近年來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，人們對(duì)自動(dòng)化也提出了更高的要求。面對(duì)種類(lèi)繁多的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置，傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件暴露出來(lái)的缺陷越來(lái)越多，比如程序修改困難，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，重復(fù)使用率低，價(jià)格昂貴，可靠性差等，這些足以說(shuō)明其已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求了。組態(tài)軟件出現(xiàn)后，傳統(tǒng)工控軟件存在的各種問(wèn)題被很好的解決，用戶(hù)可以利用組態(tài)軟件的功能，任意組態(tài)控制對(duì)象和控制目的，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。本文主要利用了松下FPO系列PLC作為主控制器，輔以多種傳感器、氣泵、氣缸和電機(jī)等硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵塊、鋁塊和顏色塊的分揀功能，同時(shí)采用了北京昆侖通態(tài)公司的MCGS觸摸屏作為監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)啟動(dòng)、停止的遠(yuǎn)程控制以及系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。

1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

    1．1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

    本文所設(shè)計(jì)的物料分揀系統(tǒng)主要由控制部分、檢測(cè)部分、輸送部分、分揀部分和監(jiān)控部分等五個(gè)模塊組成。圖1為該物料分揀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 物料分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    控制部分選用的是松下FPO系列的PLC。其接收到檢測(cè)部分反饋的信號(hào)后，進(jìn)行一系列快速且可靠的處理后，將控制指令發(fā)送至輸送部分、分揀部分和監(jiān)控部分。

    檢測(cè)部分主要由電感傳感器、電容傳感器、顏色傳感器、光電傳感器等各種傳感器組成。其作用是通過(guò)不同的傳感器檢測(cè)出物料種類(lèi)或其他信息后將信號(hào)反饋至控制部分。

    輸送部分主要包括變頻器、電機(jī)和傳送皮帶等。其作用是將物料通過(guò)傳送皮帶輸送至各個(gè)用于檢測(cè)物料種類(lèi)的傳感器的有效檢測(cè)區(qū)內(nèi)，進(jìn)行物料種類(lèi)的檢測(cè)。

    分揀部分主要由氣缸和電磁閥等組成。其作用是根據(jù)接收到的控制指令，將不同種類(lèi)的物料分別推人各自所對(duì)應(yīng)的下料槽。

    監(jiān)控部分選用的是北京昆侖通態(tài)公司的MCGS觸摸屏。其作用是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果有需要還可通過(guò)添加構(gòu)件的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行曲線(xiàn)的查詢(xún)、實(shí)時(shí)報(bào)警及報(bào)警記錄查詢(xún)、各種報(bào)表的生成等功能。

    1．2系統(tǒng)的工作原理。

    該物料分揀系統(tǒng)是通過(guò)觸摸屏進(jìn)行啟動(dòng)、停止控制，且實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是如何利用不同類(lèi)型的傳感器對(duì)待測(cè)物進(jìn)行檢測(cè)并分類(lèi)的。當(dāng)供料槽中有待測(cè)物料時(shí)，就會(huì)被此處的傳感器檢測(cè)到，由氣缸將待測(cè)物推上傳送帶，運(yùn)行期間待測(cè)物會(huì)經(jīng)過(guò)不同種類(lèi)的傳感器的檢測(cè)，當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到鐵塊時(shí)，對(duì)應(yīng)氣缸動(dòng)作將待測(cè)物推入1#下料槽；當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到鋁塊時(shí)，對(duì)應(yīng)氣缸動(dòng)作將待測(cè)物推入2#下料槽；當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到顏色塊時(shí)，對(duì)應(yīng)氣缸動(dòng)作將待測(cè)物推入3#下料槽；否則，繼續(xù)前行。

2 觸摸屏工程的設(shè)計(jì)

    本設(shè)計(jì)采用了北京昆侖通態(tài)公司生產(chǎn)的MCGS觸摸屏作為物料分揀系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備，通過(guò)MCGSE嵌入式通用監(jiān)控系統(tǒng)軟件提供的大量圖形對(duì)象和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件，用戶(hù)可以進(jìn)行任意組態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

    2．1制作工程畫(huà)面。

    首先是建立用戶(hù)畫(huà)面，其標(biāo)題可以“物料分揀系統(tǒng)”，并且設(shè)置好適合觸摸屏屏幕的尺寸。另外可以通過(guò)“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。建立好畫(huà)面后，就開(kāi)始結(jié)合物料分揀系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行編輯，放置如電機(jī)、電磁閥、電感傳感器、電容傳感器、光電傳感器和觸摸按鈕等各種圖形對(duì)象、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件和文字，來(lái)逼真的呈現(xiàn)物料分揀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

    2．2定義數(shù)據(jù)對(duì)象。

    MCGS系統(tǒng)中各個(gè)部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為公用區(qū)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分協(xié)調(diào)動(dòng)作。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò)程。只有將工程畫(huà)面中的圖形對(duì)象的動(dòng)畫(huà)屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性的連接后，才可以驅(qū)動(dòng)圖形的動(dòng)態(tài)顯示。

    2．3動(dòng)畫(huà)連接。

    前面已經(jīng)利用圖形對(duì)象將工程畫(huà)面構(gòu)建完成，但此時(shí)畫(huà)面是靜止不動(dòng)的，要想真實(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，就必須對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)行動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對(duì)其過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。MCGS為每一種基本圖形元素都定義了不同的動(dòng)畫(huà)屬性，如圖形大小、顏色、位置、可見(jiàn)度、閃爍『生等狀態(tài)的特征參數(shù)。MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶(hù)窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)陛連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)屬性。這樣在系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征，都由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫(huà)效果。

3 觸摸屏與PLC之間的通訊

    3．1如何實(shí)現(xiàn)MCGS和PLC設(shè)備的聯(lián)接?

    本物料分揀系統(tǒng)所采用的松下FP0系列PLC上有—個(gè)編程接口，同時(shí)也是數(shù)據(jù)通訊接口，其近距離的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)串行通訊協(xié)議完成的。因此，PLC與觸摸屏之間采用了RS232通訊線(xiàn)進(jìn)行連接。

    在MCGS系統(tǒng)中，其與外部硬件設(shè)備的連接由設(shè)備窗口負(fù)責(zé)建立的，使得MCGS能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此MCGS與PLC設(shè)備的聯(lián)接是通過(guò)設(shè)備窗口完成的。

    首先，我們?cè)谠O(shè)備窗口中進(jìn)行設(shè)備組態(tài)，因?yàn)樵贛CGS中PLC設(shè)備是作為子設(shè)備掛在串口父設(shè)備下的，因此在向設(shè)備組態(tài)窗口中添加PLC設(shè)備前，必須先添加一個(gè)串13父設(shè)備。然后，對(duì)串口通訊父設(shè)備進(jìn)行設(shè)備屙l生的設(shè)置，其設(shè)置要求必須與所用設(shè)備的通訊協(xié)議一致，否則將無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常通訊。結(jié)合本系統(tǒng)，我們?cè)O(shè)置通訊端口為COM 1，通訊波特率為9600比特／秒，數(shù)據(jù)位數(shù)為8，選擇奇校驗(yàn)方式，停止位位數(shù)為1位。至此就完成了MCGS與PLC設(shè)備的聯(lián)接。

    3．2怎樣對(duì)PLC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)?

    我們建立了MCGS與PLC系統(tǒng)之間的連接后，只需要在PLC設(shè)備的設(shè)備屬性設(shè)置對(duì)話(huà)框中對(duì)其通道屬性進(jìn)行沒(méi)置，并建立起通道與MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的連接，就可以對(duì)PLC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)操作了。

    3．3怎樣把從PLC讀來(lái)數(shù)據(jù)與監(jiān)控界面中的動(dòng)畫(huà)建立起連接?

    當(dāng)我們?cè)趯?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立了所需的數(shù)據(jù)對(duì)象，并在PLC設(shè)備屬性設(shè)置對(duì)話(huà)框中把它們與對(duì)應(yīng)的設(shè)備通道連接起來(lái)后，只需要在準(zhǔn)備設(shè)置動(dòng)畫(huà)的構(gòu)件的動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置對(duì)話(huà)框中選中相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)連接復(fù)選框，然后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象與其連接起來(lái)就行了。

4 結(jié)論

    本文主要闡述了MCGS觸摸屏在以松下PLC為主控制器的物料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用。系統(tǒng)采用了觸摸屏作為人機(jī)交互工具，使得現(xiàn)場(chǎng)人員操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單，提高了人機(jī)界面的靈活性，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)且自動(dòng)保存，此外還具有體積相對(duì)較小，安裝方便，便于維護(hù)，成本較低等優(yōu)。