毕业设计（论文）-PLC装配现场自动化管理系统.doc

北京联合大学 毕业设计 目 录摘 要.iabstract .ii引言41 工艺过程及控制要求.51.1装配现场自动化管理工艺流程51.1.1 用途51.1.2 意义.51 .1 .3 设备选取.51.1.4 车间流程图51.2 控制要求.61.2.1 按钮与灯.61.2.2系统的整体运行.61.2.3 plc的设计.71.2.4 端子接线图.82 设计部分.102 .1 系统设计的基本步骤.102 .2 控制系统的配置方案.112 .2 .1 plc特点及应用.112 .2 .2可编程控制器的选型.112 . 3硬件设计.152.3.1电气原理图 . 152.3.2 i/o点分配.162.4软件设计.172.4.1流程方框图.162.4.2 sam工位绿灯及按钮梯形图设计.182.4.3 sam工位蓝灯及按钮梯形图设计.202.4.4 sam工位黄灯及按钮梯形图设计.222.4.5 sam工位红灯及按钮梯形图设计.242.5 组态王设计272.5.1组态王介绍272.5.2监控住界面的设计282.5.3主视窗设计.312.3.4实时数据的线性显示.322.5.5历史趋势曲线332.3.7数据统计.353 通讯连接354 整体调试40结论.42注 释.43参考文献.44致 谢45引 言工厂生产过程自动化管理是指用自动装置或系统控制来管理生产设备及生产过程, 它集计算机技术、自动化技术、激光技术和机器人技术之大成。一般认为,工厂自动化管理是指利用计算机充分掌握从接受订货开始, 到产品发货结束之间所有生产活动的复杂信息流，并对生产系统整体进行高度管理和控制的自动化过程。在整个工厂生产过程中，零部件的装配扮演着重要的角色，因为零部件的装配直接决定了整个产品的质量。装配过程的特点是在生产过程中完成从零件到部件再到整机的装配过程，在这种生产过程中，每一种零件的质量、配件之间的装配质量以及生产线装配现场的各种状态和指令信息，都最终影响产品的质量和装配效率。现代化装配线要求既能实现复杂的自动化生产，又能实现柔性化生产。要实现生产柔性化，对现场数据的处理，是必不可少的，如何高效快速地采集现场数据和监控装配过程就显得尤为重要。随着科学技术的不断提高，生产自动化管理系统也在不断地发展，其强大的功能已经被人们认识。使用自动化管理系统进行生产管理，具有着人工管理无法比拟的优点，它检索迅速、方便查找、可靠性高、数据存储量大、存储时间长等，可减少更多的人力物力，这些都能极大地提高整个装配企业生产的效率，同时也是装配型企业与世界接轨的重要条件。因此，开发一个自动化管理系统是有必要的，具有其特有的技术意义和管理意义。1 工艺过程及控制要求1.1 装配现场自动化管理工艺流程1.1.1 用途本项目通过利用组态王和plc （programmable logic controller）完成对装配现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系统功能。1.1.2 意义中国作为一个制造大国，其中装配型企业占有很大的比重和规模，装配型企业的特点是在生产过程中完成从配件到部件再到整机的装配过程，在这种生产过程中，每一种配件的质量、配件之间的装配质量问题等都是最终影响产品质量的重要因素，如何实时、有效地获得装配线上的质量数据显得尤为重要。 实施质量管理系统，提高质量管理水平，对提高企业的市场竞争能力具有重要意义。在收集质量管理系统所需的基础数据时，在质量检测部门，可以通过计算机的现场管理系统的录入界面来获得产品数据，但是在车间的生产线上，工作环境和成本决定了不可能在每个质量检测工位摆放计算机来录入质量数据，因此研究如何快速、有效、低成本地获得现场质量数据十分必要。本文将以典型的装配型企业为例，分析如何采集生产线现场质量数据。1.1.3 设备选取 可编程逻辑控制器，计算机及组态软件，扫描条码仪，塔形灯，按钮。1.1.4车间流程图装配零件从首个装配工位sam进入装配现场，工件按照装配顺序送达每个工位，安装完毕后，送到下一个工位进行组装。组装零件时通过工人按下不同颜色的按钮，使得相对应颜色的灯的亮灭，通知工作人员解决相应问题。 在sam和sae两个工位上，工人将对零件外包装进行拆除，拆除完毕后，送达到st工位进行零件退磁,然后依次送到oa进行零件清洗，as工位进行零件合套，asm检查游隙,ctr终检，gb退磁，清洗，opt防锈，最后送到pk工位进行整个零件的整体包装。在整个的装配过程中，零件的运送工作由相应的工作人员完成。图1-1 车间平面图图说明:每个灯的位置有一个模拟图形（当前十个，预留二个空位）。当组装单元开始时，系统自动比较需要备件和现有备件的数量，当所需备件数量不够时，橙色灯亮。当所需数量低于安全数量时，系统黄色灯亮。1.2 控制要求1.2.1 按钮与灯由于本系统有很多按钮和灯，所以要考虑到按钮与灯的配合，不能让它们发生冲突，否则现场会发生现场生产事故。编程时一定要注意，考虑全面，系统自动运行时 ，启动按钮的同时要打开相应颜色的灯，并且不能因为员工的误操作而引起灯亮。1.2.2 系统整体运行系统运行包括是以下几个方面：1)正常运行：正常运行时，工人按下绿色按钮，监控机上对应工位绿色的灯亮起；2）紧急情况：有紧急情况发生时，工人需按下红色按钮，监控机上对应工位红灯亮起，负责人及时赶到现场处理相关问题；3）备件用光：备件用光后，工人按下黄色按钮，监控机上对应工位黄灯亮起，库管立刻向备件用光的工位提供备件；4）备件将用光：备件将要用光，工人按下蓝色按钮，监控机上对应工位蓝色灯亮起，库管及时向备件将要用光的工位提供备件。1.2.3 plc的设计图1-2 plc连接图plc不仅要起到对不同工位不同按钮和灯之间的合理配合，并且要利用计数功能，以实现实时数据和历史数据存储。在设计上，plc按钮和灯相连接，利用plc的计时器，统计各个灯的亮灭时间。1.2.4 端子接线端子与plc的输入通道相连，作为输入设备。在plc的柜上可以直接看到现场的数据，这些数据也会被显示在组态王组态软件中，能及时的监测到数据，然后自动控制系统运行，或者人工操作，使参数变为正常值。以tb01sam端子为例，x0000端口接绿色按钮，x0001端口接红色按钮，x0002端口接蓝色按钮，x0003端口接黄色按钮；y100000与绿灯连接，y10001与红灯连接，y100002与蓝灯连接，y100003与黄灯连接。 图1-3 端子接线图1 图1-4 端子接线图2 图1-5 端子接线图32 设计部分2.1系统设计的基本步骤1) 深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 2）此项目是在装配现场工作开始时，各个工位之间，通过按钮与不同颜色的灯的配合，使装配工作达到紧密的结合，从而提高装配工作的工作效率，增进配件的质量水平。装配现场自动管理系统，可以在组态王组态软件下可监视运行状况，还可以对参数进行设定，控制各个按钮与灯的开关，启动或停止。a) 确定 i/o 设备根据被控对象对 plc 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有红、黄、绿、蓝各个按钮等，常用的输出设备有指示灯。 b) 分配 i/o 点分配 plc 的输入输出点，编制出i/o分配表并画出i/o端子的接线图。然后进行 plc 程序设计和控制柜设计。 c) 硬件连接此步骤很关键，如果硬件没有调通就没法往下进行。接线时一定要接的牢固，外界有很多因素能破坏到硬件设备，尤其是端子与线的接触点，如果出现松动，就会无法接受或发送信号，系统就不能正常运行。d) 测试i/o点将测试程序输入 plc ，先进行测试工作。因为在没有去现场之前，应先在控制柜中进行测试，确定i/o点是否连接正确，各个工序对应的信号灯是否正确。因此在将 plc 连接到现场设备上去之前，必需进行测试，以硬件安装错误。在现场调试时，先用手动控制调试，检验是否满足控制要求和灯的开关是否正确，例如：按动按钮使输入信号进入调试程序，在 plc 上可看到反馈信号。e) 手动运行程序将程序输入 plc ，运行时，用手动开关控制按钮，这样可以不用等一套循环的运行时间就能很方便的看到控制的结果，看看程序是否满足控制要求。f) 自动运行程序手动运行后，确定系统能自动完成一套循环，且能继续自动进入下一套循环，则表明程序没有问题。根据工艺流程图和控制要求设计出梯形图。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，使之前后不矛盾，要考虑到保护电气设备g) 运行系统手动，自动调试完成后，程序没有错误，向plc上传程序，让系统自动运行两次，达到装配现场的监控目的。最后，还要检验现场监控是否合格，如果不合格，则还应在组态王组态软件中重新设置某些参数，使其达到监控的目的。2.2控制系统的配置方案2.2.1 plc特点及应用可编程控制器（programmable logic controller）是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序(步进)控制，还具有了模拟量控制、闭环过程控制、数据处理和通信联网等功能。由于可编程控制器可通过软件来改变控制过程，并且编程简单，同时采用了模块化结构设计，易于扩展和拆装，因而具有体积小，功耗低，可靠性高，组装维护方便，控制功能完善和抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，成为当今自动化电气控制的主流。2.2.2 可编程控制器的选型1.本设计的主要控制过程是利用可编程控制器的输入、输出模块来控制按钮及灯。本系统供控制采用的是日本欧姆龙公司的plc，机器型号为cpm2ah-60cdr-a。其特性简介如下：1.cpm2a为系统提供了众多的功能高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。同步脉冲控制可方便地调整时间。带高速扫描和高速中断的高速处理。可方便地与omron的pt相连接，为机器操作提供一个可视化界面。小机壳内汇集了先进的功能和优异的表现。为食品包装行业，传送设备和紧凑型设备的制造商提供更优越的性能和更高的附加值。通过脉冲输出可实现许多基本的位置控制。可进行分散控制和模拟量控制。2.价格低廉cpm2a的价值在于它具有非常卓越的性能价格比。3.紧凑型设计能安装在任何地方机器设备的小型化对安装在控制板或机器内的plc也提出了节省空间的要求。plc规格介绍项目60点cpu单元电源电压交流电源ac100240v，50/60hz直流电源dc24v允许电源电压交流电源ac85264v直流电源dc20.4v26.4v消耗电力交流电源60va以下直流电源20w以下浪涌电流交流电源60a以下直流电源20a以下外部供给电源（仅交流型号）供电电压24vdc供输出容量300ma绝缘阻抗20m以上（dc500v）外部电源ac端子与所有端子之间耐压ac2300v，50/60hz，1分钟,外部电源ac端子和所有端子之间，漏电六：10ma以下抗干扰性抗干扰性：1500vp-p:脉冲宽度：0.11s;上升延1ns(通过模拟干扰）抗振抗振：1057hz;振幅0.075mm;57150hz,加速度9.8m/s2,在x,y,z方向各80分钟（每次振动8分钟实验次数10次=合计80分钟）耐冲击147m/s2,在x,y,z方向各3次环境温度使用：055保存：-2075环境湿度10%90%（不结露）气体环境无腐蚀性气体端子螺丝尺寸m3电源保持交流电源：最小10ma直流电源：最小2mscpu单元重量交流形式800g以下直流形式700g以下扩展i/o单元重量20点单元：300g以下8点输入单元：250g以下8点输出单元：200g以下模拟量i/o单元：200g以下compobus/si/o链接单元：200g以下项目规格控制方式存储程序方法i/o控制方式循环扫描直接输出(通过iorf(97)即时刷新处理)编程语言梯形图指令长度1步/1指令,15字/1指令指令基本指令:14种特殊指令:105种,185条执行时间基本指令:0.64s(ld指令）特殊指令:7.8s(mov指令）程序容量4096字最大i/o点数cpu单元30点带扩展i/o单元最大100点输入位ir00000ir00915(不使用的输入位可用作工作位)输出位ir00000ir01915(不使用的输出位可用作工作位)工作位928位:ir02000ir04915和ir200000ir22715(ir200227ch)特殊位(sr区)448位:sr22800sr25515(ir228225ch)暂存位(tr区)8位:(tr0tr7)保持位(hr区)320位:hr0000hr1915(hr0019ch)辅助位(ar区)384位:hr0000hr2315(ar0023ch)链接位(lr区)256位:hr0000hr1515(hr0015ch)定时器/计数器256位定时器/计数器(tim/cnt000cnt255)1ms定时期：tmhh（）10ms定时期：tmhh（15）100ms定时期：tim1s/10s定时期：timl（）减法记数：cnt可逆记数：cnt（12）数据内存读写：2048字（dm0000dm2047）只读：456字（dm6144dm6599）pc设定：56字（dm6600dm6655）出错标志存储于dm2000dm2021基本中断中断处理外部中断：4（分为外部中断输入（计数模式）和快速响应输入）内部定时器中断1（单触发模式或定时中断模式）高速计数器高速计数器一个高速计数器：20khz单相或5khz双相（线性计数模式）计数器中断：1（设定值比较或设定值范围比较）中断输入(计数器模式)4点输入（分为外接中断输入（计数器模式）和快速响应输入）计数器中断：4（分为外部中断输入和快速响应输入）脉冲输出2点没有加速/减速，每个1010khz，并且没有方向控制1点带有波形加速/减速，每个1010khz，并且有方向控制2点带有pwm（-）的可调脉宽比（仅晶体管输出型具有此功能，继电器输出型无该功能）同步脉冲控制1点：可通过合并高速计数器和脉冲输出并将输入脉冲的频率乘以一个特殊的系数，得到一个输出脉冲/（仅晶体管输出型具有此功能，继电器输出型无该功能）快速响应输入4点（最小输入脉冲宽幅0.05ms)模拟控制2点，设定范围（0200）输入时间常数可为所有输入点数进行设定(1ms,2ms,3ms,5ms,10ms,20ms,40ms,80ms,默认设置10ms)时钟功能显示年，月，日，星期，小时，分钟和秒（电池后备）通信功能内置外设端口：支持上位链接，外设总线，无协议链结和编程器连接。内置rs-232c端口:支持上位链接，无协议链接，1：1nt链接。扩展单元所附带的功能模拟量i/o单元：提供2路模拟量输入，1路模拟量输出。compobus/si/o链接单元：作为一个compobus/s从单元提供8点输入和8点输出。断电保持功能断电时，ar区域，程序内容，cnt,读写dm区域中的内容能保存存储器后备快闪存储器，用户程序，只读dm区和pc设置，电池后备，读/写dm区，hr区，ar区和记数器值由电池提供后备（电池寿命约为5年）自我诊断功能cpu异常（watchdogtimer),i/o总线异常，存储器异常，电池异常程序检查在运转开始时检查无end指令和程序错误2.3硬件设计2.3.1电气原理 图2-1 电气原理图见图2-1：可以看出plc额定电压为220v，其余的是额定电压值为22v的接线端子。r3和n3接到变压器上，变压器将220v电压转为22v电压与端子线连接，r4和n4通过电源接直与plc相连接。由说明书可以知道各个元器件的额定电流，所以在选择开关时要选用比额定值略大的开关。在总开关上我们选用10a的开关，继电器、变压器和plc我们都选用6a的开关。 开关只是通电与断电设备，如果电流过大，使泵超负荷工作会导致烧坏，不能对设备起到保护作用，所以要选择合适的继电器，起到保护电气设备的作用。现在市场上有各种各样的继电器，我们所用的是能调节额定电流的继电器，范围是6a至9a，系统运行时可根据不同状态方便调节，适应性强。继电器是一种用于过载保护的元件，当超出限定值的电流通过继电器时会自动断开电路。所以选择继电器时要考虑它的主要参数，额定值过大，起不到保护作用，额定值过小，刚接通电源就会分断电路，不能正常工作。2.3.2 i/o点分配工位名称变量名称地址备注samg按钮（现场）x00.00r按钮（现场）x00.01b按钮（现场）x00.02y按钮（现场）x00.03g按钮（上位机）10.00 r按钮（上位机）10.01b按钮（上位机）10.02 y按钮（上位机）10.03g指示灯（现场）y100.00r指示灯（现场）y100.01b指示灯（现场）y100.02y指示灯（现场）y100.03g指示灯（上位机）10.07 r指示灯（上位机）10.08 b指示灯（上位机）10.09 y指示灯（上位机）10.10 g曲线（上位机）dm100r曲线（上位机）dm102b曲线（上位机）dm104y曲线（上位机）dm106g实时闪动时间（上位机）dm108r实时闪动时间（上位机）dm110b实时闪动时间（上位机）dm112y实时闪动时间（上位机）dm114g天运行时间（上位机）dm116天运行总时间显示用r天运行时间（上位机）dm118天运行总时间显示用b天运行时间（上位机）dm120天运行总时间显示用y天运行时间（上位机）dm122天运行总时间显示用g天运行次数（上位机）dm124r天停顿次数（上位机）dm126b天运行次数（上位机）dm128y天停顿次数（上位机）dm130g历史运行时间（上位机）dm132每一天的运行总时间（0-24：00）r历史运行时间（上位机）dm134每一天的运行总时间（0-24：00）b历史运行时间（上位机）dm136每一天的运行总时间（0-24：00）y历史运行时间（上位机）dm138每一天的运行总时间（0-24：00）g历史运行次数（上位机）dm140r历史停顿次数（上位机）dm142b历史运行次数（上位机）dm144y历史停顿次数（上位机）dm146这个仅是装配现场sam工位的i/o点分配，还有其他工位，因为工作原理相同，论文中将会重点以sam工位为例，向大家阐述整个系统的工作情况和原理。2.4软件设计2.4.1流程方框图图2-2 流程方框图系统由初始化开始，判定有按键与否，工作人员通过不同颜色的按键，准确的反应工作现场的实时工作情况，线长由灯的颜色采取相应措施。每天的总体信息都会计入当天的数据统计，并且在每天零点时，当天的数据会自动清零，然后数据会自动存入历史数据中。2.4.2 sam工位绿灯及按钮梯形图设计这个是sam工位的梯形图。这个梯形图的功能是将绿色按钮按下后，相对应的绿颜色灯亮，代表装配现场工作正常运行。在程序中，我们将按住绿色按钮时长设定一个值，这样不会因为工作人员误操作，而引起绿色灯亮以及对历史数据的错误统计。因为在历史数据的线性统计中，我们要将工位的工作状态呈现在同一个坐标中，如果这样，线性数据会出现重叠，所以我们需要给上位机置数，将纵坐标“95”置为“1”“75”置为“0”，这样在数据统计中就不会出现线重叠现象。数据会在每天零点时清零，并将数据统计到历史数据中，即d156清零并将数据存入d158历史数据中。图2-3 sam工位梯形图12.4.3 sam工位蓝灯及按钮梯形图设计按下蓝色按钮，蓝色灯亮，这个时候装配现场配件将要用完（以装配到最后一盒配件，而且将会用完所有备件），库管将会向发出信号的工位提供一定的备料。梯形图如图2-15所示。数据的线性统计中，上位机置数将“45”置“1”，“25”置“0”，蓝灯的数据线为纵坐标25和45。数据每天零点自动清零，并将数据乘入d136中。 图2-4 sam工位梯形图22.4.4 sam工位黄灯及按钮梯形图设计按下黄色按钮，现场相对应的黄色灯亮起，这个时候现场备件已经用光，库管会及时向发出信号的工位提供配件。数据的线性统计中，上位机置数将“20”置“1”，“00”置“0”，黄灯的数据线为纵坐标00和20。数据每天零点自动清零，并将数据乘入d138中。图2-5 sam工位梯形图32.4.5 sam工位红灯及按钮梯形图设计按下红色按钮，红灯亮起，现场出现紧急状况，需要紧急支持，相关负责人将会在10分钟内到达发出信号的工位处理紧急情况。数据的线性统计中，上位机置数将“70”置“1”，“50”置“0”，红灯的数据线为纵坐标70和50。数据每天零点自动清零，并将数据乘入d134中。 图2-6 sam工位梯形图4这几段梯形图只是整个程序中的一部分，因为本项目比较复杂，无法写下全部程序，我只是把sam这个工位的程序写明。2.5组态王设计2.5.1组态王介绍“组态王”是在pc机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以windows98/windows2000/windowsnt4.0中文操作系统作为其操作平台，具有图形功能完备，界面一致友好，易学易用的特点。该软件包由工程管理器（projmanager）、工程浏览器（touch explorer）、画面运行系统（touchvew）三部分组成。projmanager用于新建工程、工程管理，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据字典的导入和导出。touch explorer是“组态王”软件的核心部分和管理开发系统，是应用工程的开发环境，内嵌画面开发系统，可完成对画面的设计、动画的连接等工作。touchvew是“组态王”软件的实时运行环境，用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与i/o服务程序的数据交换，通过实时数据库管理从一组工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。在touch explorer的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在touchvew运行环境中才能运行。2.5.2监控主界面的设计 用户主界面能够静态的显示装配现场的全貌（包括各个装配工位，现场负责人），同时运用动态数据连接 ，可以静态画面中显示各个工位运行状况，并实时提供个工位缺货、断货状态。当现场出现状况时，画面上可以直观的出现状况工位，利用不同颜色来报警，引起操作人员注意。 在设计该组态图时，需要用到四种颜色的方形灯和按钮，电线，计算机，传送带等。然后将这些材料按照现场图合理安排，组成现场的静态图。在该画面还需要与数据库连接，才能够看到各个工位的灯的运行时间。在建立该装配车间静态画面时，首先在工程呢个浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现新工程对话框。在对话框中输入工程名称，在工程描述中输入工程存储路径图2-7 组态王设计图1接下来在此画面中绘制各图素，绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时，工具箱自动显示。首先绘制监控对象按钮和灯，在工具箱内单击矩形工具，绘制出十二个类似灯形和按钮图片并按照顺序排好，并在灯前标记该灯所指示的工位。然后继续绘制现场平面图，按照现场静态图片，画出工位模拟图。 图2-8 组态王设计图2在绘制完毕静态图后，就需要定义外部设备，plc连接在计算机的com1口，在组态王工程浏览器的左侧选中com1，在右侧双击新建，运行设备向导，选择欧姆龙plc的串口，单击下一步；为外部设备取一个名称为cpm2a，点击下一步，为设备选择连接串口，为com1，单击下一步；填写设备地址，单击下一步；最后检查各项是否设置正确，最后单击完成。 图2图2-9 组态王设计图3在完成外部设备定义后，需要对灯建立动画连接，在画面上双击图形对象“灯”，弹出动画连接对话框。单击“填充”按钮，弹出动画连接对话框，对话框设置如图2-。注意填充方向和颜色的选择，最后点击确定。其他灯的设置与本灯相同。图2-10 组态王设计图4在设置完后，便能够得到一幅装配现场的组态图。图2-11 组态王设计图52.5.3 主视窗设计图2-12 主视窗设计图主视图由四种颜色的灯构成，绿色灯代表工作线正常运行；红色灯起报警作用，这时就需要主管尽快到达现场解决相关问题；蓝色灯表示备件即将用完，需要库管向这个工作线提供相应配件；黄色灯亮代表备件用完，并且还没有即使提供备件，所以就要追究相关责任人的责任；如果灯没有亮，说明工线没有安排工作，这时就要有相应的解决办法。2.5.4 实时数据的线性显示图2-13 实时数据线性显示图每条线对应四个颜色的灯，每天每条线都有四个折线，0表示灯亮，1表示灯灭。最后总作为数据基础，折线的数据将会保存，保存可以设定一个期限，我们把最远期限设置为2年，最远的数据将会自动删除激活画面制作系统touchmak，在工具相中选用“实时趋势曲线”，然后再画面上绘制趋势曲线，双击此实时趋势曲线对象，弹出“实时趋势曲线对象”对话框，对话框设置如下：图2-13 实时数据线性显示图22.5.6历史趋势曲线整套系统共有14幅实时显示画面，包括现场总貌（如图3 所示）、历史曲线以及各个工位的实时情况。每个画面均可实时显示各工艺参数。为保证操作人员可一目了然的观察全站运行状况，在工艺流程画面中，所有设备的放置与现场完全一致。组态王提供了实时趋势曲线组件，它可以自动滚动。其中轴为时间轴，可以设定时间显示的格式、时间跨度和更新频率等。轴为数值轴，为使同一画面显示多条曲线，y 轴单位以百分数表示，即以变量值与变量范围的比值来表示。测量参数不在正常值范围内时，报警窗口显示越限时间、变量名(对应于灯颜色或工位)、当前值及界限值等。当新报警出现时，报警窗口自动滚动，窗口总是显示最后出现的报警事件。画面中的灯的颜色可手动操作改变其状态。由组态王提供的功能，可为各个实时显示的参数设置。在定义变量时，记录可设定为不记录、数据变化时记录和定时记录。要根据实际情况选择相应的设置，如进行工作时，可选择“定时记录”；没有工作时，可选择“数据变化时记录”，这样有利于节省存储空间。对于历史数据的查询，组态王提供了历史趋势曲线，该曲线的使用和实时趋势曲线相似，但不能自动滚动，只能通过设定查询的起始、终止时间来显示曲线的走向。报表有实时报表和历史报表2 种。实时报表的制作比较简单，可用word 创建报告的模板，然后借助组态王提供的相关函数，把当前的参数值显示于rich text 控件中。历史报表有日报、月报和年报，由于报表格式复杂，中间还有大量的公式计算，因此使用excel 电子表格，自行编写程序从历史数据库中读取相关变量，添入表格。图2-14 历史曲线设计图1绘制历史趋势曲线，首先在工具箱内选择历史趋势曲线工具，在新画面上绘制历史趋势。双击趋势曲线，弹出“历史趋势曲线”对话框，对话框包括“曲线定义”和“标识定义”两部分。曲线定义如图单击对话框的确定按钮。对使趋势曲线内能显示变量的变化情况，必须对变量做如下设置：选择菜单“数据库/数据词典”。在“变量定义”对话框单击“速览”，在变量列表中单击变量“sam g”sam工位绿灯。单击“记录定义”对话框中“数据变化记录”选择框，使之有效。单击“保存”同样的方法定义其他变量。只有在“变 图2-15 历史曲线设计图2量定义”对话框中是变量的“是否记录”选项有效时，才能在历史趋势曲线中显示此变量的变化情况，这是因为历史趋势曲线中数据都取自记录文件，而数据文件只记录那些“是否记录”的有效变量。2.3.7数据统计 图2-16 数据统计图电脑会自动统计各个生产线的工作状态，包括总运行时间、运行次数、每天运行的平均时间、每天运行的平均次数、平均每天的停顿间隔和每天备件平均缺少的次数。通过对每个颜色灯运行数据的统计，从而能够统计出整个工线运行的总时间、无效时间比例、备件短缺总时间和备件短缺时间的比例。3 组态王与plc之间的通讯连接cpm2a有三种通信联系方式：上位链接系统、同位链接系统、compobus通信系统。工厂自动化系统中常把三种系统复合起来一起使用来实现工厂自动化系统要求的多级功能。复合型plc网络中，上位链接系统处于最高位，负责整个系统的监控优化。上位机与cmp2a的通信有两种方式：上位机命令与plc通信命令。上位机命令方式上位机处于主动,命令由上位机发往plc。采用上位机命令方式能方便的实现上位机对plc的监控。上位机与cpm2a采用rs-232端口进行通信。第一步：通过plc的编程软件来了解通信协议；在programmer v7.1中首先点击菜单栏的“plc设定”选项，然后点击“外围端口”，设定如下图图3-1通信连接图1 在programmer v7.1的菜单栏中选择“网络”，接下来点击“网络设置”，端口选择com6端口，波特率为9600，数据位是“7”，“校验”为偶校验。然后点击确定。图3-2通信连接图2返回programmer v7.1菜单，选择设备类型设置，选择cpu类型和plc类型。图3-3通信连接图3图3-4通信连接图4图3-5 通信连接图5 上图是programmer v7.1的编程软件通行设置画面，如果软件与plc通讯成功就可以了解到它的协议参数。上图是omron cpm2a的plc与计算机连接，可以得到：（波特率9600 数据位7 校验位 偶 停止位 2 通行模式host link 单元号也就是组态中的地址号0）第二步：通过第一步的得到了plc与组态软件的通信的重要数据下面我们来设置组态软件。组态王的通讯： 图3-6通信连接图6在组态王中选择plc的型号以及通信方式。图3-7 通信连接图7 在组态王中确定连接方式，选择配置向导，选择hostlink。接下来设置串口，波特率要求与在plc中设置相同的9600和偶校验。图3-8 通信连接图84 系统调试 为了能够更为直观的表述工线的历史工作统计，还会设计出另外四个分别显示红黄灯的运行图、无效时间比例和比例的运行图、红绿灯相对的堆积柱状图以及黄红灯相对的堆积柱状图。在调试过程中，主要检查的是按钮与灯之间的配合、数据统计的准确性、组态王与plc连接等情况。通过按下不同颜色按钮，观察对应灯的亮灭与否以及是否在计数器中计数，如果其中哪一个环节出现问题则需要对出现问题的环节进行检查。注意，“组态王”中可能存有其他画面，为了保证每次运行时默认所需画面，方便调试，可将要调试的画面设置成主画面。具体方法是打开工程浏览器，找到其配置菜单下的相应窗口，选中所需画面（例如：装配现场全貌）,并取消其它主画面。最后，在调试完毕后，进行现场运行，在整个十天的运行中，自动化管理系统能够较好的完成现场监控、数据储存的任务，并且记录下以下报表：图4-1统计报表结 论装配现场自动化管理系统是一个典型的信息管理系统，其主要通过自动化方面的需求分析、总体设计、选用工具、程序模块、系统测试等几个步骤来实现。开发本系统的过程中，首先要对装配现场管理进行系统调研，熟悉其中的信息管理、职员管理的流程、步骤；其次在系统需求分析过程中，要透过现象看本质，敏锐观察到管理中存在的各种问题，并在总体设计把握好对问题的分析、理解，进而解决问题；选用开发工具要选用自己最熟悉、应用较多的开发工具，本系统开发选用组态王和欧姆龙，其具有语言简单、功能强大、组件众多的优点。程序模块的编制中，重点把握系统内部完整性、功能性、实用性、便捷性，使其能够协调统一、运行无误。通过上述对生产自动化管理系统的介绍，初步探讨了装配现场的自动化管理的可行性，并以轴承装配现场为例，初步验证了该系统的结构和功能。通过对其生产现场的实时数据的采集，大大提高了现场工作的效率。注 释1柔性管理从本质上说是一种对“稳定和变化”进行管理的新方略。柔性管理理念的确立，以思维方式从线性到非线性的转变为前提。线性思维的特征是历时性，而非线性思维的特征是共时性，也就是同步转型。从表面混沌的繁杂现象中，看出事物发展和演化的自然秩序，洞悉下一步前进的方向