《工業(yè)組態(tài)軟件應用技術項目化教程（第二版）》 課件 項目6 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試

組態(tài)控制技術《組態(tài)控制技術》組態(tài)軟件應用項目化教程

項目六

職業(yè)技能大賽自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試

目錄6.1競賽設備及任務描述

6.1.1設備組成及工作情況描述

6.1.2需要完成的工作任務6.2組態(tài)用戶界面的實現(xiàn)

6.2.1工程分析和創(chuàng)建

6.2.2安全機制

6.2.3歡迎界面組態(tài)

6.2.4安裝測試界面組態(tài)

6.2.5運行界面組態(tài)6.3評分方式本項目要點：

YL-335B自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試

MCGS組態(tài)軟件的使用

全國職業(yè)院校技能大賽自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試項目，以2022年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“自動化生產(chǎn)線裝配與調(diào)試”競賽項目樣題為例項目六

職業(yè)技能大賽自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試

6.1競賽設備及任務描述6.1.1設備組成及工作情況描述

亞龍YL-335B型自動化生產(chǎn)線實訓考核裝備由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成，設備可通過外部按鈕及觸摸屏進行操作。其俯視圖如圖6-1所示：在亞龍YL-335B設備上應用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運動位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。圖6-1YL-335B俯視圖6.1.1設備組成及工作情況描述

在控制方面，亞龍YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC網(wǎng)絡控制方案，即每一工作單元由一臺PLC承擔其控制任務，各PLC之間通過RS485串行通訊實現(xiàn)互連的分布式控制方式。亞龍YL－335B型自動生產(chǎn)線實訓考核裝備主要組成及功能如下：(1)供料單元

供料單元是亞龍YL-335B中的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。供料單元主要包括豎式料筒，頂料氣缸，推料氣缸，物料檢測傳感器部件，安裝支架平臺，材料檢測裝置部件等。(2)加工單元

加工單元是亞龍YL-335B中對工件處理單元之一，在整個系統(tǒng)中，起著對輸送站送來的工件進行模擬沖孔處理或工件沖壓等作用。加工單元主要包括滑動料臺，模擬沖頭，夾緊機械手，物料臺伸出/縮回氣缸，相應的傳感器，電磁閥組件等。(3)裝配單元

裝配單元是亞龍YL-335B中對工件處理的另一單元，在整個系統(tǒng)中，起著對輸送站送來的工件進行裝配及小工件供料的作用。裝配單元主要包括供料機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)送料單元，機械手裝配單元，放料臺等。6.1.1設備組成及工作情況描述(4)分揀單元

完成將上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色和材質(zhì)的工件從不同的料槽分流、分別進行組合的功能。分揀單元主要包括傳送帶機構(gòu)，三相電機動力單元，分揀氣動組件，傳感器檢測單元，反饋和定位機構(gòu)等。(5)輸送單元

該單元通過到指定單元的物料臺精確定位，并在該物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下的功能。輸送單元主要包括抓取機械手裝置、直線運動傳動組件（包括驅(qū)動伺服電機、驅(qū)動器、同步輪、同步帶等）、拖鏈裝置、PLC模塊和接線端口以及按鈕/指示燈模塊等部件。6.1.1設備組成及工作情況描述

6.1.2需要完成的工作任務

1.自動生產(chǎn)線設備部件安裝

完成YL-335B自動生產(chǎn)線的供料、裝配、加工、分揀單元和輸送單元的部分裝配工作，并把這些工作單元安裝在YL-335B的工作桌面上。（1）各工作單元裝置側(cè)部分的裝配要求

輸送單元裝置側(cè)部分的機械部件安裝、氣路連接工作已完成，并已定位在工作臺面上。抓取機械手各氣缸初始位置要求如下，如不符合請適當調(diào)整。

①提升氣缸處于下降位置，手臂伸縮氣缸處于縮回位置。

②擺動氣缸處于右限位位置，氣動手指處于松開狀態(tài)。

完成供料、裝配、加工和分揀各單元裝置側(cè)部件的安裝和調(diào)整以及工作單元在工作臺面上定位。(2)YL-335B自動生產(chǎn)線各工作單元裝置部分要求安裝誤差不大于1毫米。2.氣路連接及調(diào)整

按照圖6-2～圖6-5所示的供料、裝配、加工和分揀單元的氣動系統(tǒng)圖，完成各工作單元的氣路連接，并調(diào)整氣路，確保各氣缸運行順暢和平穩(wěn)。3.電路設計和電路連接(1)輸送單元的電氣接線已經(jīng)完成，請根據(jù)實際接線確定PLC的I/O分配，作為程序編制的依據(jù)。并根據(jù)工作任務的要求，設置松下A5伺服驅(qū)動器的參數(shù)。(2)根據(jù)工作任務的要求，完成供料和加工單元裝置側(cè)和PLC側(cè)的電氣接線，各工作單元裝置側(cè)的信號分配和PLC的I/O分配請自行確定。(3)完成裝配單元裝置側(cè)和PLC側(cè)的電氣接線，要求該單元裝置側(cè)各傳感器及電磁閥到接線端口上的信號端子的分配如表6-1所示，PLC的I/O分配請自行確定。

6.1.2需要完成的工作任務

表6-1裝配單元裝置側(cè)的接線端口信號端子的分配6.1.2需要完成的工作任務輸入端口中間層輸出端口中間層端子號設備符號信號線端子號設備符號信號線2BG1零件不足檢測21Y擋料電磁閥3BG2零件有無檢測32Y頂料電磁閥4BG3左料盤零件檢測43Y回轉(zhuǎn)電磁閥5BG4右料盤零件檢測54Y手爪夾緊電磁閥6BG5裝配臺工件檢測65Y手爪下降電磁閥71B1頂料到位檢測76Y手臂伸出電磁閥81B2頂料復位檢測8AL1紅色警示燈92B1擋料狀態(tài)檢測9AL2橙色警示燈102B2落料狀態(tài)檢測10AL3綠色警示燈115B1擺動氣缸左限檢測11

125B2擺動氣缸右限檢測12

136B2手爪夾緊檢測13

144B2手爪下降到位檢測14

154B1手爪上升到位檢測

163B1手臂縮回到位檢測

173B2手臂伸出到位檢測

(4)在A3圖紙上設計分揀單元的電氣控制電路，并根據(jù)所設計的電路圖連接電路。電路圖應包括PLC的I/O端子分配和變頻器主電路及控制電路。

電路連接完成后應根據(jù)運行要求設定變頻器有關參數(shù)（其中要求斜坡下降時間或減速時間參數(shù)不小于0.8S），變頻器有關參數(shù)應以表格形式記錄在所提供的電路圖上。所設計的圖紙的圖形符號和文字符號應符合國標GB/T6988.1-2008或機標JB/2740-2008、JB/2736-2008的規(guī)定。6.1.2需要完成的工作任務(5)說明

①所有連接到接線端口的導線應套上標號管，標號的編制自行確定。

②PLC側(cè)所有端子接線必須采用壓接方式。4.各站PLC網(wǎng)絡連接

本系統(tǒng)的PLC網(wǎng)絡指定輸送站作為系統(tǒng)主站。請根據(jù)您所選用的PLC類型，選擇合適的網(wǎng)絡通信方式并完成網(wǎng)絡連接。6.1.2需要完成的工作任務5.連接觸摸屏并組態(tài)用戶界面

觸摸屏應連接到系統(tǒng)中主站PLC的相應接口。在TPC7062KS人機界面上組態(tài)畫面，要求用戶窗口包括歡迎界面、安裝測試界面和系統(tǒng)運行界面三個窗口。(1)為生產(chǎn)安全起見，系統(tǒng)應設置操作員組和負責人組兩個用戶組別。具有操作員組以上權限（操作員組或負責人組）的用戶才能啟動系統(tǒng)。6.1.2需要完成的工作任務(2)歡迎界面是啟動界面，如圖6-6所示，其中的位圖文件存放在個人計算機的“桌面\技術文檔\”文件夾中。歡迎界面在觸摸屏上電并進行權限檢查后運行，界面屏幕上方的標題文字向左循環(huán)移動，循環(huán)周期約14秒。具有負責人權限的用戶可觸摸“測試模式”按鈕進入測試界面，但只有操作員權限不能進入；如果裝配、加工、分揀等單元的安裝數(shù)據(jù)已經(jīng)測試完成，則界面上的“測試完成”指示燈被點亮，這時具有操作員以上權限的用戶均可進入運行界面。6.1.2需要完成的工作任務(3)安裝測試界面用以測試生產(chǎn)線設備在安裝完成后各工作單元的精確位置，應按照下列功能要求自行設計。（注：安裝時已要求供料單元出料臺縱向中心線與原點傳感器中心線重合，不再進行測試）

本界面上應設置復位按鈕以及初始狀態(tài)指示燈。當PLC上電后，需要進行初始狀態(tài)檢查和復位工作時，觸摸復位按鈕，PLC執(zhí)行復位程序，使抓取機械手各氣缸處于初始位置，然后使裝置返回到直線運動機構(gòu)的原點位置，此位置位于原點開關的中心線處。復位完成后，初始狀態(tài)指示燈被點亮。6.1.2需要完成的工作任務

僅當復位完成，裝置返回初始狀態(tài)后才能進行裝配、加工、分揀等工作單元安裝位置的精確測試。本界面上應設置適當?shù)倪x擇和操作開關，選擇開關用于選定相應工作單元，點亮輸送單元的按鈕/指示燈模塊上相應指示燈，以提示操作人員對該單元進行測試；操作開關用于單步控制抓取機械手動作以便抓取和放下工件，進行精確尋找定位點。如果復位過程尚未完成，初始狀態(tài)指示燈尚在熄滅狀態(tài)而觸摸選擇開關，則動作不予響應并且彈出相應的提示框。6.1.2需要完成的工作任務

界面中應設置供料、裝配、加工、分揀等工作單元安裝位置的顯示構(gòu)件，顯示以脈沖數(shù)表示的絕對坐標數(shù)據(jù)；此外尚應設置顯示抓取機械手當前位置和當前速度的顯示構(gòu)件供調(diào)試用。（當前速度的顯示單位為每秒毫米，用正負號指示運動的方向）

接收到PLC發(fā)送的測試完成信號后，界面上的測試完成指示燈被點亮，同時彈出提示框，提示“各單元安裝位置數(shù)據(jù)測試完畢！”。觸摸提示框內(nèi)“確定”按鈕，提示框消失。這時可觸摸“返回”按鈕返回到歡迎窗口界面。6.1.2需要完成的工作任務

如果系統(tǒng)本次運行并非設備安裝后的首次運行，則PLC的掉電保持存儲器中已保存了裝配、加工、分揀等單元的安裝數(shù)據(jù)和“測試完成”信號的置位狀態(tài)。人機界面應讀取上述安裝數(shù)據(jù)并顯示在觸摸屏上。如果需要重新進行安裝測試，須使用界面中的清零按鈕清除安裝數(shù)據(jù)和“測試完成”信號，才可以再次進行安裝數(shù)據(jù)的測試存儲。6.1.2需要完成的工作任務(4)運行界面窗口組態(tài)應按下列功能自行設計：①在人機界面上可設定計劃生產(chǎn)套件總數(shù)，并生產(chǎn)過程中顯示尚須完成的套件總數(shù)。②在人機界面上設定分揀單元變頻器的運行頻率（25Hz～35Hz）。實時顯示變頻器啟動后的輸出頻率（精確到0.1Hz）。③提供全線運行模式下系統(tǒng)啟動信號。④提供能切換到歡迎界面的按鈕。只有系統(tǒng)停止中，切換按鈕才有效。6.1.2需要完成的工作任務⑤指示網(wǎng)絡中各從站的通信狀況（正常、故障）。⑥指示各工作單元的運行、故障狀態(tài)。其中故障狀態(tài)包括：供料單元的供料不足狀態(tài)和缺料狀態(tài)。裝配單元的供料不足狀態(tài)和缺料狀態(tài)。輸送單元抓取機械手裝置越程故障（左或右極限開關動作），以及工作單元運行中的緊急停止狀態(tài)。發(fā)生上述故障時，有關的報警指示燈以閃爍方式報警。6.1.2需要完成的工作任務6.系統(tǒng)的工作模式

系統(tǒng)工作模式分為單站測試模式和全線運行模式(1)單站測試模式

單站測試模式包括在輸送站進行安裝數(shù)據(jù)測試；在供料、裝配、加工和分揀站利用本站主令器件實現(xiàn)各站的功能測試。進行單站測試時，各站的方式轉(zhuǎn)換開關SA應設置到單站位置。6.1.2需要完成的工作任務輸送站單站測試要求:

輸送站單站測試必須在人機界面處于安裝測試界面下進行。安裝數(shù)據(jù)測試包括檢查設備上電后輸送站各氣動裝置是否處于初始位置和進行抓取機械手裝置的復位操作，測試裝配、加工、分揀等工作單元的安裝數(shù)據(jù)。

①初始位置檢查和復位操作的主令信號來自HMI界面，其功能是執(zhí)行使抓取機械手的擺動氣缸和氣動手指置于初始位置的操作，然后使裝置返回到機構(gòu)參考點位置。觸摸安裝測試界面上的復位按鈕后，開始復位操作，返回原點的速度可自行設定。復位過程中，輸送單元按鈕/指示燈模塊中指示燈HL1以每秒1次的頻率閃爍，復位完成后HL1保持常亮，直到進入安裝數(shù)據(jù)測試操作或進入運行模式。6.1.2需要完成的工作任務

②安裝數(shù)據(jù)測試操作用于設備安裝完成后的首次運行，精確測定各工作單元絕對坐標數(shù)據(jù)（用脈沖數(shù)表示），測試結(jié)果存于PLC的掉電保持單元內(nèi)，并顯示在人機界面上。

進行安裝數(shù)據(jù)測試操作時，人機界面發(fā)出測試操作開始信號，并依次指定待測試單元為裝配單元、加工單元、分揀單元。當待測試單元指定為裝配單元時，指示燈HL3點亮；指定為加工單元時，指示燈HL2點亮；指定為分揀單元時，指示燈HL2和HL3同時以2HZ頻率閃爍。6.1.2需要完成的工作任務

每當待測試單元被指定且抓取機械手在原點位置時，在供料單元出料臺人工放置一個工件，通過人機界面上的相應開關，單步控制機械手抓取工件。然后操作者應根據(jù)人機界面指定的待測試單元，通過按鈕/指示燈模塊的按鈕SB1、SB2和開關SA選擇一定的速度點動驅(qū)動抓取機械手裝置沿直線導軌運動，精確尋找待測試單元的位置。到達后再通過人機界面上的相應開關，單步控制機械手放下工件。

其中，按鈕SB1實現(xiàn)正向點動運轉(zhuǎn)功能，按鈕SB2實現(xiàn)反向點動運轉(zhuǎn)功能；選擇開關SA1指定2檔速度選擇，第1檔速度要求為50mm/s,第2檔速度要求為200mm/s。在按下SB1或SB2實現(xiàn)點動運轉(zhuǎn)時，應允許切換SA1，改變當前運轉(zhuǎn)速度。6.1.2需要完成的工作任務

每當尋找一個待測試單元位置的操作完成時，可同時按下SB1、SB22秒時間加以確認，測試結(jié)果應存入相應的掉電保持存儲器，并發(fā)送到人機界面顯示該單元的安裝數(shù)據(jù)，同時抓取機械手返回原點停止。

③當各工作單元的安裝數(shù)據(jù)測試完成，可再次同時按下SB1、SB22秒時間加以確認，然后置位“測試完成信號”并傳送到人機界面。6.1.2需要完成的工作任務供料站單站測試要求：

①設備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個氣缸滿足初始位置要求，且料倉內(nèi)有足夠的待加工工件，出料臺上沒有工件，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。

②若設備準備好，按下啟動按鈕SB1，工作單元將處于啟動狀態(tài)。這時按一下推料按鈕SB2，表示有供料請求，設備應執(zhí)行把工件推到出料臺上的操作。每當工件被推到出料臺上時，“推料完成”指示燈HL2亮，直到出料臺上的工件被人工取出后熄滅。工件被取出后，再按SB2，設備將再次執(zhí)行推料操作。6.1.2需要完成的工作任務

③若在運行中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以1Hz的頻率閃爍。若料倉內(nèi)沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以2Hz頻率閃爍。設備在本次推料操作完成后停止。除非向料倉補充足夠的工件，工作站不能再啟動。裝配站單站測試要求：

①設備上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，料倉上已經(jīng)有足夠的小園柱芯件（以下簡稱芯件）；工件裝配臺上沒有待裝配工件。則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。6.1.2需要完成的工作任務②若設備準備好，按下啟動按鈕，裝配單元啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。如果回轉(zhuǎn)臺上的左料盤內(nèi)沒有芯件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有芯件，而右料盤內(nèi)沒有芯件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)操作。③如果回轉(zhuǎn)臺上的右料盤內(nèi)有芯件且裝配臺上有待裝配工件，執(zhí)行裝配機械手抓取芯件，嵌入待裝配工件中的操作。④完成裝配任務后，裝配機械手應返回初始位置，等待下一次裝配。⑤若在運行過程中按下停止按鈕，則供料機構(gòu)應立即停止供料，在裝配條件滿足的情況下，裝配單元在完成本次裝配后停止工作。⑥在運行中發(fā)生“芯件不足”報警時，指示燈HL3以1Hz的頻率閃爍，HL1和HL2燈常亮；在運行中發(fā)生“芯件沒有”報警時，指示燈HL3以亮1秒，滅0.5秒的方式閃爍，HL2熄滅，HL1常亮。工作站在完成本周期任務后停止。除非向料倉補充足夠的工件，工作站不能再啟動。6.1.2需要完成的工作任務加工站單站測試要求：①上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。②若設備準備好，按下啟動按鈕，設備啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。當待加工工件送到加工臺上并被檢出后，設備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動作后返回待料位置的工件加工工序。如果沒有停止信號輸入，當再有待加工工件送到加工臺上時，加工單元又開始下一周期工作。③在工作過程中，若按下停止按鈕，加工單元在完成本周期的動作后停止工作。HL2指示燈熄滅。6.1.2需要完成的工作任務分揀站單站測試要求：①設備上電和氣源接通后，若工作單元的三個氣缸滿足初始位置要求，傳送帶電機處于停止狀態(tài)，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。②若設備準備好，按下啟動按鈕SB1，系統(tǒng)啟動，“設備運行”（待料狀態(tài)）指示燈HL2常亮。當傳送帶入料口人工放下已裝配的工件并按下‘確認’按鈕SB2時，變頻器即啟動，驅(qū)動傳動電動機以頻率為35Hz的速度，把工件帶往分揀區(qū)。6.1.2需要完成的工作任務③滿足第一種套件關系的工件(一個白色芯金屬工件和一個白色芯塑料工件搭配組合成一組套件，不考慮二個工件的排列順序)到達1號滑槽中間時，傳送帶停止，推料氣缸1動作把工件推出；滿足第二種套件關系的工件(一個黑色芯金屬工件和一個黑色芯塑料工件搭配組合成一組套件，不考慮二個工件的排列順序)到達2號滑槽中間時，傳送帶停止，推料氣缸2動作把工件推出。不滿足上述套件關系的工件到達3號滑槽中間時，傳送帶停止，推料氣缸3動作把工件推出。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個工作周期結(jié)束。僅當工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料，開始下一個工作周期。如果每種套件均被推出1套，則測試完成。在最后一個工作周期結(jié)束后，設備退出運行狀態(tài)，指示燈HL2熄滅。說明：假設每當一套套件在分揀單元被分揀推出到相應的出料槽后，即被后序的打包工藝設備取出，打包工藝設備不屬于本生產(chǎn)線控制。6.1.2需要完成的工作任務(2)正常情況下系統(tǒng)全線運行模式

系統(tǒng)的啟動:人機界面切換到運行界面窗口后，輸送站PLC程序應首先檢查網(wǎng)絡通訊是否正常，各工作站是否處于初始狀態(tài)。初始狀態(tài)是指：①各工作站的方式轉(zhuǎn)換開關均置于聯(lián)機方式。②輸送單元抓取機械手裝置在初始位置且已返回參考點停止。③供料單元和裝配單元料倉內(nèi)有足夠的工件。④各從站均處于準備就緒狀態(tài)。

若上述條件中任一條件不滿足，則安裝在裝配站上的綠色警示燈以0.5Hz的頻率閃爍。紅色和黃色燈均熄滅。這時系統(tǒng)不能啟動。6.1.2需要完成的工作任務

如果網(wǎng)絡正常且上述各工作站均處于初始狀態(tài)，則綠色警示燈常亮。若人機界面中設定的計劃生產(chǎn)套件總數(shù)大于零，則允許啟動系統(tǒng)。此時若觸摸人機界面上的啟動按鈕，系統(tǒng)啟動。綠色和黃色警示燈均常亮，并且輸送站、供料、裝配、加工站和分揀站的指示燈HL3常亮，表示系統(tǒng)在全線方式下運行。

計劃生產(chǎn)套件總數(shù)的設定:只能在系統(tǒng)未啟動或處于停止狀態(tài)時進行，套件數(shù)量一旦指定且系統(tǒng)進入運行狀態(tài)后，在該批工作完成前，修改套件數(shù)量無效。6.1.2需要完成的工作任務正常運行過程:①系統(tǒng)啟動后，若裝配單元裝配臺、加工單元加工臺、分揀單元進料口沒有工件，相應從站就向主站發(fā)出進料請求。主站則根據(jù)其抓取機械手裝置是否空閑以及各從站進料條件是否滿足給予響應。②若裝配單元有進料請求，且輸送站抓取機械手裝置在空閑等待中，抓取機械手裝置應立即前往原點，到達后，供料單元應推出工件到出料臺。然后抓取機械手裝置執(zhí)行抓取供料單元出料臺上工件的操作。動作完成后，伺服電機驅(qū)動機械手裝置以不小于400mm/s的速度移動到裝配站裝配臺的正前方，把工件放到裝配站的裝配臺上。機械手裝置縮回到位后，恢復空閑狀態(tài)。6.1.2需要完成的工作任務③若加工單元有進料請求，且輸送站抓取機械手裝置在空閑等待中，則主站接收到裝配完成信號后，抓取機械手裝置應立即前往裝配單元裝配臺抓取已裝配的工件，然后從裝配站向加工站運送工件，到達加工站的加工臺正前方，把工件放到加工臺上。機械手裝置的運動速度要求與②相同。機械手裝置縮回到位后，恢復空閑狀態(tài)。④若分揀分揀單元有進料請求，且輸送站抓取機械手裝置在空閑等待中，則主站接收到加工完成信號后，輸送站抓取機械手裝置應立即前往加工單元加工臺執(zhí)行抓取已壓緊工件的操作。抓取動作完成后，機械手臂逆時針旋轉(zhuǎn)90°，然后伺服電機驅(qū)動機械手裝置移動以400mm/s的速度到分揀站進料口，執(zhí)行在傳送帶進料口上方把工件放下的操作。機械手裝置完成放下工件的操作并縮回到位后，順時針旋轉(zhuǎn)90°，恢復空閑狀態(tài)。6.1.2需要完成的工作任務

各從站的工藝工作過程與單站過程相同，但必須在主站機械手在相應工作臺或進料口放置工件完成，手臂縮回到位后工作過程才能開始。

系統(tǒng)的正常停止:從分揀站1號滑槽和2號滑槽輸出的總套件數(shù)達到指定數(shù)量時，一批生產(chǎn)任務完成，系統(tǒng)發(fā)出停止運行指令。6.1.2需要完成的工作任務停止運行指令發(fā)出后的處理要求如下：①若輸送站抓取機械手裝置正在夾持工件向裝配站或加工站運動，則達到目標站后，抓取機械手應執(zhí)行在目標站放下工件的操作，然后以300mm/s的速度返回原點。②若輸送站抓取機械手裝置正在夾持工件向分揀站運動，則達到分揀站后，抓取機械手應執(zhí)行在分揀站進料口放下工件的操作，手臂縮回后順時針旋轉(zhuǎn)90°，然后以350mm/s的速度返回原點。此時，在分揀站進料口放下的工件不需要進行分揀處理而直接送入3號滑槽。6.1.2需要完成的工作任務

上述操作完成后，警示燈中黃色燈熄滅，綠色燈仍保持常亮，系統(tǒng)處于停止狀態(tài)。這時可觸摸界面上的返回按鈕返回到歡迎界面。此外也可在輸送單元按鈕/指示燈模塊上切換SA開關到單站模式，3秒后觸摸屏應能自動返回到歡迎界面。

停止后的再啟動:在運行窗口界面下再次觸摸啟動按鈕，系統(tǒng)又重新進入運行狀態(tài)。

再次投入運行后，系統(tǒng)應根據(jù)前次運行結(jié)束時，供料單元的出料臺，裝配、加工站的裝配臺或加工臺上，分揀站的進料口處是否有工件存在，確定系統(tǒng)的工作流程。6.1.2需要完成的工作任務(3)全線運行模式下的異常工作狀態(tài)

工件供給狀態(tài)的信號警示:如果發(fā)生來自供料站或裝配站的“工件不足夠”的預報警信號或“工件沒有”的報警信號，則系統(tǒng)動作如下：

①如果發(fā)生“工件不足夠”的預報警信號警示燈中紅色燈以1Hz的頻率閃爍，綠色和黃色燈保持常亮。系統(tǒng)繼續(xù)工作。6.1.2需要完成的工作任務②如果發(fā)生“工件沒有”的報警信號，警示燈中紅色燈以亮1秒，滅0.5秒的方式閃爍；黃色燈熄滅，綠色燈保持常亮。若“工件沒有”的報警信號來自供料站，且供料站物料臺上已推出工件，系統(tǒng)繼續(xù)運行，直至完成該工作周期尚未完成的工作。當該工作周期工作結(jié)束，系統(tǒng)將停止工作，除非“工件沒有”的報警信號消失，系統(tǒng)不能再啟動。若“工件沒有”的報警信號來自裝配站，且裝配站回轉(zhuǎn)臺上已落下芯件，系統(tǒng)繼續(xù)運行，直至完成該工作周期尚未完成的工作。當該工作周期工作結(jié)束，系統(tǒng)將停止工作，除非“工件沒有”的報警信號消失，系統(tǒng)不能再啟動6.1.2需要完成的工作任務

裝配站急停與復位:系統(tǒng)運行中若裝配站因故障需緊急停車（按下急停按鈕），則裝配站立即停止工作。在急停復位后，應從急停前的斷點開始繼續(xù)運行。若急停按鈕按下時，輸送站機械手正攜帶待裝配工件前往裝配站，則機械手裝置應繼續(xù)攜帶待裝配工件向裝配站運動。到達后停止向裝配站供料操作，直至急停復位。

若裝配站故障暫時無法修復，長按該站按鈕SB12秒，裝配站各執(zhí)行部件將復位，并向系統(tǒng)發(fā)出“故障無法修復”信號，這時輸送站機械手應將所攜帶的工件回放到供料站出料臺上，然后系統(tǒng)停止運行。6.1.2需要完成的工作任務6.2組態(tài)用戶界面的實現(xiàn)6.2.1工程分析和創(chuàng)建1.工程分析規(guī)劃(1)工程框架有3個用戶窗口，即歡迎畫面、安裝測試界面、系統(tǒng)運行界面，其中歡迎畫面是啟動界面。1個策略：循環(huán)策略。(2)數(shù)據(jù)對象各工作站的測試以及工作狀態(tài)指示燈、各工作站的測試按鈕、啟動、停止、復位按鈕、變頻器輸入頻率設定、機械手當前位置、產(chǎn)品套件數(shù)量等。(3)圖形制作

歡迎畫面窗口：①圖片：通過位圖裝載實現(xiàn)；②文字：通過標簽實現(xiàn)；③按鈕、指示燈：由對象元件庫引入。

安裝測試界面：①文字：通過標簽構(gòu)件實現(xiàn)；②各工作站的工作狀態(tài)指示燈、測試按鈕：由對象元件庫引入；③機械手當前位置：通過標簽構(gòu)件和滑動輸入器實現(xiàn)。

系統(tǒng)運行界面窗口：①文字：通過標簽構(gòu)件實現(xiàn)；②各工作站工作狀態(tài)指示燈：由對象元件庫引入；③啟動、停止、復位按鈕：由對象元件庫引入；④輸入頻率設置：通過輸入框構(gòu)件實現(xiàn)；⑤機械手當前位置：通過標簽構(gòu)件和滑動輸入器實現(xiàn)。6.2.1工程分析和創(chuàng)建(4)流程控制通過循環(huán)策略中的腳本程序策略塊實現(xiàn)。(5)安全機制定義用戶和用戶組，設置操作權限。6.2.1工程分析和創(chuàng)建6.2.1工程分析和創(chuàng)建2.創(chuàng)建工程(1)創(chuàng)建工程

運行“MCGS嵌入版組態(tài)環(huán)境”軟件，點擊“新建工程”，打開“新建工程設置”界面，如圖6-7所示，選擇觸摸屏型號，TPC類型中如果找不到“TPC7062KS”，則請選擇“TPC7062K”，單擊“確定”后，如果MCGS嵌入版安裝在D盤根目錄下，則會在D：\MCGSE\WORK\下自動生成新建工程，默認的工程名為：“新建工程X.MCE”(X表示新建工程的順序號，如：0、1、2等)。選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。選擇好保存路徑，并在文件名一欄內(nèi)輸入“2012年技能大賽”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。圖6-7新建工程設置窗口(2)新建窗口MCGS嵌入版用“工作臺”窗口來管理構(gòu)成用戶應用系統(tǒng)的五個部分，工作臺上的五個標簽：主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略，對應于五個不同的窗口頁面，每一個頁面負責管理用戶應用系統(tǒng)的一個部分，用鼠標單擊不同的標簽可選取不同窗口頁面，對應用系統(tǒng)的相應部分進行組態(tài)操作?！肮ぷ髋_”窗口如圖6-8所示。在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”、“窗口1”、“窗口2”，然后分別設置三個窗口的屬性。6.2.1工程分析和創(chuàng)建圖6-8“工作臺”窗口1.定義用戶和用戶組(1)選擇工具菜單中的“用戶權限管理”，打開用戶管理器對話框如圖6-9所示。缺省定義的用戶、用戶組為：負責人、管理員組。

圖6-9用戶管理器6.2.2安全機制(2)定義用戶組：選中管理員組，點擊屬性按鈕，打開用戶組屬性設置對話框如圖6-10所示，用戶組名修改為“負責人組”。點擊“新增用戶組”按鈕，彈出用戶組屬性設置對話框。進行如下設置：用戶組名稱：操作員組，用戶組描述：成員僅能進行操作。單擊“確認”，回到用戶管理器窗口。6.2.2安全機制圖6-10用戶組屬性設置(3)定義用戶：點擊用戶列表域，選中負責人，點擊“屬性”，彈出用戶屬性設置對話框。參數(shù)設置如下：用戶名稱：李總，用戶描述：負責人具有一切權限，用戶密碼：BBBB，確認密碼：BBBB，隸屬用戶組：負責人組，單擊“確認”，回到用戶管理器窗口。再次進入用戶組編輯狀態(tài)，雙擊“負責人組”，在用戶組成員中選擇“李總”。點擊“新增用戶”按鈕，彈出用戶屬性設置對話框。參數(shù)設置如下：用戶名稱：張工，用戶描述：操作員，用戶密碼：BBBB，確認密碼：BBBB，隸屬用戶組：操作員組，單擊“確認”，回到用戶管理器窗口。再次進入用戶組編輯狀態(tài)，雙擊“操作員組”，在用戶組成員中選擇“張工”。點擊“確認”。點擊“退出”，退出用戶管理器。6.2.2安全機制2.系統(tǒng)權限管理(1)進入主控窗口，圖6-8“工作臺”窗口中選中“主控窗口”圖標，點擊“系統(tǒng)屬性”按鈕，進入主控窗口屬性設置對話框如圖6-11所示。(2)在基本屬性頁中，點擊“權限設置”按鈕進入用戶權限設置對話框如圖6-12所示。在許可用戶組擁有此權限列表中，選擇“負責人組”，確認，返回主控窗口屬性設置對話框。

圖6-11主控窗口屬性設置

圖6-12用戶權限設置(3)在下方的選擇框中選擇“進入登錄，退出不登錄”，點擊“確認”，系統(tǒng)權限設置完畢。6.2.2安全機制1.建立歡迎屆面選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入用戶窗口屬性設置對話框如圖6-13所示，包括：①窗口名稱改為“歡迎界面”；②窗口標題改為：歡迎界面；③窗口背景改為：淺藍色④在“用戶窗口”中，選中“歡迎界面”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設置為啟動窗口”選項，將該窗口設置為運行時自動加載的窗口。6.2.3歡迎界面組態(tài)圖6-13用戶窗口屬性設置2.編輯歡迎畫面選中“歡迎屆面”窗口圖標，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口開始編輯畫面。(1)裝載位圖選擇“工具箱”內(nèi)的“位圖”按鈕

，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口左上角位置拖拽鼠標，拉出一個矩形，使其填充整個窗口。在位圖上單擊右鍵，選擇“裝載位圖”，找到個人計算機的“桌面\技術文檔\”文件夾中要裝載的位圖，點擊選擇該位圖，然后點擊“打開”按鈕，則圖片裝載到了窗口。6.2.3歡迎界面組態(tài)(2)制作指示燈

單擊繪圖工具箱中“

”圖標，彈出對象元件庫管理對話框如圖6-14所示。從“指示燈”類中選取指示燈6，調(diào)整為適當大小，放到適當位置。

圖6-14對象元件庫管理6.2.3歡迎界面組態(tài)(3)制作按鈕①“測試模式”按鈕制作：單擊繪圖工具箱中“

”圖標，在窗口中拖出一個大小合適的按鈕，雙擊按鈕，出現(xiàn)如圖6-15（a）的屬性設置窗口。在基本屬性頁中“文本”項輸入按鈕的名稱“測試模式”，“背景色”、“文本顏色”及字體參照圖6-6所示設置。點擊“權限”按鈕，打開用戶權限設置中“許可用戶組擁有此權限”選擇“負責人組”。在可見度屬性頁中點選測試完成指示燈非零時“按鈕可見”；在操作屬性頁中單擊“按下功能”：打開用戶窗口時候選擇“安裝測試界面”，并使數(shù)據(jù)對象“HMI就緒”的值置1。②“運行模式”按鈕制作：參考上一步完成。

（a）基本屬性頁

（b）操作屬性頁

圖6-15歡迎界面按鈕制作6.2.3歡迎界面組態(tài)(4)制作循環(huán)移動的文字框圖①選擇“工具箱”內(nèi)的“標簽”按鈕

，拖拽到窗口上方中心位置，根據(jù)需要拉出一個大小適合的矩形。在鼠標光標閃爍位置輸入文字“2022年全國高職院校自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試技能大賽”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標點擊一下，完成文字輸入。②靜態(tài)屬性設置：雙擊文字，打開“標簽動畫組態(tài)屬性設置”，“靜態(tài)屬性”區(qū)域文字框的“填充顏色”：沒有填充；文字框的“邊線顏色”為：沒有邊線；“字符顏色”為：黑色；單擊“字符顏色”選項右側(cè)的

按鈕，在打開的“字體”對話框總設置文字字符顏色：藏青色；文字字體：華文細黑，字型：粗體，6.2.3歡迎界面組態(tài)③為了使文字循環(huán)移動，在“位置動畫連接”中勾選“水平移動”，這時在對話框上端就增添“水平移動”窗口標簽。水平移動屬性頁的設置如圖6-16所示。設置說明如下：

為了實現(xiàn)“水平移動”動畫連接，首先要確定對應連接對象的表達式，然后再定義表達式的值所對應的位置偏移量。圖6-16中，定義一個內(nèi)部數(shù)據(jù)對象“移動”作為表達式，它是一個與文字對象的位置偏移量成比例的增量值，當表達式“移動”的值為0時，文字對象的位置向右移動0點（即不動），當表達式“移動”的值為1時，對象的位置向左移動5點(-5),這就是說“移動”變量與文字對象的位置之間關系是一個斜率為-5的線性關系。6.2.3歡迎界面組態(tài)圖6-16水平移動屬性設置

觸摸屏圖形對象所在的水平位置定義為：以左上角為座標原點，單位為象素點，向左為負方向，向右為正方向。TPC7062KS分辨率是800×480，文字串“2022年全國高職院校自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試技能大賽”向左全部移出的偏移量約為-700象素,故表達式“移動”的值為+140。文字循環(huán)移動的策略是，如果文字串向左全部移出，則返回初始位置重新移動。

組態(tài)“循環(huán)策略”的具體操作如下：在“運行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進入策略組態(tài)窗口。雙擊

圖標進入“策略屬性設置”，將循環(huán)時間設為：100ms，按“確認”。6.2.3歡迎界面組態(tài)在策略組態(tài)窗口中，單擊工具條中的“新增策略行”

圖標，增加一策略行，如圖6-17所示。圖6-17新增策略行操作單擊“策略工具箱”中的“腳本程序”，將鼠標指針移到策略塊圖標

上，單擊鼠標左鍵，添加腳本程序構(gòu)件，如圖6-18所示：圖6-18添加腳本程序構(gòu)件雙擊

進入策略條件設置，表達式中輸入1，即始終滿足條件。6.2.3歡迎界面組態(tài)雙擊

進入腳本程序編輯環(huán)境，輸入下面的程序：if移動<=140then移動=移動+1else移動=-140endif單擊“確認”，腳本程序編寫完畢。6.2.3歡迎界面組態(tài)6.2.4安裝測試界面組態(tài)1.建立安裝測試界面①選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”，進入用戶窗口屬性設置對話框如圖6-13所示。②將窗口名稱改為：安裝測試界面；窗口標題改為：安裝測試界面；“窗口背景”中，選擇所需要顏色。2.定義數(shù)據(jù)對象和連接設備■定義數(shù)據(jù)對象各工作站的工作狀態(tài)指示燈、復位按鈕、機械手當前位置等，都是需要與PLC連接，進行信息交換的數(shù)據(jù)對象。定義數(shù)據(jù)對象的步驟：(1)單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。(2)單擊“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象。(3)選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設置”窗口。然后編輯屬性，最后點擊確認。表6-2列出了測試界面與PLC連接的數(shù)據(jù)對象。6.2.4安裝測試界面組態(tài)表6-2數(shù)據(jù)對象6.2.4安裝測試界面組態(tài)序號對象名稱類型序號對象名稱類型1測試復位開關型10測試完成指示燈開關型2清除測試開關型11抓取測試中指示燈開關型3測試加工站開關型12釋放測試中指示燈開關型4測試裝配站開關型13加工站位置數(shù)值型5測試分揀站開關型14裝配站位置數(shù)值型6運行按鈕開關型15分揀站位置數(shù)值型7測試抓取開關型16抓取周期數(shù)值型8測試釋放開關型17釋放周期數(shù)值型9初始狀態(tài)指示燈開關型18機械手當前位置數(shù)值型■設備連接使定義好的數(shù)據(jù)對象和PLC內(nèi)部變量進行連接，步驟如下：(1)在“設備窗口”中雙擊“設備窗口”圖標進入設備窗口，點擊工具條中的

“工具箱”圖標，打開“設備工具箱”，單擊“設備工具箱”中的“設備管理”按鈕，彈出如圖6-19所示窗口：圖6-19設備管理對話框

在可選設備列表中，雙擊“通用串口父設備”，然后雙擊“三菱_FX系列編程口”，點擊確認，“三菱_FX系列編程口”設備即被添加到“設備工具箱”中。6.2.4安裝測試界面組態(tài)(2)雙擊“設備工具箱”中的“通用串口父設備”、“三菱_FX系列編程口”，設備被添加到設備組態(tài)窗口中。設置通用串口父設備的基本屬性，如圖6-20所示。圖6-20設置通用窗口父設備的基本屬性6.2.4安裝測試界面組態(tài)(3)雙擊“三菱_FX系列編程口”，進入設備編輯窗口，按表6-2的數(shù)據(jù)，逐個“增加設備通道”，如圖6-21所示。圖6-21設備編輯窗口3.編輯測試畫面

測試畫面如圖6-22所示，圖中的按鈕、指示燈、文字框等請參考上文6.2.3部分完成。圖6-22安裝測試界面6.2.4安裝測試界面組態(tài)

以復位完成指示燈為例介紹動畫連接。雙擊復位完成指示燈，打開“單元屬性設置”，動畫連接標簽中選中標簽，點擊

進入“標簽動畫組態(tài)屬性設置”，填充顏色標簽中表達式選中開關型變量“初始狀態(tài)指示燈”，點擊確認完成設置。對于不同的對象，根據(jù)需要完成相應的動畫組態(tài)。

圖6-23動畫組態(tài)對話框

6.2.4安裝測試界面組態(tài)4.創(chuàng)建提示界面

當測試完成時，彈出提示框。提示界面的大小設置為（380，150），提示畫面中顯示“各單元安裝位置數(shù)據(jù)測試完畢！”文字及確定和返回按鈕。如圖6-24所示。圖6-24測試完畢提示界面6.2.4安裝測試界面組態(tài)

提示窗口的彈出根據(jù)要求的不同來定義不同的彈出條件,此處復位完后跳出的復位完成提示框，需要在測試畫面的空白處，點擊右鍵后單擊選擇屬性，選擇循環(huán)腳本，在循環(huán)腳本里面寫入語句。如圖6-25所示。

在這里“初始狀態(tài)指示燈=1AND(測試抓取=1OR測試釋放=1)”是做為彈出窗口的條件。而“!OpenSubWnd(測試完畢提示,200,120,340,110,16)”是彈出畫面的命令語言。其中“測試完畢提示”是畫面的名稱，“200,120”是畫面所彈出在主窗口的坐標?！?40,110”就是彈出子窗口的長寬。6.2.4安裝測試界面組態(tài)圖6-25循環(huán)腳本6.2.5運行界面組態(tài)1.建立運行界面①選中“窗口2”，單擊“窗口屬性”，進入用戶窗口屬性設置對話框如圖6-13所示。②將窗口名稱改為：運行界面；窗口標題改為：運行界面；“窗口背景”中，選擇所需要顏色。2.定義數(shù)據(jù)對象和連接設備■定義數(shù)據(jù)對象表6-3列出了運行界面與PLC連接的數(shù)據(jù)對象?！鲈O備連接請參考6.2.4部分自行完成。表6-3數(shù)據(jù)對象6.2.5運行界面組態(tài)序號對象名稱類型序號對象名稱類型1HMI就緒開關型18供料_單機全線開關型2輸送_越程故障開關型19供料_運行開關型3報警指示開關型20供料_料不足開關型4啟動按鈕開關型21供料_缺料開關型5停止按鈕開關型22加工_單機全線開關型6急停按鈕開關型23加工_運行開關型7參數(shù)清除按鈕開關型24