用MCGS组态软件实现自动分检控制

1目录一、 自动分检 MCGS 监控系统总体设计方案.二、 控制要求.三、 控制指示.四、 控制方案.1、 PLC 控制流程图 .2、 PLC 外部接线图 .3、 PLC I/O 地址表.4、 MCSG 控制方案.五、 MCGS 设计具体步骤.六、 PLC 程序设计.1、 程序设计思想.2、 程序解释.3、 程序.学习心得.2绪 论分检是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用 PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。物料分拣采用可编程控制器 PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。 其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原3因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求。4一、自动分检 MCGS 监控系统总体设计方案（1）控制对象的分析 本系统的控制对象是对流水线上送来到大中小物件进行分类放置。 被控的参数有计数值、物体移动参数、机械手移动参数、下滑杆移动参数、左右杆华东参数。 控制的变量有 23 个，它们分别是垂直移动量、大物体、到位标志、定时器复位、定时器启动、放松、复位、工件夹紧标志、计时时间、加紧、启动、上移、时间到、水平移动量、水平移动量1、水平移动量 2、物体移动、物体移动数据、下移、小物件、右移、中物件、左移。5二、控制要求（1） 按启动按钮，传送带上的物件传到物件台上。（2）当物件停在物件台上时，再启动大物件传送按钮。（3）启动大物件传送按钮后，机械手下滑杆下滑夹紧大物件，上升，再机械手右行，直到大物件放到大物件箱里，机械手再复位。（4）启动小物件传送按钮后，机械手下滑杆下滑夹紧中物件，上升，再机械手右行，直到中物件放到中物件箱里，机械手再复位。 （5）启动小物件传送按钮后，机械手下滑杆下滑夹紧小物件，上升，再机械手右行，直到小物件放到小物件箱里，机械手再复位 （6）在大中小物件运行时按复位按钮都要循环一周之后才能复位 （7） 在计算机中显示分检系统工作状态。6三、控制指示（1） 大物件指示灯、中物件指示灯、小物件指示灯、启动指示灯、复位指示灯。（2）各指示灯的动画效果：通过颜色的变化和闪烁效果实现 四、控制方案（1） PLC 控制流程图：图 27开始初始化传送来的是大、中、小物件中大大按大物件按钮，下滑杆夹紧大物件夹着大物件机械手上升再往右移，下滑杆下移把大物件放在指定的大物件箱里在完成上述任意一个任务时按复位按钮，要循环完一周才能停车结束小按中物件按钮，下滑杆夹紧中物件按小物件按钮，下滑杆夹紧小物件把小物件放在指定的小物件箱里把中物件放在指定的中物件箱里夹着中物件机械手上升再往右移，下滑杆下移夹着小物件机械手上升再往右移，下滑杆下移8（2） PLC 外部接线图：图 3220V 启动复位 大物件启动中物件启动小物件启动（3） PLC I/O 地址表：图 4I0.0I0.1 Q0.0I0.2 Q0.1I0.3 Q0.2I0.4I0.59启动 I0.0 输入，取反大物件 Q0.0 输出，取反复位 I0.1 输入，取反中物件 Q0.1 输出，取反大物件 I0.2 输入，取反小物件 Q0.2 输出，取反中物件 I0.3 输入，取反小物件 I0.4 输入，取反(4) MCGS 控制方案 自动分检 MCGS 系统方案如图 1 所示，当按下启动按钮，整个工程进入待运行状态，按下大物件按钮，大物件被机械手夹进大物件箱里，按下中物件按钮，中物件被机械手夹进大物件箱里，按下小物件按钮，小物件被机械手夹进大物件箱里，在按下各物件启动按钮时，只有但机械手循环一周，复位按钮才能起作用。10五、MCGS 设计具体步骤1、建立工程 （1） 鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果 MCGS安装在 D 盘根目下，则会在 D：MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程 X.MCG”（X 表示新建工程的顺序号，如：0，1，2 等）（2） 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。（3） 在文件名一栏输入“自动分检控制系统” ，点击“保存”按钮，工程创建完毕。2、制作工程画面（1） 建立工程画面a、在 “用户窗口 ”中单机“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。b、选中“窗口 0”，单击“窗口属性” ，进入“用户窗口属性设置” 。c、将窗口名称改为：自动分检控制系统；窗口标题改为：自动分检控制系统；窗口位置选中“最大化显示” ，其他不变，单击“确认” 。d、在“用户窗口”中，选中“自动分检控制系统” ，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。11（2） 编辑画面选中“自动分检系统控制”窗口图标，单击“动画组态” ，进入动画组态窗口，开始编辑画面。（3） 制作文字框图a、单击工具条中的“工具箱” 按钮，打开绘图工具箱。b、选择“工具箱”中的“标签”按钮 鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。c、在光标闪烁位置输入文字“自动分检控制系统” ，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。d、选中文字框，作如下设置：e、点击 （填充色）按钮，设置文字框的背景颜色为：无色。f、点击 （线色）按钮，设置文字框的边线颜色为：没有边线。g、点击 （字符符号）按钮，设置文字字体为：宋体；字型为：粗体；大小为：26h、点击 （字符颜色）按钮，将文字颜色设为：蓝色。3、自动分检系统的绘制（1） 画立方体：单击绘图工具箱中的“常用符号”工具按钮，在其中选择“立方体”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十12字”形，在窗口适当位置按住鼠标左键并拖拽出一个一定大的立方体。单击“填充色”按钮 选择：红色。单击“线型“按钮 ，选择合适的线型 。调整立方体的位置 (按 键或按住鼠标拖动)。调整立方体的大小（按 Shift 和键，或光标移到手柄处，待光标呈”十字“形，沿立方体长度方向拖动） 。调整立方体的角度（按 Shift 和 键，或光标移到一个手柄处，待光标呈“十字“形，向需要的方向拖动） 。立方体的删除与文字删除相同。单击”保存“按钮。（2） 画四边形：单击绘图工具箱中的“常用符号“工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈”十字“形。在窗口适当位置按住鼠标左键并拖拽出一个一定大小的四边形。单击窗口上方工具栏中的”填充色“按钮， 选择：蓝色。单击”线色“按钮， 选择：没有边线。调整位置（按键盘的 键，或按住鼠标左键拖拽） 。调整大小（同时按住键盘的 Shift 键和 键中的一个；或移动鼠标，待光标呈横向或纵向斜向”双箭头“形，按住左键拖拽） 。单击窗口其他任何一个空白地方，结束第车库门的编辑。单击“保存”按钮。4、 构件的选取（1） 机械手的绘制：单击绘图工具箱中的（插入元件）图标，弹出对象元件管理对话框，如图：13双击窗口左侧“对象元件刘表“中的”其他“，展开该列表项，单击”机械手“单击”确定“按钮。机械手控制系统窗口中出现车的图形。调整位置和大小，在车上面输入文字标签“车”单击“保存”按钮。（2） 画指示灯：需要启动、复位、大物件启动、中物件启动、小物件启动、5 个指示灯显示车库门的工作状态。选用 MCGS 元件库中提供的指示灯，这里选择“指示灯 2”如图：14画好后在每一个下面写上文字注释。调整位置，编辑文字。单击“保存”按钮。（3） 画按钮：单击画图工具箱的“标准按钮” 工具，在画图中画出一定大小的按钮。调整其大小和位置。5、 整体画面如图：156、 定义数据对象实时数据库是 MCGS 工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。（1） 制定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围。（2） 确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。在开始定义之前，我们先对所有数据对象进行分析。自动分检工程需要用到以下数据对象：如图：16定义数据对象的步骤：（1） 单击工作台中的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。（2） 单击“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象，系统缺省的定义的名称为：“Data1” 、“Data2”、 “Data3”、等（多次点击该按钮则可增加多个数据对象） 。（3） 选中对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。（4） 将对象名称改为：垂直移动量；对象类型选择：开关型；在对象内容注释输入框内输入：输入垂直移动量，单击17“确认” 。按照此步骤，根据上面列表，设置其他的数据对象。如图：7、 动画连接由图形对象搭制而成的图形画面是精制不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS 实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特18征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果。自动分检控制系统需要制作动画效果的部分包括：1 按钮的开停及指示灯的变化。2 机械手的动画效果。8、 按钮的启停及指示灯的变化（1） 按钮的动画连接：双击“启动” ，弹出“属性设置”窗口，单击“操作属性”选项卡，显示该页，如图所示。选中“数据对象值操作” 。单击第一个下拉列表的“”按钮，弹出按钮动作下拉菜单，单击“取反” 。单击第二个下拉列表的“？”按钮，弹出当前用户定义的所有数据对象列表，双击“启动” 。用同样的方法建立复位按钮与对应变量之间的动画连接。单击“保存”按钮。1920（1） 指示灯的动画连接：双击“外部开门指示灯” ，弹出“单元属性设置”窗口。单击“动画连接”选项卡，进入该页，如图所示。单击“组合图符” ，出现“？”和“”按钮。单击“”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页，如图所示。单击“可见度”选项卡，进入该页，如图所示。在“表达式”一栏，单击“？”按钮，弹出当前用户定义的所以数据对象列表，双击“启动” （也可以在这一栏直接输入文字：外部开门） 。在“当表达式非零时”一栏，选择“对应图符可见” ，如图所示：21单击“确认”按钮，退出“可见度”设置页。单击“确认”按钮，退出“单元属性设置”窗口，结束启动指示灯的动画连接。单击“保存”按钮。按照前面的步骤，一次对其它指示灯进行设置。9、 构件移动动画连接（1） 水平移动动画连接。在工件初始位置和移动目的地之间画一条直线，记下状态条大小指示，此参数即为总水平移动距离，移动距离为 480.脚本程序执行次数=左移时间（右移时间）/循环策略执行间隔=10s/200ms=50 次。水平移动量的最大值=循环次数*变化率=50*1=50，当水平移动量 =50 时，水平移动距离为 50.当水平移动量=0 时，向右移动距离为 0；当水平移动量=50 时，向右移动距离为 5022（2） 垂直缩放动画连接。门的缩放比例为 10.按图所示设定参数。填入各个参数，并注意变化方向和变化方式选择。单击“确认”按钮，存盘。2310、 控制程序的编写定时器的使用。单击屏幕左上角的工作台图标 ，弹出“工作台”窗口。单击“运行策略”选项卡，进入 “运行策略”页，如图所示。选中“循环策略” ，单击右侧 “策略属性”按钮，弹出“策略属性设置”窗口，如图所示。在 “定时循序执行，循环时间【ms】 ”一栏，填入 200.单击 “确认”按钮。选中“循环策略” ，单击右侧“策略组态”按钮，弹出 “策略组态：循环策略”窗口。单击“工具箱”按钮，弹出 “策略工具箱” ，如图所示。在工具栏找到“新增策略行 ”按钮 ，单击，在寻混策略窗口出现了一个新策略，如图所示。在“策略工具箱”选中“定时器” ，光标变为小手形状。单击新增策略24行末端的方块，定时器被加到该策略，如图所示。定时器的功能分为，启停功能：在需要的时候呗启动，在需要是时候呗停止。计时功能：启动后进行计时。计时时间设定功能，即可以根据需要设定时计时。状态报告功能：即是否到设定时间。复位功能，即在需要的时候重新开始记时。对定时器属性设置。双击新增策略行末端定时器方块，初相定时器属性设置。如图所示。25在“设定值”栏填入：200，代表设定时间为 200s。在“当前值”栏，填入：计时时间。或单击对应“？ ”按钮，在弹出的变量列表中双击“计时时间” 。至此， “计时时间 ”变量值将代表定时器时间的当前值。在“计时条件”一栏，直接或操作“？”按钮填入：定时器启动。在“复位条件 ”一栏，填入：定时器复位。在“计时状态”一栏，填入：时间到。在 “内容注释”一栏，填入：定时器。单击“确认按钮，退出定时器属性设置。保存。11、 利用定时器和脚本程序实现自动分检系统的定时控制（1） 脚本程序基本语句。共有四种语句。赋值语句的形式为：数据对象=表达式。赋值语句用赋值号26（“=” ）来表示，它具体的含义是，他“=”右边表达式的运算值赋给左边的数据对象。赋值号左边必须是能够读写的数据对象，如：开关型数据、数值型数据、事件型数据以及能进行些操作的内部数据对象。而组对象、事件型数据、只读的内部数据对象、系统内部函数以及常量，均不能初相在赋值号的左边，因为不能对这些对象进行写操作。条件语句：IF【表达式】THEN 【赋值语句或退出语句】IF【表达式】 THEN【语句】ENDIFIF【表达式】THEN【语句】ELSE【语句】ENDIF条件语句中的四个关键字“IF” 、 “THEN”、 “ELSE”、“ENDIF”不分大小写。如拼写不正确，检查程序会提示出错信息。条件语句允许许多嵌套，即条件语句中可以包含新的条件语句，MCGS 脚本程序的条件语句最多可以有 8 级嵌套，为编制多分支流程的控制程序提供了可能。27“IF”语句的表达式一般为逻辑表达式，也可以是值为数值型的表达式，当表达式的值为非 0 时，条件成立，执行“THEN”后的语句，否则，条件不成立，将不执行该条件块中包含的语句，开始执行该条件块后面的语句。值为字符型的表达式不能作为“IF”语句中的表达式。退出语句：退出语句为“EXIT” ，用于中断脚本程序的运行，停止执行其后面的语句。一般在条件语句中使用退出语句，以便在某种条件下，停止并退出脚本程序的执行。（3） 回到组态环境，进入循环策略组态窗口，如图所示。单击工具栏“新增策略行”按钮 ，在定时器下增加一行新策略。选中策略工具箱的“脚本程序” ，光标变为手形。单击新增策略行末端的小方块，脚本程序被加到该策略。双击“脚本程序”策略行末端的方块 。出现脚本程序编辑窗口。输入如下的程序清单。程序清单如下：28IF 下移=0 THEN垂直移动量=垂直移动量+1ENDIFIF 上移=0 THEN垂直移动量=垂直移动量-1ENDIFIF 右移=0 THEN水平移动量=水平移动量+1ENDIFIF 左移=0 THEN水平移动量=水平移动量-1ENDIFIF 启动=1 AND 复位=0 then定时器复位=0定时器启动=1ENDIFIF 启动=0 THEN定时器启动=0ENDIFif 复位=1 and 计时时间84 and 大物体=1 then定时器启动=0endifif 复位=1 and 计时时间72 and 中物体=1 then定时器启动=0endifif 复位=1 and 计时时间60 and 小物体=1 then定时器启动=0endifif 定时器启动=1 thenif 计时时间84 and 大物体=1 THEN左移=1定时器复位=1垂直移动量=0水平移动量=0EXITENDIFIF 计时时间60 and 小物体=1 THEN左移=1定时器复位=1垂直移动量=0水平移动量=0EXITENDIF32IF 计时时间72 and 中物体=1 THEN左移=1定时器复位=1垂直移动量=0水平移动量=0EXITENDIFENDIFIF 定时器启动=0 THEN下移=1上移=1左移=1右移=1ENDIF自动分检控制系统设计结束。33六、 PLC 程序设计（1） 程序设计思想PLC 是由继电器控制系统发展而来的。现在已广泛应用于工业生产的各个领域，PLC 在开始阶段主要应用于开关量为主的工控系统中。随着技术的发展，现在模拟量控制系统中的应用也相当成熟了。与 MCU 相比，PLC 是模块级系统，已将输入输出接口电路在PLC 模块里，因此不需要做接口电路设计。PLC 系统通常只进行检测器、执行器的选型设计和简单电路连接设计，硬件设计的工作量和时间大大减少了。在软件设计方面，PLC 采用梯形图等多种编程语言，比汇编语言和 C 语言简单易学，开发周期大大缩短。在可靠性方面，PLC 采用梯形图由于是专为工控设计的