自動(dòng)化裝配設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 名 稱：自動(dòng)化裝配設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè)：電氣自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名：班 級(jí)：摘要通過利用PLC強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)利用可編程控制器控制裝配工序的功能，可以提高自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，提高勞動(dòng)效率。本文針對(duì)PLC控制的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的控制要求、設(shè)計(jì)步驟、控制方案、主要控制元件、編程思路進(jìn)行深入的剖析。在PLC基礎(chǔ)上，系統(tǒng)還增加了組態(tài)軟件WINCC對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)控，本文亦介紹了組態(tài)軟件WINCC對(duì)控制系統(tǒng)的組態(tài)及運(yùn)行方法。通俗地講，裝配是指將產(chǎn)品的若干個(gè)零部件通過緊配、卡扣、螺紋連接、粘合、鉚合、焊接等方式組合到一起得到符合預(yù)定的尺寸精度及功能的成品（半成品）。由人工處理（接觸、

2、整理、抓取、移動(dòng)、放置、施力等）每一個(gè)零部件而實(shí)現(xiàn)的裝配，嚴(yán)格的講，只能稱為人工裝配。不需要由人工處理零部件而完成的裝配，可稱為自動(dòng)裝配。介于兩者之間的為半自動(dòng)裝配。當(dāng)前，PLC因其強(qiáng)大的功能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中，而隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的普及，生成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用已不僅僅局限于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在生產(chǎn)制造過程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過程控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生成流程的調(diào)整和優(yōu)化。這就需要組態(tài)軟件wincc來實(shí)現(xiàn)。本文針對(duì)PLC控制的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的控制要求、設(shè)計(jì)步驟、控制方案、主要控制元件、編程思路進(jìn)行深入的剖析。在PLC基礎(chǔ)上，本文亦介紹了組態(tài)軟件WINCC對(duì)控制系

3、統(tǒng)的組態(tài)及運(yùn)行方法。實(shí)驗(yàn)證明，通過利用PLC強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)利用可編程控制器控制裝配工序的功能，可以提高自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，提高勞動(dòng)效率。關(guān)鍵詞: 可編程控制器, 自動(dòng)裝配, 控制系統(tǒng) 目錄1 緒論52 論文相關(guān)技術(shù)介紹82.1 PLC技術(shù)82.1.1 PLC基本概念82.1.2 PLC的定義92.1.3 PLC的分類92.1.4 PLC的特點(diǎn)112.1.5 PLC的發(fā)展歷史122.1.6 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域142.1.7 PLC發(fā)展趨勢(shì)152.2 S7-200系列PLC監(jiān)控的主要方法162.3 組態(tài)軟件技術(shù)162.3.1 博圖軟件的性能特點(diǎn)172.3.2 博圖軟件的發(fā)展趨勢(shì)193自動(dòng)裝配機(jī)控

4、制系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì)223.1系統(tǒng)控制要求分析223.2 PLC控制方案設(shè)計(jì)223.2.1流程圖233.2.2 系統(tǒng)的I/O分配233.3 監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)244自動(dòng)裝配機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)264.1PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)264.1.1 控制系統(tǒng)的梯形圖264.1.2 梯形圖對(duì)應(yīng)的指令語句314.2 監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)33結(jié)論35參考文獻(xiàn)36致謝371 緒論1.1 論文研究背景及意義可編程控制器是一種為工業(yè)機(jī)械控制所設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)，在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，它是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早

5、期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱為可編程程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC1。 隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制功能不斷增強(qiáng)，可編程程序控制器還可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，模擬量控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等，并通過數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過程。長(zhǎng)期以來，PLC及其網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)始終戰(zhàn)斗在工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)的主戰(zhàn)場(chǎng)，其提供的安全和完善的解決方案，為各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用，在電力、冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)發(fā)揮了重大作用，被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱之一。 近20年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷成倍擴(kuò)大的功能

6、和成倍降低的價(jià)格，使PLC、通信聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，也使PLC的廣泛應(yīng)用成為可能。從1968年開始至今，PLC已經(jīng)經(jīng)歷了四次更新?lián)Q代,現(xiàn)階段的PLC產(chǎn)品不但全面使用16位、32位高性能微處理器，高性能片位式微處理器，RISC(Reduced Instruction Set Computer)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)CPU，而且，在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)微處理器，進(jìn)行多道處理。同時(shí)，生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模板，使得最新的PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的名副其實(shí)的多功能處理器。 隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的增加，單一的邏輯控制

7、功能顯然不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，而PLC新增加的這些功能正好適應(yīng)了生產(chǎn)發(fā)展的需求。相信在未來的自動(dòng)化生產(chǎn)控制中，PLC及其網(wǎng)絡(luò)必將得到更加廣泛的.1.2 PLC控制系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開招標(biāo)提出十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn):(1)編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；(2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；(3)可靠性高于繼電器控制裝置；(4)體積小于繼電器控制裝置；(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；(6)成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；(7)輸入可以是交流115V；(8)輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；(9)在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；(10)用

8、戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。1969年，美國(guó)數(shù)字公司(DEC)研制出了第一臺(tái)可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。這種新型的工業(yè)控制裝置簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，很快在美國(guó)其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代PLC產(chǎn)品。1.3 本論文研究?jī)?nèi)容 本文在PLC強(qiáng)大的控制功能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)裝配機(jī)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)流水式配件疊放，然后檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，合格的產(chǎn)品從合格產(chǎn)品通道傳送到下一個(gè)工序，不合格產(chǎn)品從不合格產(chǎn)品通道送出收集起來。本文所研究的主要內(nèi)容安排如下：第一章緒論 先介紹了本文的研究背景和意義

9、，再介紹了PLC的發(fā)展及現(xiàn)狀，最后說明了本文的研究?jī)?nèi)容第二章論文相關(guān)技術(shù)介紹 分析了西門子S7-300系列PLC以及博圖組態(tài)軟件第三章自動(dòng)裝配機(jī)控制系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì) 分析了國(guó)外幾種控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，通過比較其優(yōu)缺點(diǎn)，提出本文描述的控制方案，并分析方案的可行性。第四章自動(dòng)裝配機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 以PLC為對(duì)象，詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及監(jiān)控過程的實(shí)現(xiàn)。結(jié)論 對(duì)論文進(jìn)行總結(jié)，提出了一些尚待研究的問題，并對(duì)下一步的工作進(jìn)行了展望。2 設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)介紹2.1 PLC 技術(shù)可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Compute

10、r）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣性地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。2.1.1 PLC基本概念一、邏輯控制1. 定義：指在對(duì)生產(chǎn)過程運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，依據(jù)預(yù)先編制好的操作規(guī)則，對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、或計(jì)數(shù)、或定時(shí)、或?qū)δ承┳兓瘏⒘窟M(jìn)行判斷等，然后根據(jù)這些結(jié)果作出控制決策，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成以開關(guān)量控制為主的生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。2. 邏輯控制的特點(diǎn)

11、順次控制：即以前一步動(dòng)作的完成作為信號(hào)，從而啟動(dòng)后一步動(dòng)作的程序控制方式。 條件控制：以某一個(gè)或某幾個(gè)動(dòng)作所產(chǎn)生的綜合結(jié)果作為信號(hào)來啟動(dòng)下一步動(dòng)作的程序控制方式。 時(shí)序控制：以時(shí)間為基準(zhǔn)來決定每一步動(dòng)作的運(yùn)行或停止的程序控制方式。 控制要素：動(dòng)作的轉(zhuǎn)換、動(dòng)作的執(zhí)行二、程序(順序）控制器1. 定義：采用繼電器、接觸器、半導(dǎo)體邏輯元件，甚至加上微處理器等器件組成，能完成邏輯控制（即程序控制）任務(wù)的裝置。2. 分類（按照“存儲(chǔ)”控制順序規(guī)則）（1）20世紀(jì)50年代 繼電器及半導(dǎo)體邏輯元件控制器（2）20世紀(jì)50年代后期 矩陣式控制器（3）20世紀(jì)60年代 可編程控制器2.1.2 PLC的定義國(guó)際電工

12、委員會(huì)(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版對(duì)PLC作了如下的定義: PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破鲗?shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由CPU(中央處理單元)存儲(chǔ)器(RAM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡(jiǎn)稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展

13、極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。2.1.3 PLC的分類1、按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。（1）整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和

14、電源等，沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。（2）模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/

15、O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。2、按功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。（1）低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。（2）中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜

16、控制系統(tǒng)。（3）高檔PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。3、按I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。 (1).小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)< 256點(diǎn)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量4K字以下。如：GE-I型 美國(guó)通用電氣（GE）公司TI100 美國(guó)德洲儀器公司F、F1、F2 日本三菱電氣公司C20 C40 日本立石公司（歐姆龍）S7-200 德國(guó)

17、西門子公司EX20 EX40 日本東芝公司SR-20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司(2). 中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)2562048點(diǎn)；雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量28K如：S7-300 德國(guó)西門子公司SR-400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司SU-5、SU-6 德國(guó)西門子公司C-500 日本立石公司GE- GE公司(3). 大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)> 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K如：S7-400 德國(guó)西門子公司GE- GE公司C-2000 立石公司K3 三菱公司等2.1.4 PLC的特點(diǎn)PLC之所以越來越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點(diǎn)分不開的:

18、1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2、配套

19、齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令

20、就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2.1.5 PLC的發(fā)展歷史1、起源可編程序控制器

21、問世于1969年。是美國(guó)汽車制造工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。更新汽車型號(hào)必然要求加工生產(chǎn)線改變。正是從汽車制造業(yè)開始了對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的挑戰(zhàn)。1968年美國(guó)General Motors公司，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出10項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)。這就是著名的GM 10條。GM10條是可編程控制器出現(xiàn)的直接原因：（1）編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序（2）維修方便，采用插入式結(jié)構(gòu)（3）可靠性要高于繼電器控制裝置（4）體積要小于繼電器控制裝置（5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)（6）成本上可與繼電器競(jìng)爭(zhēng)（7）輸入可以是交流115V（8）輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥（9）擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只需

22、做很小的改動(dòng)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可擴(kuò)展到4KB1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程邏輯控制器PDP14 ，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14；1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8； 1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC； 1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC。 2、發(fā)展20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工

23、業(yè)控制裝置。此時(shí)的可編程邏輯控制器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程邏輯控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀(jì)80年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程

24、控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。2.1.6 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、

25、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1、開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

26、3、運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量i/o模塊連接位和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控。 世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合.4、過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工

27、、熱爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。冶金作為大型PLC最大的行業(yè)分支，占據(jù)了四分之一的市場(chǎng)；冶金行業(yè)各控制環(huán)節(jié)要求精度高，控制點(diǎn)數(shù)多，是大中型PLC應(yīng)用的主要行業(yè)。汽車行業(yè)主要對(duì)各生產(chǎn)線的工位進(jìn)行控制，對(duì)PLC的應(yīng)用數(shù)量多，但控制

28、點(diǎn)數(shù)一般不高，在300點(diǎn)左右，以中型PLC為主。汽車行業(yè)被認(rèn)為是PLC應(yīng)用最有潛力的行業(yè)之一。雖然電力行業(yè)對(duì)單機(jī)容量5萬千瓦以下的常規(guī)火電機(jī)組的關(guān)停在很大程度上影響了PLC在該行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模，但由于電力行業(yè)本身自動(dòng)化水平很高，對(duì)PLC的應(yīng)用規(guī)模基數(shù)很大，因此電力行業(yè)仍然處于大中型PLC應(yīng)用的第三大行業(yè)。6、通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接接口,通信非常方便。2.1.7 PLC發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技

29、術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control S

30、ystem）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。2.2 S7-300系列PLC監(jiān)控的主要方法在大多數(shù)控制系統(tǒng)中，僅僅是實(shí)現(xiàn)控制是不夠的，在許多情況下也需要組態(tài)監(jiān)控界面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。通過監(jiān)控可以增加人機(jī)交互的能力，使操作人員實(shí)時(shí)地監(jiān)控系統(tǒng)工作情況并使系統(tǒng)操作變得方便。對(duì)S7-300系列PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控一般有三種方法：組態(tài)軟件監(jiān)控、第三方軟件編制的監(jiān)控軟件監(jiān)控、觸摸屏監(jiān)控。2.3 組態(tài)軟件技術(shù)監(jiān)控組態(tài)軟件不僅有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，而且有組態(tài)、開發(fā)

31、和開放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、DCS和PLC等工業(yè)控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)而發(fā)展起來的。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于PC的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大。監(jiān)控組態(tài)軟件廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)。樓宇和辦公等領(lǐng)域的自動(dòng)化系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化產(chǎn)品呈現(xiàn)出小型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化、開放式和低成本的發(fā)展趨勢(shì)，并逐漸形成了各種標(biāo)準(zhǔn)的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動(dòng)化系統(tǒng)集成中不可缺少的關(guān)鍵組成部分。2.3.1 WinCC軟件的性能特點(diǎn)WinCC作為一個(gè)功能強(qiáng)大的操作監(jiān)控組態(tài)軟件，其主要性能特點(diǎn)如下： 1、應(yīng)用最新的

32、軟件技術(shù)WinCC是由SIEMENS公司與Microsoft公司合作開發(fā)的用于控制工程的人機(jī)界面組態(tài)軟件，正是基于Microsoft公司技術(shù)的先進(jìn)性與創(chuàng)新性，保證用戶能夠獲得不斷創(chuàng)新的技術(shù)。 2、包括所有SCADA功能在內(nèi)的客戶-服務(wù)器系統(tǒng)WinCC是世界上3個(gè) (WinCC，iFix，inTatch)最成功的SCADA系統(tǒng)之一，由WinCC系統(tǒng)組件建立的各種編輯器可以生成畫面、腳本、報(bào)警、趨勢(shì)和報(bào)告，即使是最基本的WinCC系統(tǒng)，也能提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)。 3、可靈活裁剪，由簡(jiǎn)單任務(wù)擴(kuò)展到復(fù)雜任務(wù)WinCC是一個(gè)模塊化的自動(dòng)化軟件，可以靈活地進(jìn)行擴(kuò)展，可應(yīng)用在辦公室和機(jī)械制造系

33、統(tǒng)中。從簡(jiǎn)單的工程應(yīng)用到復(fù)雜的多用戶應(yīng)用，從直接表示機(jī)械到高度復(fù)雜的工業(yè)過程圖像的可視化監(jiān)控和操作。 4、可由專用工業(yè)和專用工藝的選件和附件進(jìn)行擴(kuò)展WinCC在開放式編程接口的基礎(chǔ)上開發(fā)了范圍廣泛的選件和附件，使之能夠適應(yīng)各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域不同工業(yè)分支的不同需求。 5、集成ODBC/SQL數(shù)據(jù)庫WinCC集成了Sybase SQL Anywhere標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，使得所有面向列表的組態(tài)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在WinCC數(shù)據(jù)庫中，可以容易地使用標(biāo)準(zhǔn)查詢語言 (SQL)或使用ODBC (Open Data Base Connectivity )驅(qū)動(dòng)訪問WinCC數(shù)據(jù)庫。這些訪問選項(xiàng)允許WinCC對(duì)其他的Win

34、dows程序和數(shù)據(jù)庫開放其數(shù)據(jù)，例如，將其自身集成到工廠級(jí)或公司級(jí)的應(yīng)用系統(tǒng)中。 6、具有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)接口WinCC建立了DDE(Dynamic Data Exchange)、OLE(Object Link and Embed)、OPC(OLEFor process Control)等在Windows程序間交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此，能夠毫無困難地集成Active X控制和OPC服務(wù)器、客戶端功能。 7、統(tǒng)一腳本語言WinCC的腳本語言由ANSI-C標(biāo)準(zhǔn)編程語言生成。 8、開放API編程接口可以訪問WinCC的模塊所有的WinCC模塊都有一個(gè)開放的C編程接口(C-API)，可以在用戶程序中集成Wi

35、nCC組態(tài)和運(yùn)行時(shí)的功能。 9、通過向?qū)нM(jìn)行簡(jiǎn)易的(在線)組態(tài)組態(tài)工程師除了可利用綜合庫，在一個(gè)WYSIWYG環(huán)境中，進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話和向?qū)猓谡{(diào)試階段，同樣可進(jìn)行在線修改。 10、選擇組態(tài)軟件的語言Wincc軟件是基于多種語言開發(fā)的，可以在德文、法文、意大利文、西班牙文、中文及其他多種亞洲語言之間進(jìn)行選擇?？梢源鎯?chǔ)用戶喜愛的任何一種語言文本，可以在線進(jìn)行語言轉(zhuǎn)換。 11、提供所有主要PLC系統(tǒng)的通信通道作為標(biāo)準(zhǔn)，WinCC支持所有連接到SIMATIC S5/S7/505控制器的通信通道，還包括PROFIBUS-DP、DDE、OPC等非特定控制器的通信通道。此外，還可以通過選件或附件提供廣泛的

36、非特定控制器的通信通道。 12、具有與基于PC的控制器的SIMATIC WinAC的緊密接口軟/插槽PLC和操作、監(jiān)控系統(tǒng)在一臺(tái)PC機(jī)上相結(jié)合無疑是一個(gè)面向未來的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實(shí)現(xiàn)了西門子公司基于PC的、強(qiáng)大的自動(dòng)化解決方案。 13、是全集成自動(dòng)化工TIA的部件TIA(Total Integrated Automation)集成了包括WinCC在內(nèi)的所有SIEMENS產(chǎn)品，WinCC是所有過程控制的窗口，是TIA的中心部件。TIA意味著在組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信等方面的一致性。 14、作為SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)申的操作員站SIMATIC PCS7是TI

37、A中的過程控制系統(tǒng)。PCS7是結(jié)合了基于控制器的制造業(yè)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)和基于PC的過程工業(yè)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)的過程處理系統(tǒng) (PCS)，它對(duì)過程可視化使用包括WinCC的標(biāo)準(zhǔn)SIMATIC部件。 15、符合FDA 21 CFR Part 11的要求 16、可集成到MES和ERP中WinCC的標(biāo)準(zhǔn)接口使WinCC成為全公司范圍IT環(huán)境下的一個(gè)完整部件。這超越了自動(dòng)控制過程，將范圍擴(kuò)展到工廠監(jiān)控級(jí)，以及為公司管理系統(tǒng)提供管理數(shù)據(jù)。2.3.2 WinCC V6.0的新增功能WinCC為所有領(lǐng)域，從簡(jiǎn)單的單用戶系統(tǒng)到具有冗余服務(wù)器的分布式多工作站系統(tǒng)，以及具有Web客戶端的跨區(qū)域的解決方案，提供了基于Windo

38、ws 2000和XP的完整的操作和監(jiān)控功能。 基本系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)歸檔- 以很高的壓縮比進(jìn)行長(zhǎng)期數(shù)據(jù)歸檔，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能和備份機(jī)制。對(duì)IT功能和上午集成優(yōu)化- 通過Microsoft SQL Server 2000實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)歸檔；- 增加了客戶端的數(shù)據(jù)評(píng)估工具； - 增加了用于業(yè)務(wù)集成的開放式接口?？蛇B續(xù)擴(kuò)展- 系統(tǒng)中可以有多達(dá)12臺(tái)服務(wù)器和32個(gè)WinCC客戶端，每臺(tái)服務(wù)器都可以有自己的冗余服務(wù)器。新支持的開放性標(biāo)準(zhǔn)- VBA（組態(tài)自動(dòng)化）；- Visual Basic腳本（運(yùn)行系統(tǒng)腳本）；- OPC HDA,OPC A&E,OLE-DB。增強(qiáng)的Web功能- 可以在WinCC客戶

39、端上安裝Web Navigator服務(wù)器，用做更具安全性的數(shù)據(jù)集中器；- Web Navigator 具備WinCC客戶端的功能。新的選件- WinCC/DatMonitor WebEdition（歷史數(shù)據(jù)歸檔工具）；- WinCC/Connectivity Pack（通過OPC HDA,OPC A&E和OLE-DB訪問WinCC數(shù)據(jù)庫）；- WinCC/IndustralDataB2.3.3 WinCC的發(fā)展趨勢(shì)很多新技術(shù)將不斷被應(yīng)用到組態(tài)軟件當(dāng)中，促使組態(tài)軟件向更高層次和更廣范圍發(fā)展。其發(fā)展方向如下：多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序（driver），用戶可以進(jìn)行配置。在這種情況

40、下，驅(qū)動(dòng)程序由組態(tài)軟件開發(fā)商提供，或者由用戶按照某種組態(tài)軟件的接口規(guī)范編寫。由OPC基金組織提出的OPC規(guī)范基于微軟的OLE/DCOM技術(shù)，提供了在分布式系統(tǒng)下，軟件組件交互和共享數(shù)據(jù)的完整的解決方案。服務(wù)器與客戶機(jī)之間通過DCOM接口進(jìn)行通訊，而無須知道對(duì)方內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。由于COM技術(shù)是在二進(jìn)制代碼級(jí)實(shí)現(xiàn)的，所以服務(wù)器和客戶機(jī)可以由不同的廠商提供。在實(shí)際應(yīng)用中，作為服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集程序往往由硬件設(shè)備制造商隨硬件提供，可以發(fā)揮硬件的全部效能；而作為客戶機(jī)的組態(tài)軟件則可以通過OPC與各廠家的驅(qū)動(dòng)程序無縫連接，故從根本上解決了以前采用專用格式驅(qū)動(dòng)程序總是滯后于硬件更新的問題。同時(shí)，組態(tài)軟件同樣可

41、以作為服務(wù)器為其他的應(yīng)用系統(tǒng)（如MIS等）提供數(shù)據(jù)。隨著支持OPC的組態(tài)軟件和硬件設(shè)備的普及，使用OPC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集成為組態(tài)中更合理的選擇。腳本語言是擴(kuò)充組態(tài)系統(tǒng)功能的重要手段。因此，大多數(shù)組態(tài)軟件提供了腳本語言的支持。其具體的實(shí)現(xiàn)方式分為兩種：一是內(nèi)置的C/Basic語言；二是采用微軟的VBA的編程語言。C/Basic語言要求用戶使用類似高級(jí)語言的語句書寫腳本，使用系統(tǒng)提供的函數(shù)調(diào)用組合完成各種系統(tǒng)功能。微軟的VBA是一種相對(duì)完備的開發(fā)環(huán)境。采用VBA的組態(tài)軟件通常使用微軟的VBA環(huán)境和組態(tài)技術(shù)，把組態(tài)系統(tǒng)中的對(duì)象以組件方式實(shí)現(xiàn)，并使用VBA的程序?qū)@些對(duì)象進(jìn)行訪問。可擴(kuò)展性為用戶提供了在不

42、改變?cè)邢到y(tǒng)的情況下，向系統(tǒng)內(nèi)增加新功能的能力。這種增加的功能可能來自于組態(tài)軟件開發(fā)商、第三方軟件提供商或者用戶本身。增加功能最常用的手段是ActiveX組件的應(yīng)用。所以更多廠商會(huì)提供完備的ActiveX組件引入功能及實(shí)現(xiàn)引入對(duì)象在腳本語言中的訪問。組態(tài)軟件的應(yīng)用具有高度的開放性。隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的普及，生成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用已不僅僅局限于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。在生產(chǎn)制造過程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過程控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生成流程的調(diào)整和優(yōu)化。這就需要組態(tài)軟件大量采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”，如OPC,DDE,ODBC,OLE-DB, ActiveX和COM/DCOM等，使得組態(tài)軟件演變

43、成軟件平臺(tái)，在軟件功能不能滿足用戶特殊要求時(shí)，可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行二次開發(fā)。與MES(Manufacturing Execution Systems）和ERP(Enterprise Resource Planning）系統(tǒng)緊密集成。經(jīng)濟(jì)全球化促使每個(gè)公司都需要在核實(shí)的軟件模型基礎(chǔ)上表達(dá)復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，以達(dá)到最佳的生產(chǎn)率和質(zhì)量。這就要求不受限制的信息流在公司范圍內(nèi)的各個(gè)層次朝水平方向和垂直方向不停地自由傳輸。ERP解決方案正日益擴(kuò)展到MES領(lǐng)域，并且正在尋求到達(dá)自動(dòng)化層的鏈路。自動(dòng)化層的解決方案，尤其是SCADA系統(tǒng)，正日益擴(kuò)展到MES領(lǐng)域，并未ERP系統(tǒng)提供通訊接口。SCADA系統(tǒng)是用于構(gòu)造

44、全廠信息平臺(tái)的一種理想的框架。由于它們管理過程畫面，因而能直接訪問所有的底層數(shù)據(jù)；此外,SCADA系統(tǒng)還能從外部數(shù)據(jù)庫和其他應(yīng)用中獲得數(shù)據(jù)；同時(shí)，處理和存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。所以，對(duì)MES和ERP系統(tǒng)來說，SCADA系統(tǒng)是理想的數(shù)據(jù)源。在這種情況下，組態(tài)軟件成為中間件，是構(gòu)造全廠信息平臺(tái)承上啟下的重要組成部分?，F(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)趨向國(guó)際化、分布式的生產(chǎn)方式。Internet將是實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎(chǔ)。組態(tài)軟件將從原有的局域網(wǎng)運(yùn)行方式跨越到支持Internet。使用這種瘦客戶方案，用戶可以在企業(yè)的任何地方通過簡(jiǎn)單的瀏覽器，輸入用戶名和口令，就可以方便地得到現(xiàn)場(chǎng)的過程數(shù)據(jù)信息。這種B/S（Browser/S

45、erver）結(jié)構(gòu)可以大幅降低系統(tǒng)安裝和維護(hù)費(fèi)用。3 自動(dòng)裝配機(jī)控制系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)控制要求分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如下：轉(zhuǎn)盤工件基底 配件一 配件二配件三合格不合格控制目的：在電子器件的工件基底上疊放三個(gè)不同的配件，用轉(zhuǎn)盤流水操作的方式進(jìn)行配件疊放，然后檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，合格的產(chǎn)品從合格產(chǎn)品通道傳送到下一個(gè)工序，不合格產(chǎn)品從不合格產(chǎn)品通道送出收集起來。需要考慮的問題：1、啟動(dòng)初期，轉(zhuǎn)盤上沒有配件，需先放上配件一、二、三，再開始裝配元件；2、按下停止按鈕時(shí)，轉(zhuǎn)盤上剩下的工件需依次裝配完成再停下；3、遇到緊急情況需要急停，可以斷電處理。3.2 PLC控制方案設(shè)計(jì)首先，工件基底從號(hào)工位推出，

46、基底隨轉(zhuǎn)盤先后轉(zhuǎn)到位時(shí)，各工位分別推出配件一、二、三，裝配好的器件到達(dá)號(hào)工位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格的，器件從號(hào)位推出，否則作為不合格器件運(yùn)轉(zhuǎn)到號(hào)位推出。PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理安全機(jī)構(gòu)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實(shí)現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制組態(tài)喝編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，也就是用戶程序，我們就是用STEP7來進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以

47、及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果在線監(jiān)視。總體設(shè)計(jì)方案分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分，是以S7-300系列PLC來進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的處理與傳輸，同時(shí)配以響應(yīng)硬件電路來控制轉(zhuǎn)盤動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)的全自動(dòng)運(yùn)行。3.2.1流程圖根據(jù)自動(dòng)裝配機(jī)系統(tǒng)控制要求，裝配機(jī)的動(dòng)作流程如下圖：3.2.2 系統(tǒng)的I/O分配I0.0 開始按鈕I0.1 停止按鈕I0.2 合格與不合格檢測(cè)（1為合格，0為不合格）Q0.0 工件基底Q0.1 配件一Q0.2 配件二Q0.3 配件三Q0.4 合格輸出Q0.5 不合格輸出Q0.6 轉(zhuǎn)盤Q1.0 合格與不合格（1為合格，0為不合格）3.3 監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本自動(dòng)裝配機(jī)組態(tài)軟件系統(tǒng)采用WinCC組態(tài)軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)畫面簡(jiǎn)單，方便易懂。首先用一個(gè)圓盤來代替轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上有6個(gè)出口，從最底下那個(gè)開始逆時(shí)針方向，分別代表工件基底，配件一、配件二、配件三、合格出口、不合格出口。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，我們可以從畫面上看到工件在轉(zhuǎn)盤上的傳輸過程。另外，在轉(zhuǎn)盤旁邊還有一個(gè)指示燈，用于顯示產(chǎn)品合格與否的判斷結(jié)果。4自動(dòng)裝配機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)4.1PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1、按下啟動(dòng)按鈕后，開始往轉(zhuǎn)盤上裝配件一、二、三，Q0.1-Q0.3順序亮；2、待配件裝上后，整個(gè)裝配流水線開始工作，推出工件基底，順序裝上配件一、二、三，并判斷是否合格。整個(gè)過程是并行運(yùn)行的，即當(dāng)工件基底在裝配件一的同時(shí)，Q0.0推出下