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1、密级:本科年业论文（设计）题目混料传送带PLC控制系统设计与安装学院专业电气工程及其自动化班级07电气本（1）班学号*姓名*指导教师*起讫时间2010.12至2011.5教务处印介绍了 PLC在四节传送带控制系统中的应用，同时也详细地叙述了系统中相关 控制项目的设计方案及具体实现方法。文中还介绍了基于PLC与单片机的区别使我 们能更加的清楚认识PLC，对学生熟悉PLC控制系统的结构和工作原理以及学习梯 形图的编写都有很大的帮助。本系统是对四节混料传送带控制的系统，该设备适用于流水线生产等，也可以 把生产出的货物进行传送到特定的地方。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成
2、电路技术， 采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相 比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中， 应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备 也获得故障自诊断保护。关键词：传送带 PLC故诊断控制 可编程控制器控制AbstractIntroduced PLC in four conveyer belts control system appli
3、cation, simultaneously also in detail narratedin the system to be connected the control project design proposal and the concrete realization method. Inthe article also introduced enables us based on PLC and the monolithic integrated circuit difference evenmore clearly to know PLC, is familiar with t
4、he PLC control system to the student the structure and theprinciple of work as well as the study trapezoidal chart compilation all has the very big help.This system is a system which controls to four conveyer belts, this equipment is suitable for theproduction-runs and so on, also may the cargo whic
5、h produces carry on transmits to the specific place.The redundant reliability is the electricity control device essential performance. PLC because uses themodern large scale integrated circuit technology, used the strict production craft manufacture, theinternal circuit has adopted the advanced anti
6、jamming technology, had the very high reliability. Machinethe external circuit said from PLC that, uses the PLC constitution control system, compares with thesame level scale relay system, the electrical wiring and the switch contact reduced to several hundredeven several 1/1,000, the breakdown also
7、 greatly reduces. In addition, PLC has the hardware breakdownself-examination function, appears when the breakdown may promptly send out the warninginformation. In the application software, the application also may enroll the periphery component thebreakdown from the diagnostic program, causes in th
8、e system also obtains the breakdown besides PLCelectric circuit and the equipment from the diagnosis protectionKey word: ControlProgrammable controller目录混料传送带PLC控制系统设计与安装.错.误.!.未定.义.书.签。摘要Abstract1绪论1.1设计皮带输送机的意义.41.2皮带输送机的概述.41.3 PLC 简介51.4本文主要研究的内容.9.2皮带输送机的硬件设计2.1皮带输送机的工作原理102.2硬件实现2.2.1 CPU处理模块2
9、.2.2 PLC的I/O分配及功能表122.2.3 PLC的外部接线132.3硬件抗干扰设计1.43皮带输送机的软件设计161.7.3.1自动输送模块的设计3.1.1程序的设计3.1.2程序分析173. 2故障检测模块的设计1818.1.93.2.1程序的设计3.2.2程序分析.4皮带输送机监控界面的设计4.1 MCGS工控软件简介14.2皮带输送机监控系统的制作34.2.创建MCGS 主控窗口3,4.2.2定义实时数据34.2.3用户界面的制作54.3命令语言的编写6.4.4 MCGS与PLC的通讯连接8.5系统的调试结论致谢参考文献附录I程序梯形图附录II皮带输送机程序的语句表1绪论1.1
10、设计皮带输送机的意义皮带输送是现代许多行业生产的关键环节，近年来，随着计算机技术的迅速发展 输送机是现代许多行业生产的关键环节，以工控机为核心的自动输送机可以按照设定 配比和流量控制各输入物料的瞬时流量，从而达到控制生产质量和产量的目的。同时 由于该系统具有体积小、结构简单、操作方便、配料速度快、精度高等优点，被广泛 的应用到水泥、化工、煤炭、粮食、造纸、饲料等行业。皮带输送机在饲料加工、食品加工、化工、冶炼、铸造等行业具有广阔的应用前 景，可以对这些行业提高劳动生产率，提高产品质量，降低消耗起到重要作用。例如 在饲料行业，通常饲料中包括十几种原料，以前采用人工输送，劳动强度大，生产效 率低，
11、配料的精度也不高，同时人工操作的损耗也较大。输送的饲料质量不稳定，成 本也较高。因此，本系统采用PLC对皮带输送进行控制，使各种物料的给料、称重 计量、卸料、混料完全实现了自动化，上述问题都可以很好的解决。可以为生产企业 带来良好的经济效益。1.2皮带输送机的概述随着计算机技术与自动化技术的发展，自动输送机的相关技术也日益成熟，并以 其计量准确、安全可靠、自动化程度高、广泛地应用于化工、矿山、建材、食品、冶 金、港口、电力等多种行业。它既可以自成系统，独立工作，也可以接入其它系统进 行工作。我国生产制造的带式输送机的品种，类型较多。通过国家一条龙“日产万吨综采 设备”项目的实施，带式输送机的技
12、术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距 离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。我国带式输送机的 主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关 键部件及其功能如自移机尾，高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、 高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展 方向。由于人工经验已不能满足现代化生产的要求，于是将皮带核子秤称重与皮带控制 技术结合于一体，形成了皮带输送机，它一方面能够边输送边称量各种固体散装物料， 称出某一瞬间传送带所输送的物料重量
13、和某段时间内输送的物料重量的总和；另一方 面，可用于将几台秤上的几种原料按一定的比例混合起来，即自动配料，其控制方法 主要采用了自动控制技术。实践表明自动控制系统不仅自动化程度高，配料连续性好， 操作人员劳动强度低，而且配料精度高，产品质量容易控制，还能实现动态物料的配 比，自动和手动相结合，实现自动跟踪误差调整、自动称重、自动混合、自动显示的 功能。目前皮带输送机主要有三种类型： 料门可调的带式称量器，即流到输送带上的物料流速可以控制，而输送带以 恒定速度运动。早期的饲料加工厂设计大多采用这种方法。带速可调的输送带式称量器，即输送带速度可变，而流至输送带上的物料流 速恒定。物料流速和输送带速
14、度均可调的带式称量器，也称为累积式称量喂料器，即 输送带上的物料重量和带速均可以控制。1.3 PLC简介现代社会要求制造业对市场需求有迅速的反应，生产出小批量，多品种，多规格， 低成本的高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动化生产线的控制系统必 须具有极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的，它是以微处 理器为基础的通用工业控制装置。PLC直接应用于工业环境，它具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范 围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等 高薪技术的发展息息相关，这些高薪技术的发展推动
15、了 PLC的发展，而PLC的发展 又对这些高新技术推出了更新、更高的要求，促进了它们的发展。PLC的发展大致经 历了以下几个阶段。第一阶段：从1969年第一台PLC问世到1972年，初创阶段。1969年，美国数 字设备研制出了世界上第一台PLC，型号为PDP-14。缺点是价格高，仅限开关量逻 辑控制。第二阶段：从1973年到1978年，成熟阶段。此阶段的特点是开发了面向用户的 梯形图编程法，CPU采用微处理器，与继电器控制系统的结构简单、使用方便、价 格便宜、抗干扰性强的特点结合起来，面向工业控制的特点，改为可编程控制器(PC)， 后来，为了与个人计算机区别简称PLC。第三阶段：从1978年到
16、1984年，大发展阶段。此阶段的特点是进入持续高速发 展的新阶段、应用面几乎覆盖了所有工业企业，生产厂家增多，CPU采用8位、16 位微处理器，功能进一步增强，速度更快。第四阶段：从1978年至今，继续发展阶段。此阶段的特点是微处理器的档次和 处理速度提高，通信系统的开放、使各厂家的产品可以相互通信、实现工厂的管理与 控制的自动化，编程语言梯形图、功能块图、语句表、高级语言。PLC编程方法简单易学，功能强、性能价格比高，硬件配套齐全、用户使用方便、 适应性强，可靠性高、抗干扰能力强，系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作 量小、维修方便，体积小、能耗低。复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大
17、量的 中间继电器和时间继电器，比继电器控制系统的配线少得多，故可以剩下大量的配线 和附件，节省大量的费用。随着计算机技术和自动化技术的发展，自动输送机的相关技术也日益成熟，并以 其计量准确、安全可靠、自动化程度高，广泛地应用于化工、矿山、建材、食品、冶 金、港口、电力等多种行业。PLC系统的基本结构可编程控制器PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，它按照用户 程序存储器中预先编制繁荣控制程序，通过输入接口采入现场信息，执行逻辑或数值运算，进而通过输出接口控制各种执行机构动作。作为一种以微处理器为核心的用作数字控制的特殊计算机，它的硬件配置与一般 微机装置类似，主要由中央处理单元（C
18、PU模块）、信号输入/输出模块、电源和编程 器等部分组成，如图1.1所示。图1.1 PLC组成原理图 CPU模块CPU模块是PLC的主要组成部分，是系统的控制核心。它以循环扫描的方式采 集现场各输入装置的状态信号，执行用户控制程序，并将运算结果传送到相应的输出 装置，驱动外部负载工作。CPU模块中通常还插装有存储器，PLC的系统程序、用 户控制程序和工作数据就存储在存储器中。 输入/输出模块通常，将PLC的信号输入模块和信号输出模块简称为输入/输出模块（I/O模块）。 输入/输出模块是PLC的CPU模块与外部控制现场相联系的桥梁。PLC的输入/输出模块通常可分为开关量输入模块、模拟量输入模块、
19、开关量输 出模块和模拟量输出模块等，分别用于联系不同类型的外部信号。大型PLC中还有一类特殊I/O模块，如高速计数模板、PID控制模板、中断控制 模板等，一般是为了提高PLC的实时控制功能和过程控制功能而专门设计的。 电源PLC通常使用交流220V或直流24V工作电源。它的电源模块为其他各功能模块 提供DC5V、DC12V、DC24V等各种内部直流工作电源。一般情况下，许多PLC 可以为输入电路和外部的传感器提供直流24V的工作电源，但是驱动PLC负载的直 流电源或交流电源一般由用户提供。 编程器及其他选件编程器是编制、编辑、调试、监控PLC的用户程序的必备设备。它通过通信接 口与PLC的CP
20、U模块相联系，完成人机对话。小型PLC的程序编制可直接使用简 易的手持式编程器来完成，较为复杂的编程一般使用专门的编程软件。编程软件可以 安装在普通计算机上，程序编制好后通过通信电缆下载到PLC中。PLC还可以选配其他设备，如盒式磁带机、打印机、EPROM写入器、人机接口 单元、网络连接设备，可以根据实际需要进行配置。此外，PLC还提供外设、通信 接口，可用以连接PLC编程器、计算机、其它PLC或智能装置。PLC的工作原理PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。周而复始地按一定的顺 序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行的循环工作模式。执行一个循环扫描 过程所需的时间称为扫描周期
21、。典型值是1100ms。 初始化：PLC上电后，首先进行系统初始化，清除内部继电器区，复位定时 器等。 CPU自诊断：PLC在每个扫描周期都要进入CPU自诊断阶段，对电源、PLC内部电路、用户程序的语法进行检查；定期复位监控定时器等，以及确保系统可 靠运行。 通信信息处理：在每个通信信息处理扫描阶段，进行PLC之间以及PLC 与计算机之间的信息交换，PLC与其它带微处理器的智能装置通信。 与外部设备交换信息：PLC与外部设备连接时，在每个扫描周期内要与外部 设备交换信息。这些外部设备有编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机等。 执行用户程序：在运行状态下，每一个扫描周期都要执行用户程序。 输
22、入、输出信息处理：在运行状态下，每一个扫描周期都要进行输入、输出 信息处理。1.4本文主要研究的内容本文是基于PLC的皮带输送机的设计。包括硬件的设计，软件的设计以及监控软 件的设计。硬件的实现：目前，PLC在国内已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、 机械制造、汽车、经济、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。在生产过程中，利 用PLC编程是一种普遍采用的编程方法。它具有可靠性高、适应工业现场的高温、 冲击和振动等恶劣环境的特点，已成为解决自动控制问题的最有效工具。我选用 S7-200系列的CPU226对下位机进行控制。软件的实现：软件方面选用STEP7-Micro/WIN32对系统进行编
23、程，通过模块化 的设计思想，包括自动配料模块和故障诊断模块的设计，使皮带输送机得以实现。组态软件的实现：在工业自动化领域中，自动化设备的应用都离不开监控系统。 本文采用MCGS进行通过定义实时数据库、监控界面的设计以及命令语言的制作来 实现对皮带输送机的监控。实现皮带输送机的监控，不仅能实时全面的了解皮带配料 的生产和使用情况，更能使自动化设备形成统一的整体，合理调节生产和应用中的每 一个环节。2皮带输送机的硬件设计在矿山、码头、冶金和化工等行业，广泛使用皮带输送机来进行测量和控制输送 机的速度和物料的流量，输送机性能的好坏直接影响到它的动态性能和配料精度。本 系统采用PLC对皮带输送机进行控
24、制。2.1皮带输送机的工作原理皮带输送机由料斗、皮带、检测系统和装车系统组成。其工作原理是通过检测料 斗的物料量来对整个系统进行控制。当料斗物料不足时料斗进料；当料斗物料充足时， 车到位皮带依次延时一秒启动，料斗进行卸料，当车装满时皮带依次停止，料斗关闭。 输送过程结束。皮带输送机结构图如图2.1所示。图2.1皮带输送机结构图2.2硬件实现2.2.1 CPU处理模块S7-200 有五种 CPU 模块，分别为 CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226，它们有着共同的技术指标，CPU共同的技术指标如表2.1所示。它们也有 各自不同的技术规范如表2.2所示。根据表中的
25、技术规范本系统选用CPU226作为本 系统的硬件部分。表2.1 CPU模块共同的技术指标项目技术指标用户存储器类型EEPROM最大数字量I/O映像区128点入，128点出最大模拟量I/O映像区32点入，32点出定时器总数256个计数器总数256顺序控制继电器256点表2.2 S7-200CPU技术规范特性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226外形尺寸90X80X6290X80X62120.5X80X62120.5X80X62190X80X62用户数据存储器可以在运行模式下编辑4096409681921228816384数据存储器20482048819210240102
26、40掉电保持时间 典型佰5050100100100本机数字量I/O6入/4出14入/10出14入/10出24入/10出24入/16出数字量I/O映 像区256 （128 入/128 出）模拟量I/O映 像区无16入/6出32入/32出扩展模块数量2个7个脉冲捕捉输入 个数681424高速计数器个 数4个6个6个6个高速脉冲输出2 路 20kHz2 路 20kHz2 路 100kHz2 路 20kHz模拟量调节电 位器1位，8位分辨率2位，8位分辨率实时时钟有有有有有可选卡件存储器卡、电池卡和实时钟卡存储器卡和电池卡2.2.2 PLC的I/O分配及功能表本系统需要8个输入点和10个输出点。根据P
27、LC的特点和系统设计的需要，输 入信号包括启动按钮、运料车到位检测、运料车物料检测等等。输出信号包括电机、 运料车到位指示等等。其I/O分配如表2.3所示。表2.3元件地址I/O分配PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明I0.0SD启动（SD）I0.1SQ1运料车到位检测I0.2SQ2运料车物料检测I0.3S1料斗物料检测I0.4A皮带M4的故障模拟I0.5B皮带M1的故障模拟I0.6C皮带M2的故障模拟I0.7D皮带M3的故障模拟Q0.0M1皮带M1Q0.1M2皮带M2Q0.2M3皮带M3Q0.3M4皮带M4Q0.4L1允许进车Q0.5L2运料车到位指示Q0.6D1运料车装满指
28、示Q0.7D2料斗下料Q1.0D3料斗物料充足指示Q1.1D4料斗进料2.2.3 PLC的外部接线PLC输入点与系统分为二部分相连接，系统的运料车到位检测、运料车物料检测、 料斗物料检测分别与PLC输入点I0.1I0.3相连；皮带M4的故障诊断、皮带M3的 故障诊断、皮带M2的故障诊断、皮带M1的故障诊断分别与输入点I0.4I0.7相连 接。PLC输出点与皮带M1、皮带M2、皮带M3、皮带M4、允许进车、运料车到位 指示、运料车装满指示、料斗下料、料斗物料充足指示、料斗进料相连接。外部接线 图如图2.2所示。2.3硬件抗干扰设计PLC系统主要应用于实际的生产现场中，而现实的工作环境往往比较恶劣
29、，干扰 严重，由于干扰的存在，往往造成数据采集误差加大，控制状态失灵，数据受干扰发 生变化，程序运行失常等后果。因此为了保证系统可靠工作，在硬件的设计中，必须 要考虑和解决抗干扰的问题。电源干扰主要表现为电源噪声，根据电源电压变化持续时间的大小，这种噪声通 常有过压、欠压、浪涌、尖锋等形式，事实证明，它们对系统会产生不良影响。尤其 是尖锋电压对系统的正常运行破坏性很大，导致逻辑功能紊乱、原程序丢失。为了消除电源噪声，通常的做法是采用交流稳压电源以防止电源系统的过压与欠 压：使用双隔离变压器以抑制高频噪声，增强系统抗共模干扰的能力：采用粗导线作 为电源连接线；逻辑电路、模拟电路的布线应尽量分开，
30、使供电电源有良好的退耦电 路；在电源与地线之间并接去耦电容，消除电源线和地线中的脉冲电流干扰。接地干扰产生的原因是因为导线存在不同的接地点，导线本身的内阻使得各个接 地点之间的电压差不为零。消除接地干扰的方法是地线应尽量短，直接走线；系统中逻辑地、模拟地应一点 相连，外壳地线和公共地线应分开走线，若允许直接相连，应在某一点可靠地相连， 否则用电容相连。I/O通道抗干扰技术一般而言，I/O通道干扰在各种干扰中占有显著的地位。在 控制系统中，它的输入输出通道包含有各种性质截然不同的信号，有模拟量、数字量、 光信号等，而且模拟量的强度有时差别会很大。另外，输入输出通道中的长线干扰在 一定情况下是不能
31、忽略不计的。3皮带输送机的软件设计STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于WINDOWS的应用软件，由西门子公司专 门为西门子S7-200系列PLC设计开发的。该软件功能强大，界面友好，并有方便的 联机帮助功能。西门子公司的STEP7-Micro/WIN32系列属于小型PLC，可用于代替继电器的简 单控制场所，也可用于复杂的自动化控制系统。由于它有极强的通信功能，在大型网 络控制系统中也能充分发挥其作用。特点是S7-200的可靠性高，可以用梯形图、语 句表和功能块图三种语言来编程，它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便， 内置有高速计数器、PID控制器、RS-485通信编程接口、
32、PPI通信协议、MPI通信协 议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O。STEP7-Micro/WIN32的基本功能是协助用户完成应用软件的开发任务，例如， 创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。利用该软件可设置PLC的工作方式和 参数，上载和下载用户程序，进行程序的运行监控。它还具有简单语法的检查、对用 户程序的文档管理和加密等功能，并提供在线帮助。上载和下载用户程序指的是用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程时，PLC 主机和计算机之间的程序、数据和参数的传送。上载用户程序是将PLC中的程序和数据通过通信设备上载到计算机中进行程序 的
33、检查和修改；下载用户程序是将编制好的程序、数据和CPU组态参数通过通信设 备下载到PLC中以进行运行调试。3 .1自动输送模块的设计系统由料斗、传送带、检测系统和装车系统组成。在设计中应用了常开触点、常 闭触点、比较指令、定时器、跳变指令、置位和复位指令、传送指令、计数器等指令 来实现功能。配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时， 输送机自动停止配料。料斗不足时停止配料并自动进料。3.1.1程序的设计自动装车系统分为二部分，系统启动之后，进行料斗物料检测，如果料斗为空， 则料斗进行进料；如果料斗中有料，允许进车，车到位之后开始装车，当车装满时停 止装车，装车过程完成，以
34、此进行循环。程序流程图如图3.1所示。图3.1自动装车系统流程图3.1.2程序分析打开“启动”开关，红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料 口 D2关闭，若物料检测传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料 （D4亮）。当S1置为ON （料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电机M1、 M2、M3、M4 均为 OFF。当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1 灭；同时启动电机M4,经过1S后，再启动M3,再经2S后启动M2，再经过1S最 后启动M1,再经过1S后才打开出料阀，物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗
35、关闭，1S后M1停止，M2在M1停止 1S后停止,M3在M2停止1S后停止，M4在M3停止1S后最后停止。同时红灯L2 亮，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。关闭“启动”开关，自动输送装车的整个系统停止运行。自动装车系统的梯形图程 序如附录I所示。3. 2故障检测模块的设计3.2.1程序的设计系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、B、C、D组成，完成物 料的运送、故障停止等功能。程序流程图如3.2所示。图3.2故障检测系统流程图3.2.2程序分析闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带，每经过1秒延时，依次启动一条传 送带。当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，
36、而该传送带以 后的待运完货物后方可停止。例如：M2存在故障，M1、M2立即停，经过1S延时 后，M3停，再经过1S，M4停。排除故障，打开“启动”开关，系统重新启动。关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停 止M2、M3及M4。故障诊断系统的梯形图设计如附录I所示。皮带输送机综合了自动输送系统和故障诊断系统，对I/O点进行调整。皮带输送 机的梯形图如附录I所示。4皮带输送机监控界面的设计4.1 MCGS工控软件简介监控软件的性能对监控系统的性能有很大的影响。监控系统是一个要求实时性 很强网络系统，特别强调在监控系统设计满容量的情况下，要使监控系统的技术性能 指
37、标符合要求，监控软件必须采用适合大型的实时网络系统的软件台，在应用软件的 设计上采用更先进的手段。同时应具有更为先进的监控系统的开发试验环境。MCGS是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源 管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现 最优化管理。它基于Microsoft WindowsXP/NT/2000操作系统，用户可以在企业网络 的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用MCGS工业监控工 程，可以极大地增强用户生产线的能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、 减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营
38、管理和故障诊断，到网络 结构分布大型集中监控管理系统的开发。MCGS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（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、实时曲线、历史曲线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，它充分利用了 Windows图形功能完备、界面一致性好、 易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领 域有着更广泛的应用。MCGS软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已
39、有工程进行 搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的 设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动 画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。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，它按照组态结果数据库
40、中用户指定的方式进行 各种处理，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，必须与组 态结果数据库一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成，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。组态结果数据库完成了 MCGS系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的 关系如图4.1所示。运行环壕解释执行组态结果图4.1组态环境和运行环境的关系MCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数 据库和运行策略五个部分构成。窗口是屏幕中的一块空间，是一个“容器”，直接提供给用户使用。在窗口内，用 户可以放置不同的构件，创建图形对象并
41、调整画面的布局，组态配置不同的参数以完 成不同的功能。在MCGS的单机版中，每个应用系统只能有一个主控窗口和一个设备窗口，但 可以有多个用户窗口和多个运行策略，实时数据库中也可以有多个数据对象。MCGS 用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面，组态配 置各种不同类型和功能的对象或构件，同时可以对实时数据进行可视化处理。4.2皮带输送机监控系统的制作4.2.1创建MCGS主控窗口主控窗口是运行环境菜单，本系统对一些属性进行设置，本系统的主控窗口界面 如下图4.2所示。菜单组态:运行环境菜单*系绕管理登录用户L 讴出登录0实验内容皮带输送机图4.2主控窗口界面4.2.2
42、定义实时数据在系统中要先对不同类型的数据进行定义才能进行系统的设计。本系统实时数据 的定义如表4.1所示。3数据对象I00I01I02I03I04I05I06I07moveylmovey2Q01Q02Q03Q04Q05movex1movex2表4.1实时数据的定义类型开关型开关型开关型开关型开关型开关型开关型开关型数值型数值型开关型开关型开关型开关型开关型数值型数值型PLC地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4解释说明启动运料车到位检测运料车物料检测料斗物料检测皮带M4的故障检测皮带M1的故障检测皮带M2的故障检测皮带M3的
43、故障检测物料的垂直移动物料的垂直移动皮带M1皮带M2皮带M3皮带M4车满皮带M1的水平移动皮带M2的水平移动movex3movex4数值型无数值型无皮带M3的水平移动皮带M4的水平移动4.2.3用户界面的制作用户界面设计除了要完成毕业设计中要求实现的最基本的功能之外，还要尽量把 界面设计的用起来得心应手，更加的方便快捷。与此同时还要追求界面的简洁、友好 和完美。具体就是，用户界面要设计合理，按钮和系统的图素摆放要错落有致，不能 乱放；界面颜色和布局要体现美感。皮带输送机的欢迎界面如4.5所示，监控系统 界面如4.6所示。图4.5皮带输送机的欢迎界面图4.6皮带输送机监控系统界面4.3命令语言的
44、编写用户界面制作完成后要与界面编制程序，程序是用户界面的后台支持。一方面程 序使得用户界面与下位机PLC实现通讯，使用户界面可以控制系统的运行。另一方 面程序建立了画面中动画和系统状态的联系，使用户画面中可以实时的反应系统的运 行情况。本系统编写的命令语言如下：履带移动if Q01=1 and movex140 then movex1=0if Q02=1 and movex240 then movex2=0if Q03=1 and movex340 then movex3=0if Q04=1 and movex440 then movex4=0物体移动水平if Q01=1 and movey1=0 and movey1=240 and movey1=460 and movey1=680 and movey1=900 then movey1=movey1+2垂直if movey1=200 thenmovey2=48movey1=movey1+40endifif movey1=420 thenmovey2=96movey1=movey1+40endifif movey1=640 th
