多軸數(shù)控工具磨床電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計論文

1、畢業(yè)設計（論文）題 目：多軸數(shù)控工具磨床電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計學 生： 指導老師： 系 別： 信息科學與工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣0902 學 號： 2013年6月福建工程學院本科畢業(yè)設計(論文)作者承諾保證書本人鄭重承諾： 本篇畢業(yè)設計(論文)的內(nèi)容真實、可靠。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人愿承擔全部責任。學生簽名：年 月 日福建工程學院本科畢業(yè)設計(論文)指導教師承諾保證書本人鄭重承諾：我已按有關規(guī)定對本篇畢業(yè)設計(論文)的選題與內(nèi)容進行了指導和審核，該同學的畢業(yè)設計（論文）中未發(fā)現(xiàn)弄虛作假、抄襲的現(xiàn)象，本人愿承擔指導教師的相關責任。指導教師簽名：年 月 日 目

2、錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357973064 1 緒論 PAGEREF _Toc357973064 h 1 HYPERLINK l _Toc357973065 1.1 選題背景及研究意義 PAGEREF _Toc357973065 h 1 HYPERLINK l _Toc357973066 1.2多軸數(shù)控工具磨床控制系統(tǒng)綜述及移動數(shù)據(jù)通信模塊介紹 PAGEREF _Toc357973066 h 2 HYPERLINK l _Toc357973067 1.2.1 電氣控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc357973067 h 3 HYPERLINK l _

3、Toc357973068 1.2.2 移動數(shù)據(jù)通信模塊簡介 PAGEREF _Toc357973068 h 5 HYPERLINK l _Toc357973069 1.3設計任務和要求 PAGEREF _Toc357973069 h 5 HYPERLINK l _Toc357973070 1.4本章小結 PAGEREF _Toc357973070 h 5 HYPERLINK l _Toc357973071 2 方案選擇與論證 PAGEREF _Toc357973071 h 7 HYPERLINK l _Toc357973072 2.1系統(tǒng)方案選擇與比較 PAGEREF _Toc35797307

4、2 h 7 HYPERLINK l _Toc357973073 2.2選定方案論證 PAGEREF _Toc357973073 h 7 HYPERLINK l _Toc357973074 2.3本章小結 PAGEREF _Toc357973074 h 8 HYPERLINK l _Toc357973075 3 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc357973075 h 9 HYPERLINK l _Toc357973076 3.1 現(xiàn)場監(jiān)控軟件簡介 PAGEREF _Toc357973076 h 9 HYPERLINK l _Toc357973077 3.1.1組態(tài)王6.55介紹 PAG

5、EREF _Toc357973077 h 9 HYPERLINK l _Toc357973078 3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc357973078 h 10 HYPERLINK l _Toc357973079 3.2.1監(jiān)控界面設計總體概述 PAGEREF _Toc357973079 h 10 HYPERLINK l _Toc357973080 3.2.2監(jiān)控系統(tǒng)變量建立 PAGEREF _Toc357973080 h 12 HYPERLINK l _Toc357973081 3.3 DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）的建立 PAGEREF _Toc357973081 h 13 HYPER

6、LINK l _Toc357973082 3.3.1 DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換） PAGEREF _Toc357973082 h 13 HYPERLINK l _Toc357973083 3.3.2 VB端DDE設置 PAGEREF _Toc357973083 h 13 HYPERLINK l _Toc357973084 3.3.3 組態(tài)王端DDE設置 PAGEREF _Toc357973084 h 14 HYPERLINK l _Toc357973085 3.4 監(jiān)控畫面的設計 PAGEREF _Toc357973085 h 16 HYPERLINK l _Toc357973086 3.4.1

7、IO狀態(tài)監(jiān)視 PAGEREF _Toc357973086 h 16 HYPERLINK l _Toc357973087 3.4.2控制面板設計 PAGEREF _Toc357973087 h 18 HYPERLINK l _Toc357973088 3.5 下位機PLC程序 PAGEREF _Toc357973088 h 20 HYPERLINK l _Toc357973089 3.6本章小結 PAGEREF _Toc357973089 h 21 HYPERLINK l _Toc357973090 4 PC端VB界面的設計與開發(fā) PAGEREF _Toc357973090 h 22 HYPER

8、LINK l _Toc357973091 4.1 Visual Basic 6.0開發(fā)環(huán)境簡介 PAGEREF _Toc357973091 h 22 HYPERLINK l _Toc357973092 4.1.1 Visual Basic 6.0 中文企業(yè)版 PAGEREF _Toc357973092 h 22 HYPERLINK l _Toc357973093 4.1.2 Visual Basic 6.0的集成開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc357973093 h 22 HYPERLINK l _Toc357973094 4.1.3 Visual Basic 程序的基本結構和設計一般步驟

9、PAGEREF _Toc357973094 h 23 HYPERLINK l _Toc357973095 4.1.4 ActiveX應用控件的介紹 PAGEREF _Toc357973095 h 24 HYPERLINK l _Toc357973096 4.2 GSM模塊介紹 PAGEREF _Toc357973096 h 26 HYPERLINK l _Toc357973097 4.2.1 GSM模塊簡介 PAGEREF _Toc357973097 h 26 HYPERLINK l _Toc357973098 4.2.2 AT指令簡介 PAGEREF _Toc357973098 h 26 H

10、YPERLINK l _Toc357973099 4.3 VB與GSM模塊的互連通訊 PAGEREF _Toc357973099 h 27 HYPERLINK l _Toc357973100 4.3.1 串口控件介紹 PAGEREF _Toc357973100 h 27 HYPERLINK l _Toc357973101 4.3.2 串口控件的使用 PAGEREF _Toc357973101 h 27 HYPERLINK l _Toc357973102 4.3.3 VB實現(xiàn)對GSM模塊的控制 PAGEREF _Toc357973102 h 28 HYPERLINK l _Toc35797310

11、3 4.3.4 VB實現(xiàn)對GSM模塊短信的收發(fā) PAGEREF _Toc357973103 h 31 HYPERLINK l _Toc357973104 4.4 VB界面設計 PAGEREF _Toc357973104 h 33 HYPERLINK l _Toc357973106 4.5 VB數(shù)據(jù)庫的建立 PAGEREF _Toc357973106 h 34 HYPERLINK l _Toc357973107 4.5.1 ADO數(shù)據(jù)庫控件 PAGEREF _Toc357973107 h 35 HYPERLINK l _Toc357973108 4.5.2 ADO數(shù)據(jù)庫控件屬性 PAGEREF

12、_Toc357973108 h 36 HYPERLINK l _Toc357973109 4.5.3 Data控件的使用 PAGEREF _Toc357973109 h 37 HYPERLINK l _Toc357973110 4.6本章小結 PAGEREF _Toc357973110 h 38 HYPERLINK l _Toc357973111 5系統(tǒng)功能介紹與調(diào)試運行 PAGEREF _Toc357973111 h 39 HYPERLINK l _Toc357973112 5.1遠程數(shù)據(jù)處理器功能介紹（VB界面） PAGEREF _Toc357973112 h 39 HYPERLINK l

13、 _Toc357973113 5.2現(xiàn)場監(jiān)控界面（組態(tài)王畫面） PAGEREF _Toc357973113 h 39 HYPERLINK l _Toc357973114 5.3系統(tǒng)調(diào)試運行 PAGEREF _Toc357973114 h 40 HYPERLINK l _Toc357973115 5.4本章小結 PAGEREF _Toc357973115 h 40 HYPERLINK l _Toc357973116 6設計總結 PAGEREF _Toc357973116 h 42 HYPERLINK l _Toc357973117 致 謝 PAGEREF _Toc357973117 h 43 H

14、YPERLINK l _Toc357973118 參考文獻 PAGEREF _Toc357973118 h 44 HYPERLINK l _Toc357973119 附錄A PLC IO分布表 PAGEREF _Toc357973119 h 45 HYPERLINK l _Toc357973120 附錄B 組態(tài)王變量組 PAGEREF _Toc357973120 h 47 HYPERLINK l _Toc357973121 附錄C VB代碼 PAGEREF _Toc357973121 h 48 多軸數(shù)控工具磨床電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計 摘 要自20世紀90年代以來，數(shù)字化技術日益滲透到各個領域。近年來

15、，監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)自動控制領域應用愈來愈廣，多姿多彩的監(jiān)控方案也是層出不窮。目前最新應用趨勢是將PLC控制系統(tǒng)與現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡技術集成，通過短信、GPRS遙控模塊通信遠程控制技術，實現(xiàn)全國，甚至全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)超遠程可靠傳輸，進而達到數(shù)據(jù)遠程分析處理，遠程控制的目的。本文著重介紹了多軸數(shù)控工具磨床的電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設計，主要分成下位機組態(tài)監(jiān)控、PC端數(shù)據(jù)連接、下位機數(shù)據(jù)采集、PC端遠程通信、以及PC端數(shù)據(jù)庫處理這幾個部分內(nèi)容來介紹。該電氣監(jiān)控系統(tǒng)利用GSM模塊的短信功能結合組態(tài)王現(xiàn)場監(jiān)控功能加上VB平臺的數(shù)據(jù)庫、串口通信功能開發(fā)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了現(xiàn)場設備的實時遠程監(jiān)控。關鍵詞： 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

16、，PLC，組態(tài)王，VB，數(shù)據(jù)庫，DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）Multi-axis CNC tool grinder electrical control system design顯示對應的拉丁字符的拼音字典 ABSTRACTIn the 1990 of the 20th century, the increasing penetration of digital technology in various fields. In recent years, the monitoring system is widely used in the field of industrial automati

17、on, colourful monitoring programmes are also emerging. The latest trend is to integration with existing wireless communication network technology PLC control system, communication via SMS, GPRS remote control module remote control technology, national, even ultra-long-haul the reliable transfer of d

18、ata worldwide, thus remote data analysis and processing, remote control purposes. This article focuses on the multi-axis NC tool grinding machine design of electrical monitoring and control system, mainly into the next unit State monitoring, PC-side data connections, bit machine data acquisition, re

19、mote PC side communications, as well as PC-side processing this section to introduce the database. The electric monitoring system using the SMS functionality GSM module live monitoring feature with kingview and VB database platform, serial communication function and development of remote monitoring

20、system for real-time remote monitoring equipment at the scene.KEYWORDS Remote monitoring and control systems, PLC , kingview, VB, database, DDE（Dynamic Data Exchange）1 緒論1.1 選題背景及研究意義自20世紀90年代以來，數(shù)字化技術取得突飛猛進的發(fā)展，并且日益滲透到各個領域。作為通用工業(yè)控制計算機的PLC，多年來不論是在功能上還是在應用領域方面，都有著重大的飛躍，今天的可編程序控制器PLC正成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界

21、各地發(fā)揮著越來越大的作用。而隨著PLC應用的迅猛發(fā)展，各種高級控制策略不得不面對不同的對象在大跨距分散地點下的遠程控制應用，如何實現(xiàn)大范圍分布式應用中各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸處理及遠程控制，遠程維護等就是很現(xiàn)實的問題，這其中的前提之一就是各種數(shù)據(jù)包的遠程傳輸。以前，有的PLC應用系統(tǒng)中采用了無線數(shù)傳電臺通信來達到遠程控制PLC的目的，但是這種方案仍然存在一些缺陷，主要就是其分布范圍仍然較為有限，而且隨著通信距離的增加，其可靠性受到很大影響。目前最新應用趨勢是將PLC控制系統(tǒng)與現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡技術集成，通過短信、GPRS遙控模塊通信遠程控制技術，實現(xiàn)全國，甚至全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)超遠程可靠傳輸，進而達到數(shù)據(jù)

22、遠程分析處理，遠程控制的目的。PLC具有極高的可靠性，一般用來執(zhí)行現(xiàn)場的控制任務，但是它的通信功能較差，且用其直接與移動通信模塊通信，因沒有集成的專用模塊，故很多設置必須在PLC程序中進行，這樣一來會令PLC控制程序顯得很繁瑣，占用大量的PLC內(nèi)存；而PC通信方便，通過組態(tài)軟件編輯開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控功能強大、界面友好、開發(fā)簡潔，且在組態(tài)軟件中加入控件，通過PC機與移動通信模塊連接，PC機內(nèi)存本來就比PLC大的多，這樣一來可以減少占用PLC內(nèi)存。近年來，可編程序控制器（PLC）在模擬量處理、數(shù)字運算、人機接口和網(wǎng)絡的各方面能力都已大幅度提高，成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的

23、作用。同時有些廠家的PLC已經(jīng)開發(fā)出遠程通信的專用模塊，但是對于中小型機子因其只有簡單RS485、RS422、RS232通信接口，對于這類沒有專用模塊的機子該如何實現(xiàn)其與遠程模塊的通信呢？這就是這個課題所要解決的問題。1.2多軸數(shù)控工具磨床控制系統(tǒng)綜述及移動數(shù)據(jù)通信模塊介紹多軸數(shù)控工具磨床其整個控制系統(tǒng)如下圖1-1所示：接口可編程邏輯控制器PLC進給伺服系統(tǒng)機床電氣硬件電路（電氣控制柜）主 軸 伺 服 驅(qū) 動 系 統(tǒng)計算機數(shù)字控制系統(tǒng)CNC冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入裝置速 度 測 量位 置 測 量 圖1-1 多軸數(shù)控工具磨床控制系統(tǒng)圖該磨床的控制核心是一套本校電子系數(shù)控實驗室開發(fā)的基于ARM9的

24、嵌入式數(shù)控系統(tǒng)，它將接到的數(shù)控程序指令進行譯碼（翻譯成C語言的STRCUT結構）、刀補處理、速度預處理、插補處理和位控處理，然后有序的發(fā)出沿各坐標軸運動和速度指令，直至程序結束。該系統(tǒng)由數(shù)控程序、輸入輸出設備、操作面板、CNC裝備、可編程控制器（PLC）、主軸伺服系統(tǒng)、進給伺服系統(tǒng)、檢測裝備和一些電氣輔助裝置等組成。多軸數(shù)控工具磨床監(jiān)控系統(tǒng)如下圖1-2所示：圖1-2 多軸數(shù)控工具磨床監(jiān)控系統(tǒng)圖該監(jiān)控系統(tǒng)以PC機為樞紐，起到連接工業(yè)現(xiàn)場和遠程通信模塊的作用，其中PLC完成對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集通過組態(tài)王對現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理，在送至VB開發(fā)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，最后由GSM模塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)以短信的形式發(fā)送給遠端監(jiān)控系

25、統(tǒng)的GSM模塊。系統(tǒng)中組態(tài)軟件雖對工業(yè)現(xiàn)場控制有許多集成的功能，可以很簡易的調(diào)用實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信與監(jiān)控，但是其串口通信功能較為薄弱，故此利用VB強大的串口通信功能與GSM模塊通信，并在VB完成串口數(shù)據(jù)處理且建立完善的數(shù)據(jù)庫，再通過數(shù)據(jù)交換通道（DDE）完成VB與組態(tài)界面的實時數(shù)據(jù)交換，“間接”的完成工業(yè)現(xiàn)場的PLC與GSM模塊之間的互通，同時因為VB開發(fā)平臺的緣故，整個監(jiān)控系統(tǒng)的二次開發(fā)能力更強了，只是在PC機的屏幕顯示上因用到了兩個不同的軟件的緣故，而變得捉襟見肘。1.2.1 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的核心是可編程邏輯控制器PLC，配合一些常用的低壓電器，在整個磨床的工作系統(tǒng)發(fā)揮

26、著重要作用。作為通用工業(yè)控制計算機，30年來，可編程控制器從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制等各種任務的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。1、 可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的

27、PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”2、 PLC的特點(1）可靠性高，抗干擾能力強(2）配套齊全，功能完善，適用性強 (3）易學易用，深受工程技術人員歡迎(4）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造(5）體積小，重量輕，能耗低3、 PLC 的應用領域目前，PLC

28、在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:1)開關量的邏輯控制2)模擬量控制3)運動控制4)過程控制5)數(shù)據(jù)處理6)通信及聯(lián)網(wǎng)1.2.2 移動數(shù)據(jù)通信模塊簡介移動數(shù)據(jù)通信模塊又稱GSM（Global System for Mobile Communications）模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、 HYPERLINK /view/87697.htm t _blank 存儲器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨立的 HYPERLINK /view/880.htm t _blank 操作系統(tǒng)、

29、GSM射頻處理、基帶處理并提供標準接口的功能模塊。因此，GSM模塊具有發(fā)送SMS短信，語音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡進行通信的所有基本功能。簡單來講，GSM模塊加上鍵盤、顯示屏和電池，就是一部手機。開發(fā)人員使用ARM或者 HYPERLINK /view/1012.htm t _blank 單片機通過RS232串口與GSM模塊通信，使用標準的 HYPERLINK /view/190213.htm t _blank AT命令來控制GSM模塊實現(xiàn)各種無線通信功能，例如：發(fā)送短信，撥打電話，GPRS撥號上網(wǎng)等?；贕SM模塊產(chǎn)品的開發(fā)往往都是基于ARM平臺，使用 HYPERLINK /vi

30、ew/6115.htm t _blank 嵌入式系統(tǒng)進行開發(fā)。有些GSM模塊具有“開放內(nèi)置平臺”功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺中。由于工作年限、環(huán)境要求等因素，目前，GSM模塊依然在廣泛的工業(yè)應用領域使用，在各行各業(yè)都能看到GSM模塊應用的產(chǎn)品。例如，在車載監(jiān)控領域，使用GSM模塊將車輛行駛的GPS數(shù)據(jù)傳輸回車輛管理中心；在電力、水務系統(tǒng)，通過GSM模塊實現(xiàn)了遠程智能抄表，可以 HYPERLINK /view/647394.htm t _blank 實時監(jiān)控用戶的用電和用水量；在測繪行業(yè)，為很多偏僻的測繪點安裝了GSM模塊實現(xiàn)了實時的監(jiān)控，不必再人工收集數(shù)據(jù)；在家庭，可以安

31、裝無線 HYPERLINK /view/1352949.htm t _blank 報警系統(tǒng)，一旦發(fā)生火情或盜竊行為，可以立即通知戶主和報警；在國外，很多老人小孩帶了個人 HYPERLINK /view/2549867.htm t _blank 跟蹤器，防止老人和小孩走失或意外發(fā)生，里面也是集成了GSM模塊。可以說，隨著GSM的網(wǎng)絡建設的完善，GSM模塊的應用范圍也越來越廣。1.3設計任務和要求本設計的課題名稱是多軸數(shù)控工具磨床電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計，其主要內(nèi)容是：了解多軸數(shù)控工具磨床的電氣控制原理，完成該磨床電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設計與調(diào)試。三菱FX3U PLC編程口通信應用的研究移動通信模塊的使用。設計要

32、求及主要技術指標是電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設計實現(xiàn)實時快速的遠程監(jiān)控。1.4本章小結本章闡述了選題背景和該課題研究的意義，對多軸數(shù)控工具磨床的整個控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和移動通信模塊做了簡單的介紹。2 方案選擇與論證2.1系統(tǒng)方案選擇與比較方案(1)：因選用的移動數(shù)據(jù)通信模塊為RS232通信，故可與PLC直接相連（如若PLC為RS485或RS422只需中間加一個轉(zhuǎn)RS232模塊即可），直接在PLC端編寫程序?qū)νㄐ艛?shù)據(jù)進行解讀并執(zhí)行相應功能。優(yōu)缺點：該方案外接設備簡單明了，但是因為要對通信數(shù)據(jù)進行解讀，若要實現(xiàn)較為多功能的遠程監(jiān)控那么在PLC端程序會變得很復雜，占用大量PLC內(nèi)存，對于程序量大的控制系統(tǒng)尤為不

33、合適。方案(2)：使用目前通用的上位機組態(tài)軟件，如組態(tài)王、InTouch、WinCC、力控等，來實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)通信模塊與PC機的通信，同時實現(xiàn)PLC與PC機的互連通信，進而達到遠程通信模塊與PLC的互連通信。組態(tài)軟件以其功能強大、界面友好、開發(fā)簡潔等優(yōu)點目前在PC監(jiān)控領域已經(jīng)得到了廣泛的應用。優(yōu)缺點：該方案減少了PLC端程序的編寫量，使PLC不必花費大量的精力去處理通信數(shù)據(jù)，移動數(shù)據(jù)通信模塊雖可通過PC機串口與組態(tài)王實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，但受限與組態(tài)王薄弱的串口數(shù)據(jù)處理能力，因此在與GSM通信過程中的數(shù)據(jù)仍然是無法方便的進行處理。方案(3)：在使用組態(tài)軟件的基礎上，在PC端增加使用VB開發(fā)平臺，Visu

34、al Basic是一種由 HYPERLINK /view/2353.htm t _blank 微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 開發(fā)環(huán)境的 HYPERLINK /view/536048.htm t _blank 事件驅(qū)動 HYPERLINK /view/552871.htm t _blank 編程語言，其具有相當強大的串口通訊功能，同時還擁有出色的數(shù)據(jù)處理功能，故用其與遠程控制模塊通信再通過DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）將其與組態(tài)王互連，而組態(tài)王與控制現(xiàn)場的PLC通信，這樣就實現(xiàn)了控制現(xiàn)場與移動通信模塊的互通。 優(yōu)缺點：該方案雖所涉及的軟

35、件較多，看似復雜繁瑣，但是基于VB出色的開發(fā)能力，可以輕松的實現(xiàn)遠程通信的數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫開發(fā)，同時使整個系統(tǒng)具有更廣闊的二次開發(fā)空間。綜上所述，選擇方案（3）為最終使用方案。2.2選定方案論證 由VB和組態(tài)王混合編程完成的監(jiān)控系統(tǒng)，以組態(tài)王完成現(xiàn)場監(jiān)控界面的開發(fā)，可對現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，同時在VB界面完成數(shù)據(jù)通信及復雜的數(shù)據(jù)處理，而VB與組態(tài)王之間可通過DDE或以文件的形式實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)交換，其中DDE的方式調(diào)用簡便，但是適合數(shù)據(jù)量不大的場合，而文件的形式可用于數(shù)據(jù)量較大的場合，但是組態(tài)王必須設置實時讀取作為中間量的文本文件設置不如DDE方便。 因為所需數(shù)據(jù)量不大，因此VB與

36、組態(tài)王之間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換采用組態(tài)王自帶的DDE方式，監(jiān)控系統(tǒng)結構如下圖2-1所示：圖2-1監(jiān)控系統(tǒng)結構圖2.3本章小結本章主要說明了PLC與移動通信模塊互連方式的選擇，通過對比每種方法的優(yōu)缺點，再聯(lián)系實際，確定最終的控制方案。3 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)設計3.1 現(xiàn)場監(jiān)控軟件簡介組態(tài) HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用 HYPERLINK /view/37.htm t _blank

37、軟件。它們處在 HYPERLINK /view/99881.htm t _blank 自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件平臺和 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件工具。組態(tài) HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件的應用領域很廣，可以應用于 HYPERLINK /view/69126.htm t _blank 電力

38、系統(tǒng)、 HYPERLINK /view/1160626.htm t _blank 給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。在 HYPERLINK /view/69126.htm t _blank 電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱 HYPERLINK /view/2037444.htm t _blank 遠動系統(tǒng)(RTU System,Remote Terminal Unit)。3.1.1組態(tài)王6.55介紹做為這次設計使用的組態(tài)軟件組態(tài)王6.55，其是亞控科技根據(jù)當前的 HYPERLINK /view/16286.htm t _blank 自動化技術的發(fā)展趨勢，面向低端

39、自動化市場及應用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應用服務平臺為目標，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫（KingHistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息，及時地做出反應，以獲得最優(yōu)化的結果。組態(tài)王保持了其早期版本功能強大、運行穩(wěn)定且使用方便的特點，并根據(jù)國內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進行了完善和擴充。組態(tài)王kingview6.55提供了豐富的、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，同時也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史 HYPERLI

40、NK /view/400.htm t _blank 曲線、報表及web發(fā)布功能進行了大幅提升與改進， HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件的功能性和可用性有了很大的提高。組態(tài)王在保留了原報表所有功能的基礎上新增了報表向?qū)Чδ?，能夠以組態(tài)王的歷史庫或KingHistorian為數(shù)據(jù)源，快速建立所需的班報表、日報表、周報表、月報表、季報表和年報表。此外，還可以實現(xiàn)值的行列統(tǒng)計功能。組態(tài)王集成了對KingHistorian的支持，且支持數(shù)據(jù)同時存儲到組態(tài)王歷史庫和工業(yè)庫，極大地提高了組態(tài)王的數(shù)據(jù)存儲能力，能夠更好地滿足大點數(shù)用戶對存儲容量和存儲速度的要求。KingHi

41、storian是亞控新近推出的獨立開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫。具有單個服務器支持高達100萬點、256個并發(fā)客戶同時存儲和檢索數(shù)據(jù)、每秒檢索單個變量超過20,000 條記錄的強大功能。能夠更好地滿足高端客戶對存儲速度和存儲容量的要求，完全滿足了客戶實時查看和檢索歷史運行數(shù)據(jù)的要求。3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設計3.2.1監(jiān)控界面設計總體概述 整個監(jiān)控界面如下圖所示：圖3-1 監(jiān)控界面如圖3-1所示，監(jiān)控界面只做了簡單的I/O狀態(tài)監(jiān)控、主軸調(diào)速的控制面板以及DDE交互數(shù)據(jù)的顯示。圖3-2為PLC IO接線圖，也是做監(jiān)控界面的參考依據(jù)。 圖3-2 PLC IO接線圖3.2.2監(jiān)控系統(tǒng)變量建立在組態(tài)王運行時，工業(yè)現(xiàn)場的

42、生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，同時工程人員在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁；在數(shù)據(jù)庫中存放的是變量的當前值，變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量。變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。根據(jù)相應的PLC IO口，需在組態(tài)王建立相應的IO變量，這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動態(tài)的，就是說：在“組態(tài)王”系統(tǒng)運行過程中，每當I/O變量的值改變時，該值就會自動寫入下位機或其它應用程序；每當下位機或應用程序中的值改變時，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。同時還需設置內(nèi)存變量，其是指那

43、些不需要和其它應用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機得到數(shù)據(jù)、只在“組態(tài)王”內(nèi)需要的變量，我們用這類變量做“容器”對數(shù)據(jù)接收與發(fā)送，畫面的程序編程等做中間銜接。組態(tài)王變量表如下圖3-3所示：圖3-3 組態(tài)王變量表 變量包含PLC的輸入口X、輸出口Y、輔助繼電器M、內(nèi)部存儲器D3.3 DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）的建立 3.3.1 DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）“組態(tài)王”支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE：Dynamic Data Exchange），能夠和其他支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換的應用程序方便地交換數(shù)據(jù)。通過DDE，工程人員可以利用PC機豐富的軟件資源來擴充“組態(tài)王”的功能。而組態(tài)王和VB的組合數(shù)據(jù)流向如下圖所示：圖3-4

44、數(shù)據(jù)流向圖在Visual Basic可視化編程工具中，DDE連接是通過控件的屬性和方法來實現(xiàn)的。對于作“顧客”的文本框、標簽或圖片框，要設置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三個屬性。control.LinkTopic=服務器程序名|主題名control.LinkItem=項目名其中，control是文本框、標簽或圖片框的名字。control.LinkMode有四種選擇：0=關閉DDE；1=熱連接；2=冷連接；3=通告連接。如果“組態(tài)王”作為“顧客”向VB請求數(shù)據(jù)，需要在定義變量時說明服務器程序的三個標識名，即：應用程序名設為VB可執(zhí)行程序的名字，把話題名設為VB中窗體的L

45、inkTopic屬性值，項目名設為VB控件的名字。3.3.2 VB端DDE設置VB作為數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端的設置是分開的，做為數(shù)據(jù)發(fā)送端的設置如下圖：圖3-5 VB接收數(shù)據(jù)端DDE設置代碼LinkTopic屬性為“view|tagname”組態(tài)王畫面LinkItim屬性“多功能數(shù)控磨床.D0”為組態(tài)王工程里變量LinkMode屬性設置的是無DDE連接或連接方式為自動對VB內(nèi)控件的這三個屬性設置后該控件就可以做為從組態(tài)王接收數(shù)據(jù)的容器了。而做為數(shù)據(jù)接收端的設置如下圖：圖3-6 VB發(fā)送數(shù)據(jù)端窗口屬性設置該處的設置是和組態(tài)王處的設置息息相關的，兩者必須相吻合才能完成對接，即LinkTopic：F

46、orm1這個屬性將在組態(tài)王中被調(diào)用，同時所涉及到的text控件的名稱也將在組態(tài)王中被調(diào)用。3.3.3 組態(tài)王端DDE設置組態(tài)王要調(diào)用DDE需要先創(chuàng)建DDE，創(chuàng)建過程如下：在工程瀏覽器中，從左邊的工程目錄顯示區(qū)中選擇“設備DDE”，然后在右邊的內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標，則彈出“設備配置向?qū)А保―DE設備的配置請參見第六章 I/O設備管理），已配置的DDE設備的信息總結列表框如圖18.14所示。定義I/O變量時要使用定義的連接對象名VBDDE（也就是連接設備名）。如創(chuàng)建結果下圖：圖3-7 組態(tài)王中定義DDE設備在組態(tài)王變量組中定義新變量，變量名為formvb，項目名設為服務器程序中提供數(shù)據(jù)的控

47、件名，此處是文本框Textddet，連接設備為vbdde?！白兞繉傩浴睂υ捒蛉鐖D3-8所示。圖3-8 組態(tài)王中定義IO變量數(shù)據(jù)接收同樣，變量分為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送，上圖是數(shù)據(jù)接收變量的屬性設置，而數(shù)據(jù)發(fā)送變量的屬性設置如圖3-9所示：圖3-9 組態(tài)王中定義IO變量數(shù)據(jù)發(fā)送*注意必須勾選允許DDE訪問，此處為必選項。3.4 監(jiān)控畫面的設計3.4.1 IO狀態(tài)監(jiān)視PLC的IO口為離散量，我們用燈的亮暗來表示IO口的通斷，只需將變量連接到圖素上就完成了；圖3-10 IO狀態(tài)監(jiān)控燈設置將畫面中的指示燈與變量組中變量一一對應設置即完成了IO狀態(tài)監(jiān)視部分（包括限位開關狀態(tài)、主軸狀態(tài)、潤滑液系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、

48、主軸多段數(shù)顯示和使能燈）。其中主軸多段速的顯示因為需要判斷其為第幾段速，所以在畫面屬性的命令語言中還需加入判斷代碼，其代碼如下：if(本站點Y0=1 & 本站點Y1=0 & 本站點Y2=0 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=1;if(本站點Y0=0 & 本站點Y1=1 & 本站點Y2=0 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=2;if(本站點Y0=1 & 本站點Y1=1 & 本站點Y2=0 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=3;if(本站點Y0=0 & 本站點Y1=0 & 本站點Y2=1 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=4;if(本站點Y0=1 & 本站點Y1=0 & 本站點Y2

49、=1 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=5;if(本站點Y0=0 & 本站點Y1=1 & 本站點Y2=1 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=6;if(本站點Y0=1 & 本站點Y1=1 & 本站點Y2=1 & 本站點Y3=0)本站點多段速表示=7;if(本站點Y0=0 & 本站點Y1=0 & 本站點Y2=0 & 本站點Y3=1)本站點多段速表示=8;3.4.2控制面板設計 該部分涉及到上位組態(tài)按鈕控制下位PLC動作，在畫面上我們必須建立一個個按鈕，將按鈕與變量關聯(lián)，這些變量在PLC程序中控制相應動作，如輔助繼電器M100，其在PLC程序中的作用與輔助繼電器M10、外部按鈕SB0(X0)

50、的功能相同，都是驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，但是不同的是SBO是PLC輸入端X0控制器通斷的,M10是單片機控制通斷的，而M100則是由組態(tài)王中的按鈕控制其通斷的；圖3-11 PLC使能控制程序段具體設置為在按鈕的動畫連接設置“彈起時”和“按下時”編寫事件代碼，控制M100通斷，如圖3-12：圖3-12 按鈕動畫連接設置按下時代碼： HYPERLINK 本站點驅(qū)動=1 本站點驅(qū)動=1;彈起時代碼：本站點驅(qū)動=0;諸如此類，控制面板中的一個個按鈕就設置完成了。圖3-13 控制面板圖3.5 下位機PLC程序 為了能通過上位機組態(tài)軟件控制現(xiàn)場的動作，所以在PLC程序中加入一系列的輔助繼電器M，用來完成上位機控制下

51、位機的目的；圖5-1 PLC IO表（組態(tài)部分）具體程序如下：圖5-2 PLC程序節(jié)選 程序中X035為外部按鈕控制主軸正轉(zhuǎn)，M9為數(shù)控系統(tǒng)上位機控制PLC用輔助繼電器，M109為監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)控制PLC用。詳細控制方法參考3.4章節(jié)。3.6本章小結 本章主要闡述了監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)部分的設計。從組態(tài)界面概述、組態(tài)變量、DDE連接設置、監(jiān)控畫面的設計以及下位機PLC程序5個部分闡述說明了監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)部分的結構，同時介紹了實現(xiàn)上位組態(tài)軟件控制PLC所添加的輔助繼電器，在數(shù)控系統(tǒng)原有兩種控制的基礎上所添加的第三種組態(tài)控制。4 PC端VB界面的設計與開發(fā)4.1 Visual Basic 6.0開發(fā)環(huán)境簡介4

52、.1.1 Visual Basic 6.0 中文企業(yè)版Visual Basic是一種由 HYPERLINK /view/2353.htm t _blank 微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助 HYPERLINK /view/4831305.htm t _blank 開發(fā)環(huán)境的 HYPERLINK /view/536048.htm t _blank 事件驅(qū)動 HYPERLINK /view/552871.htm t _blank 編程語言。從任何標準來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言不僅是盛贊VB的開發(fā)者還是抱怨VB的開發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC HYPERLINK /view/552871.htm

53、 t _blank 編程語言。VB擁有 HYPERLINK /view/185360.htm t _blank 圖形用戶界面（GUI）和快速應用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接 HYPERLINK /view/1088.htm t _blank 數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX HYPERLINK /view/185331.htm t _blank 控件。 HYPERLINK /view/39175.htm t _blank 程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應用程序。該版本是供專業(yè)編程人員開發(fā)功能強大的組內(nèi)分布式應用程序。該版本包括專業(yè)版的全部

54、功能，同時具有自動化管理器、部件管理器、數(shù)據(jù)庫管理工具等。因此選擇此種版本可以獲得最大量的工具和支持。Visual Basic 6.0 已經(jīng)是非常成熟穩(wěn)定的開發(fā)系統(tǒng)，能讓企業(yè)快速建立多層的系統(tǒng)以及 Web 應用程序，成為當前 Windows 上最流行的 Visual Basic 版本。4.1.2 Visual Basic 6.0的集成開發(fā)環(huán)境在已經(jīng)安裝完畢的系統(tǒng)下可以找到VB6.0的系統(tǒng)程序并啟動。Visual Basic 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)于Windows環(huán)境下的許多應用程序相似，同樣具有標題欄、菜單欄、工具欄、快捷菜單，除此之外，它還有工具箱、工程瀏覽器窗口、屬性窗口、窗體布局窗口、

55、立即窗口、窗體設計器窗口、代碼編輯窗口等，如圖4-1所示。圖 4-1 VB6.0集成開發(fā)環(huán)境4.1.3 Visual Basic 程序的基本結構和設計一般步驟Visual Basic程序以工程組或工程為基本元素。工程或工程組有時由多個對象組成，而每一個對象必須要描述屬性、事件和方法3個要素。其中，事件程序代碼基本結構如下：變量聲明；工程說明；模塊；工程代碼。工程代碼的基本結構又分順序結構、選擇結構、循環(huán)結構、子過程和函數(shù)過程。從軟件工程角度講，軟件的生產(chǎn)工程大致經(jīng)過可行性分析、需求分析、規(guī)劃設計、詳細設計、實現(xiàn)、組裝測試、確認測試、使用和維護等。程序設計就是詳細設計階段應完成的任務。程序設計的

56、一般步驟如圖4-2所示。詳細設計階段的一般步驟如下： 分析問題：對實際問題進行詳細分析；提出算法：找到解決問題的算法；確定算法：對算法進行分析，嚴重其正確性，給出最佳算法；編寫程序：選擇一種程序設計語言，描述“數(shù)據(jù)結構”和“算法”；確定算法YYYNNN開始分析問題提出算法編寫程序調(diào)試運行結束正確正確正確圖 4-2 程序設計的一般步驟運行調(diào)試：保證程序的正確性。4.1.4 ActiveX應用控件的介紹ActiveX控件是針對基本內(nèi)部控件的擴充，它可以支持設計工具條、目錄樹、選項卡等常用功能界面。尤其是文件管理、多媒體技術、數(shù)據(jù)庫技術的應用，通常要依賴ActiveX控件才能得以實現(xiàn)。使用Activ

57、eX控件，要先將ActiveX控件添加到工具箱，其后與內(nèi)部控件使用方法一樣，同樣也是要設計控件的屬性、事件和方法，但是ActiveX控件除了在“屬性”窗口定義相關的屬性外，還要通過ActiveX控件專門的“屬性頁”窗口，定義其特有的屬性。本次設計所用到的MSComm控件就是按這種方法添加的，具體操作步驟如下：圖4-3 ActiveX控件窗口(1) 在Visual Basic 系統(tǒng)菜單下，依次選擇【工程】【部件】菜單選項，打開“部件”窗口，如圖4-3所示；(2) 在“部件”窗口，選擇要添加的ActiveX控件，MSComm控件就勾選Microsoft Comm Contol 6.0項，單擊“確定

58、”按鈕，被選中的ActiveX控件就會裝載到工具箱中供后續(xù)程序設計使用。上圖中Microsoft ADO Data Control 6.0為ADODC控件裝載選項，Microsoft DataGrid Control 6.0為數(shù)據(jù)顯示控件的裝載選項，此外還加載了數(shù)據(jù)綁定列表框控件（DataList）和數(shù)據(jù)綁定組合框控件（DataCombo）。4.2 GSM模塊介紹4.2.1 GSM模塊簡介TC35是Siemeils公司推出的新-代無線通信GSM模塊，自帶RS232通訊接口,可以方便地與PC機,單片機連機通訊。可以快速、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù),語音傳輸,短消息服務(Short Mess

59、age Service)和傳真TC35模塊的工作電壓為3.35.5V,可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段,所在頻段功耗分別為2w(900M)和1w(1800M)。模塊有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息,第三組的二類傳真,以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。此外,該模塊還具有電話簿功能,多方通話,漫游檢測功能,常用工作模式有省電模式,IDLE,TALK等模式.通過獨特的40引腳的ZIF連接器,實現(xiàn)電源連接,指令,數(shù)據(jù),語音信號,及控制信號的雙向傳輸.通過ZIF連接器及50天線連接器,可分別連接SIM卡支架和天線。TC35模塊主要由GSM基帶處理器,GSM射頻模塊

60、,供電模塊(ASIC),閃存,ZIF連接器,天線接口六部分組成。作為TC35的核心,基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音,數(shù)據(jù)信號,并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下,可支持FR,HR和EFR語音信道編碼。4.2.2 AT指令簡介AT 即Attention,AT指令一般應用于終端設備與PC應用之間的連接與通信。AT指令集是從終端設備（Terminal Equipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設備（Data Terminal Equipment，DTE)向終端適配器(Terminal Adapter，TA)或數(shù)據(jù)電路終端設備(Data Circuit Term