余峰浩

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050）

基于組態(tài)技術(shù)的自動(dòng)檢測(cè)站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

余峰浩

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050）

介紹了MPS自動(dòng)檢測(cè)站的基本結(jié)構(gòu)和功能，給出了基于組態(tài)王軟件的該站監(jiān)控系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。該監(jiān)控系統(tǒng)不僅能對(duì)自動(dòng)檢測(cè)站的工作過(guò)程進(jìn)行同步動(dòng)態(tài)模擬演示，而且還可以實(shí)時(shí)顯示其工作狀態(tài)、工件信息檢測(cè)結(jié)果等，并對(duì)該站運(yùn)行進(jìn)行控制。

組態(tài)技術(shù)；監(jiān)控系統(tǒng)；自動(dòng)檢測(cè)站；組態(tài)王

0 引言

自動(dòng)檢測(cè)站屬于MPS模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)中的一個(gè)工作站，該站主要功能是對(duì)送往本站的待檢測(cè)工件進(jìn)行顏色、材質(zhì)（區(qū)分金屬和非金屬）以及工件高度進(jìn)行檢測(cè)（判斷合格與不合格），運(yùn)行過(guò)程中需要保存工件的類型，統(tǒng)計(jì)合格與不合格工件的數(shù)量等，這用傳統(tǒng)的按鈕和指示燈來(lái)實(shí)現(xiàn)，既不直觀，也難以實(shí)現(xiàn)，如果使用組態(tài)技術(shù)，在觸摸屏或上位機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控，就很直觀，也易于實(shí)現(xiàn)。本文介紹利用北京亞控的組態(tài)王6.53版軟件在上位機(jī)上設(shè)計(jì)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)站的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行同步模擬動(dòng)畫演示，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)和工件檢測(cè)信息結(jié)果進(jìn)行顯示，利用設(shè)計(jì)的操作面板可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)站的運(yùn)行進(jìn)行控制。

1 自動(dòng)檢測(cè)站的結(jié)構(gòu)

自動(dòng)檢測(cè)站主要由工件平臺(tái)及其提升機(jī)構(gòu)、工件顏色及材質(zhì)檢測(cè)組件、工件高度檢測(cè)組件、推料機(jī)構(gòu)和工件滑槽等組成。如圖1所示，工件平臺(tái)提升機(jī)構(gòu)主要由1個(gè)無(wú)桿氣缸組成；工件及材質(zhì)檢測(cè)組件主要有1個(gè)漫射式光電開(kāi)關(guān)、1個(gè)電感式接近開(kāi)關(guān)和1個(gè)反射式光電接近開(kāi)關(guān)（判斷工件平臺(tái)上有無(wú)工件）組成；工件高度檢測(cè)組件主要由直線位移傳感器及其變送器組成；推料機(jī)構(gòu)主要由1個(gè)直線氣缸及推料桿組成。

2 自動(dòng)檢測(cè)站的功能

自動(dòng)檢測(cè)站接收上一站送來(lái)的待檢測(cè)工件，對(duì)其顏色（黑或白）、材質(zhì)（金屬與非金屬）屬性進(jìn)行檢測(cè)，并加以保存，檢測(cè)完成后將工件提升至高度檢測(cè)工位，進(jìn)行高度測(cè)量，根據(jù)事先設(shè)定值決定工件高度是否合格，如果合格，則將其直接推出至滑槽；如果不合格，則工件平臺(tái)下降至底端，將工件推出至廢料槽。本站設(shè)有操作面板，可對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行控制。

圖1 自動(dòng)檢測(cè)站結(jié)構(gòu)組成圖

3 自動(dòng)檢測(cè)站組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般按以下幾個(gè)步驟來(lái)完成。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)畫面設(shè)計(jì)

根據(jù)本站監(jiān)控系統(tǒng)的要求，將主畫面設(shè)計(jì)為四個(gè)區(qū)域，即：模擬運(yùn)行演示區(qū)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視區(qū)、工件信息統(tǒng)計(jì)區(qū)和操作面板區(qū)，每個(gè)區(qū)域具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如圖2所示，其中模擬運(yùn)行演示區(qū)可以與設(shè)備同步動(dòng)畫演示。主畫面右上角顯示當(dāng)前日期與時(shí)間。

（2）組態(tài)軟件與PLC通信端口設(shè)置

組態(tài)畫面的實(shí)時(shí)信息采集與運(yùn)行控制，以及模擬動(dòng)畫演示均是組態(tài)軟件通過(guò)與PLC通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此需要對(duì)其通信端口進(jìn)行設(shè)置。打開(kāi)組態(tài)王軟件的工程瀏覽器頁(yè)面，在左側(cè)的“設(shè)備”選擇COM1口，點(diǎn)擊右邊的“新建”圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖3所示設(shè)置頁(yè)面，依次選擇PLC→西門子→s7-200系列→PPI，然后點(diǎn)擊下一步，指定添加設(shè)備的名稱（可以自行設(shè)定），接著點(diǎn)擊下一步，指定通信端口為COM1口，繼續(xù)點(diǎn)擊下一步，設(shè)置與組態(tài)王通信的PLC端口地址，這點(diǎn)很重要，確保與PLC相應(yīng)端口實(shí)際地址一致，否則組態(tài)王與PLC可能通信不成功。

圖2 自動(dòng)檢測(cè)站監(jiān)控與運(yùn)行控制主畫面設(shè)計(jì)

圖3 設(shè)備配置向?qū)?選擇設(shè)備

（3）在數(shù)據(jù)詞典中定義變量

組態(tài)王與PLC通信用的所有變量均在數(shù)據(jù)詞典中定義，包括有監(jiān)控狀態(tài)所需數(shù)據(jù)變量、操作面板控制設(shè)備運(yùn)行所需數(shù)據(jù)變量以及動(dòng)態(tài)模擬演示中所需動(dòng)畫設(shè)計(jì)而定義的變量。整個(gè)變量可整體分為I/O變量和內(nèi)存變量，需要讀或?qū)慞LC數(shù)據(jù)的定義為I/O變量，僅在組態(tài)王內(nèi)部使用的定義為內(nèi)存變量。圖4為數(shù)據(jù)詞典中定義的部分變量截圖。

（4）動(dòng)畫設(shè)計(jì)

本站監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的動(dòng)畫連接設(shè)計(jì)內(nèi)容很多，也是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分，它既包括模擬運(yùn)行演示部分的各個(gè)部件的動(dòng)畫設(shè)計(jì)，也包括各狀態(tài)指示燈、文字說(shuō)明的動(dòng)態(tài)顯示等。

模擬運(yùn)行演示部分涉及到的動(dòng)畫連接設(shè)計(jì)部分，主要類型有隱含、水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、顏色填充等。以待檢測(cè)工件為例說(shuō)明其動(dòng)畫設(shè)計(jì)，如圖5所示，共有5種動(dòng)畫屬性需要設(shè)置。線屬性設(shè)置的是工件對(duì)象外輪廓顏色，填充屬性設(shè)置的是根據(jù)工件類型不同顯示不同的顏色，水平移動(dòng)設(shè)置的是工件被推出時(shí)的水平移動(dòng)，垂直移動(dòng)設(shè)置的是工件隨工件平臺(tái)上升和下降的動(dòng)畫顯示，如圖6所示為垂直移動(dòng)屬性設(shè)置，發(fā)生移動(dòng)動(dòng)畫需關(guān)聯(lián)表達(dá)式（變量）和設(shè)置移動(dòng)距離及對(duì)應(yīng)變量的值，然后在應(yīng)用程序命令語(yǔ)言里編寫該變量的值隨著條件發(fā)生變化的命令，如圖7所示。

圖4 數(shù)據(jù)詞典中定義的變量（部分截圖）

圖5 工件的動(dòng)畫連接設(shè)置

工件信息統(tǒng)計(jì)中涉及到的動(dòng)畫連接設(shè)計(jì)主要有文字的隱含屬性設(shè)置、變量的模擬值輸出、按鈕點(diǎn)擊彈出新窗口等。由于篇幅有限，以合格工件數(shù)量顯示為例來(lái)說(shuō)明動(dòng)畫設(shè)計(jì)，合格工件數(shù)量連接的變量是1個(gè)I/O整型變量，動(dòng)畫連接時(shí)設(shè)置模擬值輸出，它的值來(lái)自于PLC的VW600，在PLC程序里將合格工件的數(shù)量值傳送至VW600即可，其梯形圖程序如圖8所示。

運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視區(qū)的動(dòng)畫連接設(shè)計(jì)主要有文字的隱含屬性設(shè)置、字符串型變量輸出、按鈕點(diǎn)擊彈出新窗口等。

圖6 工件的垂直移動(dòng)動(dòng)畫屬性設(shè)置

圖7 工件垂直移動(dòng)的命令

圖8 合格工件數(shù)量傳送至組態(tài)王的PLC程序

操作面板區(qū)的動(dòng)畫連接設(shè)計(jì)主要是各按鈕按下與彈起時(shí)的命令編寫。以綠色的啟動(dòng)按鈕為例來(lái)說(shuō)明，當(dāng)按鈕按下時(shí)命令語(yǔ)言寫：“\本站點(diǎn)啟動(dòng)按鈕=1；”，當(dāng)按鈕彈起時(shí)命令語(yǔ)言寫“\本站點(diǎn)啟動(dòng)按鈕=0；”即可，而啟動(dòng)按鈕這個(gè)變量定義的是I/O離散型，與之連接的PLC變量為V5.0，要想實(shí)現(xiàn)在組態(tài)王里點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕而能啟動(dòng)設(shè)備，必須將該變量的值通過(guò)V5.0傳送至PLC程序里，在PLC程序內(nèi)將V5.0與啟動(dòng)按鈕I2.0并聯(lián)即可。

（5）運(yùn)行調(diào)試

在組態(tài)王全部畫面和動(dòng)畫連接設(shè)置、應(yīng)用程序命令語(yǔ)言等設(shè)計(jì)完后，運(yùn)行組態(tài)王使之與PLC聯(lián)機(jī)，對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。圖9和圖10為部分運(yùn)行結(jié)果截圖。

圖9 工件正在進(jìn)行高度檢測(cè)

圖10 查看已檢測(cè)工件詳情

4 結(jié)束語(yǔ)

文中基于組態(tài)王6.53版軟件設(shè)計(jì)的自動(dòng)檢測(cè)站監(jiān)控系統(tǒng)，界面友好，顯示內(nèi)容豐富，操作簡(jiǎn)單，可以很好地完成該站的模擬運(yùn)行演示、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、工件信息統(tǒng)計(jì)以及對(duì)設(shè)備的運(yùn)行操作等功能，對(duì)于學(xué)習(xí)基于組態(tài)技術(shù)的自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大參考價(jià)值。

［1］何用輝.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［2］王春生.MPS供料檢測(cè)站的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2009（3）：40-42.

［3］陳天炎.基于KingView的MPS組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.閩江學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（5）：69-73.

Design of Monitoring System Based on Configuration Technology for Automatic Detecting Station

YU Feng-hao
（Wuhan Institute of Shipbuilding Technology，Wuhan430050，China）

This paper introduced the basic structure and functions of automatic detecting station of MPS,and described the detail design of the monitoring system of this station based on the KingView.This monitoring system not only showed a synchronised simulating demonstration system,but also displayed the working state and detection result of the workpiece information in real time,and can implement operational control of the station.

configuration technology；monitoring system；automatic detecting station；KingView

TP277

：A

：1009－9492(2014)12－0186－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.048

余峰浩，男，1978年生，湖北鄂州人，碩士，講師。研究領(lǐng)域：機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)用。

(編輯：王智圣)

2014－06－10