模塊化生產(chǎn)線系統(tǒng)（MPS）各站組態(tài)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方法及過程

摘 要：本文詳細(xì)說明了模塊化生產(chǎn)線系統(tǒng)（MPS）各站組態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)過程，并對各站組態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)技巧進(jìn)行了具體說明。

關(guān)鍵詞：MPS；組態(tài)；模塊化；生產(chǎn)線

一、組態(tài)王軟件的作用及其在MPS監(jiān)控中的應(yīng)用

組態(tài)軟件是用軟件庫提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務(wù)的過程，組態(tài)軟件適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用，組態(tài)最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中，PLC梯形圖組態(tài)、人機(jī)界面生成軟件稱作工控組態(tài)，組態(tài)工具運(yùn)行程序是執(zhí)行自己特定任務(wù)、組態(tài)也提供內(nèi)置編譯系統(tǒng)提供BASIC語言、有的高級組態(tài)軟件支持C語言。在此領(lǐng)域中，常用組態(tài)軟件有：WINCC、組態(tài)王等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用組態(tài)王6.5版本進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)。

組態(tài)王軟件具有開放性好、適用性廣、經(jīng)濟(jì)容易入門、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，通常把這樣的系統(tǒng)分為控制、監(jiān)控、管理三個(gè)結(jié)構(gòu)。自動(dòng)控制系統(tǒng)上傳、下載組態(tài)開發(fā)，組態(tài)包含畫面、變量、動(dòng)畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能分析采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)王軟件為操作者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于人員方便快捷觀察設(shè)備運(yùn)行姿態(tài)、它充分利用Windows圖形化編輯功能能以動(dòng)畫方式顯示設(shè)備狀態(tài)有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)曲線等。組態(tài)王仿真基本操作方法是：

（1）運(yùn)用組態(tài)王內(nèi)置圖形界面的圖形，用抽象的圖形畫面來模擬仿真實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

（2）通過變量、數(shù)據(jù)庫就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫，并用數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對對象的各種屬進(jìn)行監(jiān)控，如：實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、水溫，壓力等。

二、操作手單元組態(tài)實(shí)現(xiàn)過程

夾緊氣缸、大臂、小臂氣缸三個(gè)為一個(gè)圖符，只需要在每個(gè)動(dòng)作需要時(shí)體現(xiàn)出來就好，在大臂伸出的時(shí)候定義一個(gè)圖符，小臂下降和夾緊氣缸各定義一個(gè)圖符就好，因?yàn)橛疫厔?dòng)作和左邊動(dòng)作相同只是在夾緊氣缸放松時(shí)體現(xiàn)出來就好。此動(dòng)畫中運(yùn)用隱含動(dòng)作體現(xiàn)每個(gè)動(dòng)畫。本站總共有十個(gè)動(dòng)作所以定義的變量有“開關(guān)離散型”、“動(dòng)作整型”兩個(gè)變量執(zhí)行條件為：大臂<10。

因?yàn)榇苏境跏嘉恢迷谧筮叴蟊?、小臂都縮回所以動(dòng)作條件為大臂==0要是體現(xiàn)大臂伸出動(dòng)畫在伸出動(dòng)畫條件寫大臂==1以此類推；直到每個(gè)動(dòng)作執(zhí)行完。這樣就實(shí)現(xiàn)操作手站所有動(dòng)作。

三、加工單元組態(tài)實(shí)現(xiàn)過程

加工單元組態(tài)畫面，加工站由主電機(jī)夾緊氣缸、沖壓氣缸、檢測氣缸組成此單元只需模擬夾緊加工工件以及檢測工件。由右下方I0.0傳感器檢測到位夾緊氣缸伸出、沖壓氣缸下降、工作2秒、緊氣缸縮回、沖壓氣缸上升、主電機(jī)旋轉(zhuǎn)右下方傳感器再次檢測到主電機(jī)停止工件顯示檢測氣缸下降、然后檢測氣缸上升。主電機(jī)旋轉(zhuǎn)右下位傳感器檢測主電機(jī)停止。因?yàn)楣ぜ辉诩庸ず蜋z測時(shí)顯示所以只做工件兩次顯示畫面。每個(gè)氣缸伸出和縮回都使用水平或者垂直移動(dòng)，此站定義變量有此動(dòng)畫變量為：兩個(gè)變量執(zhí)行條件為：加工站開關(guān)==1，加工站工作臺(tái)+1，加工站夾緊+1，加工站沖壓+1，加工站檢測+1，否則加工站開關(guān)==0，加工站工作臺(tái)-1，加工站夾緊-1，加工站沖壓-1，加工站檢測-1，這樣就可以實(shí)現(xiàn)加工動(dòng)畫。

四、安裝單元組態(tài)畫面

安裝單元主要由旋轉(zhuǎn)氣缸、推料氣缸、擺動(dòng)氣缸構(gòu)成，此站定義變量為：“開關(guān)離散型”、“動(dòng)作整型”安裝站開關(guān)==1，推料氣缸+1，擺動(dòng)氣缸+1，否則安裝站開關(guān)==0，推料氣缸-1，擺動(dòng)氣缸-1。因?yàn)樾D(zhuǎn)氣缸動(dòng)畫是連續(xù)的所以使用隱含來實(shí)現(xiàn)，這里工件和旋轉(zhuǎn)臂組合成一個(gè)圖符。此動(dòng)畫變量為：旋轉(zhuǎn)氣缸，執(zhí)行條件為：安裝站開關(guān)==1，因?yàn)樾D(zhuǎn)動(dòng)畫由五個(gè)旋轉(zhuǎn)方向所以當(dāng)天即那為：如果旋轉(zhuǎn)氣缸<5，旋轉(zhuǎn)氣缸+1，安裝站開關(guān)==0，旋轉(zhuǎn)氣缸==0，這樣組合為一個(gè)整體就可以實(shí)現(xiàn)安裝站的全部動(dòng)畫。

五、安裝搬運(yùn)單元組態(tài)畫面

搬運(yùn)單元由夾緊氣缸、擺動(dòng)氣缸、升降氣缸組成，因?yàn)榇苏緞?dòng)作相對相同所以也采用隱含動(dòng)畫這樣比較容易實(shí)現(xiàn)，此動(dòng)畫變量為：“開關(guān)離散型”、“動(dòng)作整型”兩種類型，因?yàn)榘徇\(yùn)站動(dòng)作有10步，執(zhí)行條件為：搬運(yùn)站開關(guān)==1，如果搬運(yùn)站旋轉(zhuǎn)<10，那么搬運(yùn)站旋轉(zhuǎn)-1，此站的初始位置在左邊、夾緊氣缸放松、升降氣缸處于上升位置所以當(dāng)搬運(yùn)站開關(guān)==0，那么搬運(yùn)站旋轉(zhuǎn)==0。這個(gè)站把旋轉(zhuǎn)臺(tái)大臂升降氣缸夾緊氣缸組合為一個(gè)圖符，只需要在不同位置改變圖符形狀就可以，只需在每個(gè)動(dòng)作依次寫：搬運(yùn)站旋轉(zhuǎn)==0，搬運(yùn)站旋轉(zhuǎn)==1，以此類推即可以完成搬運(yùn)單元的組態(tài)畫面。

六、倉儲(chǔ)單元組態(tài)畫面

倉儲(chǔ)單元由X/Y軸兩個(gè)電機(jī)、推料氣缸組成，此動(dòng)畫變量為：“開關(guān)離散型”、“動(dòng)作整型”兩種類型此站只做一個(gè)倉位所以電機(jī)移動(dòng)動(dòng)畫為水平或者垂直移動(dòng)，執(zhí)行條件為：如果倉儲(chǔ)開關(guān)==1，那么倉儲(chǔ)右移動(dòng)+1，否則倉儲(chǔ)開關(guān)==0，那么倉儲(chǔ)右移動(dòng)-1，工件顯示用隱含用推料伸出傳感器檢測，傳感有信號時(shí)料倉工件顯示，否則傳感器無信號時(shí)運(yùn)料臺(tái)工件顯示，水平移動(dòng)電機(jī)和工作臺(tái)為一個(gè)整體，向右移動(dòng)距離為50mm。這樣就完成此站組態(tài)。

作者簡介：

趙建偉，男，高級工程師，從事機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的教學(xué)與科研工作。

本文來自院本科研項(xiàng)目自動(dòng)化生產(chǎn)線圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目編號：Gfxy16-13。

（作者單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系）