運(yùn)動(dòng)小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電氣專業(yè)核心課程綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 運(yùn)動(dòng)小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化0902 學(xué)生姓名： 袁嘉駿 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 梅秋燕 2012年06月18日至2012年07月06日華中科技大學(xué)武昌分校電氣專業(yè)核心課程綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目HJD-4實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1.控制要求控制系統(tǒng)主要由上位機(jī)PC機(jī)、PLC、變頻器及異步電動(dòng)機(jī)組成?？删幊炭刂破?PLC)負(fù)責(zé)處理各種信號(hào)的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起、停等信號(hào)，同時(shí)變頻器也將工作狀態(tài)信號(hào)送給PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系,它是系統(tǒng)的核心。變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的

2、調(diào)速。在上機(jī)機(jī)上，按下啟動(dòng)按鈕，可選擇工頻/變頻控制， 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制（自動(dòng)轉(zhuǎn)換頻段/手動(dòng)輸入頻段），并可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。在系統(tǒng)滿足操作要求外，對(duì)于控制界面力求界面簡(jiǎn)潔美觀，控制動(dòng)作不會(huì)相互影響，狀態(tài)顯示清楚明了，便于用戶操作控制。2.主要內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)一個(gè)由組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制，PLC為下位機(jī)的HJD-4實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置主軸PLC控制系統(tǒng)。（2）根據(jù)控制要求，查閱相關(guān)技術(shù)資料，擬定課題實(shí)施方案，進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。（3）HJD-4實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置主軸控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括控制程序、控制界面及動(dòng)畫設(shè)計(jì)。（4）利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成硬件接線及運(yùn)行調(diào)

3、試。三、原始資料2. HJD-4實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置加工中心HJD-4是機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。它由個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC或上位機(jī)）、電氣控制實(shí)驗(yàn)柜和微加工中心組成。其中PC機(jī)和電氣控制實(shí)驗(yàn)柜是系統(tǒng)的主體，微加工中心為控制對(duì)象。（1）個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的上位機(jī)，他和PLC構(gòu)成兩級(jí)控制系統(tǒng)，完成兩大功能： 通過(guò)RS-232C串行通訊線與HJD-4型控制系統(tǒng)中的PLC串行通信板連接，形成兩級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的監(jiān)控及兩級(jí)控制；通過(guò)SC-09編程電纜與PLC連接，實(shí)現(xiàn)PLC的編程、程序的輸入輸出、監(jiān)控等。（2）控制系統(tǒng)HJD-4型的控制系統(tǒng)的核心是PLC，還包括繼電器接觸器控制系統(tǒng)、PLC、位

4、置控制模塊（1PG和20GM）、交流伺服控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、控制面板和面板接線端子等。 PLC作為數(shù)控功能的控制核心，它采用三菱FX2N-80MT型號(hào)。通過(guò)變頻器（松下）對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，從而控制主軸的速度及主軸的運(yùn)動(dòng)方向。通過(guò)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)對(duì)X軸、Z軸、C軸的控制，F(xiàn)X2N-20GM完成對(duì)X軸、Z軸的單軸定位控制以及兩軸聯(lián)動(dòng)控制。通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)Y軸的半閉環(huán)控制。微加工中心由主軸、四軸（X、Y、Z、C）工作臺(tái)和刀庫(kù)、機(jī)械手組成。2.力控組態(tài)軟件組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和

5、開(kāi)發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。3.系統(tǒng)的通信監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC的通信如圖2所示。動(dòng)作界面數(shù)據(jù)庫(kù)I/O Server適配器PLC獲得現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)RS-232RS-422/RS-485組態(tài)軟件圖2 監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC的通信關(guān)系3.實(shí)驗(yàn)室提供設(shè)備（1）HJD-4實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置；（2）PLC控制模塊；（3）PC機(jī)；（4）PLC編程電纜；（5）RS

6、-232通信模塊；（6）RS-232通信電纜；（7）力控3.6組態(tài)軟件；（8）松下變頻器。四、要求的設(shè)計(jì)成果（1）根據(jù)控制要求進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。（2）完成PLC、監(jiān)控界面軟件設(shè)計(jì)。（3）利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。（4）編寫電氣專業(yè)核心課程綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括： 設(shè)計(jì)方案、課程設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)思想、方法、原理。 用A4圖紙繪制PLC控制系統(tǒng)的電氣原理圖（用繪圖軟件）。 PLC控制程序（梯形圖或指令表），有程序說(shuō)明。 參考資料、參考書(shū)及參考手冊(cè)。其他需要說(shuō)明的問(wèn)題，例如操作說(shuō)明、程序的調(diào)試過(guò)程、遇到的問(wèn)題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等?？删幊炭刂破骷夹g(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)

7、告可以手寫，也可以用電腦編排打印，報(bào)告格式按照華中科技大學(xué)武昌分校課程設(shè)計(jì)管理辦法執(zhí)行。課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求內(nèi)容正確完整，圖表清晰，敘述簡(jiǎn)明，語(yǔ)句通順，字?jǐn)?shù)不得少于2000漢字。課程設(shè)計(jì)報(bào)告按封面、任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙、實(shí)物照片貼頁(yè)（實(shí)物照片貼在A4復(fù)印紙上）、成績(jī)?cè)u(píng)定表的順序裝訂。五、進(jìn)程安排內(nèi)容時(shí)間下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。講解課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求、進(jìn)度安排、指導(dǎo)時(shí)間、注意事項(xiàng)、提供參考資料。學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室熟悉設(shè)備。2天搜集資料、方案論證、初步設(shè)計(jì)。1天系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪制系統(tǒng)控制原理圖、接線圖及軟件編程。3天利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成控制系統(tǒng)的硬件接線工作，運(yùn)行控制程序，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。5天方案優(yōu)化、總結(jié)完善、

8、整理資料、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告3天答辯、課程設(shè)計(jì)總結(jié)。1天共計(jì)15天（3周）六、主要參考資料1 馬小軍.可編程控制器及其應(yīng)用.南京:東南大學(xué)出版社，2007.2 劉恩博.組態(tài)軟件數(shù)據(jù)采集與串口通信測(cè)控應(yīng)用實(shí)戰(zhàn).北京：人民郵電出版社，2010. 3 巫莉.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：中國(guó)電力出版社，2008.4 曹輝，馬棟萍.組態(tài)軟件技術(shù)及運(yùn)用.北京：電子工業(yè)出版社，2009.指導(dǎo)教師（簽名）： 20 年 月 日目 錄 1 課程設(shè)計(jì)題目及要求11.1 設(shè)計(jì)題目11.2 控制要求11.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)12 PLC工作原理32.1 PLC工作原理及掃描工作方式32.2 FX2N-48MR型PLC33

9、 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2 PLC (I/O) 分配53.3 程序設(shè)計(jì)64 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)84.1 組態(tài)軟件介紹84.2 監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)過(guò)程95 運(yùn)行調(diào)試165.1 調(diào)試過(guò)程165.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法165.3 結(jié)果分析176 總結(jié)187 參考文獻(xiàn)198 附錄201 課程設(shè)計(jì)題目及要求1.1設(shè)計(jì)題目 運(yùn)動(dòng)小車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2 控制要求（1）運(yùn)動(dòng)小車要求自動(dòng)/手動(dòng)兩種控制方式（2）自動(dòng)控制方式：根據(jù)上位機(jī)的監(jiān)控界面，按下啟動(dòng)按鈕，小車慢速左行（右行），當(dāng)?shù)竭_(dá)左限位（右限位）時(shí)，小車延時(shí)1秒后，向相反的方向高速運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位時(shí)，再換向慢速運(yùn)行，運(yùn)行到中間位置，小

10、車停止運(yùn)行。小車運(yùn)行到任意位置，可隨時(shí)停車。電機(jī)采用雙速電機(jī)。（3）手動(dòng)控制方式：根據(jù)上位機(jī)的監(jiān)控界面，按下控制按鈕，可選擇小車左右行；運(yùn)行中可任意換向；運(yùn)行中高速/低速轉(zhuǎn)。1.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)（1）控制要求分析 小車具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，小車慢速左行（右行），當(dāng)?shù)竭_(dá)左限位（右限位）時(shí)，小車延時(shí)1秒后，向相反的方向高速運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位時(shí)，再換向慢速運(yùn)行，運(yùn)行到中間位置，小車停止運(yùn)行。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，小車在運(yùn)行中可以任意轉(zhuǎn)換高、低速，左、右行。（2）確定輸入輸出設(shè)備實(shí)驗(yàn)采用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的監(jiān)控界面控制輸入，通過(guò)FX2N-48MR型PLC輸出信號(hào)控制接觸器觸頭的開(kāi)關(guān)，來(lái)控制小車的方

11、向、速度。 電機(jī)采用雙速電機(jī)。（3）I/O分配 確定I/O分配，畫出硬件接線圖（4）PLC程序設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)采用順序控制設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)PLC程序（5）監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 用力控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)小車監(jiān)控界面，控制小車的運(yùn)行狀態(tài)，制作出小車實(shí)時(shí)動(dòng)畫效果。（6）調(diào)試 調(diào)試過(guò)程分為模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試，分析調(diào)試問(wèn)題，并解決（7）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 根據(jù)要求，規(guī)范格式，正確書(shū)寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告及心得體會(huì)開(kāi)始設(shè)計(jì)控制要求分析分析確定輸入輸出設(shè)備I/O分配,硬件接線圖PLC程序設(shè)計(jì)組態(tài)監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬調(diào)試分析結(jié)果，書(shū)寫技術(shù)報(bào)告聯(lián)機(jī)調(diào)試圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 PLC工作原理2.1 PLC掃描工作過(guò)程PLC的掃描工作過(guò)程除了執(zhí)行用戶

12、程序外，在每次掃描工作過(guò)程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。如圖2-1所示，整個(gè)掃描工作過(guò)程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。整個(gè)過(guò)程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1100ms。在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。 圖2-1 掃描過(guò)程 當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部 處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀

13、態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。PLC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用，而且還可通過(guò)CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。 2.2 FX2N-48MR型PLCFX2N系列是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列，集小型化，高速度，高性能和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，是FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能

14、力。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，可編程控制器需要的I/O輸入輸出單元大約為48個(gè)。因此，本設(shè)計(jì)將使用的三菱PLC的型號(hào)為FX2N-48MR-001，其參數(shù)如表2-2所示：表2-2 FX2N-48MR-001參數(shù)型號(hào)FX2N-48MR-001I/O總數(shù)48輸入數(shù)目24類型漏型輸出數(shù)目24類型繼電器尺寸mm（英寸）（寬）（厚）（高）182×87×90（7.2×3.4×3.5）3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸入電路輸入映像寄存器PLC設(shè)計(jì)程 序輸出映像寄存器接觸器雙速電機(jī)啟動(dòng)按鈕停止按鈕手動(dòng)、自動(dòng)高速、低速左行、右行限位開(kāi)關(guān) 圖3-1 系統(tǒng)方框圖 本次課程設(shè)計(jì)P

15、LC程序控制主體采用順序控制方法，通過(guò)X2來(lái)選擇自動(dòng)、手動(dòng)控制模式。在自動(dòng)控制模式中，采用順序控制方法，通過(guò)X5來(lái)選擇自動(dòng)模式中，小車初始位移向左還是向右行進(jìn)。在手動(dòng)控制模式中，加入了經(jīng)驗(yàn)控制法，使得小車碰觸限位開(kāi)關(guān)后必須改變方向后才能啟動(dòng)運(yùn)行。順序功能圖見(jiàn)附錄1。3.2 PLC (I/O) 分配硬件接線圖見(jiàn)附錄1，雙速電動(dòng)機(jī)接線圖見(jiàn)附錄1。1)輸入啟動(dòng)按鈕X0停止按鈕X1左限位開(kāi)關(guān)X20 X21右限位開(kāi)關(guān)X22 X23自動(dòng)手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)X2手動(dòng)方向選擇開(kāi)關(guān)X3手動(dòng)速度選擇開(kāi)關(guān)X4自動(dòng)方向選擇開(kāi)關(guān)X52)輸出小車左移Y21小車右移Y22小車低速Y23小車高速Y243.3程序設(shè)計(jì)順序控制起始選擇程

16、序,由開(kāi)關(guān)X5來(lái)控制輔助繼電器M0來(lái)控制自動(dòng)開(kāi)始時(shí)的方向,由開(kāi)關(guān)X2來(lái)控制手動(dòng)或是自動(dòng)。在自動(dòng)控制都加入了此指令，是為了滿足在自動(dòng)控制循環(huán)中，突然由自動(dòng)控制轉(zhuǎn)到手動(dòng)控制模式的需要。小車低速左行,碰到左邊兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)后,進(jìn)行下一步。小車高速右行,碰到右邊的限位開(kāi)關(guān)后進(jìn)行下一步。小車第二次低速左行,同時(shí)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí),5.5秒后小車自動(dòng)停下. 此時(shí)小車正好處于中間位置。小車開(kāi)始右行低速,碰到右邊限位開(kāi)關(guān)后進(jìn)行下一步。小車高速左行,碰到左邊的限位開(kāi)關(guān)后進(jìn)行下一步。小車低速右行,同時(shí)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí),5.5秒后小車停下，此時(shí)小車正好處于中間位置。手動(dòng)部分程序,通過(guò)開(kāi)關(guān)X3 X4來(lái)手動(dòng)調(diào)節(jié)小車的方向和速度

17、,同時(shí)通過(guò)碰觸限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制M1進(jìn)而完成控制要求-碰到限位開(kāi)關(guān)停下,需改變運(yùn)行方向小車才能運(yùn)行，否則小車不能運(yùn)行。4 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)4.1 組態(tài)軟件介紹（1）力控組態(tài)軟件組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。（2）系統(tǒng)的通信組態(tài)軟件一般都是由系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境（或稱組

18、態(tài)環(huán)境）與系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境兩大部分組成。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境之間的聯(lián)系紐帶是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，三者之間的關(guān)系如圖4-1所示。 組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成運(yùn)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：組態(tài)結(jié)果圖4-1 三者之間的關(guān)系PLC支持N:N網(wǎng)絡(luò)通信、并行鏈接通信、計(jì)算機(jī)鏈接通信、無(wú)協(xié)議通信、可選編程端口五種類型的通信。在設(shè)計(jì)中可采用無(wú)協(xié)議通信和可選編程端口通信。監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC的通信如圖4-2所示。動(dòng)作界面數(shù)據(jù)庫(kù)I/O Server適配器PLC獲得現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)RS-232RS-422/RS-485組態(tài)軟件圖4-2 監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC的通信關(guān)系4.2監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)過(guò)程 建立工程 打開(kāi)應(yīng)用管理器，選擇“

19、增加新應(yīng)用”，在應(yīng)用名稱對(duì)話框中輸入一個(gè)應(yīng)用程序的名稱 “MonitorPLC”，按“確定”按鈕。在工程列表中會(huì)出現(xiàn)新建的工程，雙擊該工程，打開(kāi)Draw，開(kāi)始組態(tài)工作。創(chuàng)建點(diǎn)Draw導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”項(xiàng)使其展開(kāi)， 在展開(kāi)項(xiàng)目中雙擊“數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)”啟動(dòng)組態(tài)程序DbManger，如圖所示。啟動(dòng)DbManger后出現(xiàn)DbManger主窗口，如圖4-3所示。 圖4-3 導(dǎo)航器選擇菜單命令“點(diǎn)/新建”或在右側(cè)的點(diǎn)表上雙擊任一空白行，出現(xiàn)“指定區(qū)域和點(diǎn)類型”對(duì)話框，如圖4-4所示。 選擇“區(qū)域00”及“數(shù)字I/O點(diǎn)”點(diǎn)類型，然后單擊 “繼續(xù)”按鈕，進(jìn)入點(diǎn)定義對(duì)話框，如圖所示。 圖4-4 選定點(diǎn)類型

20、在“點(diǎn)名”輸入框內(nèi)鍵入點(diǎn)名 “MX0”，其它參數(shù)可以采用系統(tǒng)提供的缺省值。單擊 “確定”按鈕，在點(diǎn)表中增加了一個(gè)點(diǎn)“MX0”，如圖4-5所示。圖4-5 創(chuàng)建點(diǎn)名 重復(fù)以上步驟，創(chuàng)建MX1、MX2、MX3、MX4等點(diǎn)。如圖4-6所示。最后單擊“存盤”按鈕保存組態(tài)內(nèi)容， 然后單擊“退出”按鈕，返回到主窗口。 圖4-6 創(chuàng)建新點(diǎn)定義I/O設(shè)備在Draw導(dǎo)航器中雙擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”項(xiàng)使其展開(kāi)，選擇“I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)”項(xiàng)使其展開(kāi)，在展開(kāi)項(xiàng)目中選擇“PLC”項(xiàng)并雙擊使其展開(kāi)，然后繼續(xù)選擇廠商名 “MITSUBISHI（三菱）”并雙擊使其展開(kāi)后，選擇項(xiàng)目“FX系列編程口”，如圖所示。雙擊項(xiàng)目“FX系列編程口”出

21、現(xiàn)“I/O設(shè)備定義”對(duì)話框，在“設(shè)備名稱”輸入框內(nèi)鍵入一個(gè)人為定義的名稱 “NEWPLC”（大小寫不限）。在通信端口下拉條中選擇 “COM1”，“設(shè)備地址”輸入框內(nèi)鍵入1。其余保持默認(rèn)值。點(diǎn)擊“完成”按鈕。如圖4-7所示。此時(shí)在導(dǎo)航器的“FP系列”下面增加了一項(xiàng)“NEWPLC” 圖4-7 選擇編程口數(shù)據(jù)連接現(xiàn)在將已經(jīng)創(chuàng)建的5個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)與NEWPLC聯(lián)系起來(lái)，以使這5個(gè)點(diǎn)的PV參數(shù)值能與I/O設(shè)備NEWPLC進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。這個(gè)過(guò)程就是建立數(shù)據(jù)連接的過(guò)程。如圖4-7所示，由于數(shù)據(jù)庫(kù)可以與多個(gè)I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以我們必須指定哪些點(diǎn)與哪個(gè)I/O設(shè)備建立數(shù)據(jù)連接。 圖4-8 數(shù)據(jù)連接啟動(dòng)數(shù)據(jù)

22、庫(kù)組態(tài)程序DbManager，雙擊 “MX0”，切換到“數(shù)據(jù)連接”一頁(yè)，出現(xiàn)如圖4-9所示對(duì)話框。點(diǎn)擊參數(shù)“PV”，在“連接I/O設(shè)備”的“設(shè)備”下拉框中選擇設(shè)備“NEWPLC”。點(diǎn)擊“增加”按鈕，出現(xiàn)如圖所示的“FX2n PLC組點(diǎn)”對(duì)話框。 圖4-9 I/O設(shè)備連接 在“I/O類型”選擇框中選擇每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的類型，在“地址”輸入框中輸入0，“位偏移”輸入框中輸入0，點(diǎn)擊“確定”返回。如圖4-10所示 ，重復(fù)上述步驟，可連接所有定義過(guò)的點(diǎn)。在重復(fù)上述步驟時(shí)，對(duì)于同一個(gè)繼電器，位偏移依次加1。最終結(jié)果如圖4-11所示。單擊“退出”按鈕，返回DRAW主窗口。 圖4-10 I/O類型選擇 圖4-11

23、 數(shù)據(jù)庫(kù) 創(chuàng)建窗口 選擇“文件F/新建”命令出現(xiàn)“窗口屬性”對(duì)話框，如圖4-12所示。 圖4-12 創(chuàng)建窗口全部保持默認(rèn)值，點(diǎn)擊“確定”按扭，建立了一個(gè)新的窗口按圖4-13所示繪制窗口圖形。 圖4-13 窗口· 制作動(dòng)畫連接 前面已經(jīng)做了很多事情，包括：制作顯示畫面、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)，并通過(guò)一個(gè)自己定義的I/O設(shè)備“NEWPLC”把數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的過(guò)程值與設(shè)備NEWPLC連接起來(lái)?，F(xiàn)在再回到開(kāi)發(fā)環(huán)境Draw中，通過(guò)制作動(dòng)畫鏈接使顯示畫面活動(dòng)起來(lái)。定義數(shù)據(jù)源界面系統(tǒng)除了可以訪問(wèn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)（即與界面系統(tǒng)運(yùn)行在同一臺(tái)PC機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)）外，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)安裝在其它計(jì)算機(jī)上的ForceControl

24、數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)在界面系統(tǒng)Draw中創(chuàng)建變量時(shí)，如果變量引用的是外部數(shù)據(jù)源（包括：ForceControl數(shù)據(jù)庫(kù)，DDE服務(wù)器或其它第三方數(shù)據(jù)提供方），首先對(duì)要引用的外部數(shù)據(jù)源進(jìn)行定義。 激活Draw菜單“特殊功能S/數(shù)據(jù)源定義”，出現(xiàn)“數(shù)據(jù)源定義”列表框， 列表框中已經(jīng)存在了一個(gè)數(shù)據(jù)源：“本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)（DB）”。這是系統(tǒng)缺省定義的數(shù)據(jù)源，它指向本機(jī)上的DB數(shù)據(jù)庫(kù)。 動(dòng)畫連接 有了變量之后就可以制作動(dòng)畫連接。一旦創(chuàng)建了一個(gè)圖形對(duì)象，給它加上動(dòng)畫連接就相當(dāng)于賦予它“生命”使其“活動(dòng)”起來(lái)。雙擊“X0”上面的圖形，彈出如圖所示的“動(dòng)畫連接”對(duì)話框。按圖4-14所示。 圖4-14 動(dòng)畫連接單擊

25、“顏色相關(guān)動(dòng)作”一列中的“條件”按扭，彈出“顏色變化”對(duì)話框如圖4-15所示。 圖4-15 顏色變化如圖4-15所示，選擇“MX0”和“PV”，設(shè)定真假值的顏色，設(shè)定鼠標(biāo)按鍵點(diǎn)擊和松開(kāi)后的動(dòng)作。然后“確認(rèn)”每一個(gè)對(duì)話框，則按鍵的動(dòng)畫連接就制作完成。同理，按上述步驟定義其余圖形的動(dòng)畫連接。注意變量選擇與相應(yīng)的標(biāo)注相同，即MX0為監(jiān)視PLC中的M0的接點(diǎn)，依次類推。保存制作結(jié)果單擊“變量選擇”按扭，彈出“變量選擇”對(duì)話框，如圖4-16所示。圖4-16 變量選擇如圖4-17所示，設(shè)定按鍵程序，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后，點(diǎn)的變化。 圖4-17 按鍵程序設(shè)定 圖4-18 水平位移設(shè)定 圖4-19 小車運(yùn)行腳本設(shè)定 圖

26、4-20 小車位置初始值設(shè)定如上圖所示，設(shè)定初始變量carmove，雙擊小車，在水平移動(dòng)上選擇carmove，設(shè)定小車變量的最大值和水平移動(dòng)的距離，設(shè)定小車程序運(yùn)行的腳本，進(jìn)入程序的初始值及程序掃描的周期。小車運(yùn)行腳本程序如下：if MY21.PV=1 then 判斷如果小車向左走，再次判斷。 if MY23.PV=1 then 如果小車以低速運(yùn)行，則小車的 carmove=carmove-1; 位置變量自減1。 endif if MY24.PV=1 then 如果小車以高速運(yùn)行，則小車的 carmove=carmove-2; 位置變量自減2。 endifendifif MY22.PV=1 t

27、hen 判斷如果小車向右走，再次判斷。 if MY23.PV=1 then 如果小車以低速運(yùn)行，則小車的 carmove=carmove+1; 位置變量自加1 。 endif if MY24.PV=1 then 如果小車以高速運(yùn)行，則小車的 carmove=carmove+2; 位置變量自加2。 endif endif· 配置系統(tǒng)在導(dǎo)航器中選擇“配置”、“初始啟動(dòng)設(shè)置”，彈出“初始啟動(dòng)設(shè)置”對(duì)話框，如圖4-21所示。點(diǎn)擊“增加”按扭，選擇“DRAW1”，“確定”該對(duì)話框。 圖4-21 初始啟動(dòng)配置 到現(xiàn)在為止，上位機(jī)的組態(tài)程序已經(jīng)制作完成。連接PLC和計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)FPWIN-GR，將

28、編寫好的PLC程序下載到PLC中并讓其運(yùn)行，再切換到“離線”狀態(tài)。然后在ForceControl工程管理器中選擇應(yīng)用程序“MonitorPLC”，進(jìn)入“運(yùn)行系統(tǒng)”。接通PLC的硬件線路可以看到組態(tài)畫面上的圖形顏色隨PLC上接點(diǎn)的變化而變化。5 運(yùn)行調(diào)試5.1調(diào)試過(guò)程設(shè)計(jì)好PLC程序后，首先在PLC試驗(yàn)臺(tái)上調(diào)試程序是否正確，連接好外部電路。清楚PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器，將PLC程序下載到PLC中，控制PLC運(yùn)行。打開(kāi)自動(dòng)控制，按下開(kāi)始按鈕，觀察PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的指示燈是否按預(yù)期的亮滅。將自動(dòng)控制切換到手動(dòng)控制，按下開(kāi)始按鈕，用調(diào)速開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)分別控制，觀察實(shí)驗(yàn)臺(tái)上輸出指示燈是否正常輸出。在自動(dòng)和手動(dòng)過(guò)程

29、中按下停止按鈕，觀察程序是否正常停止，再按下啟動(dòng)按鈕，觀察程序能否再次啟動(dòng)。 PLC實(shí)驗(yàn)程序調(diào)試好后，再在雙速電動(dòng)機(jī)上調(diào)試程序結(jié)果。連接好雙速電動(dòng)機(jī)和硬件接線圖。清楚PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器，將PLC程序下載到PLC中，控制PLC運(yùn)行。按照調(diào)試PLC程序的過(guò)程調(diào)試，觀察電動(dòng)機(jī)在不同狀態(tài)下反應(yīng)，電動(dòng)機(jī)是否按實(shí)驗(yàn)要求運(yùn)行。 設(shè)計(jì)好組態(tài)監(jiān)控界面后，將PLC程序中的輸入繼電器X全部用輔助繼電器M代替。首先在PLC試驗(yàn)臺(tái)上調(diào)試監(jiān)控界面是否正常運(yùn)行。打開(kāi)自動(dòng)控制，按下開(kāi)始按鈕，觀察監(jiān)控界面上小車是否按預(yù)期運(yùn)行，相應(yīng)界面上的指示燈是否變色。再將運(yùn)行模式調(diào)到手動(dòng)控制，重復(fù)觀察上述結(jié)果。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上調(diào)試正確后，再在雙速電動(dòng)

30、機(jī)上調(diào)試程序結(jié)果。打開(kāi)自動(dòng)控制，按下開(kāi)始按鈕，觀察監(jiān)控界面上小車是否按預(yù)期運(yùn)行，相應(yīng)界面上的指示燈是否變色，監(jiān)控界面上的小車運(yùn)行是否與實(shí)際中的同步。碰觸限位開(kāi)關(guān)后，監(jiān)控界面上的限位開(kāi)關(guān)是否變色。 5.2調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法 在調(diào)試PLC程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)按下啟動(dòng)按鈕，PLC沒(méi)有輸出。經(jīng)過(guò)檢查和排除后發(fā)現(xiàn)PLC試驗(yàn)臺(tái)上停止按鈕是一個(gè)常閉按鈕，再設(shè)計(jì)程序是沒(méi)有注意到這個(gè)問(wèn)題。而在做組態(tài)監(jiān)控界面調(diào)試時(shí)，這個(gè)停止按鍵，鼠標(biāo)點(diǎn)擊后應(yīng)該是置0，松開(kāi)后置1。 在做雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)試驗(yàn)中時(shí)發(fā)現(xiàn)在手動(dòng)過(guò)程中，小車左右轉(zhuǎn)向能夠正常轉(zhuǎn)換，但是在速度轉(zhuǎn)換時(shí)，小車的速度轉(zhuǎn)換的同時(shí)方向也轉(zhuǎn)換了。在經(jīng)過(guò)了老師的指導(dǎo)和小組成員的

31、細(xì)心檢查后反現(xiàn)，原來(lái)是高速中有兩相的相序接錯(cuò)了。將這兩相相序修正過(guò)來(lái)后電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)行。 在做組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)組態(tài)上小車的速度和位移不好控制。再認(rèn)真分析了組態(tài)軟件以及老師給的例題后發(fā)現(xiàn)，小車的位移和速度與四個(gè)因素有關(guān)還有腳本程序再分別測(cè)量了小車高速和低速?gòu)淖笾劣疫\(yùn)行的時(shí)間后，相應(yīng)地設(shè)計(jì)出了這個(gè)數(shù)據(jù)，使得監(jiān)控上的小車能夠?qū)嶋H上的同步。5.3結(jié)果分析 自動(dòng)過(guò)程:按下啟動(dòng),同時(shí)按下自動(dòng)按鈕后,組態(tài)上的自動(dòng)左移按鈕和低速按鈕由綠變紅,這反映出小車是低速左移的,碰到限位開(kāi)關(guān)后,自動(dòng)右移按鈕和高速按鈕由綠變紅,說(shuō)明小車高速右行,當(dāng)X22變紅色時(shí),自動(dòng)左移按鈕和低速按鈕重新由綠變紅,定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)5.5秒,到時(shí)間后,停止按鈕會(huì)變紅,及小車低速左移5.5秒后自動(dòng)停止. 同理，向左自啟動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)相反結(jié)果，最終停在軌道中間。 手動(dòng)過(guò)程: 只要碰到相應(yīng)限位開(kāi)關(guān)，小車動(dòng)作全部停止。在運(yùn)行的過(guò)程中，可以隨意切換高低速度，同時(shí)進(jìn)行隨意方向任意切換，相應(yīng)的指示燈也隨之變化。6 總結(jié)三周的課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間結(jié)束了，在這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，不僅檢驗(yàn)和加深