MPS柔性系统.doc

第1章 绪论11.1 研究目的11.2 国内外研究现状2第2章 控制系统软件42.1 PROFICY MACHINE EDITION简介42.1.1 ME工作界面42.1.2 工具窗口52.2 IFIX62.2.1 iFIX概貌72.2.2 iFIX结构82.2.3 系统配置92.2.4 I/O驱动器配置9第3章 控制系统硬件143.1 MPS介绍143.2 VERSAMAX概述153.2.1 VersaMax特点153.2.2 VersaMax结构163.3 传感器173.3.1 对射式光电接近开关173.3.2 反射式光电接近开关183.3.3 光纤式传感器183.4 控制指标及总体结构设计要求193.4.1 系统的功能要求及技术指标193.4.2 成品分拣单元的总体设计193.5 使用ME配置VERSAMAX213.5.1 新建VersaMax工程213.5.2 设置临时IP213.5.3 Hardware Configuration硬件配置223.5.4 标签属性与通讯测试233.5.5 Machine Edition与PLC之间的交互操作233.5.6 I/O分配243.6 控制过程26第4章 IFIX监控画面设计284.1 过程数据库284.1.1 数据块284.1.2 建立过程数据库294.2 INTELLUTION工作台324.2.1 工作台布局324.2.2 图符集324.3 表达式编辑器334.4 基于IFIX 的SCADA 系统的具体实现344.4.1 与底层PLC的通信344.4.2 人机界面344.4.3 动画实现35第1章 绪论1.1 研究目的成品分拣在企业自动化生产线上，产品流水装配线上和自动化立体仓库中被广泛的应用。在企业的生产过程中，常常需要根据工件的材料、形状、颜色及重量等进行分类。采用人工分类方法不仅生产效率低，而且生产成本高。成品分拣系统正是针对解决企业生产过程中存在这类问题应运而生的，它可以有效的解决产品分类的问题，因此成品自动分拣系统成为企业降低成本、提高效率和增强企业竞争力的良好选择。MPS柔性系统（Modular Production System 模块化生产加工系统）的一个典型应用就是成品分拣过程，在这个过程中所涉及到的内容包括传感器技术，自动控制原理，气动和电气控制，电气安装和机械安装以及PLC，人机界面等，可谓内容丰富，非常适合教学训练和开发。随着计算机技术的不断发展加上PLC控制技术不断提高，集计算机及PLC控制技术于一体的自动分拣控制系统，充分利用了两者的优势互补，可靠性高、控制功能完善、实时性强、用户界面友好。一个合理的成品自动分拣系统可以减轻工人的劳动强度，提高分拣的质量，提高劳动生产率，因此在工业生产的多个领域具有非常广阔的应用前景。虽然有关于成品分拣的方法有很多种，但从自动控制这一角度出发，绝大部分的分拣方法都是利用PLC与上位机的通信来实现控制的，而如何做到控制的有效性和高效率则与所使用的控制器有很大的关系。VersaMax控制器是GE公司推出的新一代控制系统，其设计新颖、结构紧凑、通用性强、配置灵活、经济实用，为自动化控制系统提供了功能强大的系列产品。本课题以MPS装置为控制对象，利用GE VersaMax控制器为设计平台来实现对成品自动分拣控制系统的开发设计。该课题具有一定的实用价值，一方面可以利用MPS装置控制系统来模拟工厂自动化仓库的运作过程，了解其工作原理和方式；另一方面也可以作为学校教学和企业培训的范例，通过对MPS控制系统的研究与开发，进一步熟悉电子、机械、气动、传感器和PLC等方面的知识。可以说既达到了知识巩固与提高的目的，又增强了动手能力。1.2 国内外研究现状随着物流行业的不断发展加上自动化立体仓库的出现，MPS系统也即工业物流控制与管理系统被作为一种有效进行物料分配和输送的方法得到越来越多人的重视，目前很多学校和培训机构把MPS装置化系统用来做为课程开发，课程训练和人员培训的一个重要内容。面对社会需求，很多从事教学仪器生产的企业相继开发出多种类型的MPS产品用来满足学校和培训机构的需要。其中有不少的MPS产品具有较强的真实性和生产实际性，我们完全利用这样的一套装置来模拟一个较复杂的成品自动分拣过程。本课题研究的内容就是利用MPS系统来进行产品自动分拣方法的设计。目前国内外有关于MPS的产品都是仅限于硬件结构，而对于控制手段根据不同的目的和需要有很多。MPS产品做得比较成熟的是德国的FESTO公司，但产品价格昂贵，使得不少单位望而却步。面对这样一种需求，不少国内进行教学仪器生产的企业瞄准市场，积极开拓，相继开发出一些较高质量的MPS产品，由于其价格相对较低，因此被很多学校购买，用来作为课程开发和课程训练的一种手段。对于MPS进行成品分拣的控制方式常见的有两种，一种是用单片机来实现，另一种是用PLC来实现。利用单片机来进行控制系统设计对硬件的依赖性比较小，成本低，但是由于缺乏稳定性，很难在工业生产环境中应用；而利用PLC来进行控制系统的设计，虽然硬件投入较大，成本较高，但具有很高的稳定性，因此被广泛的使用。目前市场上针对MPS系统控制设计用到的PLC不外乎这么几种：GE，西门子，三菱，欧姆龙，施奈德等。在中国市场上占据较大份额的是西门子和三菱，很多工控场合中都以使用这两种PLC为主。但是在一些大型自动化企业，如汽车制造厂，钢铁公司，有色金属加工企业，化工厂和电厂等由于其自动化集成度很高，又要求进行精确控制，因此所采用的PLC大部分都是GE的。在自动控制系统的设计中除了需要进行PLC编程外，还有一个重要内容就是要进行人机界面的设计，人机界面一般包括两种，一种是触摸屏，另一种是组态画面。触摸屏的出现有利于实现控制的现场化和远程化，而组态不仅能进行过程的动态显示，还可以进行状态实时修正。第2章 控制系统软件成品分拣单元的PLC控制系统作为一个完整的系统模型，利用了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术、电气工程技术等技术。要想进行PLC控制系统的设计，首先必须对控制对象进行调查，搞清楚控制对象的工艺过程、工作特点和工作需求，明确控制要求以及各阶段的特点及相互关系以及各阶段之间的转换条件。并对各个部分的功能有一个明确的了解。只有这样，才能在以后具体的设计过程选择合适的功能模块，在以后的各个部分的配置安排中得心应手。本章主要介绍设计中要用到的两种重要软件：Proficy Machine Edition及iFIX。2.1 Proficy Machine Edition简介Proficy Machine Edition提供了一个统一的完整系统用于解决自动化控制方案。其特点在于提供了一个集成的开发环境，这样可以使用户花更多的时间在应用程序的开发上而不是学习如何使用软件上。所有Machine Edition系列产品都被有效的集成在一个统一的开发环境。2.1.1 ME工作界面GE智能平台的Proficy Machine Edition是一个适用于人机界面开发、运动控制及控制应用的通用开发环境。Proficy Machine Edition提供了一个统一的用户界面， 拖放的编辑功能，及支持项目需要的多目标组件的编辑功能。Proficy Machine Edition包括了基于网络的功能，如它的嵌入式网络服务器，可以将实时数据传输给生产管理中的任意一个人。Proficy Machine Edition内部的所有组件和应用程序都共享一个单一的工作平台和工具箱。一个标准化的用户界面会有效的减少学习时间，界面如图2.1所示。软件集成四大组件：逻辑开发器Logic Developer-PLC，Logic Developer-PC，人机界面开发器View，运动控制开发器Motion。其中每个软件产品都是独立的，但是，每个产品在相同的环境运行。这与Office办公软件包十分相似。它可以包含文字处理软件、电子数据表程序、数据库程序、图形显示程序。每个程序都能够单独运行，但是它们都具有共同的视觉和感觉界面。图2.1 Proficy Machine Edition工作界面2.1.2 工具窗口图2.2 工具窗口工具窗口主要由以下几部分组成，见图2.2 浏览工具窗口Navigator是一个含有一组标签窗口的停放工具视窗，它包含开发系统的信息和视图可供使用的标签取决于你安装哪一种ME产品以及你要开发和管理哪一种工作。每个标签按照树形结构分层次地显示信息，类似于Windows资源管理器。 属性检查工具窗口Inspector（属性窗口）列出已选择的对象或组件的属性和当前位置。可以直接在属性窗口中编辑这些属性。属性窗口的左边栏显示已选择对象的属性。你可以在右边栏中进行编辑和查看设置。 反馈信息工具窗口Feedback Zone Window（反馈信息窗口）是一个用于显示ME产品生成的几种类型输出信息的停放窗口。这种交互式的窗口使用类别标签去组织产生的输出信息。 在线帮助窗口Companion（在线帮助）为你的工作提供有用的提示和信息。当在线帮助打开时，它对ME环境中当前选择的任何对象提供帮助。 数据监视工具窗口Data Watch Tool（数据监视工具）是一个调试工具，让你监视变量的数值。 工具箱窗口Toolchest（工具箱）是功能强大的设计蓝图仓库，你可以把它添加到项目中去，可以把大多数项目从工具箱直接拖到ME编辑器中。2.2 iFIXiFIX是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件，已有超过300，000套以上的软件在全球运行。世界上许多最成功的制造商都依靠GE智能平台的iFIX软件来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据，如图2.3。在包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天然气等各种工业应用当中，iFIX独树一帜地集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的HMI/SCADA解决方案。利用iFIX各种领先的专利技术，可以帮助企业制定出更快、更有效的商业及生产决策，以使企业具有更强的竞争力。 图2.3 iFIX 界面 GE智能平台的iFIX是世界领先的工业自动化软件解决方案，提供了生产操作的过程可视化、数据采集和数据监控。iFIX可以精确地监视、控制生产过程，并优化生产设备和企业资源管理。能够对生产事件快速反映，减少原材料消耗，提高生产率，从而加快产品对市场的反应速度，提高用户收益。iFIX是GE智能平台过程处理及监控产品中的一个核心组件。它可以为准确开放安全的数据采集及管理企业级的生产过程提供一整套的解决方案。2.2.1 iFIX概貌iFIX是一套工业自动化软件，为用户提供一个“过程化的窗口”，提供实时数据给操作员以及软件应用。 基本功能 数据采集 与工厂的I/O设备直接通信； 通过I/O驱动程序，与I/O设备接口。 数据管理 处理、使用所取数据； 数据管理包括很多方面，如：过程监视（图形显示），监视控制，报警，报表，数据存档。 节点介绍 一台运行iFIX 软件的计算机称为一个节点； 一个从过程硬件获取数据的节点称为一个SCADA服务器；- SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition 监视控制和数据采集。- 节点之间通过I/O驱动软件和过程硬件进行通信。- 建立并维护过程数据库。- 具有数据采集和网络管理功能，而无图形显示的节点称为一个盲点SCADA服务器（Blind SCADA）。 iClient是不具有SCADA功能的节点；- 该节点从SCADA 节点获取数据。- 可以显示图形、历史数据及执行报表。- 该节点有时称为VIEW或HMI节点。 HMI- Human/Machine Interface 人机接口。 同时具有SCADA和iClient功能的节点称为HMI Pak。- 通过I/O驱动软件和过程硬件进行通信，并显示图形、历史数据及执行报表。- 也可通过网络从其他SCADA节点获取数据。2.2.2 iFIX结构iFIX结构分为三层：I/O驱动器、过程数据库和图形显示。 I/O驱动器是计算机与外部设备（如PLC、仪表等）进行通讯的基础 过程数据库实时记录外部设备数据，并提供给计算机进行图形显示； 图形显示是使用过程数据库数据实现实时显示或控制等功能。 2.2.3 系统配置图2.4 系统配置应用序iFIX启动之后，软件寻找一个文件以决定本地的配置。该文件包含特定的程序和选项方面的内容，其对节点来说是独一无二的。要完成这些设定必须使用系统配置应用SCU（System Configuration Utility），如图2.4所示。配置内容包括： 文件路径配置； 网络连接； 报警和信息配置； 其它启动任务。系统配置应用程序用来配置本地节点，并生成一个后缀为.SCU的配置文件，有关接点的所有信息存储在SCU文件中。 2.2.4 I/O驱动器配置iFIX的SCADA服务器的数据来自I/O驱动器。这些软件组件使iFIX 能够与应用中的过程硬件进行通讯，iFIX可以与多种不同的I/O驱动器一起使用。I/O驱动器配置包括： SCADA配置； I/O驱动器种类； 驱动器配置； 监视驱动器通讯。 SCADA配置驱动器配置 在SCADA服务器与过程硬件通讯前，需要定义并配置至少一种I/O驱动器，iFIX在启动时最多可以装载8种I/O驱动器； 一些驱动器使用接口卡与过程硬件通讯，在这种情况下，需要配置相应接口卡；表2-1 I/O 驱动器举例I/O 驱动器代码版本通讯方式ABHv6.x串口(COM)ABCv7.x驻留卡GE9v7.x以太网MB1v7.x串口MBEv6.x以太网SIMv6.x串口S7v6.x驻留卡或以太网SL4v7.x以太网ROCv6.x无线或Modem SIM驱动器SIM为iFIX仿真驱动器，它的基本功能如下： 产生临时值（提供2000个16位寄存器）； 产生仿真值（14个信号发生器）； 提供系统信息（报警及系统计数器）。SIM驱动器地址 数据块可以从SIM驱动器地址中读、写数据； 如果某一数据块写数据到同一地址，另一数据块则可以从该地址读数据； 数据库重新载入时，iFIX复位SIM地址； 对于模拟量，寄存器范围为：0-2000（位不能操作）； 对于数字量，寄存器范围为：0-2000（位范围为：0-15）； 精度为5位（标准精度位7位）； 只能用于基于时间的扫描。 GE9驱动设置在配置SCADA组态前，安装好所需的驱动，这里与VersaMax连接，所以需要GE9驱动。安装GE9驱动后，要做到以下几点： 将C:WINDOWSsystem32driversetc文件中的hosts文件用记事本打开，并进行修改，即在最后两行插入一些PLC与本机IP即可，修改后的Hosts文件如图2.5：即PLC IP地址为192.168.1.1，本机IP地址为10.0.0.15。图2.5 修改后的hosts文件 打开GE9时，要添加channel-device-datablock图2.6 添加channel-device-datablock其中primary IP修改为PLC的IP，Delay修改为3。 I/O Address Setup设置如下：图2.7 I/O Address Setup设置点击工具栏上的和按钮，进行通讯测试，可以在DataBlock下看到测试信息，如Data项显示Good，说明通讯成功。 保存配置完成后，保存配置文件 点击右上角图标，并做修改为：图2.8 PowerTool设置 系统配置中仍没有GE9，驱动配置即可：图2.9 GE9驱动配置第3章 控制系统硬件3.1 MPS介绍MPS（Modular Production System）模块化生产制造系统是一套采用美国先进技术、能高度模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。其涉及的技术知识包括电气技术、PLC控制、传感器、工业机器人、气动装置、机械技术等，所用元件均为工厂实际使用的工业级产品，利用该系统进行实训，学生不仅可以进行各单科知识的学习和实践，而且还可以进行工厂环境的机电一体化系统综合训练，它是连接理论知识与生产实践的桥梁。MPS系统由五个单元组成，即：供料单元、检测单元、加工单元、机械手搬运单元、成品分拣单元，如图3.1。每个单元各有一套PLC控制系统独立控制，既可各自独立动作，又可紧密相连形成一条自动生产线，完成零件的加工、检测、搬运和入库。因此，MPS系统能够为学生提供一个半开放式的学习环境。虽然，各个组成单元的结构已经固定，但是，设备的各个执行机构按照怎样的流程运行、各单元之间如何配合、最终模拟怎样的生产过程、整个流水线按怎样的操作模式运转等，都可根据自己的理解，运用所学理论知识，设计出PLC控制程序，实现模拟流水线控制。整个系统基本涵盖了加工、搬运、检测工件直至仓库的全部流程，体现了自动化生产线上物流、能量流、信息流的概念。图3.1 MPS模块化生产制造系统3.2 VersaMax概述图3.2 VersaMaxVersaMax 是GE公司推出的新一代控制系统，其设计新颖、结构紧凑、通用性强、配置灵活、经济实用，为自动化控制系统提供了功能强大的系列产品。VersaMax 是唯一具有“三合一”功能的系列产品，它既可以作为单独的PLC 控制机，具有可接受的价格和优越的性能；又可以作为 I/O 子站，通过现场总线受控于其它主控设备，诸如 GE 90 -70、90 -30 以及第三方 PLC、DCS 或计算机系统；还可以构成由多台 PLC 组成的分布式大型控制系统。VersaMax 产品为模块化和可扩展结构，构成的系统可大可小，为现代开放式控制系统提供了一套通用的、便于实施应用的、经济的解决方案。3.2.1 VersaMax特点 使用方便，经济实用 I/O模块和通讯模块都可带电插拔； 自动配置 I/O地址和参数； 真正的即插即用； 模块安装、扩展不需要任何工具； 无机架的紧凑结构，安装方便。 高可靠性和连续性； 遵照“六西格玛”原则进行优化设计； 先进的故障诊断； 可恢复的电子短路过载保护（ESCP）； 拔掉模块的状态可预先设定。3.2.2 VersaMax结构VersaMax 主要有六个基本单元组成 CPUCPU执行用户程序，直接控制本地I/O模块或通过现场总线控制分布I/O模块，还可以与其它 PLC 通讯。本单元所选CPU（型号为IC200CPUE05）带有两个串口(RS232和RS485接口)和一个内置的以太网接口，并有7个状态显示灯：电源灯(PWR)、系统自检正常灯(OK)、运行灯(RUN)、故障灯(FAULT)、强制灯(FORCE)、通讯端口1灯(PORT1)和通讯端口2灯(PORT2)，并且在指示灯侧面的盒盖打开后有运行(RUN/ON)、停止(STOP/OFF)操作开关，正常情况下将此开关设置在运行位置，上电后，CPU上的PWR、OK、RUN指示灯亮。 NIUNIU提供从站通讯协议将 I/O 模块和主机通过现场总线连接起来，主机可以是PLC，也可以是一台PC机或DCS系统。 I/O模块VersaMax提供了多种类型的I/O模块，除了常规的开关量、模拟量模块外，还有热电阻RTD、热电偶TC和高速计数器HSC等特殊模块，以满足用户的广泛需求。 按照组态的顺序将输入输出模块插入CPU的右边，所有模块的正面上有一个颜色编码条，蓝色代表直流模块，红色代表交流模块，金色代表混合(既有输入又有输出功能)模块等等。I/O模块支持带电热插拔，自动地址分配，设定总线地址通过旋转地址开关，无须特殊工具组态。每回路均有绿色LED指示灯，以显示该输入/输出点的开/关状态。 I/O底座I/O底座支持所有类型的VersaMax I/O模块的安装，背板总线通讯和现场接线端子。I/O模块装卸时无须变动现场接线。 通讯模块提供了VersaMax PLC与其他设备的通讯。目前支持的通讯模块有：Genius，DeviceNet（主），Profibus -DP（从）。 电源及电源辅助底座电源模块通过背板总线向I/O模块供电。在系统配置中，当CPU或NIU上的电源支持的负载电流能力不能满足配置的I/O模块需要时，可增加一个或多个电源，其安装在电源辅助底座上。3.3 传感器成品分拣动作的时机需要传感器来给予，本设计主要用到的传感器为：电感接近开关。其主要用于判断工件在传送带上的位置。3.3.1 对射式光电接近开关对射式光电接近开关是指光发射器与光接收器处于相对的位置工作的光电接近开关。其原理如图3.3所示。本设计中对射式光电接近开关主要用于检测工件有无，当工件进入发射端与接收端之间时，工件被检测到，为后面相应导向缸动作提供信号。图3.3 对射式光电接近开关原理3.3.2 反射式光电接近开关反射式光电接近开关的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且发光器与光接收器为一体化的结构，在其相对的位置上安置一个反光镜，光发射器发出的光经反光镜反射回来后由光接收器接收。其原理如图3.4所示。图3.4 反射式光电接近开关原理使用反射式传感器来控制工件是否进入滑槽，如果传感器检测到工件经过，则有相应的信号输出，从而证明工件已入槽。3.3.3 光纤式传感器光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。光纤能将光从一处传导到另一处，甚至绕过拐角处。其工作原理是通过内部反射介质传递光线。光线通过具有高折射率的光纤材料和低折射率护套内表面，由此形成的光线在光纤内反射式传递。光纤由芯部（高折射率）和护套（低折射率）组成。在光纤内，光被不断来回反射，因而光能通过曲线路径。光纤式传感器外形如图3.5所示。图3.5 光纤式传感器外形图3.4 控制指标及总体结构设计要求3.4.1 系统的功能要求及技术指标 成品分拣单元应实现的基本功能如下： 分拣出金属和非金属； 分拣出非金属中某一颜色块（绿、黑）。 系统技术指标 输入电压：220V/380V； 执行驱动电压：24V/5A； 环境温度：055（工作），-2070（保存）； 相对湿度: 3585%（无冷凝）； 接地: 第三种接地； 气源: 0.4Mpa0.55Mpa； 工作环境: 禁止与腐蚀性、可燃性气体接触，防止导电尘埃；3.4.2 成品分拣单元的总体设计本单元主要由供料工序平台、过滤调压组件、传送模块、导向模块、挡料模块、直流步进电机、PLC模块、I/O接线端口、继电器、对射式光电传感器、反射式光电传感器等组成。以下介绍本单元的总体设计。成品分拣单元概述：分拣滑槽有黑色、绿色和金属滑槽，根据颜色可以在各自的滑道上储藏，按START（开始）键，传送工件一经确认，电机开始运行，金属导向缸启动，工件进入第一个滑槽；再次按START(开始)键，传送工件一经确认，电机再次开始运行，黑色导向缸启动，工件进入第二个滑槽；再次按START(开始)键，传送工件一经确认，电机再次开始运行，工件进入第三个滑槽。图3.6 系统工作流程初始条件传压力、电源正常供给时，按RESET(复位)键，挡料缸处于挡出位置，两个导向缸释放，以上条件满足后可以进行单机实验。本单元气动原理图如下：图3.7 气动原理图3.5 使用ME配置VersaMax 3.5.1 新建VersaMax工程 双击图标，即可启动Proficy Machine Edition。 点击FileNew Project，按图3.8设置，并输入工程名并选择工具类型，这里选VersaMax PLC，点击OK。图3.8 选择工具类型图3.9 设置临时IP3.5.2 设置临时IPVersaMax在首次使用、更换工程或丢失配置信息后，以太网通讯模块的配置信息须重设，即设置临时IP，并将此IP写入VersaMax，供临时通讯使用。 将PAC系统连接到以太网上； 在工作界面中点击，打开后点击，如图3.9，将自动弹出设定临时IP地址对话框，输入以太网通讯模块的12位MAC地址以及临时IP地址； 以上区域都正确配置后，单击设定IP（Set IP）按钮； 对应的PAC系统的IP地址将被指定为对话框内设定的地址，这个过程最多可能需要1分钟的时间。 3.5.3 Hardware Configuration硬件配置 Logic Developer-PLC支持6个系列的GE可编程控制器（PLC）和各种远程I/O口，包括它们各自所属的各种CPU，机架和模块。为了使用上述产品，必须通过Logic Developer-PLC对PLC硬件进行配置。 在图3.10中，展开Hardware Configuration，据实际机架上模块位置，右键点击各Slot，选择Replace Module或Add Module，以替换或增加模块。在弹出的模块目录对话框（如图3.11）中选择相应的模块并添加。本设计所选用的模块配置为：PWR(IC200PWR002)，Slot0(IC200CPUE05)，Slot1(IC200MDL650)，Slot3(IC200MDL750)图3.10 硬件配置 图3.11 添加硬件 选择完后，双击已经添加在机架上的模块，对模块进行详细配置，可在右侧的详细参数编辑器中进行参数配置； 右键点击CPU Slot，选择Configure，软件弹出参数编辑窗口，如图3.12，其中显示CPU参数，可配置CPU存储类型。图3.12 配置CPU存储类型 点击，对其进行IP配置，要求其IP地址与临时IP一致； 检查IC200MDL650，将该模块的Reference Address（I/O口地址）设置为%I00513；将IC200MDL750设置为%Q00465。3.5.4 标签属性与通讯测试 右击项目标签，选择Properties，对项目图3.13 配置标签属性和通讯方式标签的属性进行配置，包括标签名称和通讯方式等，如图3.13。选择通讯方式为ETHERNET，并填入IP地址，其IP地址与临时IP一致； 保存配置； 设置结束后，便可按建立通讯，如果设置正确，则显示Connect to Device，表明两者已经连接上，如果不能完成软硬件之间的联系，则应查明原因，重新进行设置重新连接。3.5.5 Machine Edition与PLC之间的交互操作 编写程序点击ME系统树中，选择Logicprogram Blocksmain，即可进入梯形图的编辑状态，如需添加程序块，可右击Logicprogram Blocks，加入新程序块，但main程序块不可删除，它是系统默认的用于连接其它程序块的主程序。在屏幕上有梯形图编辑所需的快捷按钮：另外，建议在离线模式下进行编程，待调试时再切换成在线模式。 下载程序 在整个程序编写输入完毕后，可将此程序下载到CPU中进行调试，点击中的按钮进行程序编译检查，检查无误后，点击按钮建立起计算机与VersaMax之间的通信联系。通讯成功后，点击按钮，使PLC在线，然后点击按钮，弹出下载对话框，选择硬件配置，下载至Flash两项，点击OK，下载硬件配置信息至Flash。下载成功后，检查右下角状态栏上的提示信息，当出现时，说明配置信息匹配。如不匹配或有错误，可点击查看错误信息表，如图3.14所示。对于电池没电等不影响使用的错误，可点击清除，然后继续检查、更改、更新配置，直至匹配、无误。图3.14 错误信息表3.5.6 I/O分配对于一个监控组态系统来讲，PLC中I/O的点定义是非常重要的，因为尽量少的点可以加快系统的响应速度，提高驱动的采集数据的准确性。在本系统中PLC的I/O点定义如表3所示。表3 PLC I/O点定义INPUT NAMEINPUT OPERAND 说明5SB1I00513START 按钮5SB2I00514STOP 按钮5SA1I00515AUTO/MANUAL 按钮5SA2I00517NETWORKING 按钮5SB4I00518RESET 按钮5ES1I00519EMERGENCY STOP按钮5B1I00520导向缸1退回检测5B2I00521导向缸1推出检测5B3I00522导向缸2退回检测5B4I00523导向缸2推出检测5S1I00524工件有无检测5S2I00525工件入槽检测联机I005263号站I00437联机I005423号站Q00399联机I005433号站Q00400联机I005443号站Q00401OUTPUT NAMEOUTPUT OPERAND说明5SB1Q00465START 指示灯5SB2Q00466STOP 指示灯5SA2Q00468NETWORKING指示灯5SB4Q00469RESET 指示灯5H1Q00470ALARM 指示灯5Y1Q00471挡料缸伸出控制5Y2Q00472档料缸缩回控制5Y3Q00473导向缸1控制5Y4Q00474导向缸2控制5KA1Q00475传送控制联机Q004763号站I00438联机Q004773号站I00439本课题的PLC程序是应用Proficy Machine Edition软件编写的，详细PLC程序见附录：成品分拣单元联机程序梯形图。3.6 控制过程将PLC程序导入MPS系统后，便可按照设计者的需要进行相应的分拣工作，本节主要介绍该单元的整个工作流程。图3.15 位置图 系统工作前按下EMERGENCY STOP按钮，以确保各个部分恢复初始状态，此时报警灯闪烁； 复位EMERGENCY STOP按钮，报警灯不再闪烁，复位灯闪烁； 下RESET按钮，复位灯停止闪烁，启动灯开始闪烁； 按下START按钮，启动灯停止闪烁； 当机械手搬运单元将工件传送到本单元，系统开始运行，即启动传送带，此时相应导向气缸动作，变为推出状态； 工件随着导向缸的动作滑至相应滑槽，此时反射式光电传感器会记录工件是否已入槽，若入槽则导向气缸复位，同时对射式光电传感器检测机械手搬运单元是否仍有工件运到本单元； 若无工件，则传送带运行一定间隔停止，反之则重复5、6步； 另外，工作工程中如果按STOP按钮，并非立即停止，而是将工件推至滑槽后传送带停止，此时启动灯闪烁。如果过程中按EMERGENCY STOP按钮，则传送带立即停止，同时报警灯闪烁。单机运行与此类似，不再赘述。第4章 iFIX监控画面设计 为了能够尽可能的还原现场，本设计须对成品分拣单元进行监控画面设计，通过动画形式将分拣画面形象直观地显示在屏幕上，以监控当前的状态，本章将详细介绍如何实现这种效果。 4.1 过程数据库过程数据库是iFIX 系统的核心，它从硬件中获取或给硬件发送过程数据。过程数据库由块组成。4.1.1 数据块表4为几种比较常用的数据块类型：表4 数据块类型模拟量报警（AA）：每扫描一次，模拟量模块从DIT表中的I/O地址中读取模拟量数据，并使用该数据进行报警控制模拟量输入（AI）：每扫描一次，模拟量报警模块从DIT表中的I/O地址中读取模拟量数据模拟量输出（AO）：每接收到一值，模拟量输出块把一模拟信号送入DIT表中的I/O地址数字量报警（DA）：每扫描一次，数字量报警模块从DIT表中的I/O地址中读取数字量数据，使用该数据进行报警控制数字量输入（DI）：每扫描一次，数字量报警模块从DIT表中的I/O地址中读取数字量数据数字量输出（DO）：每接收到一值，数字量输出块把一数字信号送入DIT表中的I/O地址程序（PG）：提供运行小段程序的有力手段，增加过程的自动程度或进行批量控制SQL数据（SQD）：定义了FIX数据库中的数据，它来自关系型数据库，或送至关系型数据库文本（TX）：从设备读入文本，或者往设备中写入文本PID（PID）：在一闭环控制中，改变受控量与用户设定值的偏差响应，