基于MCGS的YL—335B仿真設(shè)計與實現(xiàn)

【摘要】隨著虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)備由硬件仿真轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)虛擬仿真，這不僅降低了成本，同時也給實驗帶來了發(fā)便。本文是基于MCGS昆侖組態(tài)軟件，利用GX仿真自動化生產(chǎn)線的工作過程，能夠不用實物，在電腦上虛擬仿真YL-335B的模擬運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】MCGS;YL-335;虛擬仿真;自動化生產(chǎn)線

一、概述

目前，國家正在大力加強(qiáng)信息化建設(shè)，信息化能夠從根本上提高生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益。針對目前的工業(yè)自動化生產(chǎn)線設(shè)備價格昂貴，實驗設(shè)備不能滿足需要的情況下，我們設(shè)計了一款基于MCGS的仿真YL-335B自動化生產(chǎn)線的仿真軟件，并于2013年度參與省信息化大賽并獲獎。該軟件能夠模擬自動化生產(chǎn)線的仿真運(yùn)行，具有單機(jī)與聯(lián)機(jī)運(yùn)行模式，同時，可以通過在電腦上進(jìn)行編寫程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的調(diào)試。

二、基于MCGS的YL-335B仿真設(shè)計分析

該作品基于MCGS環(huán)境，MCGS軟件是一款組態(tài)軟件，其觸摸屏是基于ARM9內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)，能夠獨立地在上面開發(fā)出適合自己的各種組態(tài)界面，具有在線仿真，能夠?qū)崟r顯示。利用現(xiàn)有的GX三菱編程軟件，能夠?qū)崟r在線仿真運(yùn)行，可操作行性強(qiáng)，易編輯和修改，在線調(diào)試功能。并且各個模塊單獨運(yùn)行，同時具有整機(jī)聯(lián)調(diào)功能。

運(yùn)行時，需要聯(lián)機(jī)PLC在線仿真，由于MCGS與GX不兼容，我們暫時所做的是用MCGS，（三菱的GTO能夠與GX完美結(jié)合），但三菱的GTO視覺效果沒有MCGS好，且MCGS也是中高職比賽指定的組態(tài)軟件，所以我們采用的是MCGS。

三、總體架構(gòu)

YL-335B設(shè)備是亞龍公司生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)線，具有五個工位，每個工位分別由一個PLC控制，五個PLC可聯(lián)機(jī)通訊，實現(xiàn)整個設(shè)備的聯(lián)機(jī)運(yùn)行。

本軟件共分為主界面、各工作站的演示動畫以及整機(jī)演示動畫，最核心的部分在于每個工作站都可以單獨模擬仿真運(yùn)行，也可以五個工作站聯(lián)機(jī)運(yùn)行，具有在線編程，仿真調(diào)試功能，能極大地方便YL-335B的編程與學(xué)習(xí)。

主界面：完整地呈現(xiàn)了YL-335B設(shè)備，上面有動畫與仿真的超鏈接，當(dāng)需要觀看某個工作站的演示動畫時，只需要點擊對應(yīng)的按鈕即可跳到該頁，當(dāng)需要進(jìn)行程序調(diào)試時，點擊仿真超鏈接。

動畫界面：具有全景動畫和分站的動畫，可以在初學(xué)時，通過觀看演示動畫對YL-335B有一個具體的了解與掌握，能夠清楚設(shè)備的工作過程。

仿真界面：本軟件作為一個教學(xué)仿真軟件，它導(dǎo)航明確，操作界面簡單易學(xué)，交互性強(qiáng)，知識容量大，仿真性能優(yōu)，教師可以根據(jù)教學(xué)需要適時更新教學(xué)軟件的內(nèi)容。本軟件既方便了教師的課堂教學(xué)，又適用于學(xué)生自學(xué);學(xué)生可以通過該軟件而不需要進(jìn)入實驗室，即可學(xué)習(xí)PLC的編程以及完成對自動化生產(chǎn)線的控制;同時，可以彌補(bǔ)學(xué)校因為實驗設(shè)備不足，而無法開設(shè)該課程的缺陷，為學(xué)校節(jié)省大量的資金。軟件的開發(fā)與使用為多媒體信息技術(shù)與課程改革搭建了完美的平臺。

系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為登錄界面、整機(jī)運(yùn)行動畫界面、單獨運(yùn)行界面和模擬仿真界面四部分。登錄界面可以針對不同的應(yīng)用者設(shè)計，具有多種權(quán)限。登錄界面圖（略）

四、仿真設(shè)計分析

在五個工作站中，我們可以對每一個工作站單獨運(yùn)行，也可以通過單機(jī)/聯(lián)機(jī)按鈕進(jìn)行聯(lián)機(jī)運(yùn)行。下面我們以供料單元為例進(jìn)行分析。

該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當(dāng)活塞桿在退回位置時，它與最下層工件處于同一水平位置，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺上時，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件;然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。

推料缸把工件推出到出料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設(shè)有一個圓柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺有無工件的信號。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號狀態(tài)來判斷是否需要驅(qū)動機(jī)械手裝置來抓取此工件。供料單元仿真界面圖（略）。

首先，我們必須先確定I/O的分配，在左邊框中已經(jīng)設(shè)置好了I/O口。然后把單機(jī)/聯(lián)機(jī)按鈕撥到單機(jī)狀態(tài)，進(jìn)行單機(jī)操作，根據(jù)控制要求進(jìn)行PLC程序編寫，在GX軟件中進(jìn)行程序的輸入。

根據(jù)控制要求，可以利用移位指令進(jìn)行程序的編寫，本要求按照順序有以下幾步，1啟動，2頂桿伸，3推桿伸，4頂桿縮，5推桿縮。由此我們可以寫出PLC程序圖（略）

把程序下載到PLC中，連上觸摸屏，點擊連機(jī)運(yùn)行按鈕，觸摸屏運(yùn)行，這時就可以對觸摸屏上的界面進(jìn)行操作，點擊啟動按鈕，觸摸屏上的動畫裝置開始運(yùn)行起來。點擊停止按鈕，裝置處于回歸初始狀態(tài)。

以上為供料單元站的仿真實驗，其余四站，依次為加工單元，裝配單元，分揀單元，傳輸單元。它們也按照供料單元的方式進(jìn)行仿真。在進(jìn)行五站聯(lián)機(jī)運(yùn)行時，只需要將五個PLC的程序?qū)憺橐粋€大的PLC程序里即可進(jìn)行五站聯(lián)調(diào)。

利用該仿真，可以極大地方便學(xué)生的PLC編程練習(xí)，同時還可以解決由于設(shè)備不足，課程難以開設(shè)的尷尬局面。

五、結(jié)束語

隨著國家對信息化建設(shè)的大力普及，各職業(yè)院校也在為信息化建設(shè)添磚加瓦。本文較詳細(xì)地介紹了基于MCGS與YL-335B的虛擬仿真設(shè)計，本方案所構(gòu)建的虛擬PLC與虛擬組態(tài)的仿真系統(tǒng)，完全實現(xiàn)了YL-335B的模擬仿真，可以不借助于實驗室里的YL-335B設(shè)備，實現(xiàn)了利用組態(tài)軟件來仿真生產(chǎn)流線的運(yùn)作。

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