基于PLC的自動(dòng)裝配機(jī)系統(tǒng)(畢業(yè)設(shè)計(jì))

實(shí)用文檔PAGE39摘要通過(guò)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(guò)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(guò)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、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(guò)程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過(guò)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(lái)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)控制系統(tǒng)的組態(tài)及運(yùn)行方法。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)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)

AbstractUsingthePowerfulcontrolfunctionofPLC,realizingthefunctionofcontrollingassemblyprocessesbyusingtheprogrammablecontroller,itcanimprovelaborefficiencyandthedevelopmentofautomationindustry.BaseontheautomaticassemblysystemcontrolledbyPLC,thispapergivesathoroughanalysisonthecontrollingrequirementofthesystem,thedesignprocedure,thecontrolscheme,themaincontrolcomponentsandtheprogrammingideas.InbaseonPLC,thesystemalsoincreasetheconfigurationsoftwareforsystemoperationprocessWINCCmonitoring,thispaperalsointroducestheconfigurationsoftwareWINCCofcontrolsystemconfigurationandoperationmethod.Generallyspeaking,assemblyreferstogettheseveralpartsoftheproducttogetherwithcombinationwithaccuracyandfunctionalityinlinewithapredeterminedsizeofthefinished(semi)bytightwithclasps,threadedconnection,bonding,riveting,welding,ect.Assemblybymanualprocessing(contact,organize,capture,motion,position,force,etc.)ofeachcomponent,strictlyspeaking,onlybedescribedasmanualassembly.Theassemblywhichdonotneedtocompletetheassemblyofthepartsofthemanualprocessingcanbereferredtoasautomatedassembly.Inbetweenissemi-automaticassembly.Atpresent,becauseofPLC’spowerfulfeatures,itiswidelyusedinindustrialapplications,alongwiththepopularityofthemanagementinformationsystemsandcomputerintegratedmanufacturingsystems,theapplicationofgeneratedfielddataisnotlimitedtodatacollectionandmonitoring.Inthemanufacturingprocess,weneedthesceneoflargeamountsofdataflowanalysisandprocesscontrol,inordertoachievetheadjustmentandoptimizationofthegeneration.thisrequirestheconfigurationsoftwareWinCCtoachieve.BaseontheautomaticassemblysystemcontrolledbyPLC,thispapergivesathoroughanalysisonthecontrollingrequirementofthesystem,thedesignprocedure,thecontrolscheme,themaincontrolcomponentsandtheprogrammingideas.InbaseonPLC,thispaperalsointroducestheconfigurationsoftwareWINCCofcontrolsystemconfigurationandoperationmethor.ExperimentshowthatusingthePowerfulcontrolfunctionofPLC,realizingthefunctionofcontrollingassemblyprocessesbyusingtheprogrammablecontroller,itcanimprovelaborefficiencyandthedevelopmentofautomationindustry.Keywords:Programmable,controller,automaticassembly,controlsystem

目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 52論文相關(guān)技術(shù)介紹 82.1PLC技術(shù) 82.1.1PLC基本概念 82.1.2PLC的定義 92.1.3PLC的分類 92.1.4PLC的特點(diǎn) 112.1.5PLC的發(fā)展歷史 122.1.6PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 142.1.7PLC發(fā)展趨勢(shì) 152.2S7-200系列PLC監(jiān)控的主要方法 162.3組態(tài)軟件技術(shù) 162.3.1WinCC軟件的性能特點(diǎn) 172.3.2WinccV6.0的新增功能 192.3.3WinCC的發(fā)展趨勢(shì) 203自動(dòng)裝配機(jī)控制系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì) 223.1系統(tǒng)控制要求分析 223.2PLC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(yǔ)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 37

1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(kāi)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(ProgrammableLogicController)簡(jiǎn)稱PLC[1]。

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(guò)數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程。長(zhǎng)期以來(lái)，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(lái)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格，使PLC、通信聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過(guò)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(kāi)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(ReducedInstructionSetComputer)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(guò)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(lái)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1.2PLC控制系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開(kāi)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(lái)。同時(shí)，本文利用組態(tài)軟件WINCC，對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行了監(jiān)控。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，再介紹了PLC的發(fā)展及現(xiàn)狀，最后說(shuō)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(mén)子S7-200系列PLC以及組態(tài)軟件Wincc的定義、優(yōu)點(diǎn)、分類等第三章自動(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(guò)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(guò)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(wèn)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2.1PLC技術(shù)可編程序控制器，英文稱ProgrammableController，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）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(xiě)。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(guò)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(guò)程。2.1.1PLC基本概念一、邏輯控制1.定義：指在對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(kāi)關(guān)量控制為主的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。2.邏輯控制的特點(diǎn)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(lái)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(lái)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2.1.2PLC的定義國(guó)際電工委員會(huì)(InternationalElectricalCommittee-IEC),1987年的第三版對(duì)PLC作了如下的定義:PLC是一種專門(mén)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(lái)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(guò)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(guò)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(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU(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(lái)發(fā)展極為迅速、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。2.1.3PLC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?；締卧獌?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(xiě)入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒(méi)有CPU。基本單元和擴(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(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/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(guò)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PLC——I/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C20C40日本立石公司（歐姆龍）S7-200德國(guó)西門(mén)子公司EX20EX40日本東芝公司SR-20/21中外合資無(wú)錫華光電子工業(yè)有限公司(2).中型PLC——I/O點(diǎn)數(shù)256～2048點(diǎn)；雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量2～8K如：S7-300德國(guó)西門(mén)子公司SR-400中外合資無(wú)錫華光電子工業(yè)有限公司SU-5、SU-6德國(guó)西門(mén)子公司C-500日本立石公司GE-ⅢGE公司(3).大型PLC——I/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8～16K如：S7-400德國(guó)西門(mén)子公司GE-ⅣGE公司C-2000立石公司K3三菱公司等2.1.4PLC的特點(diǎn)PLC之所以越來(lái)越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的: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(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，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(kāi)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。可以用于各種規(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(lái)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(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)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(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(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(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。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(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)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。2.1.5PLC的發(fā)展歷史1、起源可編程序控制器問(wèn)世于1969年。是美國(guó)汽車(chē)制造工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。更新汽車(chē)型號(hào)必然要求加工生產(chǎn)線改變。正是從汽車(chē)制造業(yè)開(kāi)始了對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的挑戰(zhàn)。1968年美國(guó)GeneralMotors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GM10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PDP—14，在美國(guó)通用汽車(chē)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(lái)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ProgrammableLogicController（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30~40%。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(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)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。2.1.6PLC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、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。

1、開(kāi)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(shū)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(guò)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。

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(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)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(guò)程控制

過(guò)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(guò)程控制在冶金、化工、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(guò)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(chē)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，但控制點(diǎn)數(shù)一般不高，在300點(diǎn)左右，以中型PLC為主。汽車(chē)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(wàn)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)?；鶖?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。2.1.7PLC發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(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(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)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（DistributedControlSystem）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(lái)越大的作用。2.2S7-200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(guò)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)S7-200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。用組態(tài)軟件WinCC實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，功能強(qiáng)大，靈活性好，可靠性高。但軟件價(jià)格高，并需要解決WinCC與S7-200系列PLC的通信問(wèn)題。在復(fù)雜控制系統(tǒng)中可以采用此方法。用第三方軟件編制的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，靈活性好，系統(tǒng)投資低，能適用于各種系統(tǒng)。但開(kāi)發(fā)系統(tǒng)工作量大、可靠性難保證，對(duì)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的要求高，還必須購(gòu)買(mǎi)通信協(xié)議軟件。在系統(tǒng)資金投資有限，技術(shù)人員水平較高的情況下可以采用此方法。觸摸屏進(jìn)行監(jiān)控，可靠性高，監(jiān)控實(shí)現(xiàn)容易，觸摸屏與PLC之間的通信問(wèn)題生產(chǎn)廠商已處理好，用戶不用考慮通信問(wèn)題，可以大大縮短工程周期。但靈活性一般，功能有限，不能滿足復(fù)雜控制系統(tǒng)的監(jiān)控要求，而且價(jià)格高。在系統(tǒng)可靠性要求高、工期短的情況下可以采用此方法。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(kāi)發(fā)和開(kāi)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(lái)的。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）的普及和開(kāi)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(kāi)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。2.3.1WinCC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)用最新的軟件技術(shù)WinCC是由SIEMENS公司與Microsoft公司合作開(kāi)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(huà)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(guò)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(kāi)放式編程接口的基礎(chǔ)上開(kāi)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(kù)WinCC集成了SybaseSQLAnywhere標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得所有面向列表的組態(tài)數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在WinCC數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以容易地使用標(biāo)準(zhǔn)查詢語(yǔ)言(SQL)或使用ODBC(OpenDataBaseConnectivity)驅(qū)動(dòng)訪問(wèn)WinCC數(shù)據(jù)庫(kù)。這些訪問(wèn)選項(xiàng)允許WinCC對(duì)其他的Windows程序和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)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(DynamicDataExchange)、OLE(ObjectLinkandEmbed)、OPC(OLEForprocessControl)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(wú)困難地集成ActiveX控制和OPC服務(wù)器、客戶端功能。7、統(tǒng)一腳本語(yǔ)言WinCC的腳本語(yǔ)言由ANSI-C標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言生成。8、開(kāi)放API編程接口可以訪問(wèn)WinCC的模塊所有的WinCC模塊都有一個(gè)開(kāi)放的C編程接口(C-API)，可以在用戶程序中集成WinCC組態(tài)和運(yùn)行時(shí)的功能。9、通過(guò)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(kù)，在一個(gè)WYSIWYG環(huán)境中，進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話和向?qū)?，在調(diào)試階段，同樣可進(jìn)行在線修改。10、選擇組態(tài)軟件的語(yǔ)言Wincc軟件是基于多種語(yǔ)言開(kāi)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(yǔ)言之間進(jìn)行選擇?？梢源鎯?chǔ)用戶喜愛(ài)的任何一種語(yǔ)言文本，可以在線進(jìn)行語(yǔ)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SIMATICS5/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(guò)選件或附件提供廣泛的非特定控制器的通信通道。12、具有與基于PC的控制器的SIMATICWinAC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(wú)疑是一個(gè)面向未來(lái)的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實(shí)現(xiàn)了西門(mén)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(TotalIntegratedAutomation)集成了包括WinCC在內(nèi)的所有SIEMENS產(chǎn)品，WinCC是所有過(guò)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SIMATICPCS7過(guò)程控制系統(tǒng)申的操作員站SIMATICPCS7是TIA中的過(guò)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(guò)程工業(yè)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)的過(guò)程處理系統(tǒng)(PCS)，它對(duì)過(guò)程可視化使用包括WinCC的標(biāo)準(zhǔn)SIMATIC部件。15、符合FDA21CFRPart11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(guò)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)。2.3.2WinCCV6.0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Windows2000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(guò)MicrosoftSQLServer2000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(kāi)放式接口。可連續(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(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)-VBA（組態(tài)自動(dòng)化）；-VisualBasic腳本（運(yùn)行系統(tǒng)腳本）；-OPCHDA,OPCA&E,OLE-DB。增強(qiáng)的Web功能-可以在WinCC客戶端上安裝WebNavigator服務(wù)器，用做更具安全性的數(shù)據(jù)集中器；-WebNavigator具備WinCC客戶端的功能。新的選件-WinCC/Dat@MonitorWebEdition（歷史數(shù)據(jù)歸檔工具）；-WinCC/ConnectivityPack（通過(guò)OPCHDA,OPCA&E和OLE-DB訪問(wèn)WinCC數(shù)據(jù)庫(kù)）；-WinCC/IndustralDataB2.3.3WinCC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。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)程序由組態(tài)軟件開(kāi)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(xiě)。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(guò)DCOM接口進(jìn)行通訊，而無(wú)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(guò)OPC與各廠家的驅(qū)動(dòng)程序無(wú)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(wèn)題。同時(shí)，組態(tài)軟件同樣可以作為服務(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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言；二是采用微軟的VBA的編程語(yǔ)言。C/Basic語(yǔ)言要求用戶使用類似高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)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(kāi)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(wèn)。可擴(kuò)展性為用戶提供了在不改變?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(lái)自于組態(tài)軟件開(kāi)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(yǔ)言中的訪問(wèn)。組態(tài)軟件的應(yīng)用具有高度的開(kāi)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(guò)程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過(guò)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(kāi)發(fā)。與MES(ManufacturingExecutionSystems）和ERP(EnterpriseResourcePlanning）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)造全廠信息平臺(tái)的一種理想的框架。由于它們管理過(guò)程畫(huà)面，因而能直接訪問(wèn)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(kù)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(lái)說(shuō)，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(guò)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(guò)程數(shù)據(jù)信息。這種B/S（Browser/Server）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)控制要求分析轉(zhuǎn)盤(pán)①工件基底②配件一轉(zhuǎn)盤(pán)①工件基底②配件一③配件二④⑤⑥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(pán)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(lái)。需要考慮的問(wèn)題：1、啟動(dòng)初期，轉(zhuǎn)盤(pán)上沒(méi)有配件，需先放上配件一、二、三，再開(kāi)始裝配元件；2、按下停止按鈕時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)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。3.2PLC控制方案設(shè)計(jì)首先，工件基底從①號(hào)工位推出，基底隨轉(zhuǎn)盤(pán)先后轉(zhuǎn)到②③④位時(shí)，各工位分別推出配件一、二、三，裝配好的器件到達(dá)⑤號(hào)工位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格的，器件從⑤號(hào)位推出，否則作為不合格器件運(yùn)轉(zhuǎn)到⑥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(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)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(yǔ)言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來(lái)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(lái)進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果在線監(jiān)視?？傮w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S7-200系列PLC來(lái)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(lái)控制轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)作，來(lái)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(kāi)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(pán)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(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)畫(huà)面簡(jiǎn)單，方便易懂。首先用一個(gè)圓盤(pán)來(lái)代替轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)上有6個(gè)出口，從最底下那個(gè)開(kāi)始逆時(shí)針?lè)较?，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(kāi)始運(yùn)行時(shí)，我們可以從畫(huà)面上看到工件在轉(zhuǎn)盤(pán)上的傳輸過(guò)程。另外，在轉(zhuǎn)盤(pán)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(kāi)始往轉(zhuǎn)盤(pán)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(kāi)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(guò)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推出下一基底。4.1.1控制系統(tǒng)的梯形圖圖1圖2 圖3圖4圖5圖6圖7圖8圖9圖10圖11圖124.1.2梯形圖對(duì)應(yīng)的指令語(yǔ)句LD啟動(dòng)ANM0.0AN停止SM0.0,1RM0.1,1RM1.1,1LD停止SM1.1,1LDM1.1AM2.0EUSM0.1,1LDT59ANM2.0RM0.0,1LDM0.1TONT60,10TONT61,20TONT62,30TONT63,40TONT59,50LDM0.0LPSTONT40,10TONT41,20TONT42,30TONT43,40TONT44,50ANT49TONT50,5TONT49,10LPPSM2.0,1LDT50RM2.0,1LDT49SM2.0,1LDM2.0LPSAM0.0ANM0.1=工件基底LRDAT40ANT60=配件一LRDAT41ANT61=配件二LPPAT42ANT62=配件三LDM0.0LPSAQ1.0LPSAM2.0AT43ANT63=合格LPPTONT52,10LPPANQ1.0TONT51,10LDT51SM1.0,1LDT52RM1.0,1LDM1.0AM2.0AT44ANT59=不合格LDM0.0ANM2.0=轉(zhuǎn)動(dòng)LDM2.0EULPSAM3.0SQ1.0,1LPPAM3.1RQ1.0,1LD合格或不合格檢測(cè)SM3.0,1RM3.1,1R不合格,1LDN合格或不合格檢測(cè)SM3.1,1RM3.0,1

4.2監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一、用PCACCESS建立OPC服務(wù)器 PCACCESS是專為S7200PLC所作的OPC服務(wù)器，內(nèi)置OPC測(cè)試CLIENT端；可以添加EXCEL客戶端，用于簡(jiǎn)單的電子表格對(duì)S7200數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控；提供任何OPCCLIENT端的標(biāo)準(zhǔn)接口；安裝PCACCESS后，運(yùn)行之。在聯(lián)接上設(shè)置PC通訊口，之后，增加新PLC（PLC1）、文件夾（NET1）和項(xiàng)目（ITEM1……），建好的數(shù)據(jù)可以作客戶端測(cè)試：連接PLC，PPI纜并通電；鼠標(biāo)將建立的數(shù)據(jù)拖拽到[測(cè)試客戶機(jī)]欄中；下拉菜單[狀態(tài)]啟動(dòng)測(cè)試客戶機(jī)，測(cè)試所建項(xiàng)目，如果[質(zhì)量]顯示“好”，表示通訊數(shù)據(jù)正確；文件保存之。否則要檢查接口或者重新設(shè)置。二、WINCC的OPC客戶端建立鏈接運(yùn)行WINCC，在[變量管理]中的[添加新的驅(qū)動(dòng)程序]，在WINCC安裝目錄下的[bin]中選擇OPC的WINCC通訊驅(qū)動(dòng)程序(*.CHN)；則在[變量管理]中會(huì)出現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)程序的變量組鏈；OPCGROUPS（OPCCHNUNIT#1）；在OPCGROUPS點(diǎn)擊[新的程序鏈接]，將打開(kāi)OPC條目管理器；選擇[LOCAL]中的S7200.OPCServer,并點(diǎn)擊[過(guò)濾服務(wù)器],彈出[過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)]的對(duì)話框中,點(diǎn)擊[下一步]；出現(xiàn)已經(jīng)建立的S7200.OPCSERVER對(duì)話框；選擇已建的ITEMS，并[添加條目]，[完成]后，在OPCGROUPS下將出現(xiàn)S7200_OPCSERVER的連接，以及添加的條