小车装卸料设计说明书.

1、题目：自动装料卸料演示设计姓 名：专 业：日期:自动装料卸料演示设计一、课题设计目的本课题设计通过生活中的一个较简单的工作过程，如何进行系统的分析它的工作流程，画出主电路原理图、PLC端子分配图、状态转移图，在三菱FX2N系 列编程平台上编梯形图、软仿真、调试；同时学习了用上位机组态软件根据题目 要求设计合理的监控界面、脚本程序、变量的链接、数据的通信与交换方式等等。这样就有PLC的软硬件设计和上位机的监控程序设计，形成了一个完整的 监控系统。二、课题内容及要求设计：小车在S1、S2间作往复运动，由M1拖动。小车在S1点加入物料（由电 磁阀YV控制），时间10S。小车装完料后从S1点运动到S2

2、点，由电机M2带 动小车倾倒物料，时间3S，然后M2断电，车斗复原。小车在M1的拖动下运动 退回S1点，再次循环。小车每循环3次后，要求停30秒后再开始工作。要求根 据工作示意图，画出端子分配图、梯形图和主电路图。如果采用经验设计法，要 求画出工作流程图；如果采用顺序控制方法，要求画出状态转移图。项目示意图 见图2.1。启动：SB1(XO)KM2(Y2)M2：KM3(Y3)S2(X2)图2.1项目示意图三、课题设计仪器、设备及材料由三菱FX2N可编程控制器及其编程软件、MCGS组态软件通用版、模拟版、 计算机等组成设计平台。四、课题设计原理1、MCGS组态软件功能1.1 MCGS组态软件的整体

3、结构MCGS 5.5软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。图4.1组态软件整体结构用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编与控制流程、编 制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组 态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工 程”。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的 控制工作。组

4、态软件整体结构见图 4.1。1.2 MCGS组态软件五大组成部分见图4.2:图4.2组态软件五大组成部分1.3基于MCG可完成以下工作：建立一个新工程设计画面流程定义数据变量进行动画连接添加模拟设备，使整个画面能模拟运行。2、 编制“装料卸料演示设计”的 PLC控制程序，使之能够完成课题设计要求。3、通过连接MCGS和PLC，完成整体的监视和控制功能。MCGSa态软件与外部设备的通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进 行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL （动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备 通讯协议的处理程序，将设备运行

5、状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS 负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分， 完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。本设计需要利于MCGS中FX2N的驱动程序进行设备的通道连接，使组态 软件与PLC相联系。五、主要设计重点、难点PLC程序的模块化设计，MCGS的动画制作、脚本程序，上位机与 PLC的 综合调试。六、课题设计步骤1、PLC系统设计：1.1首先根据工作过程，分析主要有哪几步组成，然后画出工作流程图见图6.1图6.1工作流程图1.2根据工作过程分析I/O信号，画出I/O分配表见图6.2和PLC端子分配图见 图 6.

6、3。输入I信号：启动SB1(X0)，停止信号X3，左限位开关S1(X1),右限位开关S2(X2)； 输出O信号：装料丫0(由电磁阀YV控制)，由电动机M1控制的右行出发KM1(Y1) 和卸料返回KM2(Y2)，由电机M2控制的卸料KM3(Y3)。FLC输入分配PLC输出分配电气功能地址电气功能地址SB1启动X0YV装料Y0SB2停止X3KM1刖进Y1S丄XIKM2返回Y2S2X2KM3卸料Y3图6.2 I/O分配表YO -YVSB1X0SB2P Y1一KM1一Lfil “_S2卜C Y2X2一KRI2/rvsKM3一CcOO-220V图6.3 PLC端子分配图1.3根据要求设计主电路图见图6.

7、4要求小车右行和返回由电动机 M1控制，小车倾倒物料由电动机 M2控制, 因此主电路就需要两台电机的正反转电路。6.51.4这里采用顺序控制法设计比较简单，根据设计要求画出状态转移图见图MW0O2so1ZRSTY0 #3S20 I-M10 XIMinTOi rCjS25 KiooCyQ右存出发卸料T1S23 U 匝二K3OCVQ左行返回-CCO2K5CTT) K300-IrstTco图6.5状态转移图1.5为了达到更好的设计效果，丰富上位机动画效果和画面，必须要有必要的中 间变量来实现设计，编程中用到的中间变量功能用途表见图6.6中间变量功能用途中间变最功能用途TO设定就料时间DO读SVTO的

8、当前值T1设定斂科时问D1渎取T1的当前值T2设宅等待时问D2读取T2的当苗值CO设定循环计數D3读取CO的当肅値MO与上位启动按钮连通M3与上位停止连适Ml与上位左限位连通M4与上位急停连适M2与上位右限位连道图6.6中间变量功能用途表1.6编写梯形图如下:S24SOSOY003)001X002RSTDOSETS22M2K30DI6768951121132、上位机MCGS监控系统的设计2.1设计“自动装料卸料演示设计”监控画面组态图见图6.7自动装料卸料演示过程图6.7监控画面组态图首先在用户窗口，点新建窗口，生成窗口 0,在窗口 0属性中重命名为装料 卸料组态，选择背景颜色为绿色，然后在工

9、具条中点工具箱选择图中需要的元件组态即可 2.2在实时数据库中新增所有需要的数据对象，并定义数据变量的名称、类型、初始值和数值范围等等，必要时可以添加注释。实时数据库见图6.8n主控窗口设备窗 |谢用户输口鮑实| ijjj名字I类型 I注释左闲杭开关 右磴位开关 停止装料 运料岀发卸料 运料计数MOM1贼M3戚YOY1Y2Y3coD()D1D2D3TOT1T2Et2 0 9- 0 0 0 9- 0 0翌sfls壓s型型型翌型SS壓SS 关关養关关关关关关fi 值值值值值值值值值 开开开开开开开开开数数数数数数数数装料计时 卸料圭时 等待计时 護料运SMS 帥料成组増加对豪属性mo*M1*112

10、*D1*DZFLC图6.8实时数据库2.3窗口、实时数据库和PLC三者建立链接：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链接，再通过设置通道与PLC三者建立链接，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。窗口、实时数据库和PLC三者链接关系见图6.9匕肛显示宙口启动 左阳也开关- 占限也开关- 停止 倉号 料斗下科一 冲下前退一 屮车后观一 小车wn- 装岸时何总示 却料时问昱水 佇止时何呈示 运料也数显示图6.9窗口、实时数据库和PLC三者链接关系2.4编写必要的脚本程序，使动画更加丰富、形象和达

11、到设计的需要，所以一般 上位机组态当中脚本程序是必须的双击运行策略进入循环策略，由循环策略进入策略组态，在策略组态的工具 栏中点策略工具箱和新增策略行，从策略工具箱中选择脚本程序拖到新增策略框 中，策略工具箱见图6.10，策略组态见图6.11弓退出策略 县音响输出 b策略调用 吃数据对象 县设备扌桑柞 心脚本程序 忌定时器 丹计数器 心窗口操作3 Excel报表输岀 富修改数据库 耳存盘数据拷贝 肚存盘数据提取 鬥存盘数据浏览 Q报警信息、浏览 理设置时间范围 心配方操佢处理图6.10策略工具箱策略组态=循环策唸*刁圄按黒设定的时间循环运图6.11策略组态双击策略组态的脚本程序进行编写，本设计

12、的脚本程序如下:IF 车 10 THENM1=0ENDIF%当车1的位置大于0时，左限位开关等于0,即 左限位开关打开。IF Y1=1 THEN 车仁车1+10%当输出信号丫1等于1时，车1开始以一定 速度前进。ENDIFIF 车 1=720 THEN%当车1的位置大于等于720时，右限位开关等M2=1ENDIF于1,即右限位开关压合。IF 车 1=780 THEN 车仁770ENDIF%当车1的位置大于等于780时，车1的位置 被默认到位置770。IF Y2=1 THEN 车仁车1-10ENDIF%当输出信号丫2等于1时，车1开始以一定 速度后退。IF 车 1=0 THEN 车仁0ENDIF

13、%当车1的位置小于等于0时，车1的位置被默 认到位置0。2.5进行设备组态：首先进入设备窗口，双击进入设备组态，在设备组态的工具 栏选设备工具箱，在工具箱中选则通用串口父设备和三菱FX-232，生成设备组态中的通用串口父设备0和设备0,设备组态图见图6.12设备管理O通用串父诽备（1-|通甲串父设备Q躍理1B區牡出；团设*工貝箱高速网络；TCRIP 谕低速网络，串口通讯 0低速网络：Modem 谕通用串口父设备 0通用TCF7IP父设备 Mod0us 设备 0PID控制软设备 啓串口电话敦设备 刁串口通讯父设备 0报喪数捱存盘 0控制曲线设备*计数测频设备三 Fx-232图 6.12设备组态图

14、双击生成的通用串口父设备 0,进入通用串口属性编辑的基本设置，通用串口设备设置见图6.13诵用串设帝展性编斎基本属性电话连接设各属性名设各属性值|设各名稀通用串口父设各0设备注释通用串口父设备初始工作状态1 -启动最小采集同期皿訂5D0串口端口号n - comi通讯液特率6 - 9600数揺拉拉数0-7停止惶傥数U-1数拐校聽方式2 -偶校脸数据采集方式u -同步采集|厂“检査稣确认（Y!取消圍帮助凹图6.13通用串口设备设置双击生成的设备0,在设备0的设备属性设置中对基本属性和通道连接进行 设置。点击基本属性中的内部属性，后再点击设置设备内部属性右端生成的省略 号，生成三菱-FX232通道属

15、性设置，点击增加通道，设置需要的通道类型、通 道地址、连续通道个数、数据位的位数、操作方式，输出Y0的设置见图6.14图6.14输出Y0的设置注：中间继电器M的设置同上在此省略，数据寄存器D的设置见图6.15图6.15数据寄存器D的设置最终的通道属性设置结果见图 6.16图6.16通道属性设置结果最后对设备属性设置中的通道链接进行设置，左键点击通道连接后，进如通道连接设置，使对应数据对象和通道类型匹配，例如数据对象丫0对应读写丫0、数据对象M0对应读写M0、数据对象D0对应读WB0，总之有多少项，就要有 多少对应数据对象。通道链接设置结果见图 6.17图6.17通道链接设置结果2.6将所建立的

16、工程存盘，并运行该工程：上位机监视PLC的运行：按下可编程控制器模拟版的启动按钮 X0，观看上 位机中的监控画面的动画效果是否与按照PLC的输出同步进行：按下模拟版的 停止按钮X3，观察上位机中的监控画面是否停止工作上位机控制 PLC 的运行：通过监控画面中的启动、停止按钮控制 PLC 的工 作，观察 PLC 是否正常工作。如果有问题，调试程序或上位机监控画面直到达到满意的效果。七、课题设计的总结1 对设计的小结： 这个课题设计通过生活中常见的一个较简单工作实例，由分析 工作过程，从设计 PLC 程序，到对上位机监控画面的设计，再到 PLC 与监 控画面的联机调试， 这样一步步的扩展开， 最终

17、实现了一个完整的监控系统。2 对设计的收获与体会： 在整个设计过程中，虽然是一个较简单的监控画面，但 是它基本包括了设计一个监控系统的方方面面，很庆幸在恩师的帮助和指导 下，独立完成了从 PLC 控制系统的设计，到上位监控界面的设计，听从了恩 师的建议，同时也加入了自己的设计想法，通过这次设计极大的增强了本人 对学习工控领域的信心，相信任何复杂的工程设计，都是由小块较简单的组 成较复杂的庞大工程，只要肯钻研和勤奋，最终会一块一块地解决，直到解 决所有问题。3对设计的进一步完善提出建议： PLC 设计程序还不够理想， 比如急停设计的不 够；也没有自动和手动程序的切换，只有自动程序；上位监控系统界面在下 料结束后，让小车再动，这样显得更形象，可以通过修改梯形图来实现；同 样在小车运料过程中，不能看到小车里的料，如果能