工廠物料分揀及組態(tài)監(jiān)控設計

[摘 要] 系統(tǒng)的下位機利用三菱FX3U PLC與GOT1020觸摸屏和變頻器組成一個分揀系統(tǒng)。上位機利用組態(tài)軟件對系統(tǒng)的工作、運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行報表顯示。實驗表明，該系統(tǒng)能連續(xù)、大批量地分揀貨物，且分揀誤差率較低，可顯著提高物料分揀的效率，具有成本低廉、經(jīng)濟實用、可靠性高的特點。

[關 鍵 詞] 物料分揀；組態(tài)軟件；web發(fā)布

[中圖分類號] TP273 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）21-0125-01

一、系統(tǒng)結構

（一）硬件結構

物料分揀系統(tǒng)由三菱FXPLC、物料檢測傳感器、氣動閥、三菱A740變頻器、異步電機等組成。

（二）主要功能

系統(tǒng)的工作過程是把已經(jīng)加工或裝配好的工件從進料口輸送至分揀區(qū)，通過金屬屬性檢測傳感器的檢測，確定工件的屬性，然后按工作任務要求進行分揀，把不同屬性的物料按照控制要求，推至對應的出料滑槽中。

二、軟件設計

（一）系統(tǒng)工藝流程

系統(tǒng)開始運行時，推料氣缸動作把工件送到進料槽，接著第一個光電傳感器檢測進料槽有無工件，若沒有工件，則黃燈報警提示，表明工件沒有送到位或者丟失，延時一段時間后，然后沒有檢測到工件，則給紅燈報警，停止運作。如果檢測到工件，則抓料手臂開始執(zhí)行伸出、下降、夾緊，上升，旋轉，放料；如果輸送線上的入料檢測傳感器檢測到工件，則輸送帶啟動，把工件運送到分揀傳感器下，通過工件屬性檢測傳感器的檢測，根據(jù)不同的屬性啟動相應的推料氣缸把工件送到相應的儲料箱中，接著系統(tǒng)循環(huán)進行。

（二）PLC程序編寫

根據(jù)工藝流程圖，設計出PLC順序功能圖（SFC），并通過GX-develop軟件，編寫梯形圖程序，實現(xiàn)機械手臂、推料氣缸、傳送帶異步電機動作的控制，并利用觸摸屏實現(xiàn)現(xiàn)場控制。

（三）上位機監(jiān)控軟件的實現(xiàn)

組態(tài)軟件系統(tǒng)界面的主要功能是現(xiàn)場分揀系統(tǒng)實訓模擬的畫面，包括用戶登錄界面、設備運行情況和數(shù)據(jù)的實時顯示，并實現(xiàn)對系統(tǒng)手動或自動控制并能進行控制方式的切換。

在組態(tài)軟件中，主要設計機械動作的圖形對象，通過組態(tài)軟件中的水平移動、垂直移動、縮放、旋轉、填充等動畫設計，“模擬”物料分揀系統(tǒng)的動態(tài)過程。在程序運行時，可動態(tài)顯示氣缸推動工件送料、機械手手臂抓取工件，以及在傳感器屬性檢測后的分揀過程。主畫面的右上側是各個動作的手動操作開關。操作人員可以切換到各監(jiān)控子畫面，進一步掌握系統(tǒng)的工作情況。

（四）組態(tài)軟件腳本程序的編寫

在組態(tài)軟件的腳本程序設計中，主要把PLC程序中的機械動作設定為多個狀態(tài)（PLC的狀態(tài)繼電器S），同時對這些狀態(tài)繼電器和外部I/O變量以及內存變量進行編程。部分腳本程序如下：

if（＼＼本站點＼s44==1）

{＼＼本站點＼推料1氣缸=＼＼本站點＼推料1氣缸+2.5；

＼＼本站點＼推料1氣缸y=＼＼本站點＼推料1氣缸y-12.5；

＼＼本站點＼物塊y=＼＼本站點＼物塊y-20；

＼＼本站點＼物塊=＼＼本站點＼物塊-7；}

if（＼＼本站點＼s47==1）

{＼＼本站點＼物塊=＼＼本站點＼物塊-17；

＼＼本站點＼傳送帶旋轉=＼＼本站點＼傳送帶旋轉+8；

if（＼＼本站點＼傳送帶旋轉>=100）

＼＼本站點＼傳送帶旋轉=0；}

（五）三菱GOT1020觸摸屏操作系統(tǒng)

現(xiàn)場控制采用三菱公司GOT1020系列的彩色觸摸屏，與下位機通訊能實現(xiàn)系統(tǒng)的操作及顯示功能。主要功能畫面為系統(tǒng)登錄、操作控制、故障檢測等，方便現(xiàn)場工作人員操作和檢修。

（六）數(shù)據(jù)報表的設計

在本系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)將系統(tǒng)實時采集的各種物料數(shù)目及工件總數(shù)目通過計數(shù)器顯示在主界面中，是瞬時物料數(shù)目記錄的直接體現(xiàn)。歷史報表是某一時刻采集記錄的各種物料數(shù)目和工件總數(shù)目并按預先設定的要求以表格的形式顯示出來。

（七）web發(fā)布

組態(tài)王web功能采用B/S結構，基于通用的TCP/IP、http協(xié)議，而遠程客戶端需要的軟件環(huán)境就是安裝了Microsoft Internet explore 5.0以上的瀏覽器以及JRE插件，組態(tài)王運行系統(tǒng)內嵌web服務器系統(tǒng)處理遠程IE端的訪問請求，無需額外的web服務器。

總之，利用PLC變頻器及觸摸屏和組態(tài)軟件開放式的數(shù)據(jù)庫和界面制作工具與底層設備驅動連接，完成一個具有動畫效果，實時數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)處理的物料分揀系統(tǒng)，實現(xiàn)無人監(jiān)控。該系統(tǒng)能連續(xù)、大批量地分揀貨物，且分揀誤差率較低，顯著提高了物料分揀的效率，具有成本低廉、經(jīng)濟實用、可靠性高的特點。

參考文獻：

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