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文檔簡介
1、課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)自動化學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計題目基于MCGS的深孔鉆組合機床PLC控制實訓(xùn)內(nèi)容及要求:熟悉使用西門子S7-200系列PLC的應(yīng)用以及MCGS的組態(tài)的基本應(yīng)用,通過對實例的模擬,熟練地掌握PLC控制的流程、程序調(diào)試和MCGS的編輯使用。進行軟、硬件設(shè)計,并對程序進行調(diào)試。進度安排:第一周:查閱相關(guān)資料。了解所需實訓(xùn)內(nèi)容的大概情況,確立實訓(xùn)課程設(shè)計的大致框架,對MCGS有基本了解。第二周:選擇PLC的型號,利用STEP 7Mirco進行梯形圖設(shè)計,對設(shè)計程序進行調(diào)試,并且設(shè)計MCGS動畫,定義數(shù)據(jù)變量,編寫控制流程。第三周:對PLC和MCGS組態(tài)軟件進行PPI通訊
2、,設(shè)計系統(tǒng)流程示意圖,列出I/O分配表,畫出I/O接線圖,完成整個組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計。指導(dǎo)教師(簽字:年月日分院院長(簽字:年月日摘要本次實訓(xùn)基于MCGS組態(tài)軟件用PLC進行控制,MCGS組態(tài)軟件進行監(jiān)控。PLC主要控制電機的啟動和停止以及鉆頭的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn);MCGS用于讀取行程開關(guān)的開關(guān)量,以便我們隨時了解系統(tǒng)信息,進行調(diào)整。整個系統(tǒng)自動化水平比較高,大大減少了人力物力,而且對于鉆頭所鉆的深度能精確的控制。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本、性能穩(wěn)定。關(guān)鍵字:MCGS組態(tài)軟件,PLC,深孔鉆1 組態(tài)軟件介紹 (21.1 MCGS組態(tài)軟件通用版的基本介紹 (21.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點 (22 硬件設(shè)
3、計 (32.1 控制要求 (32.2 系統(tǒng)流程圖 (42.3 I/O分配表 (52.4 /O接線圖 (63 軟件設(shè)計 (73.1 主程序梯形圖 (74 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊 (144.1 工程項目系統(tǒng)分析 (144.2 工程立項搭建框架 (144.3 設(shè)置菜單基本體系 (144.4 編寫控制流程程序 (144.5 完善菜單按鈕功能 (144.6 編寫程序調(diào)試工程 (144.7制作動畫顯示畫面 (154.8 連接設(shè)備驅(qū)動程序 (164.9 工程完工工程測試 (165 MCGS的運行畫面 (17結(jié)束語 (221 組態(tài)軟件介紹1.1 MCGS組態(tài)軟件通用版的基本介紹MCGS(Monit
4、or and Control Generated System,監(jiān)視與控制通用系統(tǒng),它是一套基于Windows平臺的軟件,用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制,可運行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。通過與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合,可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng),如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊,無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場采集站、人機界面
5、等專用設(shè)備。1.2 MCGS組態(tài)軟件通用版的功能特點全中文可視化組態(tài)軟件,簡潔、大方,使用方便靈活1完善的中文在線幫助系統(tǒng)和多媒體教程2真正的32位程序,支持多任務(wù)、多線程,運行于Win95/98/NT/2000平臺3提供近百種繪圖工具和基本圖符,快速構(gòu)造圖形界面4支持數(shù)據(jù)采集板卡、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等700多種國內(nèi)外眾多常用設(shè)備5支持溫控曲線、計劃曲線、實時曲線、歷史曲線、XY曲線等多種工控曲線6支持ODBC接口,可與SQL Server、Oracle、Access等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫互聯(lián)7支持OPC接口、DDE接口和OLE技術(shù),可方便的與其他程序和設(shè)備互聯(lián)8提供漸進色、
6、旋轉(zhuǎn)動畫、透明位圖、流動塊等多種動畫方式,可以達到良好的動畫效果9上千個精美的圖庫元件,保證快速的構(gòu)建精美的動畫效果10功能強大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫同步構(gòu)建,保證多個系統(tǒng)完美結(jié)合 11完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),可以支持最新流行的各種通訊方式,包括電話通訊網(wǎng),寬帶通訊網(wǎng),ISDN 通訊網(wǎng),GPRS 通訊網(wǎng)和無線通訊網(wǎng)2 硬件設(shè)計2.1 控制要求深孔鉆組合機床機型切削時,為利于鉆頭排屑和冷卻,需要周期性地從工件中退出鉆頭,道具進退與行程開關(guān)示意圖如圖2.1所示。在起始位置O 點時,行程開關(guān)SQ1被壓合,按啟動按鈕SB2,電動機正轉(zhuǎn)啟動,刀具前進。退刀由行程開關(guān)控制,當(dāng)動力頭依次壓在SQ3、SQ4、
7、S15上時,電動機反轉(zhuǎn),刀具會自動退刀,退刀到起始位置時,SQ1被壓合,退刀結(jié)束,又自動進刀,直到三個過程全部結(jié)束。SQ1CSQ3SQ4 SQ5 ABO圖2.1 深孔鉆組合機床工作示意圖2.2 系統(tǒng)流程圖起始位置SQ1壓合12 3 4 5 6壓合SQ3壓合SQ1壓合SQ4壓合SQ1壓合SQ5壓合SQ1按下啟動按鈕SB2電動機正轉(zhuǎn)啟動OA電動機反轉(zhuǎn)啟動AO電動機正轉(zhuǎn)啟動OB電動機反轉(zhuǎn)啟動BO電動機正轉(zhuǎn)啟動OC電動機正轉(zhuǎn)啟動CO2.3 I/O分配表編程元件I/O端口電路器件作用輸入信號I0.1 SB1 停止按鈕I0.2 SB2 啟動按鈕I0.3 SQ3 退刀行程開關(guān)I0.4 SQ4 退刀行程開關(guān)I
8、0.5 SQ5 退刀行程開關(guān)I0.7 SB3 正向調(diào)整點動按鈕I0.0 SB4 反向調(diào)整點動按鈕I0.6 SQ1 原始位置行程開關(guān)輸出信號Q0.1 KM1 鉆頭前進接觸器線圈Q0.2 KM2 鉆頭后退接觸器線圈圖2.2 深孔鉆組合機床系統(tǒng)流程圖表2.1 深孔鉆組合機床I/O分配表2.4 /O接線圖 圖2.3 深孔鉆組合機床控制I/O接線圖3 軟件設(shè)計3.1 主程序梯形圖 4 MCGS組態(tài)過程以及與PLC的通訊4.1 工程項目系統(tǒng)分析深孔鉆組合機床機型切削時,為利于鉆頭排屑和冷卻,需要周期性地從工件中退出鉆頭。工作形式如控制要求所示。要求在上位機可以實時監(jiān)測到PLC 控制的工作過程,可以看到開始
9、停止的過程,并且在MCGS軟件中能看到深孔鉆組合機床進刀退刀的每一個過程。4.2 工程立項搭建框架定義工程名稱、封面窗口名稱以及啟動窗口名稱,指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫,設(shè)定動畫刷新的周期。4.3 設(shè)置菜單基本體系先搭建菜單的框架,再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。4.4 編寫控制流程程序在運行策略窗口內(nèi),從策略構(gòu)件箱中,選擇所需功能模塊,由這些模塊實現(xiàn)各種人機交互過程。4.5 完善菜單按鈕功能包括對菜單命令、監(jiān)測器件、操作按鈕功能的組態(tài)。4.6 編寫程序調(diào)試工程利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù),檢查動畫顯示和控制流程時候正確4.7制作動畫顯示畫面我們設(shè)置了啟動指示燈以及停止指示燈,分別對應(yīng)
10、硬件里的啟動按鈕和停止按鈕,在畫面頂端的指示燈表示原始位置行程開關(guān)SQ1。畫面底端的三個指示燈則分別表示SQ3、SQ4、SQ5。在畫面中間有三組短、中、長的流動塊,分別對應(yīng)深孔鉆三個來回的運行過程。當(dāng)顯示綠色流動時則表示正在進刀,當(dāng)顯示紅色流動時,則表示退刀。變量設(shè)置如下表所示:變量名稱類型注釋對應(yīng)寄存器狀態(tài)表達式SB1 開關(guān)型控制深孔鉆“停止”的變量I0.1 SB1=1時,SB1亮SB2 開關(guān)型控制深孔鉆“啟動”的變量I0.2 SB2=1時,SB2亮SQ1 開關(guān)型控制“原始位置行程開關(guān)”的變量I0.6 SQ=1時,SQ1亮SQ3 開關(guān)型控制“第一次退刀行程開關(guān)”的變量I0.3 SQ3=1時,
11、SQ3亮SQ4 開關(guān)型控制“第二次退刀行程開關(guān)”的變量I0.4 SQ4=1時,SQ4亮SQ5 開關(guān)型控制“第三次退刀行程開關(guān)”的變量I0.5 SQ5=1時,SQ4亮SQ6 開關(guān)型控制“第一次進刀流動塊”的變量M2.1 SQ6=1時,最短流動塊綠色流動SQ7 開關(guān)型控制“第二次進刀流動塊”的變量M2.2 SQ7=1時,中長流動塊綠色流動SQ8 開關(guān)型控制“第三次進刀流M2.3 SQ8=1時,最長流動動塊”的變量塊綠色流動SQ9 開關(guān)型控制“第一次退刀流動塊”的變量M2.4 SQ9=1時,最短流動塊紅色流動SQ10 開關(guān)型控制“第二次退刀流動塊”的變量M2.5 SQ10=1時,中長流動塊紅色流動S
12、Q11 開關(guān)型控制“第三次退刀流動塊”的變量M2.6 SQ11=1時,最長流動塊紅色流動4.8 連接設(shè)備驅(qū)動程序選定與設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件,我們這里通過設(shè)備組態(tài)的設(shè)備窗口來選擇“通用串口父設(shè)備0”,然后建立“設(shè)備0”,這里我們選擇了“Siemen_S7200PPI”,即西門子200點對點通訊模式。4.9 工程完工工程測試連好PC/PPI編程電纜,將PLC程序載入PLC中,經(jīng)測試正確后,最后測試工程各部分的工作情況,完成整個工程的組態(tài)工作,實施工程交接,便可以進行通訊。表4.1 變量設(shè)置5 MCGS 的運行畫面開始按鈕停止按鈕第三次進刀第三次退刀退刀行程開關(guān)退刀行程開關(guān)SQ1退刀行程開關(guān)第一次進
13、刀第二次退刀第二次進刀第一次退刀 6 調(diào)試對MCGS軟件進行通訊設(shè)置,具體步驟如上文“連接設(shè)備驅(qū)動程序”中介紹,然后再次運行PLC,進行組態(tài)調(diào)試。當(dāng)按下SQ1,動畫中SQ1亮,再按下啟動按鈕SB2,動畫中SB2亮閃一次,最短的流動塊顯示綠色流動,表示正在第一次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ3,動畫中SQ3亮,最短流動塊顯示紅色流動,表示正在第一次退刀;撥回SQ3,動畫中SQ3熄滅,再按下SQ1,動畫中SQ1亮,中長流動塊顯示綠色流動,表示正在第二次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ4,動畫中SQ4亮,中長流動塊顯示紅色流動,表示正在第二次退刀;撥回SQ4,動畫中SQ
14、4熄滅,再按下SQ1,動畫中SQ1亮,最長流動塊顯示綠色流動,表示正在第三次進刀;撥回SQ1,動畫中SQ1熄滅,再按下SQ5,動畫中SQ5亮,最長流動塊顯示紅色流動,表示正在第三次退刀;撥回SQ5,按下SB1,整個系統(tǒng)復(fù)位,動畫運行一致,表示組態(tài)運行正確。結(jié)束語通過這次PLC課程設(shè)計,讓我更加深刻理解了課本的知識,并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用,掌握了PLC的I/O分配、程序調(diào)試等和MCGS軟件。通這次設(shè)計,提高了我的動手和動腦能力,更讓我們體會到了理論與實踐相結(jié)合的重要性,使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在PLC的基本原理以及編程設(shè)計思路技巧的掌握
15、方面都能向前邁了一大步。在實驗中,遇到通道缺少而不能正常連接的問題,在老師的幫助下,我學(xué)會了增加通道,讓我在實踐中學(xué)會了通訊的連接。在本次課程設(shè)計中,學(xué)會如何更好的與老師和同學(xué)去交流,這樣自己不太懂得一些知識,在自己熟悉的過程中會發(fā)現(xiàn)許多問題,自己學(xué)到很多,先前沒有接觸過組態(tài)軟件,現(xiàn)在自己也能很熟練進行工程的搭建與操作,還有自己可以更好的將自己大學(xué)里學(xué)過的知識進行一次實戰(zhàn)性的綜合應(yīng)用,我覺得這是最好的。這學(xué)期的課程設(shè)計本身對于我們大四的學(xué)生來說就是為了下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計做的準備。在這次課程設(shè)計中自己學(xué)到很多,也去嘗試著讓老師指導(dǎo)著去從事一些東西的研究,更好的學(xué)到了一些東西,我覺得這是最重要的。同時感謝老師同學(xué)在本次設(shè)計中對我的幫助,感謝老師為我們認真挑選課題,指導(dǎo)同學(xué)們完成課程設(shè)計,再次表示非常感謝!
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