基于S7-200 PLC及MCGS組態(tài)的蘋果分揀機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計成果《基于PLC的蘋果分揀機(jī)系統(tǒng)控制》畢業(yè)設(shè)計說明書所在學(xué)院所在學(xué)院xxxxxxxxxx學(xué)院班級姓名學(xué)號指導(dǎo)老師完成日期湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院PAGE2目錄1緒論 52系統(tǒng)分析與設(shè)計 62.1總體設(shè)計分析 62.2方案設(shè)計 63硬件設(shè)計 83.1PLC選擇 83.2主電路 83.3控制電路圖 93.4PLC的輸入和輸出分配 103.5PLC輸入和輸出接線圖 124軟件設(shè)計 144.1控制系統(tǒng)流程圖 144.2PLC內(nèi)部使用地址 164.3梯形圖程序 184.3.1主程序 184.3.2鏡頭1發(fā)脈沖 204.3.3鏡頭1發(fā)脈沖停止 224.3.4鏡頭2發(fā)脈沖 224.3.5鏡頭2停止發(fā)脈沖 244.3.6初始化子程序 244.3.7模擬量輸入處理子程序 274.3.8鏡頭1控制子程序 304.3.9鏡頭2控制子程序 354.3.10分級子程序 394.3.11輸出子程序 454.4語句表程序 535組態(tài)設(shè)計 775.1通訊定義 775.2變量連接 795.3組態(tài)畫面 835.4腳本編寫 836系統(tǒng)調(diào)試 926.1硬件調(diào)試 926.2PLC程序調(diào)試 926.3組態(tài)聯(lián)機(jī)調(diào)試 967總結(jié) 102參考文獻(xiàn) 103致謝 104附錄 105附錄1電氣圖紙 105

摘要本設(shè)計是采用西門子S7-200小型可編程控制器為控制核心，控制2臺步進(jìn)驅(qū)動器，分別驅(qū)動鏡頭1和鏡頭2上下移動，進(jìn)行定焦，拍照，發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行分級，上位機(jī)分級后輸出信號，PLC根據(jù)分級情形，進(jìn)行分揀，將不同級的蘋果分揀到不同的分果箱中。系統(tǒng)具有多種保護(hù)措施，具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、急停保護(hù)，安全性高。系統(tǒng)具有自動，手動操作模式，還可以通過上位機(jī)操作，操作方便靈活。采用PLC和上位機(jī)進(jìn)行控制，使用方便靈活，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：蘋果；分揀；可編程控制器

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緒論近年來，由于進(jìn)口蘋果的關(guān)稅下調(diào)和價格下調(diào)，國內(nèi)許多地方出現(xiàn)了蘋果滯銷現(xiàn)象，國內(nèi)蘋果出口也同樣困難。這種情況是由許多原因引起的，其中之一就是蘋果的質(zhì)量。國內(nèi)蘋果的劣質(zhì)表現(xiàn)在外觀、內(nèi)在質(zhì)量、產(chǎn)品包裝等方面，由于檢測、分選方法落后，許多優(yōu)質(zhì)、高檔蘋果沒有經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測和分級，好壞參差不齊，導(dǎo)致出口質(zhì)量低下，出口價格居高不下。遠(yuǎn)低于美國、澳大利亞、日本等國同類產(chǎn)品。因此，提高蘋果質(zhì)量，采用先進(jìn)的蘋果質(zhì)量檢測和分級技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。計算機(jī)視覺技術(shù)以計算機(jī)和圖像采集為工具。具有圖像分析、圖像處理、模式識別和人工智能的能力。通過上述功能，對采集到的圖像信號進(jìn)行處理，得到有用的信息。計算機(jī)視覺技術(shù)雖然不接觸被測對象，但能從被測圖像中準(zhǔn)確地獲取大量的信息，然后對這些信息進(jìn)行分析和處理，得到物體尺寸、表面缺陷、色度等具體信息，從而實現(xiàn)對外觀質(zhì)量的綜合評價。計算機(jī)視覺技術(shù)可以將人們從繁重單調(diào)的工作中解放出來，具有較高的檢測效率，能夠適應(yīng)高效的分類過程，并能消除人為主觀因素干擾造成的不良檢測結(jié)果。基于計算機(jī)視覺技術(shù)的蘋果在線分級系統(tǒng)的研究與開發(fā)，對于解決蘋果分級問題，提高分級精度，減少蘋果浪費，提高蘋果質(zhì)量，改善我國蘋果分級現(xiàn)狀，擴(kuò)大蘋果出口具有重要意義。

2系統(tǒng)分析與設(shè)計2.1總體設(shè)計分析 蘋果分揀控制系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示，蘋果分揀控制系統(tǒng)由傳送帶、檢測箱、分級機(jī)構(gòu)、集果箱、控制系統(tǒng)組成。蘋果在傾斜的傳送帶傳送，進(jìn)入檢測箱之后，需要對蘋果進(jìn)行兩次拍照，為此，在傳送帶水平方向上安裝有兩個位置傳感器，位置傳感器上方的兩個鏡頭上附有兩個距離傳感器，位置傳感器檢測到蘋果之后，距離傳感器測定鏡頭到蘋果的距離，隨后步進(jìn)電機(jī)帶動鏡頭上下移動，進(jìn)行定焦，鏡頭拍照。拍照的圖像進(jìn)入計算機(jī)進(jìn)行圖像處理，并將蘋果分等級，蘋果進(jìn)入分級機(jī)構(gòu)以后，對應(yīng)等級的電磁翻板驅(qū)動器控制的擋板打開，蘋果進(jìn)入集果箱中。圖2-1蘋果分揀控制系統(tǒng)示意圖2.2方案設(shè)計 控制系統(tǒng)方框圖如圖2-2所示，以PLC為控制核心，上位機(jī)MCGS組態(tài)與PLC采用通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控多糧倉運行狀態(tài)，進(jìn)行實時和歷史曲線顯示，實時和歷史報警顯示，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行自動手動控制。 外部的啟動按鈕接PLC的輸入，用于啟動系統(tǒng)。外部的停止按鈕接PLC的輸入，按下停止系統(tǒng)。急停開關(guān)接PLC的輸入，用于有緊急情況，按下急停，緊急停止系統(tǒng)。手動自動控制接PLC的輸入，用于選擇自動手動模式，為OFF選擇自動模式，為ON選手動模式。啟動按鈕啟動按鈕PLC步進(jìn)1脈沖自動運行指示燈故障指示燈停止按鈕MCGS組態(tài)急停開關(guān)手動自動控制鏡頭位置傳感器1、2分級傳感器1、2、3分級1、2、3輸出鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動器手動控制鏡頭1步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)1方向步進(jìn)1使能距離1傳感器+變送器距離2傳感器+變送器步進(jìn)2脈沖鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動器鏡頭2步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)2方向步進(jìn)2使能傳送帶接觸器電機(jī)分級1電磁閥分級2電磁閥分級3電磁閥圖2-2控制系統(tǒng)方框圖

3硬件設(shè)計3.1PLC選擇 經(jīng)分析，系統(tǒng)共使用了23路數(shù)字量輸入，14路數(shù)字量輸出，其中2路高速脈沖輸出，2路模擬量輸入，沒有使用模擬量輸出，共39路輸入和輸出，系統(tǒng)為小型自動化應(yīng)用。 西門子的S7-200PLC是高性能的小型PLC，性價比高，編程簡單，特別模擬量處理指令方便，適合小型自動化應(yīng)用，因此選擇西門子的S7-200小型PLC進(jìn)行控制。因為使用了2路高速脈沖輸出信號，因此不能選擇繼電器PLC，需要選擇晶體管輸出PLC。其中CPU226，DC/DC/DC，是直流電源供電，直流輸入，直流輸出，含24路輸入和16路數(shù)字量輸出,含2路高速脈沖輸出，可以滿足系統(tǒng)使用系統(tǒng)。3.2主電路 主電路如圖3-1所示。380V交流電，接L1、L2、L3、N，為蘋果分揀機(jī)控制系統(tǒng)提供工作電源。QF1是斷路器，通斷蘋果分揀機(jī)控制系統(tǒng)電源。FU1是熔斷器，起短路過流保護(hù)作用。 M1是鏡頭1升降驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動鏡頭1升降進(jìn)行聚焦拍照。QF2是鏡頭1和鏡頭2電機(jī)斷路器，通斷鏡頭1和鏡頭2電機(jī)電源。FU2是鏡頭1和鏡頭2電機(jī)熔斷器。A1是直流開關(guān)電源，將220V交流電轉(zhuǎn)成24V直流電，供鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動A2和鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動A3使用。A2是鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動器，驅(qū)動鏡頭1步進(jìn)電機(jī)，控制鏡頭1升降進(jìn)行聚焦。PLC輸出脈沖信號Q0.0接鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動脈沖步進(jìn)驅(qū)動PUL，用于控制鏡頭1步進(jìn)電機(jī)速度和運行距離。PLC輸出方向信號Q0.2接鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動方向步進(jìn)驅(qū)動DIR，控制步進(jìn)運行方向。PLC輸出使能信號Q0.4接鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動使能FREE，使能鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動。 同樣的，M2是鏡頭2升降驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動鏡頭2升降進(jìn)行聚焦拍照。A3是鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動器，驅(qū)動鏡頭2步進(jìn)電機(jī)，控制鏡頭2升降進(jìn)行聚焦。PLC輸出脈沖信號Q0.1接鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動脈沖步進(jìn)驅(qū)動PUL，用于控制鏡頭2步進(jìn)電機(jī)速度和運行距離。PLC輸出方向信號Q0.3接鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動方向步進(jìn)驅(qū)動DIR，控制步進(jìn)2運行方向。PLC輸出使能信號Q0.6接鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動使能FREE，使能鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動。圖3-1主電路圖 同樣的，M3是傳送帶電機(jī)，驅(qū)動傳送帶輸送蘋果進(jìn)行分揀。QF3是傳送帶電機(jī)斷路器，通斷傳送帶電機(jī)電源。KM1是傳送帶電機(jī)啟動接觸器。FR1是傳送帶電機(jī)過載保護(hù)熱繼電器，用于保護(hù)傳送帶電機(jī)電機(jī)，防止傳送帶電機(jī)長時間過載運行，燒毀傳送帶電機(jī)作用。3.3控制電路圖 控制電路如圖3-2所示。圖3-2控制電路圖 220V交流電，接L1，N為控制電路提供220V工作電源。QF4是控制電路斷路器，F(xiàn)U3是控制電路熔斷器。A4是直流電源，將220V交流電變成24V直流電供PLC輸入和輸出使用，供EM231模擬量模塊使用，供傳感器使用。 KM1是傳送帶電機(jī)啟動接觸器，KA1是傳送帶電機(jī)啟動繼電器，PLC通過控制KA1線圈得電，KA1常開觸點閉合，KM1線圈得電，KM1常開主觸點閉合，啟動傳送帶電機(jī)。 YV1是分級1電磁閥，KA4是分級1電磁閥控制繼電器，PLC通過控制KA4線圈得電，KA4常開觸點閉合，YV1線圈得電，執(zhí)行推送分級1蘋果。 同樣的，YV2是分級2電磁閥，KA5是分級2電磁閥控制繼電器，PLC通過控制KA5線圈得電，KA5常開觸點閉合，YV2線圈得電，執(zhí)行推送分級2蘋果。 同樣的，YV3是分級3電磁閥，KA6是分級3電磁閥控制繼電器，PLC通過控制KA6線圈得電，KA6常開觸點閉合，YV3線圈得電，執(zhí)行推送分級3蘋果。3.4PLC的輸入和輸出分配 輸入和輸出分配表見表3-1，表3-2，表3-3所示。表3-1數(shù)字量輸入分配表名稱內(nèi)部地址外部編號啟動按鈕I0.0SB1停止按鈕I0.1SB2急停開關(guān)I0.2SB3鏡頭位置傳感器1I0.3B1鏡頭位置傳感器2I0.4B2分級位置傳感器1I0.5B3分級位置傳感器2I0.6B4分級位置傳感器3I0.7B5分級1輸出I1.0K1分級2輸出I1.1K2分級3輸出I1.2K3自動手動選擇開關(guān)I1.3SA1鏡頭電機(jī)1手動上升I1.4SB4鏡頭電機(jī)1手動下降I1.5SB5鏡頭電機(jī)2手動上升I1.6SB6鏡頭電機(jī)2手動下降I1.7SB7傳送帶手動I2.0SB8拍照1手動I2.1SB9拍照2手動I2.2SB10分級1電磁閥手動I2.3SB11分級2電磁閥手動I2.4SB12分級3電磁閥手動I2.5SB13傳送帶電機(jī)故障I2.6FR1表3-2數(shù)字量輸出分配表名稱內(nèi)部地址外部編號鏡頭電機(jī)1脈沖Q0.0PUL1+鏡頭電機(jī)2脈沖Q0.1PUL2+鏡頭電機(jī)1方向Q0.2DIR1+鏡頭電機(jī)2方向Q0.3DIR2+鏡頭電機(jī)1使能Q0.4ENA1+鏡頭電機(jī)2使能Q0.5ENA2+傳送帶繼電器Q0.6KA1拍照1繼電器Q0.7KA2拍照2繼電器Q1.0KA3分級1繼電器Q1.1KA4分級2繼電器Q1.2KA5分級3繼電器Q1.3KA6自動運行指示燈Q1.4HL1故障指示燈Q1.5HL2表3-3模擬量輸入分配表名稱內(nèi)部地址外部編號距離傳感器1AIW0LT1距離傳感器2AIW2LT23.5PLC輸入和輸出接線圖 PLC輸入和輸出接線圖見圖3-3所示，PLC是CPU226，選擇的是DC/DC/DC，含24路數(shù)字量輸入，16路數(shù)字量輸出。24V直流電，接PLC的L+、N，為PLC提供24V直流工作電源。24V直流電接PLC數(shù)字量輸入的1M，2M，3M和PLC輸入的公共端，為PLC輸入提供24V直流電。24V直流電接PLC數(shù)字量輸入的1L，2L，3L，和PLC輸出的公共端，為PLC輸出提供24V直流電。PLC輸出的鏡頭1脈沖，方向，使能信號接鏡頭1步進(jìn)驅(qū)動，控制鏡頭1升降。PLC輸出的鏡頭2脈沖，方向，使能信號接鏡頭2步進(jìn)驅(qū)動，控制鏡頭2升降。圖3-3PLC數(shù)字量輸入輸出接線圖

4軟件設(shè)計4.1控制系統(tǒng)流程圖 控制程序流程圖如圖4-1所示。停止停止按鈕？是是否否是鏡頭1位？傳送帶啟動聚焦到位？傳送帶停止，鏡頭1距離測量是是定時到？拍照1否等待開始啟動按鈕否是否是返回原位？否鏡頭1返回鏡頭2位？傳送帶運行是是聚焦到位？傳送帶停止，鏡頭2距離測量X軸返回原位否鏡頭2下降執(zhí)行聚焦停止等待下一循環(huán)初始化是初始化參數(shù)設(shè)定否等待鏡頭1下降執(zhí)行聚焦否拍照2是定時到？否 圖4-1控制程序流程圖是是否是返回原位？否鏡頭2返回分揀1位？傳送帶運行是是推出到位？傳送帶停止分揀1氣缸推出X軸返回原位否分揀1氣缸返回是返回到位？否傳送帶運行否分揀2位？是是推出到位？傳送帶停止分揀2氣缸推出X軸返回原位否分揀2氣缸返回是返回到位？否傳送帶運行否分揀3位？是是推出到位？傳送帶停止分揀3氣缸推出X軸返回原位否分揀3氣缸返回是返回到位？否 開機(jī)初始化，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。選擇自動手動模式，選擇手動模式，通過外部開關(guān)或者上位機(jī)進(jìn)行手動控制。選擇自動模式，按啟動按鈕，啟動系統(tǒng)，自動運行指示燈點亮，啟動傳送帶電機(jī)，輸送蘋果到拍照1位置，停止傳送帶，進(jìn)行距離測量，然后控制鏡頭1步進(jìn)電機(jī)下降執(zhí)行聚焦，然后執(zhí)行拍照，拍照完成，只做步進(jìn)電機(jī)返回，啟動傳送帶，運行到拍照2位置，執(zhí)行聚焦，拍照，返回，得到分級代碼。啟動傳送帶，前行到分級位置，啟動推送氣缸，執(zhí)行推送，循環(huán)執(zhí)行。4.2PLC內(nèi)部使用地址 為了編程和閱讀方便，定義了部分PLC內(nèi)部使用地址，如表4-1所示。表4-1PLC內(nèi)部使用地址名稱PLC地址備注啟動按鈕HMIM0.0上位機(jī)控制停止按鈕HMIM0.1上位機(jī)控制急停開關(guān)HMIM0.2上位機(jī)控制鏡頭位置傳感器1HMIM0.3上位機(jī)控制鏡頭位置傳感器2HMIM0.4上位機(jī)控制自動手動選擇開關(guān)HMIM1.3上位機(jī)控制鏡頭電機(jī)1手動上升HMIM1.4上位機(jī)控制鏡頭電機(jī)1手動下降HMIM1.5上位機(jī)控制鏡頭電機(jī)2手動上升HMIM1.6上位機(jī)控制鏡頭電機(jī)2手動下降HMIM1.7上位機(jī)控制傳送帶手動HMIM2.0上位機(jī)控制拍照1手動HMIM2.1上位機(jī)控制拍照2手動HMIM2.2上位機(jī)控制分級1電磁閥手動HMIM2.3上位機(jī)控制分級2電磁閥手動HMIM2.4上位機(jī)控制分級3電磁閥手動HMIM2.5上位機(jī)控制測定鏡頭1位置M3.0傳送帶運行到鏡頭1位置鏡頭1測量M3.1鏡頭1聚焦M3.2鏡頭1拍照M3.3鏡頭1返回M3.4鏡頭1完成M3.5測定鏡頭2位置M4.0傳送帶運行到鏡頭2位置鏡頭2測量M4.1鏡頭2聚焦M4.2鏡頭2拍照M4.3鏡頭2返回M4.4鏡頭2完成M4.5分級1推出M5.0分級1返回M5.1分級2推出M6.0分級2返回M6.1分級3推出M7.0分級3返回M7.1自動運行使能條件M10.0鏡頭1發(fā)脈沖完成標(biāo)志M10.1鏡頭2發(fā)脈沖完成標(biāo)志M10.2分級1標(biāo)志M10.3分級2標(biāo)志M10.4分級3標(biāo)志M10.5傳送帶使能條件M10.6鏡頭1到位暫停定時T37鏡頭1測量定時T38鏡頭1聚焦定時T39鏡頭1拍照定時T40鏡頭1返回定時T41鏡頭2到位暫停定時T42鏡頭2測量定時T43鏡頭2聚焦定時T44鏡頭2拍照定時T45鏡頭2返回定時T46分級1推出定時T47分級1返回定時T48分級2推出定時T49分級2返回定時T50分級3推出定時T51分級3返回定時T52鏡頭1距離VD0鏡頭2距離VD4距離測量范圍上限VD100預(yù)設(shè)100%距離測量范圍下限VD104預(yù)設(shè)0%鏡頭1距離與發(fā)脈沖系數(shù)VD108預(yù)設(shè)1.0鏡頭2距離與發(fā)脈沖系數(shù)VD112預(yù)設(shè)1.0鏡頭1發(fā)送脈沖計算VD200鏡頭2發(fā)送脈沖計算VD204鏡頭1發(fā)脈沖數(shù)VD1002鏡頭2發(fā)脈沖VD1012鏡頭1速度VW1000鏡頭2速度VW10104.3梯形圖程序4.3.1主程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1Network1//開機(jī)初始化，調(diào)用參數(shù)設(shè)定Network2//調(diào)用子程序，模擬量輸入處理Network3//調(diào)用子程序鏡頭1控制Network4//調(diào)用子程序鏡頭2控制Network5//調(diào)用子程序分揀控制Network6//調(diào)用子程序輸出控制Network7//自動運行使能條件:M10.0Network8//自動運行指示燈Network9//故障指示燈4.3.2鏡頭1發(fā)脈沖SUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖:SBR0Network1//軸1脈沖發(fā)送停止Network2//軸1設(shè)定速度和發(fā)送脈沖數(shù)Network3//軸1脈沖發(fā)送控制，從Q0.0發(fā)送脈沖4.3.3鏡頭1發(fā)脈沖停止SUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖停止:SBR1Network1//軸1脈沖發(fā)送停止4.3.4鏡頭2發(fā)脈沖SUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖程序:SBR2Network1//鏡頭2脈沖發(fā)送停止Network2//鏡頭2設(shè)定速度和發(fā)送脈沖數(shù)Network3//鏡頭2脈沖發(fā)送控制，從Q0.0發(fā)送脈沖4.3.5鏡頭2停止發(fā)脈沖SUBROUTINE_BLOCK鏡頭2發(fā)脈沖停止:SBR3Network1//鏡頭2脈沖發(fā)送停止4.3.6初始化子程序SUBROUTINE_BLOCK初始化:SBR4Network1//開機(jī)參數(shù)設(shè)定//鏡頭1和鏡頭2速度和發(fā)送脈沖數(shù)初始值Network2//開機(jī)初始化，設(shè)定距離測量范圍上限和距離測量范圍下限Network3//開機(jī)初始化，設(shè)定鏡頭1距離與發(fā)脈沖系數(shù)，鏡頭2距離與發(fā)脈沖系數(shù)Network4//開啟中斷，設(shè)定鏡頭1發(fā)脈沖完成，，設(shè)定鏡頭2發(fā)脈沖完成，連接中斷//開啟中斷4.3.7模擬量輸入處理子程序SUBROUTINE_BLOCK模擬量輸入處理:SBR5Network1//距離1讀取Network2//距離2讀取Network3//鏡頭1發(fā)送脈沖計算Network4//鏡頭2發(fā)送脈沖計算4.3.8鏡頭1控制子程序SUBROUTINE_BLOCK鏡頭1控制:SBR6Network1//運行到測定鏡頭1位置Network2//鏡頭1到位暫停定時Network3//傳送帶到位，進(jìn)行暫停穩(wěn)定，執(zhí)行測量Network4//鏡頭1測量定時Network5//鏡頭1聚焦Network6//鏡頭1聚焦定時Network7//鏡頭1拍照Network8//鏡頭1拍照定時Network9//鏡頭1返回Network10//鏡頭1返回定時Network11//鏡頭1完成4.3.9鏡頭2控制子程序Network1//運行到測定鏡頭2位置Network2//鏡頭2到位暫停定時Network3//傳送帶到位鏡頭2位置，進(jìn)行暫停穩(wěn)定，執(zhí)行測量Network4//鏡頭2測量定時Network5//鏡頭2聚焦Network6//鏡頭2聚焦定時Network7//鏡頭2拍照Network8//鏡頭2拍照定時Network9//鏡頭2返回Network10//鏡頭2返回定時Network11//鏡頭2完成4.3.10分級子程序Network1//分級1標(biāo)志Network2//分級2標(biāo)志Network3//分級3標(biāo)志Network4//分級1推出Network5//分級1推出定時:T47Network6//分級1返回Network7//分級1返回定時Network8//分級1完成Network9//分級2推出Network10//分級2推出定時Network11//分級2返回Network12//分級2返回定時Network13//分級2完成Network14//分級3推出Network15//分級3推出定時Network16//分級3返回Network17//分級3返回定時Network18//分級3完成4.3.11輸出子程序SUBROUTINE_BLOCK輸出:SBR9Network1//鏡頭1脈沖輸出Network2//鏡頭電機(jī)1方向，下降為OFF，上升為ONNetwork3//鏡頭電機(jī)1使能Network4//鏡頭2脈沖輸出Network5//鏡頭電機(jī)2方向，下降為OFF，上升為ONNetwork6//鏡頭電機(jī)2使能Network7//無其他動作步驟，傳送帶使能條件Network8//傳送帶Network9//拍照1Network10//拍照2Network11//分級1電磁閥Network12//分級2電磁閥Network13//分級3磁閥Network14//急停，輸出鏡頭1，鏡頭2脈沖發(fā)送INTERRUPT_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖完:INT0Network1//鏡頭1發(fā)脈沖完成標(biāo)志INTERRUPT_BLOCK鏡頭2發(fā)脈沖完:INT1Network1//鏡頭2發(fā)脈沖完成標(biāo)志4.4語句表程序ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1Network1//開機(jī)初始化，調(diào)用參數(shù)設(shè)定LDSM0.1CALLSBR4Network2//調(diào)用子程序，模擬量輸入處理LDSM0.0CALLSBR5Network3//調(diào)用子程序鏡頭1控制LDSM0.0CALLSBR6Network4//調(diào)用子程序鏡頭2控制LDSM0.0CALLSBR7Network5//調(diào)用子程序分揀控制LDSM0.0CALLSBR8Network6//調(diào)用子程序輸出控制LDSM0.0CALLSBR9Network7//自動運行使能條件:M10.0LDNM0.2ANM0.1ANI1.3ANM1.3=M10.0Network8//自動運行指示燈LDI0.0OQ1.4OM0.0ANQ1.5ANI0.1AM10.0ANI0.2=Q1.4Network9//故障指示燈LDI0.2OM0.2OI2.6ANSM0.5=Q1.5END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖:SBR0TITLE=BEGINNetwork1//軸1脈沖發(fā)送停止LDSM0.0MOVB0,SMB67PLS0Network2//軸1設(shè)定速度和發(fā)送脈沖數(shù)LDSM0.0MOVWVW1000,SMW68MOVDVD1002,SMD72Network3//軸1脈沖發(fā)送控制，從Q0.0發(fā)送脈沖LDSM0.0MOVB16#85,SMB67PLS0END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖停止:SBR1TITLE=BEGINNetwork1//軸1脈沖發(fā)送停止LDSM0.0MOVB0,SMB67PLS0END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖程序:SBR2TITLE=BEGINNetwork1//鏡頭2脈沖發(fā)送停止LDSM0.0MOVB0,SMB77PLS1Network2//鏡頭2設(shè)定速度和發(fā)送脈沖數(shù)LDSM0.0MOVWVW1010,SMW78MOVDVD1012,SMD82Network3//鏡頭2脈沖發(fā)送控制，從Q0.0發(fā)送脈沖LDSM0.0MOVB16#85,SMB77PLS1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭2發(fā)脈沖停止:SBR3TITLE=BEGINNetwork1//鏡頭2脈沖發(fā)送停止LDSM0.0MOVB0,SMB77PLS1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK初始化:SBR4TITLE=BEGINNetwork1//開機(jī)參數(shù)設(shè)定//鏡頭1和鏡頭2速度和發(fā)送脈沖數(shù)初始值LDSM0.1LPSAW=VW1000,0MOVW3000,VW1000LRDAD=VD1002,0MOVD20000,VD1002LRDAW=VW1010,0MOVW3000,VW1010LPPAD=VD1012,0MOVD20000,VD1012Network2//開機(jī)初始化，設(shè)定距離測量范圍上限和距離測量范圍下限LDSM0.1LPSAR=VD100,0.0MOVR100.0,VD100LPPAR=VD104,0.0MOVR0.0,VD104Network3//開機(jī)初始化，設(shè)定鏡頭1距離與發(fā)脈沖系數(shù)，鏡頭2距離與發(fā)脈沖系數(shù)LDSM0.1LPSAR=VD108,0.0MOVR1.0,VD108LPPAR=VD112,0.0MOVR1.0,VD112Network4//開啟中斷，設(shè)定鏡頭1發(fā)脈沖完成，，設(shè)定鏡頭2發(fā)脈沖完成，連接中斷//開啟中斷LDSM0.1ATCHINT0,19ATCHINT1,20ENIEND_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK模擬量輸入處理:SBR5TITLE=BEGINNetwork1//距離1讀取LDSM0.0ITDAIW0,VD400DTRVD400,VD404MOVRVD404,VD408/R32000.0,VD408MOVRVD100,VD412-RVD104,VD412MOVRVD408,VD416*RVD412,VD416MOVRVD416,VD0+RVD104,VD0Network2//距離2讀取LDSM0.0ITDAIW2,VD420DTRVD420,VD424MOVRVD424,VD428/R32000.0,VD428MOVRVD100,VD432-RVD104,VD432MOVRVD428,VD436*RVD432,VD436MOVRVD436,VD4+RVD104,VD4Network3//鏡頭1發(fā)送脈沖計算LDSM0.0MOVRVD0,VD440*RVD108,VD440ROUNDVD440,VD200Network4//鏡頭2發(fā)送脈沖計算LDSM0.0MOVRVD4,VD444*RVD112,VD444ROUNDVD444,VD204END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭1控制:SBR6TITLE=BEGINNetwork1//運行到測定鏡頭1位置LDI0.3EULDM0.3EUOLDAQ1.4SM3.0,1Network2//鏡頭1到位暫停定時LDQ1.4AM3.0TONT37,1Network3//傳送帶到位，進(jìn)行暫停穩(wěn)定，執(zhí)行測量LDQ1.4AM3.0AT37RM3.0,1SM3.1,1Network4//鏡頭1測量定時LDQ1.4AM3.1TONT38,2Network5//鏡頭1聚焦LDQ1.4AM3.1AT38RM3.1,1MOVDVD200,VD1002SM3.2,1Network6//鏡頭1聚焦定時LDM3.2AQ1.4TONT39,1Network7//鏡頭1拍照LDM3.2AQ1.4AT39AM10.1RM3.2,1RM10.1,1SM3.3,1Network8//鏡頭1拍照定時LDM3.3AQ1.4TONT40,10Network9//鏡頭1返回LDM3.3AQ1.4AT40RM3.3,1MOVDVD200,VD1002SM3.4,1Network10//鏡頭1返回定時LDM3.4AQ1.4TONT41,1Network11//鏡頭1完成LDM3.4AQ1.4AM10.1AT41RM3.4,1RM10.1,1=M3.5END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK鏡頭2控制:SBR7TITLE=BEGINNetwork1//運行到測定鏡頭2位置LDI0.4EULDM0.4EUOLDAQ1.4SM4.0,1Network2//鏡頭2到位暫停定時LDQ1.4AM4.0TONT42,1Network3//傳送帶到位鏡頭2位置，進(jìn)行暫停穩(wěn)定，執(zhí)行測量LDQ1.4AM4.0AT42RM4.0,1SM4.1,1Network4//鏡頭2測量定時LDQ1.4AM4.1TONT43,2Network5//鏡頭2聚焦LDQ1.4AM4.1AT43RM4.1,1MOVDVD204,VD1012SM4.2,1Network6//鏡頭2聚焦定時LDM4.2AQ1.4TONT44,1Network7//鏡頭2拍照LDM4.2AQ1.4AT44AM10.2RM4.2,1RM10.2,1SM4.3,1Network8//鏡頭2拍照定時LDM4.3AQ1.4TONT45,10Network9//鏡頭1返回LDM4.3AQ1.4AT45RM4.3,1MOVDVD204,VD1012SM4.4,1Network10//鏡頭2返回定時LDM4.4AQ1.4TONT46,1Network11//鏡頭2完成LDM4.4AQ1.4AM10.2AT46RM4.4,1RM10.2,1=M4.5END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK分揀:SBR8TITLE=BEGINNetwork1//分級1標(biāo)志LDI1.0EUAQ1.4SM10.3,1Network2//分級2標(biāo)志LDI1.1EUAQ1.4SM10.4,1Network3//分級3標(biāo)志LDI1.2EUAQ1.4SM10.5,1Network4//分級1推出LDI0.5EUAM10.3AQ1.4SM5.0,1RM10.3,1Network5//分級1推出定時:T47LDM5.0AQ1.4TONT47,20Network6//分級1返回LDM5.0AQ1.4AT47SM5.1,1RM5.0,1Network7//分級1返回定時LDM5.1AQ1.4TONT48,20Network8//分級1完成LDM5.1AQ1.4AT48RM5.1,1Network9//分級2推出LDI0.6EUAM10.4AQ1.4SM6.0,1RM10.4,1Network10//分級2推出定時LDM6.0AQ1.4TONT49,20Network11//分級2返回LDM6.0AQ1.4AT49SM6.1,1RM6.0,1Network12//分級2返回定時LDM6.1AQ1.4TONT50,20Network13//分級2完成LDM6.1AQ1.4AT50RM6.1,1Network14//分級3推出LDI0.7EUAM10.5AQ1.4SM7.0,1RM10.5,1Network15//分級3推出定時LDM7.0AQ1.4TONT51,20Network16//分級3返回LDM7.0AQ1.4AT51SM7.1,1RM7.0,1Network17//分級3返回定時LDM7.1AQ1.4TONT52,20Network18//分級3完成LDM7.1AQ1.4AT52RM6.1,1END_SUBROUTINE_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK輸出:SBR9TITLE=BEGINNetwork1//鏡頭1脈沖輸出LDM3.2EULDM3.4EUOLDAQ1.4LDI1.4OI1.5OM1.4OM1.5LDI1.3OM1.3ALDOLDCALLSBR0Network2//鏡頭電機(jī)1方向，下降為OFF，上升為ONLDM3.4AQ1.4LDI1.4OM1.4LDI1.3OM1.3ALDOLD=Q0.2Network3//鏡頭電機(jī)1使能LDNM0.2ANI0.2=Q0.4Network4//鏡頭2脈沖輸出LDM4.2EULDM4.4EUOLDAQ1.4LDI1.6OI1.7OM1.6OM1.7LDI1.3OM1.3ALDOLDCALLSBR2Network5//鏡頭電機(jī)2方向，下降為OFF，上升為ONLDM4.4AQ1.4LDI1.6OM1.6LDI1.3OM1.3ALDOLD=Q0.3Network6//鏡頭電機(jī)2使能LDNM0.2ANI0.2=Q0.5Network7//無其他動作步驟，傳送帶使能條件LDB=MB7,0AB=MB6,0AB=MB5,0AB=MB4,0AB=MB3,0=M10.6Network8//傳送帶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//分級1電磁閥LDM5.0AQ1.4LDI2.3OM2.3LDI1.3OM1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.1Network12//分級2電磁閥LDM6.0AQ1.4LDM2.4OI2.4LDM1.3OI1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.2Network13//分級3磁閥LDM7.0AQ1.4LDM2.5OI2.5LDM1.3OI1.3ALDOLDANI0.2ANM0.2=Q1.3Network14//急停，輸出鏡頭1，鏡頭2脈沖發(fā)送LDI0.2OM0.2CALLSBR1CALLSBR3END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK鏡頭1發(fā)脈沖完:INT0TITLE=BEGINNetwork1//鏡頭1發(fā)脈沖完成標(biāo)志LDSM0.0SM10.1,1END_INTERRUPT_BLOCKINTERRUPT_BLOCK鏡頭2發(fā)脈沖完:INT1TITLE=BEGINNetwork1//鏡頭2發(fā)脈沖完成標(biāo)志LDSM0.0SM10.2,1END_INTERRUPT_BLOCK

5組態(tài)設(shè)計5.1通訊定義 MCGS組態(tài)軟件里，打開設(shè)備窗口，從設(shè)備工具箱中添加通用串口父設(shè)備，然后在父設(shè)備0下添加西門子_S7200PPI設(shè)備。圖5-1添加通用串口父設(shè)備0和S7200PPI設(shè)備0 雙擊添加的通用串口父設(shè)備0，打開通用串口設(shè)備屬性編輯窗口，點基本屬性頁面，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。設(shè)定初始工作狀態(tài)為1啟動，設(shè)定最小采集周期設(shè)定1000ms，設(shè)定串口端口號為0-COM1，設(shè)定通訊波特率為6-9600。設(shè)定數(shù)據(jù)位位數(shù)為1-8位，設(shè)定停止位位數(shù)為0-1位，設(shè)定數(shù)據(jù)校驗方式為2-偶校驗，設(shè)定數(shù)據(jù)采集方式為0-同步采集。圖5-2設(shè)定串口父設(shè)備0基本屬性 雙擊設(shè)備0，西門子S7-200PPI設(shè)備，打開設(shè)備屬性設(shè)置窗口，點基本屬性頁面，進(jìn)行參數(shù)基本設(shè)定。設(shè)定初始工作狀態(tài)為1-啟動，設(shè)定最小采集周期1000ms，設(shè)定設(shè)備地址為2，設(shè)定通訊等待時間500，設(shè)定快速采集次數(shù)0，設(shè)定采集方式0-分塊采集。圖5-3設(shè)定PPI設(shè)備基本參數(shù)5.2變量連接 在設(shè)備0，西門子S7-200PPI設(shè)備屬性設(shè)置里，點基本屬性頁面，點設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性，打開西門子_S7200PPI通道屬性設(shè)置，點增加通道按鈕，添加數(shù)據(jù)通道，添加I輸入，屬性只讀；添加內(nèi)存M，屬性讀寫；添加Q輸出，屬性讀寫；添加V內(nèi)存數(shù)據(jù)，屬性讀寫。圖5-4增加通道 添加完數(shù)據(jù)通道，點確定按鈕，添加通道完成。然后打開設(shè)備屬性設(shè)置，點通道連接頁面，進(jìn)行變量地址跟名稱進(jìn)行連接。圖5-5變量連接 通道變量名稱連接完成后，點確定按鈕，添加變量到實時數(shù)據(jù)庫，完成后的實時數(shù)據(jù)庫如下。圖5-6實時數(shù)據(jù)庫5.3組態(tài)畫面 建立主畫面，建立啟動按鈕，停止按鈕，急停開關(guān)，自動手動選擇開關(guān)。建立自動運行指示燈，故障指示燈。建立風(fēng)機(jī)1，風(fēng)機(jī)2，風(fēng)機(jī)3。溫度1顯示，溫度2顯示，溫度3顯示。風(fēng)機(jī)1啟動停止按鈕，倉1綠燈和紅燈；風(fēng)機(jī)2啟動停止按鈕，倉2綠燈和紅燈；風(fēng)機(jī)3啟動停止按鈕，倉3綠燈和紅燈。建立仿真測試按鈕，用于切換到仿真測試。建立畫面切換按鈕，用于切換畫面。連接變量，組態(tài)動畫。圖5-7監(jiān)控畫面5.4腳本編寫 為了動畫演示，建立仿真測試按鈕。然后編寫循環(huán)命令，在監(jiān)控畫面，鼠標(biāo)點空白處，右鍵，彈出快捷菜單，點畫面屬性，打開用戶窗口屬性設(shè)置，點循環(huán)腳本，設(shè)定循環(huán)時間為100ms，編輯窗口中進(jìn)行命令編寫圖5-8循環(huán)腳本詳細(xì)的命令如下：if(運行燈=1)thenif分級代號>3then分級代號=1if(動作步驟=0)then顯示1=1垂直移動=0垂直移動1=垂直移動1-5if(垂直移動1>=-50)then拍照1=1else拍照1=0endifif(垂直移動1>-100)and(垂直移動1<-50)then拍照2=1else拍照2=0endifif(垂直移動1<=-100)then計數(shù)1=計數(shù)1+1動作步驟=1endifendifif(動作步驟=1)then顯示1=0垂直移動1=0顯示總=1M1=1垂直移動=垂直移動-5if分級代號=1thenif(垂直移動<=-40)then計數(shù)2=計數(shù)2+1動作步驟=2M1=0步進(jìn)發(fā)脈沖=1顯示1=0顯示總=0顯示2=1endifendifif分級代號=2thenif(垂直移動<=-140)then計數(shù)3=計數(shù)3+1動作步驟=2分級1氣缸=1顯示總=0M1=0顯示1=0顯示3=1endifendifif分級代號=3thenif(垂直移動<=-240)then計數(shù)4=計數(shù)4+1動作步驟=2分級2氣缸=1顯示總=0M1=0顯示1=0顯示4=1endifendifendifif動作步驟=2then顯示1=0顯示總=0垂直移動1=0垂直移動=垂直移動+10氣缸1原位=1if((垂直移動>=0)AND(氣缸1原位=1)AND(氣缸2原位=1)AND(氣缸3原位=1)AND(氣缸4原位=1)AND(氣缸5原位=1))then顯示1=1分級代號=分級代號+1動作步驟=0endifendifelseM1=0步進(jìn)發(fā)脈沖=0分級1氣缸=0分級2氣缸=0分級3氣缸=0分級氣缸5=0endifif(步進(jìn)發(fā)脈沖=1)then移動1=移動1+2if(移動1>50)then移動1=0步進(jìn)發(fā)脈沖=0顯示1=0endifendifif(分級1氣缸=1)then移動2=移動2+2if(移動2>50)then移動2=0顯示2=0分級1氣缸=0endifendifif(分級2氣缸=1)then移動3=移動3+2if(移動3>50)then移動3=0顯示3=0分級2氣缸=0endifendifif(分級3氣缸=1)then移動4=移動4+2if(移動4>50)then移動4=0顯示4=0分級3氣缸=0endifendifif(分級氣缸5=1)then移動5=移動5+2if(移動5>50)then移動5=0顯示5=0分級氣缸5=0endifendifif((急停=1)OR(電機(jī)故障=1))thenM1=0步進(jìn)發(fā)脈沖=0分級1氣缸=0分級2氣缸=0分級3氣缸=0分級氣缸5=0運行燈=0endif步進(jìn)發(fā)脈沖=顯示1分級1氣缸=顯示2分級2氣缸=顯示3分級3氣缸=顯示4分級氣缸5=顯示5if(垂直移動1>-20)then氣缸1到位=0氣缸1原位=1else氣缸1原位=0endifif(垂直移動1<-70)then氣缸1到位=1氣缸1原位=0else氣缸1到位=0endifif(移動2<10)then氣缸2到位=0氣缸2原位=1else氣缸2原位=0endifif(移動2>40)then氣缸2到位=1氣缸2原位=0else氣缸2到位=0endifif(移動3<10)then氣缸3到位=0氣缸3原位=1else氣缸3原位=0endifif(移動3>40)then氣缸3到位=1氣缸3原位=0else氣缸3到位=0endifif(移動4<10)then氣缸4到位=0氣缸4原位=1else氣缸4原位=0endifif(移動4>40)then氣缸4到位=1氣缸4原位=0else氣缸4到位=0endifif(移動5<10)then氣缸5到位=0氣缸5原位=1else氣缸5原位=0endifif(移動5>40)then氣缸5到位=1氣缸5原位=0else氣缸5到位=0endif

6系統(tǒng)調(diào)試6.1硬件調(diào)試 設(shè)計完成，根據(jù)主電路、控制電路圖和PLC輸入輸出接線圖進(jìn)行接線。接線完成進(jìn)行檢查，防止短路等故障。接線檢查正確，進(jìn)行上電，上電正常后，進(jìn)行變頻器參數(shù)設(shè)定，設(shè)定外部端子啟動，使用外部模擬量輸入方式控制頻率。檢查PLC的輸入和輸出功能。使用通訊電纜連接PLC，下載程序到PLC，根據(jù)控制要求進(jìn)行調(diào)試，有問題及時修改。連接組態(tài)，進(jìn)行組態(tài)和PLC聯(lián)合調(diào)試，有問題及時修改，直到軟件、硬件和組態(tài)都符合設(shè)計要求。6.2PLC程序調(diào)