：因选用的移动数据通信模块为RS232通信，故可与PLC直接相连（如若PLC为RS485或RS422只需中间加一个转RS232模块即可），直接在PLC端编写程序对通信数据进行解读并执行相应功能。优缺点：该方案外接设备简单明了，但是因为要对通信数据进行解读，若要实现较为多功能的远程监控那么在PLC端程序会变得很复杂，占用大量PLC内存，对于程序量大的控制系统尤为不

33、合适。方案(2)：使用目前通用的上位机组态软件，如组态王、InTouch、WinCC、力控等，来实现移动数据通信模块与PC机的通信，同时实现PLC与PC机的互连通信，进而达到远程通信模块与PLC的互连通信。组态软件以其功能强大、界面友好、开发简洁等优点目前在PC监控领域已经得到了广泛的应用。优缺点：该方案减少了PLC端程序的编写量，使PLC不必花费大量的精力去处理通信数据，移动数据通信模块虽可通过PC机串口与组态王实现数据交换，但受限与组态王薄弱的串口数据处理能力，因此在与GSM通信过程中的数据仍然是无法方便的进行处理。方案(3)：在使用组态软件的基础上，在PC端增加使用VB开发平台，Visu

34、al Basic是一种由 HYPERLINK /view/2353.htm t _blank 微软公司开发的包含协助 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 开发环境的 HYPERLINK /view/536048.htm t _blank 事件驱动 HYPERLINK /view/552871.htm t _blank 编程语言，其具有相当强大的串口通讯功能，同时还拥有出色的数据处理功能，故用其与远程控制模块通信再通过DDE（动态数据交换）将其与组态王互连，而组态王与控制现场的PLC通信，这样就实现了控制现场与移动通信模块的互通。 优缺点：该方案虽所涉及的软

35、件较多，看似复杂繁琐，但是基于VB出色的开发能力，可以轻松的实现远程通信的数据处理及系统的数据库开发，同时使整个系统具有更广阔的二次开发空间。综上所述，选择方案（3）为最终使用方案。2.2选定方案论证 由VB和组态王混合编程完成的监控系统，以组态王完成现场监控界面的开发，可对现场设备的运行状态进行实时监控，同时在VB界面完成数据通信及复杂的数据处理，而VB与组态王之间可通过DDE或以文件的形式实现动态数据交换，其中DDE的方式调用简便，但是适合数据量不大的场合，而文件的形式可用于数据量较大的场合，但是组态王必须设置实时读取作为中间量的文本文件设置不如DDE方便。 因为所需数据量不大，因此VB与

36、组态王之间的动态数据交换采用组态王自带的DDE方式，监控系统结构如下图2-1所示：图2-1监控系统结构图2.3本章小结本章主要说明了PLC与移动通信模块互连方式的选择，通过对比每种方法的优缺点，再联系实际，确定最终的控制方案。3 现场监控系统设计3.1 现场监控软件简介组态 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制）。它是指一些数据采集与过程控制的专用 HYPERLINK /view/37.htm t _blank

37、软件。它们处在 HYPERLINK /view/99881.htm t _blank 自动控制系统监控层一级的 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件平台和 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件工具。组态 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件的应用领域很广，可以应用于 HYPERLINK /view/69126.htm t _blank 电力

38、系统、 HYPERLINK /view/1160626.htm t _blank 给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在 HYPERLINK /view/69126.htm t _blank 电力系统以及电气化铁道上又称 HYPERLINK /view/2037444.htm t _blank 远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。3.1.1组态王6.55介绍做为这次设计使用的组态软件组态王6.55，其是亚控科技根据当前的 HYPERLINK /view/16286.htm t _blank 自动化技术的发展趋势，面向低端

39、自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。组态王kingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史 HYPERLI

40、NK /view/400.htm t _blank 曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进， HYPERLINK /view/37.htm t _blank 软件的功能性和可用性有了很大的提高。组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快速建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。此外，还可以实现值的行列统计功能。组态王集成了对KingHistorian的支持，且支持数据同时存储到组态王历史库和工业库，极大地提高了组态王的数据存储能力，能够更好地满足大点数用户对存储容量和存储速度的要求。KingHi

41、storian是亚控新近推出的独立开发的工业数据库。具有单个服务器支持高达100万点、256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过20,000 条记录的强大功能。能够更好地满足高端客户对存储速度和存储容量的要求，完全满足了客户实时查看和检索历史运行数据的要求。3.2 监控系统设计3.2.1监控界面设计总体概述 整个监控界面如下图所示：图3-1 监控界面如图3-1所示，监控界面只做了简单的I/O状态监控、主轴调速的控制面板以及DDE交互数据的显示。图3-2为PLC IO接线图，也是做监控界面的参考依据。 图3-2 PLC IO接线图3.2.2监控系统变量建立在组态王运行时，工业现场的

42、生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，数据库是联系上位机和下位机的桥梁；在数据库中存放的是变量的当前值，变量包括系统变量和用户定义的变量。变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。根据相应的PLC IO口，需在组态王建立相应的IO变量，这种数据交换是双向的、动态的，就是说：在“组态王”系统运行过程中，每当I/O变量的值改变时，该值就会自动写入下位机或其它应用程序；每当下位机或应用程序中的值改变时，“组态王”系统中的变量值也会自动更新。同时还需设置内存变量，其是指那

43、些不需要和其它应用程序交换数据、也不需要从下位机得到数据、只在“组态王”内需要的变量，我们用这类变量做“容器”对数据接收与发送，画面的程序编程等做中间衔接。组态王变量表如下图3-3所示：图3-3 组态王变量表 变量包含PLC的输入口X、输出口Y、辅助继电器M、内部存储器D3.3 DDE（动态数据交换）的建立 3.3.1 DDE（动态数据交换）“组态王”支持动态数据交换（DDE：Dynamic Data Exchange），能够和其他支持动态数据交换的应用程序方便地交换数据。通过DDE，工程人员可以利用PC机丰富的软件资源来扩充“组态王”的功能。而组态王和VB的组合数据流向如下图所示：图3-4

44、数据流向图在Visual Basic可视化编程工具中，DDE连接是通过控件的属性和方法来实现的。对于作“顾客”的文本框、标签或图片框，要设置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三个属性。control.LinkTopic=服务器程序名|主题名control.LinkItem=项目名其中，control是文本框、标签或图片框的名字。control.LinkMode有四种选择：0=关闭DDE；1=热连接；2=冷连接；3=通告连接。如果“组态王”作为“顾客”向VB请求数据，需要在定义变量时说明服务器程序的三个标识名，即：应用程序名设为VB可执行程序的名字，把话题名设为VB中窗体的L

45、inkTopic属性值，项目名设为VB控件的名字。3.3.2 VB端DDE设置VB作为数据发送端和数据接收端的设置是分开的，做为数据发送端的设置如下图：图3-5 VB接收数据端DDE设置代码LinkTopic属性为“view|tagname”组态王画面LinkItim属性“多功能数控磨床.D0”为组态王工程里变量LinkMode属性设置的是无DDE连接或连接方式为自动对VB内控件的这三个属性设置后该控件就可以做为从组态王接收数据的容器了。而做为数据接收端的设置如下图：图3-6 VB发送数据端窗口属性设置该处的设置是和组态王处的设置息息相关的，两者必须相吻合才能完成对接，即LinkTopic：F

46、orm1这个属性将在组态王中被调用，同时所涉及到的text控件的名称也将在组态王中被调用。3.3.3 组态王端DDE设置组态王要调用DDE需要先创建DDE，创建过程如下：在工程浏览器中，从左边的工程目录显示区中选择“设备DDE”，然后在右边的内容显示区中双击“新建”图标，则弹出“设备配置向导”（DDE设备的配置请参见第六章 I/O设备管理），已配置的DDE设备的信息总结列表框如图18.14所示。定义I/O变量时要使用定义的连接对象名VBDDE（也就是连接设备名）。如创建结果下图：图3-7 组态王中定义DDE设备在组态王变量组中定义新变量，变量名为formvb，项目名设为服务器程序中提供数据的控

47、件名，此处是文本框Textddet，连接设备为vbdde。“变量属性”对话框如图3-8所示。图3-8 组态王中定义IO变量数据接收同样，变量分为数据接收和数据发送，上图是数据接收变量的属性设置，而数据发送变量的属性设置如图3-9所示：图3-9 组态王中定义IO变量数据发送*注意必须勾选允许DDE访问，此处为必选项。3.4 监控画面的设计3.4.1 IO状态监视PLC的IO口为离散量，我们用灯的亮暗来表示IO口的通断，只需将变量连接到图素上就完成了；图3-10 IO状态监控灯设置将画面中的指示灯与变量组中变量一一对应设置即完成了IO状态监视部分（包括限位开关状态、主轴状态、润滑液系统、冷却系统、

48、主轴多段数显示和使能灯）。其中主轴多段速的显示因为需要判断其为第几段速，所以在画面属性的命令语言中还需加入判断代码，其代码如下：if(本站点Y0=1 & 本站点Y1=0 & 本站点Y2=0 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=1;if(本站点Y0=0 & 本站点Y1=1 & 本站点Y2=0 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=2;if(本站点Y0=1 & 本站点Y1=1 & 本站点Y2=0 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=3;if(本站点Y0=0 & 本站点Y1=0 & 本站点Y2=1 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=4;if(本站点Y0=1 & 本站点Y1=0 & 本站点Y2

49、=1 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=5;if(本站点Y0=0 & 本站点Y1=1 & 本站点Y2=1 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=6;if(本站点Y0=1 & 本站点Y1=1 & 本站点Y2=1 & 本站点Y3=0)本站点多段速表示=7;if(本站点Y0=0 & 本站点Y1=0 & 本站点Y2=0 & 本站点Y3=1)本站点多段速表示=8;3.4.2控制面板设计 该部分涉及到上位组态按钮控制下位PLC动作，在画面上我们必须建立一个个按钮，将按钮与变量关联，这些变量在PLC程序中控制相应动作，如辅助继电器M100，其在PLC程序中的作用与辅助继电器M10、外部按钮SB0(X0)

50、的功能相同，都是驱动主轴转动，但是不同的是SBO是PLC输入端X0控制器通断的,M10是单片机控制通断的，而M100则是由组态王中的按钮控制其通断的；图3-11 PLC使能控制程序段具体设置为在按钮的动画连接设置“弹起时”和“按下时”编写事件代码，控制M100通断，如图3-12：图3-12 按钮动画连接设置按下时代码： HYPERLINK 本站点驱动=1 本站点驱动=1;弹起时代码：本站点驱动=0;诸如此类，控制面板中的一个个按钮就设置完成了。图3-13 控制面板图3.5 下位机PLC程序 为了能通过上位机组态软件控制现场的动作，所以在PLC程序中加入一系列的辅助继电器M，用来完成上位机控制下

51、位机的目的；图5-1 PLC IO表（组态部分）具体程序如下：图5-2 PLC程序节选 程序中X035为外部按钮控制主轴正转，M9为数控系统上位机控制PLC用辅助继电器，M109为监控系统组态控制PLC用。详细控制方法参考3.4章节。3.6本章小结 本章主要阐述了监控系统组态部分的设计。从组态界面概述、组态变量、DDE连接设置、监控画面的设计以及下位机PLC程序5个部分阐述说明了监控系统组态部分的结构，同时介绍了实现上位组态软件控制PLC所添加的辅助继电器，在数控系统原有两种控制的基础上所添加的第三种组态控制。4 PC端VB界面的设计与开发4.1 Visual Basic 6.0开发环境简介4

52、.1.1 Visual Basic 6.0 中文企业版Visual Basic是一种由 HYPERLINK /view/2353.htm t _blank 微软公司开发的包含协助 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 开发环境的 HYPERLINK /view/536048.htm t _blank 事件驱动 HYPERLINK /view/552871.htm t _blank 编程语言。从任何标准来说，VB都是世界上使用人数最多的语言不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC HYPERLINK /view/552871.htm

53、 t _blank 编程语言。VB拥有 HYPERLINK /view/185360.htm t _blank 图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接 HYPERLINK /view/1088.htm t _blank 数据库，或者轻松的创建ActiveX HYPERLINK /view/185331.htm t _blank 控件。 HYPERLINK /view/39175.htm t _blank 程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。该版本是供专业编程人员开发功能强大的组内分布式应用程序。该版本包括专业版的全部

54、功能，同时具有自动化管理器、部件管理器、数据库管理工具等。因此选择此种版本可以获得最大量的工具和支持。Visual Basic 6.0 已经是非常成熟稳定的开发系统，能让企业快速建立多层的系统以及 Web 应用程序，成为当前 Windows 上最流行的 Visual Basic 版本。4.1.2 Visual Basic 6.0的集成开发环境在已经安装完毕的系统下可以找到VB6.0的系统程序并启动。Visual Basic 的集成开发环境(IDE)于Windows环境下的许多应用程序相似，同样具有标题栏、菜单栏、工具栏、快捷菜单，除此之外，它还有工具箱、工程浏览器窗口、属性窗口、窗体布局窗口、

55、立即窗口、窗体设计器窗口、代码编辑窗口等，如图4-1所示。图 4-1 VB6.0集成开发环境4.1.3 Visual Basic 程序的基本结构和设计一般步骤Visual Basic程序以工程组或工程为基本元素。工程或工程组有时由多个对象组成，而每一个对象必须要描述属性、事件和方法3个要素。其中，事件程序代码基本结构如下：变量声明；工程说明；模块；工程代码。工程代码的基本结构又分顺序结构、选择结构、循环结构、子过程和函数过程。从软件工程角度讲，软件的生产工程大致经过可行性分析、需求分析、规划设计、详细设计、实现、组装测试、确认测试、使用和维护等。程序设计就是详细设计阶段应完成的任务。程序设计的

56、一般步骤如图4-2所示。详细设计阶段的一般步骤如下： 分析问题：对实际问题进行详细分析；提出算法：找到解决问题的算法；确定算法：对算法进行分析，严重其正确性，给出最佳算法；编写程序：选择一种程序设计语言，描述“数据结构”和“算法”；确定算法YYYNNN开始分析问题提出算法编写程序调试运行结束正确正确正确图 4-2 程序设计的一般步骤运行调试：保证程序的正确性。4.1.4 ActiveX应用控件的介绍ActiveX控件是针对基本内部控件的扩充，它可以支持设计工具条、目录树、选项卡等常用功能界面。尤其是文件管理、多媒体技术、数据库技术的应用，通常要依赖ActiveX控件才能得以实现。使用Activ

57、eX控件，要先将ActiveX控件添加到工具箱，其后与内部控件使用方法一样，同样也是要设计控件的属性、事件和方法，但是ActiveX控件除了在“属性”窗口定义相关的属性外，还要通过ActiveX控件专门的“属性页”窗口，定义其特有的属性。本次设计所用到的MSComm控件就是按这种方法添加的，具体操作步骤如下：图4-3 ActiveX控件窗口(1) 在Visual Basic 系统菜单下，依次选择【工程】【部件】菜单选项，打开“部件”窗口，如图4-3所示；(2) 在“部件”窗口，选择要添加的ActiveX控件，MSComm控件就勾选Microsoft Comm Contol 6.0项，单击“确定

58、”按钮，被选中的ActiveX控件就会装载到工具箱中供后续程序设计使用。上图中Microsoft ADO Data Control 6.0为ADODC控件装载选项，Microsoft DataGrid Control 6.0为数据显示控件的装载选项，此外还加载了数据绑定列表框控件（DataList）和数据绑定组合框控件（DataCombo）。4.2 GSM模块介绍4.2.1 GSM模块简介TC35是Siemeils公司推出的新-代无线通信GSM模块，自带RS232通讯接口,可以方便地与PC机,单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据,语音传输,短消息服务(Short Mess

59、age Service)和传真TC35模块的工作电压为3.35.5V,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息,第三组的二类传真,以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。此外,该模块还具有电话簿功能,多方通话,漫游检测功能,常用工作模式有省电模式,IDLE,TALK等模式.通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接,指令,数据,语音信号,及控制信号的双向传输.通过ZIF连接器及50天线连接器,可分别连接SIM卡支架和天线。TC35模块主要由GSM基带处理器,GSM射频模块

60、,供电模块(ASIC),闪存,ZIF连接器,天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音,数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR,HR和EFR语音信道编码。4.2.2 AT指令简介AT 即Attention,AT指令一般应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信。AT指令集是从终端设备（Terminal Equipment，TE)或数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adapter，TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Term