基于RSview32的人机界面设计.doc

毕业设计报告（论文） 报告（论文）题目：基于 RSView32 的人机 界面设计 作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 自动化 作者所在班级： B07221 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2010 年 6 月 10 日 北华航天工业学院教务处制 北华航天工业学院北华航天工业学院 毕业设计（论文）任务书（理工类）毕业设计（论文）任务书（理工类） 学生姓名 专 业： 自动化 班 级： 1 学 号： 指导教师： 职 称： 讲 师 完成时间： 2010.6 毕业设计（论文）题目： 基于 RSView32 的人机界面设计 纵向课题（）理论研究（ ） 教师科研 课 题 横向课题（ ）应用研究（ ） 教师自拟课题（ ）应用设计（） 题目来源 学生自拟课题（ ） 题目类型 其 他（ ） 注：请直 接在所属 项目括号 内打“” 总体设计要求及技术要点： 课题采用美国 Rockwell 公司生产的 Rsview32 工控组态软件组成上位机、PLC 控 制系统作为下位机，实现对物料分拣系统的实时控制功能和远程监控作用，及时采集、 记录、处理数据，并且为用户提供了各种级别的安全警报。本课题重点要完成各控制单 元的动画连接，实现被控系统与上位软件的通信。 在实时控制方面本课题能实现以下具体的技术要求 1画面制作监控系统现场画面和外部变量进行动画连接 2制作实时曲线和历史曲线 3制作实时报表和历史报表 4报警功能与全防范处理 5上位机与外部数据库连接 工作环境及技术条件： 联网计算机一台，RSView32 软件，物料分拣系统一套，有关的技术手册。 工作内容及最终成果： 1 学习 Rsview32 工控组态软件； 2 分析物料分拣系统的工作原理、工作流程以及控制要求，画出总体流程图； 3 创建 Rsview32 工程进行画面的绘制、动画链接、报警设置等； 4 创建标记并分配好下位 PLC 节点，确定控制关系； 5 配置上位机与下位机的通讯，联机运行并调试； 6 进行画面美化，完善整个工程。 时间进度安排： 1、第七学期第 6 周第 15 周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译； 2、第七学期第 16 周第 17 周，开题报告审阅、答辩； 3、第八学期第 1 周第 4 周，学习 Rsview32 工控组态软件； 4、第八学期第 5 周第 7 周，分析物料分拣系统的工作原理、工作流程以及控制 要求，画出总体流程图； 5、第八学期第 8 周第 14 周，创建 Rsview32 工程进行画面的绘制、动画链接、报 警设置等，创建标记并分配好下位 PLC 节点，确定控制关系； 6、第八学期第 15 周，配置上位机与下位机的通讯，联机运行并调试，完成毕业设 计论文。 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字： 年 月 日 北华航天工业学院 本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）基于 RSView32 的人机界面设计 是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容 外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本设计 （论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业设计 （论文）引起的法律结果完全由本人承担。 本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关 毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。本人同意北华航 天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可 以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营利为目的的前提下，可以公 布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。 特此声明 毕业设计（论文）作者： 指导教师： 年 月 日 年 月 日 北华航天工业学院毕业论文 I 摘 要 论文的研究工作是以为物料分拣系统设计人机交换界面为背景展开的，本文在深入 分析物料分拣系统的工作原理和控制流程的基础上，采用美国 Rockwell 公司生产的 Rsview32 工控组态软件配合对下位 PLC 对物料分拣系统进行实时控制和远程监控。系 统及时采集并处理数据，自动做好相关记录，方便用户日后查询、分析。同时为用户提 供各种级别的安全警报，让用户及时了解系统运行状况并在第一时间内处理，排除系统 故障，保证系统的正常运行。在监控系统运行的同时，本设计还允许用户通过人机交换 界面对运行系统进行控制，实现远程控制功能。 此外，论文还详细介绍了人机交换界面在现代控制系统中的重要作用和突出优势， 并且简述了 RSView32 工控组态软件与其他组态软件相比所存在的优势，以及在工业生 产中的应用前景。 关键词 RsView32 人机界面 物料分拣系统 远程控制 北华航天工业学院毕业论文 II Abstract The thesis research is a expansion with Material Sorting System human-machine interface as background， Based on a thorough analysis of the working principle and the control process of Material Sorting System， industrial control configuration software Rsview32， production of Rockwell ， is chosed to cooperate with PLC to accomplish the real-time control and remote monitoring of Material Sorting System. System timely collect and process datas， then automatically completes related records， for later query and analysis. It also provides various levels of security alerts which let users understanding the operation condition and the processing of the system， eliminating system faults， and ensuring the normal operation of the system. At the same time it also allows users to control the system through the man-machine interface to realize the remote control function. In addition, this paper introduced the importance and outstanding advantages of man- machine interface in modern control system， also the advantages of industrial control configuration software RSView32 compared with other configuration software and the application prospect in the industrial production. Key words RsView32 Human-machine interface Material Sorting System Remote control 北华航天工业学院毕业论文 III 目 录 第 1 章 绪论 .1 1.1 课题背景及国内外研究概况.1 1.2 人机界面技术.1 1.2.1 人机界面定义 .1 1.2.2 人机界面（HMI）产品的组成及工作原理 .2 1.2.3 人机界面（HMI）基本功能 .2 1.2.4 人机界面（HMI）分类 .2 1.2.5 人机界面（HMI）的使用方法 .2 1.2.6 人机界面（HMI）的目标 .3 1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作.3 第 2 章 RSVIEW32 工控组态软件简介 .4 2.1 工控组态软件概况.4 2.2 ROCKWELL RSVIEW32 工控组态软件组成 .4 2.3 ROCKWELL RSVIEW32 工控组态软件的功能分析 .5 2.3.1 组态软件完善，功能多样 .5 2.3.2 丰富的画面显示组态功能 .5 2.3.3 强大的通信功能和良好的开放性 .5 2.3.4 多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享 .6 2.3.5 测控点规模及性能价格比 .6 2.3.6 友善的界面及良好的硬件执行速度 .6 2.4 小结.6 第 3 章 物料分拣系统简介 .7 3.1 工作平台.7 3.2 工艺单元.8 3.2.1 前处理环节 .8 3.2.2 水平传输环节 .8 3.2.3 多工位加工环节 .9 3.2.4 机械手环节 .10 3.3 小结.10 第 4 章 物料分拣系统人机界面设计 .11 北华航天工业学院毕业论文 IV 4.1 系统组成.11 4.2 系统的网络组态简介.12 4.3 组态软件 RSVIEW32 通讯组态 .13 4.4 创建系统的标签数据库 .16 4.4.1 Tags 和 Tag 库 .17 4.4.2 Tag 的类型 .17 4.4.3 数据来源 .17 4.4.4 关于 Tag 库编辑器 .18 4.4.5 给 Tag 添加报警 .18 4.5 编辑系统图形显示主界面 .18 4.6 配置动画.19 4.7 配置报警.20 4.8 安全设置.23 4.9 配置启动.23 4.10 运行 .24 4.11 小结.26 第 5 章 结论 .27 致 谢 .29 参考文献 .30 附 录 .31 北华航天工业学院毕业论文 1 基于 RSView32 的人机界面设计 第 1 章 绪论 1.1 课题背景及国内外研究概况 一直以来，实时、高效、简洁的工业控制系统都是世界各国不断追求的目标，同时 也是提高一个国家工业水平至关重要的动力和基本保障。计算机人机界面的出现导致了 工业控制的一场革命。在此之前，工业控制系统中各种电子单元仪表数据只能通过人工 采集，人工处理，各种控制过程也需要专业的操作员现场监控重要设备的状态和处理紧 急报警事项，随着工厂规模越来越大，控制系统越来越复杂，传统的控制方式下，十几 米长的控制系统可能需要很多操作工照看不说，没有一个操作工可以对全局有一个清晰 的概念。这样的控制必然无法满足实时、高效、简洁的工业控制要求。 工业控制系统的规模越来越大，复杂程度越来越高，系统的集成度也越来越高，强 烈要求集中控制，可以对复杂过程的控制变量作统筹安排。在某种程度上，更多的操作 工反而碍事，操作工与操作工之间的交流费时，不但无法满足控制的实时性要求而且极 容易出错，越来越难以适应现代控制的需要。计算机人机界面的出现则成功的解决了上 文提及的问题，为用户对系统的控制提供了空前的灵活性。人机界面丰富的画面显示功 能和强大的通讯功能让用户可以随时查看现场的实时数据以及系统工作的流程画面，实 时监测现场各个实时趋势画面；人机界面系统也能自动记录并保存各种实时数据，方便 日后查询、分析。人机界面还具有报警功能并允许用户及时处理各种过程报警和系统报 警；在需要时，可人为干预工作过程，修改生产过程参数和状态。人机界面机技术完成 了实时、高效、简洁的工业控制体现出了现代控制的真正意义。 1.2 人机界面技术 1.2.1 人机界面定义 人机界面 (Human-Machine Interface；HMI)是一个涵盖多重科技的领域，包括人因 工程、人体工学、电脑科学、人工智慧、认知心理学、哲学、社会学、人类学、设计学 与工程学等学门，人机界面最简单的定义是，在人员与机器之间，透过某种界面，人能 够对机器下达指令，机器则能够透过此界面，将执行状况与系统状况回报给使用者，换 言之，正确的在人机之间传达讯息以及指令，就是人机界面的主要定义，而在工业控制 上人机界面是连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备， 北华航天工业学院毕业论文 2 利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作 命令，实现人与机器信息交互的数字设备，它由硬件和软件两部分组成。 1.2.2 人机界面（HMI）产品的组成及工作原理 人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单 元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了人机界面系统的性能高低， 是人机界面系统的核心单元。根据人机界面的产品等级不同，处理器可分别选用 8 位、 16 位、32 位的处理器。人机界面软件一般分为两部分，即运行于人机界面硬件中的系统 软件和运行于 PC 机 Windows 操作系统下的画面组态软件（如 RSview32 画面组态软件）。 使用者都必须先使用人机界面的画面组态软件制作“工程文件”，再通过 PC 机和人机界 面产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到人机界面的下位处理器中运行。 1.2.3 人机界面（HMI）基本功能 基本功能： 1.显示所监控的设备或系统的工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线 等。 2.记录设备或系统的实时生产数据、存储生产配方等。 3.支持数据和文字输入操作，可打印输出系统实时图像和生产数据统计。 有报警汇 总系统，让用户能及时得到并处理各种过程报警和系统报警。 4.能自主的进行简单的逻辑和数值运算 。 5.可连接多种工业控制设备组网 。 1.2.4 人机界面（HMI）分类 1.薄膜键输入的人机界面，显示尺寸小于 5.7 寸，画面组态软件免费，属初级产品 。如 POPHMI 小型人机界面。 2.触摸屏输入的人机界面，显示屏尺寸为 5.7 寸到 12.1 寸，画面组态软件免费，属 中级产品。 3.基于平板 PC 计算机的、多种通讯口的、高性能的人机界面，显示尺寸大于 10.4 寸，画面组态软件收费，属高端产品，本课题讨论的人机界面就属于此类。 1.2.5 人机界面（HMI）的使用方法 首先分析系统工作原理及流程，明确监控任务要求，在 PC 机上用画面组态软件编辑 “工程文件”，进行图形显示界面的开发，创建 Tag 标签，节点等，还需要进行动画的 北华航天工业学院毕业论文 3 连接，最后设置网络通讯；测试并保存已编辑好的“工程文件”； 将 PC 机连接到下位 机硬件；下载“工程文件”到下位机中；连接人机界面和工业控制器（如 PLC、仪表等 ），实现人机交互。 1.2.6 人机界面（HMI）的目标 人机界面设计出来，所需要达成的目标，不仅仅是单一的命令与回馈，反而相当复 杂，主要分为四个面向： 1发挥所监控设备或系统本身应有的功能。 2提高所监控设备或系统的使用效率与发挥效能。 3确保使用中之所监控设备或系统在对使用者友善的情况下，能更经济与安全，延 长使用周期。 4符合使用者的生理、心理需求，提高使用满意度。 1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作 本文主要包括以下内容： 1以实现物料分拣系统的生产流程和达到控制要求为主要目标，运用 Rockwell RSView32 工控组态软件结合下位 PLC 控制系统，开发出一个能为操作管理人员提供灵 活、准确的控制信息并实现对物料分拣系统中各个设备的实时监控的人机界面。 2为上位组态监控系统与下位机（PLC）提供控制途径，具体地，要提供出程序的 控制变量和入口程序，准确的配置好通讯。 北华航天工业学院毕业论文 4 第 2 章 RSView32 工控组态软件简介 2.1 工控组态软件概况 工控组态软件是利用系统软件提供的工具，通过简单形象的组态工作，即可实现所 须的软件功能。在自动监控系统中，投入运行的监控组态软件是系统的数据收集处理中 心、远程监视中心和数据转发中心，处于运行状态的监控组态软件与各种控制、检测设 备(如PLC、智能仪表、DCS等)共同构成快速响应控制中心。控制方案和算法一般要求在 设备上组态并执行，也可以在PC上组态，然后下载到设备中执行，根据设备的具体要求 而定。 组态软件正在代替各种计算机语言的软件开发，其优点有: 提高了系统的成功率 和可靠性，这些组态软件大都由专业软件公司开发，经过正规、严格的测试，结合了大 量用户的现场使用经验形成的； 缩短了项目开发周期，避免了许多重复性开发工作， 突出了系统集成思想，开发人员着重系统的整体构成，使得项目易于维护，避免因开发 人员变化所带来的麻烦； 减少了开发费用，因为批量在软件价格上有优势。因而，组 态软件深受科技人员的重视和青睐，在国内计算机控制系统软件行业占主导地位。 在众多公司的组态软件中，Rockwell RSView32 工控组态软件是美国Rockwell公司 生产的标准PC平台上的一种以MFC(微软基础类库)、COM(组件对象模型)技术为基础的 运行于Microsoft Windows 9X/windows NT环境下的组态软件产品，它以其独有的特点成 为具有代表性的组态软件之一。本设计就是使用Rockwell Automation公司RSView32组态 软件，配合PLC以及相关软件实现了对物料分拣系统的实时监控。 系统投入运行后，用户可以随时查看现场的实时数据以及系统工作的流程画面，实 时监测现场各个实时趋势画面；系统自动记录并保存各种实时数据，具有报警功能并能 及时得到并处理各种过程报警和系统报警；在需要时，可人为干预工作过程，修改生产 过程参数和状态。通过使用 RSView32 设计出的监控系统控制与现场的信息交互性更为突 出，控制者只需通过人机界面即可查看到系统运行的全过程(包括系统报警信息、实时趋 势曲线以及历史数据记录)，体现出了监控的真正意义。 2.2 Rockwell RSView32 工控组态软件组成 Rockwell RSView32 工控组态软件同各类组态软件一样，从总体结构上看是由系统 开发环境与系统运行环境两大部分组成。系统开发环境是自动化工程设计师为实施其控 制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通 过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使 北华航天工业学院毕业论文 5 用。系统运行环境是将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行时使用的，是直接 针对现场操作使用。实时数据库则是系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带。 2.3 Rockwell RSView32 工控组态软件的功能分析 Rockwell RSView32 工控组态软件是美国 Rockwell 公司生产的标准 PC 平台上的一 种组态软件，它是以 MFC(微软基础级) 、COM(元件对象) 技术为基础的运行于 Microsoft Windows 9X， Windows NT 环境下的 MMI(人机接口) 软件包。它的主要功能 可以从以下几方面进行分析。 2.3.1 组态软件完善，功能多样 Rockwell RSView32 组态软件提供工业标准数学模型库和控制功能库，组态模式灵 活，能满足用户所需的测控要求。RSView32 对测控信息的历史记录进行存储、显示、 计算、分析、打印，界面操作灵活方便，具有双重安全体系，数据处理安全可靠。 2.3.2 丰富的画面显示组态功能 Rockwell RSView32 组态软件提供给用户丰富方便的常用编辑工具和作图工具，提 供大量的工业设备图符、仪表图符，还提供趋势图、历史曲线、组数据分析图等；提供 十分友好的图形化用户界面 GUI (graphics user interface) ，包括一整套 Windows 风格的 窗口、弹出菜单、按钮、消息区、工具栏、滚动条、监控画面等。画面丰富多彩，为设 备的正常运行、操作人员的集中监控提供了极大的方便。 2.3.3 强大的通信功能和良好的开放性 Rockwell RSView32 组态软件向下可以通过 Wintelligent LINK，OPC ，OFS 等与 数据采集硬件通信；向上通过 TCP/ IP ，Ethernet 与高层管理网互联。对于 DDE 或 OPC 数据源， “标记/ 数值”对的列表会被传给 OPC 或 DDE 服务器和客户机( server/ client) 在服务器里写操作可能会组合在信息包里(取决于服务器的执行) 。在数据库编辑 器里添加了 Browsse OPC Server Space OPC 地址浏览器。 开放性是指 RSView32 能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备，如 Allen - Bradley 公司 PLC - 5 、SLC5 ，Modicon PLC ( Quantum， Premium， Micro 等) ， Siemens PLC ， GE PLC ， Hitachi PLC ， Omron PLC 等。RSView32 可以满足不同 测点的要求，能在冶金、电力、机械、矿山、化工、生化等行业通用， 适应各类测控硬 件设备。RSView32 支持 HTML ，可以浏览 Internet/ Intranet ，为国际间合作、网际事 件处理、远程监视提供有利的工具。 北华航天工业学院毕业论文 6 2.3.4 多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享 RSView32 组态软件基于 Windows95 ，Windows98 ，Windows NT，充分利用面向 对象的技术和 ActiveX 动态联接库技术，极大地丰富了控制系统的显示画面和编程环境， 从而方便灵活地实现多任务操作。ActiveX 对象是一个由第三方供应商开发的、现成可 以使用的软件组件。RSView32 可以通过它的属性、事件和方法来使用它所提供的功能。 嵌入一个 ActiveX 对象，然后设定其属性或指定对象事件，该对象就可以与 RSView32 交互作用了。信息通过 RSView32 标记在 ActiveX 对象和 RSView32 之间传递。 Windows 为 RSView32 和基于 Windows 的应用软件提供接口，利用 DDE ( dynamic data exchange) 技术，与 Windows 应用程序间进行数据交换，实现本地控制单 元与上位机之间数据和信息共享，从而为用户提供更为集中的数据操作环境，实现信息 集中管理，并向上层系统提供开放式数据库接口 ODBC。 RSView32 支持下列 ODBC 兼容数据库:MS Access ，Sybase SQL Server ， Oracle 和 MS SQL Server 等。用 ODBC 数据源如 Microsoft Access 或 Microsoft SQL Server 把 数据存储为 ODBC 格式。ODBC 格式存储把数据存储在多达三个表格里。它可使用命 令 Activity Logsend To ODBC 把活动记录数据从. DBF 文件输送到 ODBC 兼容数据库。 如果接受数据的数据库与 ODBC 不兼容，将无法输出。如果表桥梁不存在，RSView32 将创建一个。另外，RSView32 还增加了 ODBC Administrator 的新对象。这个对象提供 了一个为 ODBC 数据记录而创建表格、检查表格的方法。 2.3.5 测控点规模及性能价格比 测控点的管理数量是衡量组态软件的重要参数。RSView32 组态软件 7 000 个标记， 并配以强大的图形工具、丰富的菜单命令、完善的测点管理。RSView32 组态软件将 PLC 的快速逻辑融于 DCS ，从而实现调节量、逻辑量、顺序控制等控制策略，同时也 提高了性能价格比。 2.3.6 友善的界面及良好的硬件执行速度 Rockwell RSView32 组态软件的界面方便而友善，能快捷而有效地实现各种信息、 图表的录入、编辑和显示。随着硬件性能的提高和价格下跌， RSView32 组态软件安装 于Pentium 550MHz ，128M内存及以上的高性能计算机上，从而满足控制系统对趋势 图、历史曲线图等方面的工艺要求。 2.4 小结 Rockwell RSView32 工控组态软件是本设计的基础和主要工具，在开始设计软件程 北华航天工业学院毕业论文 7 序之前，要对软件的有深入的了解，本章详细介绍了 Rockwell RSView32 工控组态软件 的主要特点和各种功能，使读者对软件总体有个大致了解。 第 3 章 物料分拣系统简介 物料分拣系统（090A 型多功能组合自动控制教学模型）是一套实际生产过程的微 缩仿真模型，模型包括常规机械装置、电机驱动装置、气动驱动装置和真实的工业传感 器等，通过有机组合，模拟成一套连续的工业流程运行方案，利用设备的运行；结合自 动控制装置构成完整的工业系统。结构见图 3-1 图 3-1 设备总图 3.1 工作平台 1工作平台由轻型工业铝合金型材制作，具有美观、牢固、部件安装方便等优 点，并配有活动脚轮便于移动； 2工作平台提供备有公共信号端子和电气接口，实现工艺单元的输入和输出信 号与自动控制装置信号的连接； 3工作平台还配备了电源操作箱，用于交流电源的接入和总电源的开关操作； 4工作平台配有静音空气压缩机和减压阀，为装置提供稳定洁净的气源。 北华航天工业学院毕业论文 8 3.2 工艺单元 工艺单元由四个独立的工艺环节组成；其中包括：前处理环节；水平运输环节；多 工位加工环节；机械手环节。 3.2.1前处理环节 功能描述：当储料仓中有物料时系统会通过气动推杆定时推出物料，经过传送带传 输，当物料到达一级检测处理传感器时铁料将被气动推杆推出经过滑到离开系统。如果 物料不是铁料则继续往前传输，在二级检测处理传感器处，铝料将被电动推杆推出经过 滑到离开系统。最后分类检测传感器将区分出蓝颜色和黄颜色物料好确定以后将进行什 么加工。物料将最终到达待加工定位处。前处理环节结构如图 3-1 所示。 图 3-1 前处理环节结构示意图 1-工作平台；2-第一传送带；3-第一传送带驱动电机；4-储料仓；5-出料气缸；6-一级检测传感器；7- 滑道；8-第二传送带； 9-第二传送带驱动电机；10-二级检测传感器；11-分类检测传感器；12-待加工定位 传感器。 3.2.2 水平传输环节 功能描述：当待加工定位传感器检测到待加工料输送到位时水平运行机构运行 至取料位，取料手下降取料，取料后取料手上升，水平运行机构运行至放料位，最 后将物料放至旋转接料盘； 水平传输环节结构如图 3-2 所示。 北华航天工业学院毕业论文 9 图 3-2 水平传输环节结构示意图 1-水平运行电机；2-水平运行滑轨；3-编码式水平从动机构；4-取料手升降装置；5-取料手。 3.2.3 多工位加工环节 功能描述：当旋转喂料盘停在起始位后起始位检料传感器监测有料，系统读取 编码器信号定位旋转接料盘旋转停在相应加工位进行加工。当加工结束，旋转喂料 盘停至终止位等待机械手拿取。多工位加工环节结构如图 3-3 所示。 图 3-3 多工位加工环节结构示意图 1-旋转喂料机驱动电机；2-旋转喂料盘；3-起始位检料传感器；4-起始位定位传感器；5-旋转编码器；6-钻 床加工位；7-冲床加工位；8-终止位定位传感器。 北华航天工业学院毕业论文 10 3.2.4 机械手环节 功能描述：工料加工后由旋转喂料盘输送到位，机械手运行至取料位后取料后 机械手按种类将料放入相应仓盒中。机械手环节结构如图 3-4 所示。 图 3-4 机械手环节 1-机械手旋转机构；2-机械手水平运行机构；3-机械手垂直运行机构；4-手爪机构；5-取料限位开关； 6-放料极限开关；7-减压阀；8，9-仓盒入口；10-仓盒。 3.3 小结 本章对物料分拣系统的基本结构进行了简单介绍，详细分析了四个工艺单元的工作 流程，了解了系统的控制要求。为接下来设计此系统的人机界面打好了基础。 北华航天工业学院毕业论文 11 第 4 章 物料分拣系统人机界面设计 4.1 系统组成 在此系统中，主要使用的软件有： RSLinx： 罗克韦尔软件，主要实现系统的网络组态。 RSLogix5000:： 罗克韦尔软件，主要对可编程控制器 MicroLogix1500 编程。 RSView32： 罗克韦尔软件，主要实现系统的监视和控制。 硬件有： PC 机一台：上位机，主要运行系统中所需的软件。 可编程控制器 MicroLogix5000 一台：控制中心，主要对物料分拣系统进行控制和数 据采集。 网线及相关的通讯模块：因为系统基于工业三层网（以太网，控制网及设备网） ，这 里主要涉及到以太网，因此需要以太网线和通讯模块。 因此系统的结构如图 4-1 所示。 以太网 上位机 注：主要运行 RSLinx， RSLogix5000, RSView32 等软件。 物料分拣 系统系统 图 4-1 系统结构图 北华航天工业学院毕业论文 12 4.2 系统的网络组态简介 本设计采用罗克韦尔软件 RSLinx 进行系统网络组态，使用它可以实现系统中计算 机和可编程控制器之间的通讯。具体的做法如下： 1. 添加驱动程序 如果通讯模块的 IP 地址没有设定，请先设定（请参考前面的章节） 。如果已经设定 IP 地址，直接打开软件 RSLinx，在 Configure Drivers 中选择 Ethernet devices。如图 4-2 所示。 图 4-2 添加驱动程序 接下来，就是添加 IP 地址，用来识别通讯模块。 （这里通讯模块的地址是： 192.168.1.61） 。如图 4-3 所示。 图 4-3 添加 IP 地址 这样，系统中计算机与可编程控制器之间的通讯就建立起来了。如图 4-4 所示。 图 4-4 通讯组态完成图 北华航天工业学院毕业论文 13 4.3 组态软件 RSView32 通讯组态 一般的，RSView32 可以和 PLC-5 、SLC-500、MicroLogix 系列的处理器之间建立 通讯，同时也能和 Rockwell Automation 公司的新一代的产品 ControlLogix5000 建立通 讯，其中所使用的网络层次可以是 Rockwell 公司的 ControlNet 网，ControlNet 网采用了 生产者/客户（producer/consumer）的通讯传输方式，大大提高了信息传送效率。这样 RSView32 站只需要在 ControlNet 上知道 ControlLogix5000 的处理器名即可。对于目前 版本的 RSView32，当它和 ControLogix5000 处理器建立通讯时，只能采用 OPC 或 DDE 方式连接，因为在直接驱动的连接的方式中，不支持 ControlLogix5000 这种处理器的类 型。 RSView32 的通讯组态，主要设置通道（Channel）和节点（Node） 。通俗的讲，设 置通道就是设置 RSView32 与相应的处理器连接的方式、网络类型等；设置节点就是设 置处理器的地址，类型等，通过设置通道和节点来确定 RSView32 具体和网络中的哪台 处理器相连接。 在本设计中通道和节点的设置如图 4-5 所示。 图 4-5 系统的通道设置 在通道的对话框我们主要设置网络类型（Network） ，这和所要连接的处理器所连接 的网络类型有关，可选的网络类型有：DF1、DH、DH485、Control Net 及 TCP/IP 等。 这里我们选用 TCP/IP。相应的主要网络驱动我们选择 AB_ETH-1，这取决于在使用 RSLinx 组态网络时，用到的处理器所使用的驱动类型。 对于节点的设置，当数据源选用直接驱动时，各项的含义如下： 节点名（Name）： 输入自定义的可编程控制器、网络服务器或 Windows 程序名。节点名可有多达 40 北华航天工业学院毕业论文 14 个大小写字母、数字、和下划线。不允许有空格。 通道（Channel）： 选择一个通道序号。该通道一定要经“通道”编辑器设置过。如果该通道未经设置， 在下拉列表中会有标志。 站（Station）： 键入通信通道内可编程控制器的物理站地址。地址格式取决于该节点所用通道和网 络类型。 如果在的计算机已经安装并运行了 RSLinx，我们只需单击 RSWho 窗口，该窗口里 将显示选定通道所连接的全部活动的 PLC 站。当从 RSWho 窗口里选定一个站时， “站” 和“类型”框将被自动填写。RSView32 用 PLC-5 (增强型) 替换所有 PLC-5 系列设备 类型。如果使用 PLC-5/10、5/12、5/15 或 5/25，请在“类型”框里选择 PLC-5。 类型（Type）： 选择正在使用的可编程控制器的类型。 超时（Timeout）： 键入在报告通信错误之前 RSView32 等待的秒数 (0-65535)。通常情况下三秒种足 够了。 因此，系统的节点设置如图 4-6 所示。 图 4-6 系统的节点设置（数据源为直接驱动） 对于大多数本机和远程设备之间的通讯，RSView32 采用 OPC 或 DDE 连接。 OPC(OLE for Process Control)使 RSView32 可以作为一个客户端或服务器，允许在不同的 RSView32 站以及其它 OPC 服务器之间进行点对点通讯。RSView32 使用标准或高级 Advance DDE(动态数据交换)数据格式与 DDE 服务器（例如：Rockwell Software RSServer 产品或其它第三方的服务器）和 DDE 客户端（例如:Microsoft Excel）通讯。 当数据源选择 OPC 服务器（OPC Server）即：使用 OPC 使 RSView32 作为一个客 户端的时候，我们必须先打开 RSLinx，选择 OPC 服务器与任何支持 OPC 的应用程序 通信。OPC 服务器可以是本机或通过远程网络。 （使用 RSLinx 建立 OPC 服务器请参阅 北华航天工业学院毕业论文 15 前面章节） 对于节点的设置，当数据源选用 OPC 服务器时，各项的含义如图 4-7： 图 4-7 系统的节点设置（数据源为 OPC Server） 服务器名（Name）： 单击服务器“名字”输入框旁边的浏览按钮“.” ，并从已安装的服务器列表中选择 一个服务器，RSView32 将自动填写余下的输入框，当然也可以自己填写输入框。可以 填写一个尚未安装的 OPC 服务器，等以后再安装。 按下面的格式输入与 RSView32 通信的 OPC 服务器的名字： . 如果用 RSView32 作 OPC 服务器，则不需要指定版本号。 对于 RSLinx，也不需 要指定厂商名。 服务器类型（Type）： 选择 OPC 服务器类型： “内部运行”如果服务器是一个 .dll 文件 “本机” 如果服务器是一个 .exe 文件，且与 OPC 客户机运行在同一计算机 上 “远程”如果服务器是 一个 .exe 文件，且运行在网络上与 OPC 客户机相连 的另一台计算机上。 服务器计算机名或地址（Server Computer Name）： 如果 OPC 服务器是远程的，则输入服务器计算机名或地址，或单击“.” ，然后从 列表中选择该服务器计算机。 访问路径（Access）： 北华航天工业学院毕业论文 16 如果知道的话就请指定 OPC 服务器的访问路径，否则就不填写。如果 OPC 服务 器是 RSLinx，访问路径是 DDE/OPC 主题名。如果 OPC 服务器是另一个 RSView32 站，访问路径是加载到服务器计算机上的 RSView32 项目名。如果 OPC 服务器既不是 RSLinx 也不是 RSView32 站，请参阅 OPC 服务器文件中关于访问路径的语法部分。 如果在“节点”编辑器里指定了访问路径，也就同时禁止使用“标记数据库”编辑器里 的“OPC 地址浏览器” 。 更新速率（Update）： 指定 OPC 服务器送数据到 OPC 客户机的最大速率。默认值是 1 秒。OPC 服务 器实际使用的速率可能比指定的速率慢。键入 0 指定服务器使用最快速率。 对于节点的设置，当数据源选用 DDE 服务器时，各项的含义如图 4-8 所示。 图 4-8 系统的节点设置（数据源为 DDE Server） 应用程序（Application）： 输入 DDE 服务器名或其它将与 RSView32 通信的 Windows 应用程序，例如： Excel。 标题（Topic）： 输入通信标题名。如果程序是 Excel，标题将是一个特定的 Excel 电子数据表。 4.4 创建系统的标签