【精品】自动送料装车系统的MCGS界面控制设计毕业论文

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY

组态软件与触摸屏控制技术课程

设计报告书

题目：自动送料装车系统的MCGS界面控制设计

目录

绪论-------------------------------------------------------------------------- 3第一章邮件分拣系统的PLC部分------------------------------------------------- 5

1.1 PLC材料分拣系统的设计要求 ----------------------------------------------- 5

1.2实验面板图--------------------------------------------------------------- 6

1.3元器件的选择------------------------------------------------------------- 6

1.4 PLC的IO资源配置-------------------------------------------------------- 7

1.5设计思想与程序框图------------------------------------------------------- 7

1.6程序及其说明------------------------------------------------------------- 8第二章材料分拣系统的组态部分------------------------------------------------ 14

2.1 MCGS组态软件的介绍---------------------------------------------------- 14

2.1.1 MCGS的主要特性和功能---------------------------------------------- 14

2.1.2 MCGS系统的构成 MCGS----------------------------------------------- 15

2.2 材料分拣系统组态监控工程简介------------------------------------------- 17

2.3 分拣系统组态工程的建立------------------------------------------------- 18

2.4 制作分拣系统的组态工程画面--------------------------------------------- 19

2.4.2 设置分拣系统监控的用户窗口属性-------------------------------------- 20

2.4.3 创建工程图形 ------------------------------------------------------- 21

2.4.4 编辑工程图形 ------------------------------------------------------- 22

2.5 定义分拣系统组态数据对象----------------------------------------------- 24第三章 MCGS组态软件与PLC的通讯 --------------------------------------------- 31

3.1 选择分拣系统设备构件-------------------------------------------------- 31

3.2 设置分拣系统的设备构件属性-------------------------------------------- 32

3.3 通讯通道的连接 ------------------------------------------------------- 32第四章触摸屏 ----------------------------------------------------------------- 36小结------------------------------------------------------------------------- 38

绪论

MCGS是一套用于快速构造和生成计算机控制系统的组态软件时

它能够在基于Microsoft的各种各样32位Windows平台上运行时通过对现场数据的采集处理时以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案时在自动化领域有着广泛应用。MCGS组态软件功能强大时操作简单时易学易用时普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题时集中精力去解决工程本身问题时根据工程作业的需要和特点时组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。随着商品品种的增多时配送中心的增多时多品种、高频次、随机性的商品分类 分拣 作业时进入九十年代后得到迅速发展。出错率高、费时费力的人力分类作业时很快被自动分拣机及其系统所替代时开始于邮政包裹分拣系统时目前广泛应用于流通、商业的物流中心和配送中心。分拣系统为邮政、工厂的工作效率等方面带来的方便是显而易见的。在国内外都应用的非常广泛时它之所以能得到大家的认可除了它能大大提高工作效率外还能使工作变的轻松、方便。操作人员可以在办公室就能清楚的知道工作现场的情况时能随时开始时暂停生产线的工作时也就实现了远程操控的目的。本课题的主要研究的内容是如何使上下位机实现监控时这就要求设计者对课题要充分了解时在了解了PLC是如何控制分拣系统的前提下采用组态软件MCGS对其进行监控时监控的过程正是本次设计的主要研究对象。组态软件是如何设计的时组态软件是如何同PLC进行通讯的时这些都是本设计需要解决的问题

第一章邮件分拣系统的PLC部分

20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进的可编程序控制器PLC（Programmable logic Controller），由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到广泛的应用愈加明显。

1.1 PLC材料分拣系统的设计要求

启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光标号检测到邮件，拨号器模拟邮件的邮码，从拨号器读到的邮码，若是此5个数的任意一个，则红灯L2亮，电机M5运行，将邮件分拣到邮箱内，完后L2灭，L1亮，表示可以分拣邮件。

若读到的邮码不是该5个数，曾红灯L2闪烁，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。

1.2实验面板图

图 1 1.3元器件的选择

1.4 PLC的IO资源配置

1.5设计思想与程序框图

邮件入箱控制软件设计流程：一是邮件检测；二是编码信息检测；三是编码信息转化为脉冲信号；四是邮件入箱；五是出错控制。PLC 控制部分程序流程图

图2

1.6程序及其说明

电机正常起动

灯L1亮，可以开始进邮件

灯L2亮，满足检邮件的条件，开始检邮件。

满足拨码器的正常数值1，2，3，4，5，邮件分拣到对应邮箱中去

邮件分检到第一个邮箱中去

邮件分检到第二个邮箱中去

邮件分检到第三个邮箱中去

邮件分检到第四个邮箱中去

邮件分检到第五个邮箱中去

第二章材料分拣系统的组态部分

计算机的发展给工业自动化带来了很多的方便。MCGS组态软件CAD等软件给自动化的实际操作带来了太多的方便。本章主要介绍材料分拣系统的组态软件部分。

2.1 MCGS组态软件的介绍

2.1.1 MCGS的主要特性和功能

MCGS (Monitor and Control Generated System 通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件 它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行 通过对现场数据的采集处理 以动画显示、报警处理、流程控制和报

表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案 在工业控制领域有着广泛的应用。 MCGS是真正的32位系统 充分利用了32位Windows操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能 以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理 使PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。例如MCGS在处理数据采集、设备驱动和异常处理等关键任务时 可在主机运行周期时间内插空进行像打印数据一类的非关键性工作 实现并行处理。实时数据库为用户分部组态提供极大方便。MCGS由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成 其中实时数据库是一个数据处理中心 是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区 是整个系统的核心。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据 并完成自己的差错控制。在生成用户应用系统时 每一部分均可分别进行组态配置 独立建造 互不相干 而在系统运行过程中 各个部分都通过实时数据库交换数据 形成互相关联的整体。支持多种硬件设备 实现“设备无关”。MCGS针对外部设备的特征 设立设备工具箱 定义多种设备构件 建立系统与外部设备的连接关系 赋予相关的属性 实现对外部设备的驱动和控制。用户在设备工具箱中可方便选择各种设备构件。不同的设备对应不同的构件 所有的设备构件均通过实时数据库建立联系 而建立时又是相互独立的 即对某一构件的操作或改动 不影响其它构件和整个系统的结构 因此MCGS是一个“设备无关”的系统

用户不必因外部设备的局部改动 而影响整个系统。 MCGS组态软件功能强大 操作简单 易学易用 普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题 集中精力去解决工程问题本身 根据工程作业的需要和特点 组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。

2.1.2 MCGS系统的构成 MCGS

系统包括组态环境和运行环境两个部分 用户的所有组态配置过程都在组态环境中进行 组态环境相当于一套完整的工具软件 它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件 称为组态结果数据库。运行环境是一个独立的运行系统时它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理时完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义时必须与组态结果数据库一起作为一个整体时才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成时运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。实时数据库相当于一个数据处理中心时同时也起到公用数据交换区的作用。MCGS 用实时数据库来管理所有实时数据。从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库时系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库。实时数据库自动完成对实时数据的报警处理和存盘处理时同时它还根据需要把有关信息以事件的方式发送给系统的其它部分

时以便触发相关事件时进行实时处理。因此时实时数据库所存储的单元时不单单是变量的数值时还包括变量的特征参数 属性 及对该变量的操作方法 报警属性、报警处理和存盘处理等 。这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。实时数据库采用面向对象的技术时为其它部分提供服务时提供了系统各个功能部件的数据共享。设备窗口专门用来放置不同类型和功能的设备构件时实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来时送入实时数据库时或把实时数据库中的数据输出到外部设备。一个应用系统只有一个设备窗口时运行时时系统自动打开设备窗口时管理和调度所有设备构件正常工作时并在后台独立运行。注意对用户来说时设备窗口是不可见的。用户窗口中可以放置三种不同类型的图形对象 图元、图符和动画构件。图元和图符对象为用户提供了一套完善的设计制作图形画面和定义动画的方法。动画构件对应于不同的动画功能时它们是从工程实践经验中总结出的常用的动画显示与操作模块时用户可以直接使用。通过在用户窗口内放置不同的图形对象时搭制多个用户窗口时用户可以构造各种复杂的图形界面时用不同的方式实现数据和流程的“可视化”。综上所述时一个应用系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分组成。组态工作开始时时系统只为用户搭建了一个能够独立运行的空框架时提供了丰富的动画部件与功能部件。如果要完成一个实际的应用系统时应主要完成以下工作 首先时要

像搭积木一样时在组态环境中用系统提供的或用户扩展的构件构造应用系统时配置各种参数时形成一个有丰富功能可实际应用的工程 然后时把组态环境中的组态结果提交给运行环境。运行环境和组态结果一起就构成了用户自己的应用系统。

2.2 材料分拣系统组态监控工程简介

在实际工程的进行中时在使用MCGS之前要熟悉整个工程的规划时这样才能保证工程的顺利完成。首先要解决的是对整个工程的系统构成和工艺流程的了解时弄清测控对象的特征时明确主要的监控要求和技术要求等问题。在这个基础上拟定整个系统应该实现的功能时如何控制流程时用户窗口建立时实现何种动画效果以及如何在实时数据库中定义数据变量等环节。然后分析工程中输入输出变量与系统中定义的变量的对应关系时以及他们之间是如何连接的时他们之间是如何通过动化实现的。做好整个工程的规划能极大的提高工程实现的效率时省掉许多无谓的工作时能快速有效的完成工程。

2.3 分拣系统组态工程的建立

在MCGS中 每个工程的建立就创建了一个新的用户系统。工程文件的命名规则和Windows系统相同 MCGS自动给工程文件名加上后缀“.mcg”。每个工程都对应一个组态结果数据库文件。菜单中的“新建工程”命令 系统自动创建一个名为“新建工程

X.MCG”的新工程时X为数字 表示该工程是新建立的第几个工程 如1、2、3等 。由于尚未进行组态操作 新工程只是一个空的骨架 一个包含五个基本组成部分的结构框架 接下来要逐步在框架中配置不同的功能部件 构造完成特定任务的应用系统 这样就能把整个工程的血和肉组合在一起。下图就是MCGS的“工作台”界面。每个新的工程的建立就是从这个界面开始的。它包括5个部分 主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略 每个部分都是一个窗口 他们5个部分都是组态软件的重要组成部分 分别管理组态软件的5个部分 用鼠标单击不同的标签可选取不同窗口页面 对应用系统的相应部分进行组态操作进入新工程的编辑和运行的时候用户可随意更改该工程的属性。一般情况下 所有的工程文件都存放在MCGS安装目录下的Work子目录里 用户也可以根据自身需要指定存放工程文件的目录。本次设计的分拣系统的工程的建立过程如下

1、鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项 生成名称为“新建工程X.MCG”的文件。该工程默认保存在用户安装MCGS的目录下的Work子目录里 用户也可自行修改保存路径。

图1

2、选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项 弹出文件保

存窗口。然后保存该工程。 3、在文件名一栏内输入“材料分拣组态监控系统” 点击“保存”按扭 工程创建完毕。

2.4 制作分拣系统的组态工程画面

工程画面是观的反映整个系统的工具 组态软件拥有强大的编辑工程画面的工具 能编辑出非常漂亮的各种工程的画面 给用户很大的帮助。以下是分拣系统的工程画面的编辑的步骤 1. 创建用户窗口 2. 设置用户窗口属性 3. 创建工程图形 4. 编辑工程图形2.4.1创建分拣系统监控的用户窗口

打开工作环境，选择用户窗口，如下图所示 点击“新建窗口”按钮，即可创建一新的窗口。

图2

2.4.2 设置分拣系统监控的用户窗口属性

选定上面创建的窗口，单击右边的“窗口属性”按钮，设置该窗口的属性。也可单击鼠标右键来选择设置属性。用户窗口的属性包括基本属性、扩充属性和脚本控制时启动脚本、循环脚本、退出脚本由用户选择设置。

图3

在“用户窗口”中选定“材料分拣系统”时单击鼠标右键时选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”时将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。

2.4.3 创建工程图形

在上述的用户窗口中时鼠标选定该用户窗口时单击“动画组态”按钮时系统会自动弹出一个空白页时用户可在该空白页上进行对工程的图形的创建。在用户窗口中创建图形对象之前时需要从工具箱中选取需要的图形构件时进行图形对象的创建工作。我们已经知道时MCGS提供了两个工具箱 放置图元和动画构件的

绘图工具箱和常用图符工具箱。从这两个工具箱中选取所需的构件或图符时在用户窗口内进行组合时就构成用户窗口的各种图形界面。

MCGS组态软件的工具箱有着很强大的功能 它的“对象元件库”里储存着大量的元件的样本 用户在做一般常见的系统时可以很方便的直接从元件库中调用元件 本次设计所用的元件在元件库中不容易找到 所以作者用了编辑器 把所要用的元件画了出来。在用户窗口中绘制一个图形对象 实际上是将工具箱内的图符或构件放置到用户窗口中 组成新的图形。操作方法是 打开工具箱 鼠标单击工具箱内对应的图标 选中所要绘制的图元、图符或动画构件。把鼠标移到用户窗口内 此时鼠标光标变为十字形 按下鼠标左键不放 在窗口内拖动鼠标到适当的位置 然后松开鼠标左键 则在该位置建立了所需的图形 绘制图形对象完成 此时鼠标光标恢复为箭头形状。

2.4.4 编辑工程图形

编辑工程图形就是用MCGS的图形库中的图形或工具箱画出来的图形经过用户的组合个编辑做成可以反映工程的图形。清晰的外观可以给使用者带来最直观的反映。在对图形对象进行编辑操作之前 首先要选择被编辑的图形对象 选择的方法如下 1.

打开工具箱 鼠标单击工具箱中的“选择器” 此时鼠标变成箭头形状。用户可以在用户窗口中选择任意的形状 单击鼠标左键