基于組態(tài)技術(shù)的自動檢測站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

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)的自動檢測站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

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自動檢測站的基本結(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)的詳細設(shè)計。該監(jiān)控系統(tǒng)不僅能對自動檢測站的工作過程進行同步動態(tài)模擬演示，而且還可以實時顯示其工作狀態(tài)、工件信息檢測結(jié)果等，并對該站運行進行控制。

組態(tài)技術(shù)；監(jiān)控系統(tǒng)；自動檢測站；組態(tài)王

0 引言

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

1 自動檢測站的結(jié)構(gòu)

自動檢測站主要由工件平臺及其提升機構(gòu)、工件顏色及材質(zhì)檢測組件、工件高度檢測組件、推料機構(gòu)和工件滑槽等組成。如圖1所示，工件平臺提升機構(gòu)主要由1個無桿氣缸組成；工件及材質(zhì)檢測組件主要有1個漫射式光電開關(guān)、1個電感式接近開關(guān)和1個反射式光電接近開關(guān)（判斷工件平臺上有無工件）組成；工件高度檢測組件主要由直線位移傳感器及其變送器組成；推料機構(gòu)主要由1個直線氣缸及推料桿組成。

2 自動檢測站的功能

自動檢測站接收上一站送來的待檢測工件，對其顏色（黑或白）、材質(zhì)（金屬與非金屬）屬性進行檢測，并加以保存，檢測完成后將工件提升至高度檢測工位，進行高度測量，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，可對其運行進行控制。

圖1 自動檢測站結(jié)構(gòu)組成圖

3 自動檢測站組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計一般按以下幾個步驟來完成。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)畫面設(shè)計

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

（2）組態(tài)軟件與PLC通信端口設(shè)置

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

圖2 自動檢測站監(jiān)控與運行控制主畫面設(shè)計

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)備運行所需數(shù)據(jù)變量以及動態(tài)模擬演示中所需動畫設(shè)計而定義的變量。整個變量可整體分為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）動畫設(shè)計

本站監(jiān)控系統(tǒng)中涉及到的動畫連接設(shè)計內(nèi)容很多，也是整個設(shè)計的重點部分，它既包括模擬運行演示部分的各個部件的動畫設(shè)計，也包括各狀態(tài)指示燈、文字說明的動態(tài)顯示等。

模擬運行演示部分涉及到的動畫連接設(shè)計部分，主要類型有隱含、水平移動、垂直移動、顏色填充等。以待檢測工件為例說明其動畫設(shè)計，如圖5所示，共有5種動畫屬性需要設(shè)置。線屬性設(shè)置的是工件對象外輪廓顏色，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，水平移動設(shè)置的是工件被推出時的水平移動，垂直移動設(shè)置的是工件隨工件平臺上升和下降的動畫顯示，如圖6所示為垂直移動屬性設(shè)置，發(fā)生移動動畫需關(guān)聯(lián)表達式（變量）和設(shè)置移動距離及對應(yīng)變量的值，然后在應(yīng)用程序命令語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 工件的動畫連接設(shè)置

工件信息統(tǒng)計中涉及到的動畫連接設(shè)計主要有文字的隱含屬性設(shè)置、變量的模擬值輸出、按鈕點擊彈出新窗口等。由于篇幅有限，以合格工件數(shù)量顯示為例來說明動畫設(shè)計，合格工件數(shù)量連接的變量是1個I/O整型變量，動畫連接時設(shè)置模擬值輸出，它的值來自于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。

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

圖6 工件的垂直移動動畫屬性設(shè)置

圖7 工件垂直移動的命令

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)的動畫連接設(shè)計主要是各按鈕按下與彈起時的命令編寫。以綠色的啟動按鈕為例來說明，當(dāng)按鈕按下時命令語言寫：“\本站點啟動按鈕=1；”，當(dāng)按鈕彈起時命令語言寫“\本站點啟動按鈕=0；”即可，而啟動按鈕這個變量定義的是I/O離散型，與之連接的PLC變量為V5.0，要想實現(xiàn)在組態(tài)王里點擊啟動按鈕而能啟動設(shè)備，必須將該變量的值通過V5.0傳送至PLC程序里，在PLC程序內(nèi)將V5.0與啟動按鈕I2.0并聯(lián)即可。

（5）運行調(diào)試

在組態(tài)王全部畫面和動畫連接設(shè)置、應(yīng)用程序命令語言等設(shè)計完后，運行組態(tài)王使之與PLC聯(lián)機，對所設(shè)計的內(nèi)容進行運行調(diào)試。圖9和圖10為部分運行結(jié)果截圖。

圖9 工件正在進行高度檢測

圖10 查看已檢測工件詳情

4 結(jié)束語

文中基于組態(tài)王6.53版軟件設(shè)計的自動檢測站監(jiān)控系統(tǒng)，界面友好，顯示內(nèi)容豐富，操作簡單，可以很好地完成該站的模擬運行演示、運行狀態(tài)監(jiān)視、工件信息統(tǒng)計以及對設(shè)備的運行操作等功能，對于學(xué)習(xí)基于組態(tài)技術(shù)的自動化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計有很大參考價值。

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

［2］王春生.MPS供料檢測站的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計［J］.機械制造與自動化，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［J］.閩江學(xué)院學(xué)報，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：機電控制技術(shù)應(yīng)用。

(編輯：王智圣)

2014－06－10