基于S7-200 PLC及MCGS组态的苹果分拣机系统控制设计

毕业设计成果《基于PLC的苹果分拣机系统控制》毕业设计说明书所在学院所在学院xxxxxxxxxx学院班级姓名学号指导老师完成日期湖南铁道职业技术学院PAGE2目录1绪论 52系统分析与设计 62.1总体设计分析 62.2方案设计 63硬件设计 83.1PLC选择 83.2主电路 83.3控制电路图 93.4PLC的输入和输出分配 103.5PLC输入和输出接线图 124软件设计 144.1控制系统流程图 144.2PLC内部使用地址 164.3梯形图程序 184.3.1主程序 184.3.2镜头1发脉冲 204.3.3镜头1发脉冲停止 224.3.4镜头2发脉冲 224.3.5镜头2停止发脉冲 244.3.6初始化子程序 244.3.7模拟量输入处理子程序 274.3.8镜头1控制子程序 304.3.9镜头2控制子程序 354.3.10分级子程序 394.3.11输出子程序 454.4语句表程序 535组态设计 775.1通讯定义 775.2变量连接 795.3组态画面 835.4脚本编写 836系统调试 926.1硬件调试 926.2PLC程序调试 926.3组态联机调试 967总结 102参考文献 103致谢 104附录 105附录1电气图纸 105

摘要本设计是采用西门子S7-200小型可编程控制器为控制核心，控制2台步进驱动器，分别驱动镜头1和镜头2上下移动，进行定焦，拍照，发送给上位机进行分级，上位机分级后输出信号，PLC根据分级情形，进行分拣，将不同级的苹果分拣到不同的分果箱中。系统具有多种保护措施，具有短路保护、过载保护、急停保护，安全性高。系统具有自动，手动操作模式，还可以通过上位机操作，操作方便灵活。采用PLC和上位机进行控制，使用方便灵活，具有一定的实用价值。关键词：苹果；分拣；可编程控制器

AbstractThisdesignusesSiemensS7-200smallprogrammablecontrollerasthecontrolcore,controlstwosteppingdrivers,driveslens1andlens2tomoveupanddown,fixesfocus,takesphotosandsendsthemtotheuppercomputerforgrading.Aftergrading,theuppercomputeroutputssignals.Accordingtothegradingsituation,thePLCsortstheapplesofdifferentgradesintodifferentsortingboxes.Thesystemhasmanyprotectivemeasures,suchasshortcircuitprotection,overloadprotection,emergencystopprotectionandhighsafety.Thesystemhasautomaticandmanualoperationmode,andcanalsobeoperatedbytheuppercomputer,whichisconvenientandflexible.UsingPLCandPCtocontrol,itisconvenientandflexibletouse,andhasacertainpracticalvalue.KEYWORDS：Apple;Sorting;PLC

1绪论近年来，由于进口苹果的关税下调和价格下调，国内许多地方出现了苹果滞销现象，国内苹果出口也同样困难。这种情况是由许多原因引起的，其中之一就是苹果的质量。国内苹果的劣质表现在外观、内在质量、产品包装等方面，由于检测、分选方法落后，许多优质、高档苹果没有经过严格的质量检测和分级，好坏参差不齐，导致出口质量低下，出口价格居高不下。远低于美国、澳大利亚、日本等国同类产品。因此，提高苹果质量，采用先进的苹果质量检测和分级技术是当务之急。计算机视觉技术以计算机和图像采集为工具。具有图像分析、图像处理、模式识别和人工智能的能力。通过上述功能，对采集到的图像信号进行处理，得到有用的信息。计算机视觉技术虽然不接触被测对象，但能从被测图像中准确地获取大量的信息，然后对这些信息进行分析和处理，得到物体尺寸、表面缺陷、色度等具体信息，从而实现对外观质量的综合评价。计算机视觉技术可以将人们从繁重单调的工作中解放出来，具有较高的检测效率，能够适应高效的分类过程，并能消除人为主观因素干扰造成的不良检测结果。基于计算机视觉技术的苹果在线分级系统的研究与开发，对于解决苹果分级问题，提高分级精度，减少苹果浪费，提高苹果质量，改善我国苹果分级现状，扩大苹果出口具有重要意义。

2系统分析与设计2.1总体设计分析 苹果分拣控制系统示意图如图2-1所示，苹果分拣控制系统由传送带、检测箱、分级机构、集果箱、控制系统组成。苹果在倾斜的传送带传送，进入检测箱之后，需要对苹果进行两次拍照，为此，在传送带水平方向上安装有两个位置传感器，位置传感器上方的两个镜头上附有两个距离传感器，位置传感器检测到苹果之后，距离传感器测定镜头到苹果的距离，随后步进电机带动镜头上下移动，进行定焦，镜头拍照。拍照的图像进入计算机进行图像处理，并将苹果分等级，苹果进入分级机构以后，对应等级的电磁翻板驱动器控制的挡板打开，苹果进入集果箱中。图2-1苹果分拣控制系统示意图2.2方案设计 控制系统方框图如图2-2所示，以PLC为控制核心，上位机MCGS组态与PLC采用通讯方式进行数据交换，监控多粮仓运行状态，进行实时和历史曲线显示，实时和历史报警显示，进行参数设定，进行自动手动控制。 外部的启动按钮接PLC的输入，用于启动系统。外部的停止按钮接PLC的输入，按下停止系统。急停开关接PLC的输入，用于有紧急情况，按下急停，紧急停止系统。手动自动控制接PLC的输入，用于选择自动手动模式，为OFF选择自动模式，为ON选手动模式。启动按钮启动按钮PLC步进1脉冲自动运行指示灯故障指示灯停止按钮MCGS组态急停开关手动自动控制镜头位置传感器1、2分级传感器1、2、3分级1、2、3输出镜头1步进驱动器手动控制镜头1步进电机步进1方向步进1使能距离1传感器+变送器距离2传感器+变送器步进2脉冲镜头2步进驱动器镜头2步进电机步进2方向步进2使能传送带接触器电机分级1电磁阀分级2电磁阀分级3电磁阀图2-2控制系统方框图

3硬件设计3.1PLC选择 经分析，系统共使用了23路数字量输入，14路数字量输出，其中2路高速脉冲输出，2路模拟量输入，没有使用模拟量输出，共39路输入和输出，系统为小型自动化应用。 西门子的S7-200PLC是高性能的小型PLC，性价比高，编程简单，特别模拟量处理指令方便，适合小型自动化应用，因此选择西门子的S7-200小型PLC进行控制。因为使用了2路高速脉冲输出信号，因此不能选择继电器PLC，需要选择晶体管输出PLC。其中CPU226，DC/DC/DC，是直流电源供电，直流输入，直流输出，含24路输入和16路数字量输出,含2路高速脉冲输出，可以满足系统使用系统。3.2主电路 主电路如图3-1所示。380V交流电，接L1、L2、L3、N，为苹果分拣机控制系统提供工作电源。QF1是断路器，通断苹果分拣机控制系统电源。FU1是熔断器，起短路过流保护作用。 M1是镜头1升降驱动步进电机，驱动镜头1升降进行聚焦拍照。QF2是镜头1和镜头2电机断路器，通断镜头1和镜头2电机电源。FU2是镜头1和镜头2电机熔断器。A1是直流开关电源，将220V交流电转成24V直流电，供镜头1步进驱动A2和镜头2步进驱动A3使用。A2是镜头1步进驱动器，驱动镜头1步进电机，控制镜头1升降进行聚焦。PLC输出脉冲信号Q0.0接镜头1步进驱动脉冲步进驱动PUL，用于控制镜头1步进电机速度和运行距离。PLC输出方向信号Q0.2接镜头1步进驱动方向步进驱动DIR，控制步进运行方向。PLC输出使能信号Q0.4接镜头1步进驱动使能FREE，使能镜头1步进驱动。 同样的，M2是镜头2升降驱动步进电机，驱动镜头2升降进行聚焦拍照。A3是镜头2步进驱动器，驱动镜头2步进电机，控制镜头2升降进行聚焦。PLC输出脉冲信号Q0.1接镜头2步进驱动脉冲步进驱动PUL，用于控制镜头2步进电机速度和运行距离。PLC输出方向信号Q0.3接镜头2步进驱动方向步进驱动DIR，控制步进2运行方向。PLC输出使能信号Q0.6接镜头2步进驱动使能FREE，使能镜头2步进驱动。图3-1主电路图 同样的，M3是传送带电机，驱动传送带输送苹果进行分拣。QF3是传送带电机断路器，通断传送带电机电源。KM1是传送带电机启动接触器。FR1是传送带电机过载保护热继电器，用于保护传送带电机电机，防止传送带电机长时间过载运行，烧毁传送带电机作用。3.3控制电路图 控制电路如图3-2所示。图3-2控制电路图 220V交流电，接L1，N为控制电路提供220V工作电源。QF4是控制电路断路器，FU3是控制电路熔断器。A4是直流电源，将220V交流电变成24V直流电供PLC输入和输出使用，供EM231模拟量模块使用，供传感器使用。 KM1是传送带电机启动接触器，KA1是传送带电机启动继电器，PLC通过控制KA1线圈得电，KA1常开触点闭合，KM1线圈得电，KM1常开主触点闭合，启动传送带电机。 YV1是分级1电磁阀，KA4是分级1电磁阀控制继电器，PLC通过控制KA4线圈得电，KA4常开触点闭合，YV1线圈得电，执行推送分级1苹果。 同样的，YV2是分级2电磁阀，KA5是分级2电磁阀控制继电器，PLC通过控制KA5线圈得电，KA5常开触点闭合，YV2线圈得电，执行推送分级2苹果。 同样的，YV3是分级3电磁阀，KA6是分级3电磁阀控制继电器，PLC通过控制KA6线圈得电，KA6常开触点闭合，YV3线圈得电，执行推送分级3苹果。3.4PLC的输入和输出分配 输入和输出分配表见表3-1，表3-2，表3-3所示。表3-1数字量输入分配表名称内部地址外部编号启动按钮I0.0SB1停止按钮I0.1SB2急停开关I0.2SB3镜头位置传感器1I0.3B1镜头位置传感器2I0.4B2分级位置传感器1I0.5B3分级位置传感器2I0.6B4分级位置传感器3I0.7B5分级1输出I1.0K1分级2输出I1.1K2分级3输出I1.2K3自动手动选择开关I1.3SA1镜头电机1手动上升I1.4SB4镜头电机1手动下降I1.5SB5镜头电机2手动上升I1.6SB6镜头电机2手动下降I1.7SB7传送带手动I2.0SB8拍照1手动I2.1SB9拍照2手动I2.2SB10分级1电磁阀手动I2.3SB11分级2电磁阀手动I2.4SB12分级3电磁阀手动I2.5SB13传送带电机故障I2.6FR1表3-2数字量输出分配表名称内部地址外部编号镜头电机1脉冲Q0.0PUL1+镜头电机2脉冲Q0.1PUL2+镜头电机1方向Q0.2DIR1+镜头电机2方向Q0.3DIR2+镜头电机1使能Q0.4ENA1+镜头电机2使能Q0.5ENA2+传送带继电器Q0.6KA1拍照1继电器Q0.7KA2拍照2继电器Q1.0KA3分级1继电器Q1.1KA4分级2继电器Q1.2KA5分级3继电器Q1.3KA6自动运行指示灯Q1.4HL1故障指示灯Q1.5HL2表3-3模拟量输入分配表名称内部地址外部编号距离传感器1AIW0LT1距离传感器2AIW2LT23.5PLC输入和输出接线图 PLC输入和输出接线图见图3-3所示，PLC是CPU226，选择的是DC/DC/DC，含24路数字量输入，16路数字量输出。24V直流电，接PLC的L+、N，为PLC提供24V直流工作电源。24V直流电接PLC数字量输入的1M，2M，3M和PLC输入的公共端，为PLC输入提供24V直流电。24V直流电接PLC数字量输入的1L，2L，3L，和PLC输出的公共端，为PLC输出提供24V直流电。PLC输出的镜头1脉冲，方向，使能信号接镜头1步进驱动，控制镜头1升降。PLC输出的镜头2脉冲，方向，使能信号接镜头2步进驱动，控制镜头2升降。图3-3PLC数字量输入输出接线图

4软件设计4.1控制系统流程图 控制程序流程图如图4-1所示。停止停止按钮？是是否否是镜头1位？传送带启动聚焦到位？传送带停止，镜头1距离测量是是定时到？拍照1否等待开始启动按钮否是否是返回原位？否镜头1返回镜头2位？传送带运行是是聚焦到位？传送带停止，镜头2距离测量X轴返回原位否镜头2下降执行聚焦停止等待下一循环初始化是初始化参数设定否等待镜头1下降执行聚焦否拍照2是定时到？否 图4-1控制程序流程图是是否是返回原位？否镜头2返回分拣1位？传送带运行是是推出到位？传送带停止分拣1气缸推出X轴返回原位否分拣1气缸返回是返回到位？否传送带运行否分拣2位？是是推出到位？传送带停止分拣2气缸推出X轴返回原位否分拣2气缸返回是返回到位？否传送带运行否分拣3位？是是推出到位？传送带停止分拣3气缸推出X轴返回原位否分拣3气缸返回是返回到位？否 开机初始化，进行参数设定。选择自动手动模式，选择手动模式，通过外部开关或者上位机进行手动控制。选择自动模式，按启动按钮，启动系统，自动运行指示灯点亮，启动传送带电机，输送苹果到拍照1位置，停止传送带，进行距离测量，然后控制镜头1步进电机下降执行聚焦，然后执行拍照，拍照完成，只做步进电机返回，启动传送带，运行到拍照2位置，执行聚焦，拍照，返回，得到分级代码。启动传送带，前行到分级位置，启动推送气缸，执行推送，循环执行。4.2PLC内部使用地址 为了编程和阅读方便，定义了部分PLC内部使用地址，如表4-1所示。表4-1PLC内部使用地址名称PLC地址备注启动按钮HMIM0.0上位机控制停止按钮HMIM0.1上位机控制急停开关HMIM0.2上位机控制镜头位置传感器1HMIM0.3上位机控制镜头位置传感器2HMIM0.4上位机控制自动手动选择开关HMIM1.3上位机控制镜头电机1手动上升HMIM1.4上位机控制镜头电机1手动下降HMIM1.5上位机控制镜头电机2手动上升HMIM1.6上位机控制镜头电机2手动下降HMIM1.7上位机控制传送带手动HMIM2.0上位机控制拍照1手动HMIM2.1上位机控制拍照2手动HMIM2.2上位机控制分级1电磁阀手动HMIM2.3上位机控制分级2电磁阀手动HMIM2.4上位机控制分级3电磁阀手动HMIM2.5上位机控制测定镜头1位置M3.0传送带运行到镜头1位置镜头1测量M3.1镜头1聚焦M3.2镜头1拍照M3.3镜头1返回M3.4镜头1完成M3.5测定镜头2位置M4.0传送带运行到镜头2位置镜头2测量M4.1镜头2聚焦M4.2镜头2拍照M4.3镜头2返回M4.4镜头2完成M4.5分级1推出M5.0分级1返回M5.1分级2推出M6.0分级2返回M6.1分级3推出M7.0分级3返回M7.1自动运行使能条件M10.0镜头1发脉冲完成标志M10.1镜头2发脉冲完成标志M10.2分级1标志M10.3分级2标志M10.4分级3标志M10.5传送带使能条件M10.6镜头1到位暂停定时T37镜头1测量定时T38镜头1聚焦定时T39镜头1拍照定时T40镜头1返回定时T41镜头2到位暂停定时T42镜头2测量定时T43镜头2聚焦定时T44镜头2拍照定时T45镜头2返回定时T46分级1推出定时T47分级1返回定时T48分级2推出定时T49分级2返回定时T50分级3推出定时T51分级3返回定时T52镜头1距离VD0镜头2距离VD4距离测量范围上限VD100预设100%距离测量范围下限VD104预设0%镜头1距离与发脉冲系数VD108预设1.0镜头2距离与发脉冲系数VD112预设1.0镜头1发送脉冲计算VD200镜头2发送脉冲计算VD204镜头1发脉冲数VD1002镜头2发脉冲VD1012镜头1速度VW1000镜头2速度VW10104.3梯形图程序4.3.1主程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1Network1//开机初始化，调用参数设定Network2//调用子程序，模拟量输入处理Network3//调用子程序镜头1控制Network4//调用子程序镜头2控制Network5//调用子程序分拣控制Network6//调用子程序输出控制Network7//自动运行使能条件:M10.0Network8//自动运行指示灯Network9//故障指示灯4.3.2镜头1发脉冲SUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲:SBR0Network1//轴1脉冲发送停止Network2//轴1设定速度和发送脉冲数Network3//轴1脉冲发送控制，从Q0.0发送脉冲4.3.3镜头1发脉冲停止SUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲停止:SBR1Network1//轴1脉冲发送停止4.3.4镜头2发脉冲SUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲程序:SBR2Network1//镜头2脉冲发送停止Network2//镜头2设定速度和发送脉冲数Network3//镜头2脉冲发送控制，从Q0.0发送脉冲4.3.5镜头2停止发脉冲SUBROUTINE_BLOCK镜头2发脉冲停止:SBR3Network1//镜头2脉冲发送停止4.3.6初始化子程序SUBROUTINE_BLOCK初始化:SBR4Network1//开机参数设定//镜头1和镜头2速度和发送脉冲数初始值Network2//开机初始化，设定距离测量范围上限和距离测量范围下限Network3//开机初始化，设定镜头1距离与发脉冲系数，镜头2距离与发脉冲系数Network4//开启中断，设定镜头1发脉冲完成，，设定镜头2发脉冲完成，连接中断//开启中断4.3.7模拟量输入处理子程序SUBROUTINE_BLOCK模拟量输入处理:SBR5Network1//距离1读取Network2//距离2读取Network3//镜头1发送脉冲计算Network4//镜头2发送脉冲计算4.3.8镜头1控制子程序SUBROUTINE_BLOCK镜头1控制:SBR6Network1//运行到测定镜头1位置Network2//镜头1到位暂停定时Network3//传送带到位，进行暂停稳定，执行测量Network4//镜头1测量定时Network5//镜头1聚焦Network6//镜头1聚焦定时Network7//镜头1拍照Network8//镜头1拍照定时Network9//镜头1返回Network10//镜头1返回定时Network11//镜头1完成4.3.9镜头2控制子程序Network1//运行到测定镜头2位置Network2//镜头2到位暂停定时Network3//传送带到位镜头2位置，进行暂停稳定，执行测量Network4//镜头2测量定时Network5//镜头2聚焦Network6//镜头2聚焦定时Network7//镜头2拍照Network8//镜头2拍照定时Network9//镜头2返回Network10//镜头2返回定时Network11//镜头2完成4.3.10分级子程序Network1//分级1标志Network2//分级2标志Network3//分级3标志Network4//分级1推出Network5//分级1推出定时:T47Network6//分级1返回Network7//分级1返回定时Network8//分级1完成Network9//分级2推出Network10//分级2推出定时Network11//分级2返回Network12//分级2返回定时Network13//分级2完成Network14//分级3推出Network15//分级3推出定时Network16//分级3返回Network17//分级3返回定时Network18//分级3完成4.3.11输出子程序SUBROUTINE_BLOCK输出:SBR9Network1//镜头1脉冲输出Network2//镜头电机1方向，下降为OFF，上升为ONNetwork3//镜头电机1使能Network4//镜头2脉冲输出Network5//镜头电机2方向，下降为OFF，上升为ONNetwork6//镜头电机2使能Network7//无其他动作步骤，传送带使能条件Network8//传送带Network9//拍照1Network10//拍照2Network11//分级1电磁阀Network12//分级2电磁阀Network13//分级3磁阀Network14//急停，输出镜头1，镜头2脉冲发送INTERRUPT_BLOCK镜头1发脉冲完:INT0Network1//镜头1发脉冲完成标志INTERRUPT_BLOCK镜头2发脉冲完:INT1Network1//镜头2发脉冲完成标志4.4语句表程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1Network1//开机初始化，调用参数设定LDSM0.1CALLSBR4Network2//调用子程序，模拟量输入处理LDSM0.0CALLSBR5Network3//调用子程序镜头1控制LDSM0.0CALLSBR6Network4//调用子程序镜头2控制LDSM0.0CALLSBR7Network5//调用子程序分拣控制LDSM0.0CALLSBR8Network6//调用子程序输出控制LDSM0.0CALLSBR9Network7//自动运行使能条件:M10.0LDNM0.2ANM0.1ANI1.3ANM1.3=M10.0Network8//自动运行指示灯LDI0.0OQ1.4OM0.0ANQ1.5ANI0.1AM10.0ANI0.2=Q1.4Network9//故障指示灯LDI0.2OM0.2OI2.6ANSM0.5=Q1.5END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲:SBR0TITLE=BEGINNetwork1//轴1脉冲发送停止LDSM0.0MOVB0,SMB67PLS0Network2//轴1设定速度和发送脉冲数LDSM0.0MOVWVW1000,SMW68MOVDVD1002,SMD72Network3//轴1脉冲发送控制，从Q0.0发送脉冲LDSM0.0MOVB16#85,SMB67PLS0END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲停止:SBR1TITLE=BEGINNetwork1//轴1脉冲发送停止LDSM0.0MOVB0,SMB67PLS0END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头1发脉冲程序:SBR2TITLE=BEGINNetwork1//镜头2脉冲发送停止LDSM0.0MOVB0,SMB77PLS1Network2//镜头2设定速度和发送脉冲数LDSM0.0MOVWVW1010,SMW78MOVDVD1012,SMD82Network3//镜头2脉冲发送控制，从Q0.0发送脉冲LDSM0.0MOVB16#85,SMB77PLS1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头2发脉冲停止:SBR3TITLE=BEGINNetwork1//镜头2脉冲发送停止LDSM0.0MOVB0,SMB77PLS1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK初始化:SBR4TITLE=BEGINNetwork1//开机参数设定//镜头1和镜头2速度和发送脉冲数初始值LDSM0.1LPSAW=VW1000,0MOVW3000,VW1000LRDAD=VD1002,0MOVD20000,VD1002LRDAW=VW1010,0MOVW3000,VW1010LPPAD=VD1012,0MOVD20000,VD1012Network2//开机初始化，设定距离测量范围上限和距离测量范围下限LDSM0.1LPSAR=VD100,0.0MOVR100.0,VD100LPPAR=VD104,0.0MOVR0.0,VD104Network3//开机初始化，设定镜头1距离与发脉冲系数，镜头2距离与发脉冲系数LDSM0.1LPSAR=VD108,0.0MOVR1.0,VD108LPPAR=VD112,0.0MOVR1.0,VD112Network4//开启中断，设定镜头1发脉冲完成，，设定镜头2发脉冲完成，连接中断//开启中断LDSM0.1ATCHINT0,19ATCHINT1,20ENIEND_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK模拟量输入处理:SBR5TITLE=BEGINNetwork1//距离1读取LDSM0.0ITDAIW0,VD400DTRVD400,VD404MOVRVD404,VD408/R32000.0,VD408MOVRVD100,VD412-RVD104,VD412MOVRVD408,VD416*RVD412,VD416MOVRVD416,VD0+RVD104,VD0Network2//距离2读取LDSM0.0ITDAIW2,VD420DTRVD420,VD424MOVRVD424,VD428/R32000.0,VD428MOVRVD100,VD432-RVD104,VD432MOVRVD428,VD436*RVD432,VD436MOVRVD436,VD4+RVD104,VD4Network3//镜头1发送脉冲计算LDSM0.0MOVRVD0,VD440*RVD108,VD440ROUNDVD440,VD200Network4//镜头2发送脉冲计算LDSM0.0MOVRVD4,VD444*RVD112,VD444ROUNDVD444,VD204END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头1控制:SBR6TITLE=BEGINNetwork1//运行到测定镜头1位置LDI0.3EULDM0.3EUOLDAQ1.4SM3.0,1Network2//镜头1到位暂停定时LDQ1.4AM3.0TONT37,1Network3//传送带到位，进行暂停稳定，执行测量LDQ1.4AM3.0AT37RM3.0,1SM3.1,1Network4//镜头1测量定时LDQ1.4AM3.1TONT38,2Network5//镜头1聚焦LDQ1.4AM3.1AT38RM3.1,1MOVDVD200,VD1002SM3.2,1Network6//镜头1聚焦定时LDM3.2AQ1.4TONT39,1Network7//镜头1拍照LDM3.2AQ1.4AT39AM10.1RM3.2,1RM10.1,1SM3.3,1Network8//镜头1拍照定时LDM3.3AQ1.4TONT40,10Network9//镜头1返回LDM3.3AQ1.4AT40RM3.3,1MOVDVD200,VD1002SM3.4,1Network10//镜头1返回定时LDM3.4AQ1.4TONT41,1Network11//镜头1完成LDM3.4AQ1.4AM10.1AT41RM3.4,1RM10.1,1=M3.5END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK镜头2控制:SBR7TITLE=BEGINNetwork1//运行到测定镜头2位置LDI0.4EULDM0.4EUOLDAQ1.4SM4.0,1Network2//镜头2到位暂停定时LDQ1.4AM4.0TONT42,1Network3//传送带到位镜头2位置，进行暂停稳定，执行测量LDQ1.4AM4.0AT42RM4.0,1SM4.1,1Network4//镜头2测量定时LDQ1.4AM4.1TONT43,2Network5//镜头2聚焦LDQ1.4AM4.1AT43RM4.1,1MOVDVD204,VD1012SM4.2,1Network6//镜头2聚焦定时LDM4.2AQ1.4TONT44,1Network7//镜头2拍照LDM4.2AQ1.4AT44AM10.2RM4.2,1RM10.2,1SM4.3,1Network8//镜头2拍照定时LDM4.3AQ1.4TONT45,10Network9//镜头1返回LDM4.3AQ1.4AT45RM4.3,1MOVDVD204,VD1012SM4.4,1Network10//镜头2返回定时LDM4.4AQ1.4TONT46,1Network11//镜头2完成LDM4.4AQ1.4AM10.2AT46RM4.4,1RM10.2,1=M4.5END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK分拣:SBR8TITLE=BEGINNetwork1//分级1标志LDI1.0EUAQ1.4SM10.3,1Network2//分级2标志LDI1.1EUAQ1.4SM10.4,1Network3//分级3标志LDI1.2EUAQ1.4SM10.5,1Network4//分级1推出LDI0.5EUAM10.3AQ1.4SM5.0,1RM10.3,1Network5//分级1推出定时:T47LDM5.0AQ1.4TONT47,20Network6//分级1返回LDM5.0AQ1.4AT47SM5.1,1RM5.0,1Network7//分级1返回定时LDM5.1AQ1.4TONT48,20Network8//分级1完成LDM5.1AQ1.4AT48RM5.1,1Network9//分级2推出LDI0.6EUAM10.4AQ1.4SM6.0,1RM10.4,1Network10//分级2推出定时LDM6.0AQ1.4TONT49,20Network11//分级2返回LDM6.0AQ1.4AT49SM6.1,1RM6.0,1Network12//分级2返回定时LDM6.1AQ1.4TONT50,20Network13//分级2完成LDM6.1AQ1.4AT50RM6.1,1Network14//分级3推出LDI0.7EUAM10.5AQ1.4SM7.0,1RM10.5,1Network15//分级3推出定时LDM7.0AQ1.4TONT51,20Network16//分级3返回LDM7.0AQ1.4AT51SM7.1,1RM7.0,1Network17//分级3返回定时LDM7.1AQ1.4TONT52,20Network18//分级3完成LDM7.1AQ1.4AT52RM6.1,1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK输出:SBR9TITLE=BEGINNetwork1//镜头1脉冲输出LDM3.2EULDM3.4EUOLDAQ1.4LDI1.4OI1.5OM1.4OM1.5LDI1.3OM1.3ALDOLDCALLSBR0Network2//镜头电机1方向，下降为OFF，上升为ONLDM3.4AQ1.4LDI1.4OM1.4LDI1.3OM1.3ALDOLD=Q0.2Network3//镜头电机1使能LDNM0.2ANI0.2=Q0.4Network4//镜头2脉冲输出LDM4.2EULDM4.4EUOLDAQ1.4LDI1.6OI1.7OM1.6OM1.7LDI1.3OM1.3ALDOLDCALLSBR2Network5//镜头电机2方向，下降为OFF，上升为ONLDM4.4AQ1.4LDI1.6OM1.6LDI1.3OM1.3ALDOLD=Q0.3Network6//镜头电机2使能LDNM0.2ANI0.2=Q0.5Network7//无其他动作步骤，传送带使能条件LDB=MB7,0AB=MB6,0AB=MB5,0AB=MB4,0AB=MB3,0=M10.6Network8//传送带LDM10.6AQ1.4LDI2.0OM2.0LDI1.3OM1.3ALDOLDANI2.6ANM0.2ANI0.2=Q0.6Network9//拍照1LDM3.3AQ1.4LDI2.1OM2.1LDI1.3OM1.3ALDOLDANM0.2ANI0.2=Q0.7Network10//拍照2LDM4.3AQ1.4LDI2.2OM2.2LDI1.3OM1.3ALDOLDANM0.2ANI0.2=Q1.0Network11//分级1电磁阀LDM5.0AQ1.4LDI2.3OM2.3LDI1.3OM1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.1Network12//分级2电磁阀LDM6.0AQ1.4LDM2.4OI2.4LDM1.3OI1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.2Network13//分级3磁阀LDM7.0AQ1.4LDM2.5OI2.5LDM1.3OI1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.3Network14//急停，输出镜头1，镜头2脉冲发送LDI0.2OM0.2CALLSBR1CALLSBR3END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK镜头1发脉冲完:INT0TITLE=BEGINNetwork1//镜头1发脉冲完成标志LDSM0.0SM10.1,1END_INTERRUPT_BLOCKINTERRUPT_BLOCK镜头2发脉冲完:INT1TITLE=BEGINNetwork1//镜头2发脉冲完成标志LDSM0.0SM10.2,1END_INTERRUPT_BLOCK

5组态设计5.1通讯定义 MCGS组态软件里，打开设备窗口，从设备工具箱中添加通用串口父设备，然后在父设备0下添加西门子_S7200PPI设备。图5-1添加通用串口父设备0和S7200PPI设备0 双击添加的通用串口父设备0，打开通用串口设备属性编辑窗口，点基本属性页面，进行参数设定。设定初始工作状态为1启动，设定最小采集周期设定1000ms，设定串口端口号为0-COM1，设定通讯波特率为6-9600。设定数据位位数为1-8位，设定停止位位数为0-1位，设定数据校验方式为2-偶校验，设定数据采集方式为0-同步采集。图5-2设定串口父设备0基本属性 双击设备0，西门子S7-200PPI设备，打开设备属性设置窗口，点基本属性页面，进行参数基本设定。设定初始工作状态为1-启动，设定最小采集周期1000ms，设定设备地址为2，设定通讯等待时间500，设定快速采集次数0，设定采集方式0-分块采集。图5-3设定PPI设备基本参数5.2变量连接 在设备0，西门子S7-200PPI设备属性设置里，点基本属性页面，点设置设备内部属性，打开西门子_S7200PPI通道属性设置，点增加通道按钮，添加数据通道，添加I输入，属性只读；添加内存M，属性读写；添加Q输出，属性读写；添加V内存数据，属性读写。图5-4增加通道 添加完数据通道，点确定按钮，添加通道完成。然后打开设备属性设置，点通道连接页面，进行变量地址跟名称进行连接。图5-5变量连接 通道变量名称连接完成后，点确定按钮，添加变量到实时数据库，完成后的实时数据库如下。图5-6实时数据库5.3组态画面 建立主画面，建立启动按钮，停止按钮，急停开关，自动手动选择开关。建立自动运行指示灯，故障指示灯。建立风机1，风机2，风机3。温度1显示，温度2显示，温度3显示。风机1启动停止按钮，仓1绿灯和红灯；风机2启动停止按钮，仓2绿灯和红灯；风机3启动停止按钮，仓3绿灯和红灯。建立仿真测试按钮，用于切换到仿真测试。建立画面切换按钮，用于切换画面。连接变量，组态动画。图5-7监控画面5.4脚本编写 为了动画演示，建立仿真测试按钮。然后编写循环命令，在监控画面，鼠标点空白处，右键，弹出快捷菜单，点画面属性，打开用户窗口属性设置，点循环脚本，设定循环时间为100ms，编辑窗口中进行命令编写图5-8循环脚本详细的命令如下：if(运行灯=1)thenif分级代号>3then分级代号=1if(动作步骤=0)then显示1=1垂直移动=0垂直移动1=垂直移动1-5if(垂直移动1>=-50)then拍照1=1else拍照1=0endifif(垂直移动1>-100)and(垂直移动1<-50)then拍照2=1else拍照2=0endifif(垂直移动1<=-100)then计数1=计数1+1动作步骤=1endifendifif(动作步骤=1)then显示1=0垂直移动1=0显示总=1M1=1垂直移动=垂直移动-5if分级代号=1thenif(垂直移动<=-40)then计数2=计数2+1动作步骤=2M1=0步进发脉冲=1显示1=0显示总=0显示2=1endifendifif分级代号=2thenif(垂直移动<=-140)then计数3=计数3+1动作步骤=2分级1气缸=1显示总=0M1=0显示1=0显示3=1endifendifif分级代号=3thenif(垂直移动<=-240)then计数4=计数4+1动作步骤=2分级2气缸=1显示总=0M1=0显示1=0显示4=1endifendifendifif动作步骤=2then显示1=0显示总=0垂直移动1=0垂直移动=垂直移动+10气缸1原位=1if((垂直移动>=0)AND(气缸1原位=1)AND(气缸2原位=1)AND(气缸3原位=1)AND(气缸4原位=1)AND(气缸5原位=1))then显示1=1分级代号=分级代号+1动作步骤=0endifendifelseM1=0步进发脉冲=0分级1气缸=0分级2气缸=0分级3气缸=0分级气缸5=0endifif(步进发脉冲=1)then移动1=移动1+2if(移动1>50)then移动1=0步进发脉冲=0显示1=0endifendifif(分级1气缸=1)then移动2=移动2+2if(移动2>50)then移动2=0显示2=0分级1气缸=0endifendifif(分级2气缸=1)then移动3=移动3+2if(移动3>50)then移动3=0显示3=0分级2气缸=0endifendifif(分级3气缸=1)then移动4=移动4+2if(移动4>50)then移动4=0显示4=0分级3气缸=0endifendifif(分级气缸5=1)then移动5=移动5+2if(移动5>50)then移动5=0显示5=0分级气缸5=0endifendifif((急停=1)OR(电机故障=1))thenM1=0步进发脉冲=0分级1气缸=0分级2气缸=0分级3气缸=0分级气缸5=0运行灯=0endif步进发脉冲=显示1分级1气缸=显示2分级2气缸=显示3分级3气缸=显示4分级气缸5=显示5if(垂直移动1>-20)then气缸1到位=0气缸1原位=1else气缸1原位=0endifif(垂直移动1<-70)then气缸1到位=1气缸1原位=0else气缸1到位=0endifif(移动2<10)then气缸2到位=0气缸2原位=1else气缸2原位=0endifif(移动2>40)then气缸2到位=1气缸2原位=0else气缸2到位=0endifif(移动3<10)then气缸3到位=0气缸3原位=1else气缸3原位=0endifif(移动3>40)then气缸3到位=1气缸3原位=0else气缸3到位=0endifif(移动4<10)then气缸4到位=0气缸4原位=1else气缸4原位=0endifif(移动4>40)then气缸4到位=1气缸4原位=0else气缸4到位=0endifif(移动5<10)then气缸5到位=0气缸5原位=1else气缸5原位=0endifif(移动5>40)then气缸5到位=1气缸5原位=0else气缸5到位=0endif

6系统调试6.1硬件调试 设计完成，根据主电路、控制电路图和PLC输入输出接线图进行接线。接线完成进行检查，防止短路等故障。接线检查正确，进行上电，上电正常后，进行变频器参数设定，设定外部端子启动，使用外部模拟量输入方式控制频率。检查PLC的输入和输出功能。使用通讯电缆连接PLC，下载程序到PLC，根据控制要求进行调试，有问题及时修改。连接组态，进行组态和PLC联合调试，有问题及时修改，直到软件、硬件和组态都符合设计要求。6.2PLC程序调