灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控組態(tài)設(shè)計組態(tài)課程設(shè)計

《灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控組態(tài)設(shè)計組態(tài)課程設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控組態(tài)設(shè)計組態(tài)課程設(shè)計（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、成績 課 程 設(shè) 計 報 告 設(shè)計題目 灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控組態(tài)設(shè)計 課程名稱 監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計技術(shù) 姓名 學(xué)號 班級 自動化0904 導(dǎo)師 韓曉霞 設(shè)計日期 2013年01月09 日 《監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計技術(shù)》課程設(shè)計報告 灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控組態(tài)設(shè)計 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的工業(yè)過程都實現(xiàn)了現(xiàn)代化、自動化控制，二其中不乏用到組態(tài)軟件。組態(tài)軟件在工業(yè)控制中的使用越來越廣泛，與我們的生活接觸越來越緊密，大到航空航天設(shè)備的生產(chǎn)制造，小到一瓶礦泉

2、水的生產(chǎn)都會與組態(tài)軟件密不可分。因此作為一名自動化專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生，有必要學(xué)好并且用好此類軟件。 此次課程設(shè)計為灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計，主要模擬出灌裝生產(chǎn)線的流程，主要包括上料、加工、裝瓶、計數(shù)以及裝箱等過程。另外，為了更好的觀測實驗現(xiàn)象、更好的分析實驗數(shù)據(jù)，增加了報警檢測，繪出了實時曲線、歷史曲線和歷史表格等曲線數(shù)據(jù)信息。 經(jīng)過幾天的設(shè)計，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，實現(xiàn)了預(yù)定的所有功能，在此基礎(chǔ)上，加入了一些自己的想法，使效果更佳。 關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件；灌裝生產(chǎn)線； - I - Filling Production Line Control Configuration Des

3、ign Abstract With the continuous development of science and technology, more and more of the industrial processes to achieve a modern, automatic control, two among them using configuration software. Application of configuration software in industrial control more and more widely used, contact wi

4、th our lives more and more closely, to the manufacture of aerospace equipment, as small as a bottle of mineral water is inextricably linked with the configuration software. As an automation professional graduated student, there is a need to learn and use of such software. This course is designed t

5、o be filling line configuration design of the monitoring system, major simulation of the filling line process, including feeding, processing, bottling, counting and packing process. In addition, in order to better observe phenomena and better analysis of experimental data, an increase of alarm dete

6、ction, coming out of the curve, the curve of history in real time and historical data information such as table. After several days of design, basic to achieve the desired objectives, achieve all features planned, on this basis, joined some of his own ideas, better results. Key words: configura

7、tion software; filling; - 25 - 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 選題及工藝流程分析說明 4 1.1 組態(tài)設(shè)計的目標(biāo) 4 1.2 監(jiān)控系統(tǒng)分析和總體設(shè)計 4 第2章 實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)設(shè)計說明 5 2.1 監(jiān)控界面組態(tài)設(shè)計說明及界面效果圖 6 2.1.1 建立畫面 6 2.1.2 編輯畫面 7 2.1.3 制作文字框圖 7 2.1.4 罐和瓶子的制作 7 2.1.5 整體畫面 8 2.2 定義數(shù)據(jù)對象 9 2.3 動畫連接 10 2.3.1 水位的升降效果 10 2.3.

8、2 水流效果 12 第3章 控制算法或控制邏輯及其腳本程序 13 3.1 控制流程及邏輯分析 13 3.2 運(yùn)行策略腳本程序及說明 13 第4章 主控窗口設(shè)置和系統(tǒng)菜單設(shè)計說明； 17 4.1 主控窗口設(shè)置 17 4.2 系統(tǒng)菜單設(shè)計 17 4.3 安全策略設(shè)計說明 19 第5章 設(shè)計畫面和數(shù)據(jù)顯示 21 第6章 組態(tài)設(shè)計和調(diào)試中遇到的問題、解決方法和結(jié)果 23 第7章 課程設(shè)計總結(jié) 24 參 考 文 獻(xiàn) 25 第1章 選題及工藝流程分析說明 我此次的的課程設(shè)計題目是：灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計。主要模擬出灌裝生產(chǎn)線的流程，主要包括上料、加工、裝

9、瓶、計數(shù)以及裝箱等過程。另外，為了更好的觀測實驗現(xiàn)象、更好的分析實驗數(shù)據(jù)，增加了報警檢測，繪出了實時曲線、歷史曲線和歷史表格等曲線數(shù)據(jù)信息。 1.1 組態(tài)設(shè)計的目標(biāo) 通過圖形構(gòu)件，構(gòu)件出生產(chǎn)線實物圖（包括攪拌機(jī)、儲藏罐、水泵和閥等），然后 編寫腳本程序?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制要求。 1.2 監(jiān)控系統(tǒng)分析和總體設(shè)計 在開始組態(tài)之前，通過對該工程的剖析，從整體上把握住了工程的結(jié)構(gòu)、流程、需實現(xiàn)功能和如何實現(xiàn)這些功能。下面進(jìn)行詳細(xì)說明： 工程框架： a) 4個用戶窗口：灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)表格、封面 b) 3個主菜單：系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)顯示 c) 4個子菜單：用戶登錄、

10、用戶管理、修改密碼、退出登錄 d) 3個策略：啟動策略、退出策略、循環(huán)策略 第2章 實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)設(shè)計說明 實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)統(tǒng)計如下表2.1, 表2.1 對象名稱 類型 注釋 number 數(shù)值型 對瓶子計數(shù) 垂直移動 數(shù)值型 瓶子1的垂直移動 水平移動1 數(shù)值型 瓶子1的水平移動 水平移動2 數(shù)值型 瓶子2的水平移動 果汁罐液位 數(shù)值型 果汁罐的液位 飲料瓶液位 數(shù)值型 飲料瓶中果汁的液位 可視化1 開關(guān)型 瓶子1的可見度標(biāo)志位 可視化2 開關(guān)型 瓶子2的可見度標(biāo)志位 復(fù)位 開關(guān)

11、型 是系統(tǒng)復(fù)位 啟動 開關(guān)型 啟動系統(tǒng) 抽水泵 開關(guān)型 出口閥 開關(guān)型 數(shù)據(jù) 組對象 飲料瓶液位和果汁罐液位 圖2-1為電腦截圖 圖2-1 屬性設(shè)置界面如圖： 圖2-2 其他設(shè)置類似。 2.1 監(jiān)控界面組態(tài)設(shè)計說明及界面效果圖 2.1.1 建立畫面 [1] 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”。 [2] 選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。 [3] 將窗口名稱改為：灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)；窗口標(biāo)題改為：灌裝生產(chǎn)線；窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”。 [4] 在“用戶窗口

12、”中，選中“灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口” 選項，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時自動加載的窗口。如圖： 圖2-3 2.1.2 編輯畫面 選中““灌裝生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)”窗口圖標(biāo)，單擊“動畫組態(tài)”，進(jìn)入動畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。 2.1.3 制作文字框圖 [1] 單擊工具條中的“工具箱”，打開繪圖工具箱。 [2] 選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形。， [3] 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“灌裝生產(chǎn)線系統(tǒng)演示工程”，按回車鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入完畢。

13、 2.1.4 罐和瓶子的制作 攪拌器和果汁罐分別選取罐15和反應(yīng)器12，如圖2-3 圖2-4 然后分別繪制出閥、泵、管道、傳送帶和瓶子等，并進(jìn)行注釋。 2.1.5 整體畫面 2.2 定義數(shù)據(jù)對象 對象名稱 類型 注釋 number 數(shù)值型 對瓶子計數(shù) 垂直移動 數(shù)值型 瓶子1的垂直移動 水平移動1 數(shù)值型 瓶子1的水平移動 水平移動2 數(shù)值型 瓶子2的水平移動 果汁罐液位 數(shù)值型 果汁罐的液位 飲料瓶液位 數(shù)值型 飲料瓶中果汁的液位 可視化1 開關(guān)型 瓶子1的可見度標(biāo)志位 可視化2 開關(guān)型 瓶子2的可見度

14、標(biāo)志位 復(fù)位 開關(guān)型 是系統(tǒng)復(fù)位 啟動 開關(guān)型 啟動系統(tǒng) 抽水泵 開關(guān)型 出口閥 開關(guān)型 數(shù)據(jù) 組對象 飲料瓶液位和果汁罐液位 下面以數(shù)據(jù)對象“水泵”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對象的步驟： [1] 單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。 [2] 單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的 名稱為“Data1”、“Data2”、“Data3”等（多次點擊該按鈕，則可增加多個數(shù)據(jù)對象）。 [3] 選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。 [4

15、] 將對象名稱改為：水泵；對象類型選擇：開關(guān)型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“控制 水泵啟動、停止的變量”，單擊“確認(rèn)”。 按照此步驟，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他 9 個數(shù)據(jù)對象。 定義組對象與定義其他數(shù)據(jù)對象略有不同，需要對組對象成員進(jìn)行選擇。具體步驟如下： [1] 在數(shù)據(jù)對象列表中，雙擊“液位組”，打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。 [2] 選擇“組對象成員”標(biāo)簽，在左邊數(shù)據(jù)對象列表中選擇“液位1”，點擊“增加”按鈕，數(shù) 據(jù)對象“液位1”被添加到右邊的“組對象成員列表”中。按照同樣的方法將“液位2”添 加到組對象成員中。 [3] 單擊“存盤屬性”標(biāo)簽，在“數(shù)據(jù)

16、對象值的存盤”選擇框中，選擇：定時存盤，并將存盤 周期設(shè)為：5秒。 [4] 單擊“確認(rèn)”，組對象設(shè)置完畢。 2.3 動畫連接 由圖形對象搭制而成的圖形畫面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進(jìn)行動畫設(shè)計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實時監(jiān)控的目的。MCGS 實現(xiàn)圖形動畫設(shè)計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對象的實時采集值驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果。 本樣例中需要制作動畫效果的部分包括： 1．水箱中水位的升降 2．水泵、閥門的啟停 3. 水流效果

17、2.3.1 水位的升降效果 水位升降效果是通過設(shè)置數(shù)據(jù)對象“大小變化”連接類型實現(xiàn)的。 具體設(shè)置步驟如下： [1] 在用戶窗口中，雙擊水罐1，彈出單元屬性設(shè)置窗口。 [2] 單擊“動畫連接”標(biāo)簽，顯示如圖所示窗口： [3] 選中折線，在右端出現(xiàn) [4] 單擊進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口。按照下面的要求設(shè)置各個參數(shù)： 表達(dá)式：果汁罐液位 最大變化百分比對應(yīng)的表達(dá)式的值：100 其他如圖所示： 同理，對瓶子等進(jìn)行動畫連接。 2.3.2 水流效果 水流效果是通過設(shè)置流動塊構(gòu)件的屬性實現(xiàn)的。 實現(xiàn)步驟如下： [1] 雙擊水泵右側(cè)的流動塊，彈出流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置

18、窗口。 [2] 在流動屬性頁中，進(jìn)行如下設(shè)置： 表達(dá)式：水泵=1； 選擇當(dāng)表達(dá)式非零時，流塊開始流動。 水罐右側(cè)流動塊閥右側(cè)流動塊的制作方法與此相同，只需將表達(dá)式相應(yīng)改為：調(diào)節(jié)閥 =1，出水閥=1 即可 至此動畫連接已完成，按 F5 或點擊工具條中圖標(biāo)，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，看一下組態(tài)后得結(jié)果。這時我們看見的畫面仍是靜止的。移動鼠標(biāo)到“水泵”、“調(diào)節(jié)閥”、“出水閥”上面的紅色部分，鼠標(biāo)指針會呈手形。單擊一下，紅色部分變?yōu)榫G色，同時流動塊相應(yīng)地運(yùn)動起來，但水罐仍沒有變化。這是由于我們沒有信號輸入，也沒有人為地改變水量。我們可以用如下方法改變其值，使水罐動起來。

19、 第3章 控制算法或控制邏輯及其腳本程序 3.1 控制流程及邏輯分析 上料 控制流程如下圖所示： 加工 水泵傳輸至果汁罐 檢測液位是否大于40 Y N 開出口閥，灌輸飲料瓶 檢測是否裝滿 Y N 傳輸帶傳輸，并計數(shù) 圖3-1 3.2 運(yùn)行策略腳本程序及說明 腳本程序編輯界面如圖： 圖3-2 圖3-3 腳本程序如下： if 啟動=1 then 抽水泵=1 果汁罐液位=果汁罐液位+2.2 endif

20、 if 抽水泵=1 then 果汁罐液位=果汁罐液位+1.2 if 出口閥=1 then 果汁罐液位=果汁罐液位-2.2 if 果汁罐液位>=79 then 抽水泵=0 if 果汁罐液位>=40 then 出口閥=1 果汁罐液位=果汁罐液位-3 飲料瓶液位=飲料瓶液位+5 可視化1=1 可視化2=0 endif if 果汁罐液位<=10 then 出口閥=0 if 飲料瓶液位>=99 then 出口閥=0 水平移動1=水平移動1+2.5 垂直移動=垂直移動+1.9 endif if 水平移動1>92 then 可視化1=0

21、 可視化2=1 水平移動2=水平移動2+5 endif if 水平移動2>50 and 水平移動2<57 then number=number+1 if 水平移動2>150 then 飲料瓶液位=0 水平移動1=0 水平移動2=0 可視化1=1 可視化2=0 垂直移動=0 endif if 復(fù)位=1 and 啟動=1 then 啟動=0 number=0 抽水泵=0 出口閥=0 水平移動1=0 水平移動2=0 垂直移動=0 飲料瓶液位=0 果汁罐液位=50 endif if 啟動=1 and 復(fù)位=1 then 復(fù)位=0

22、 抽水泵=1 果汁罐液位=果汁罐液位+2.2 Endif 第4章 主控窗口設(shè)置和系統(tǒng)菜單設(shè)計說明； 4.1 主控窗口設(shè)置 選中主控窗口，單擊右邊系統(tǒng)屬性，進(jìn)行設(shè)置，如下圖 圖4-1 窗口表皮定義為組態(tài)工程，菜單設(shè)置為有菜單，封面窗口設(shè)置為有窗口，其他不變。 4.2 系統(tǒng)菜單設(shè)計 選中主控窗口，鼠標(biāo)左鍵單擊菜單組態(tài)，進(jìn)入如下畫面 圖4-2 進(jìn)入此畫面后，右鍵單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇新增菜單項，添加數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)顯示兩個菜單，并進(jìn)行設(shè)置 圖4-3 注意菜單操作中，對應(yīng)

23、菜單的功能： 圖4-4 進(jìn)入主控窗口菜單組態(tài)設(shè)置界面后，右鍵單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇新增菜單項，添加用戶登錄、用戶管理、修改密碼三個菜單，并進(jìn)行設(shè)置。 圖4-5 注意腳本程序中設(shè)置： 圖4-6 4.3 安全策略設(shè)計說明 工程中，通常分工明確，工程師，操作員各司其職，分工明確，因此有必要設(shè)置各自的權(quán)限，一面誤操作。在進(jìn)入圖4-2畫面后，選中用戶管理，右鍵單擊，選擇屬性 圖4-7 選中左下角權(quán)限按鈕，進(jìn)入權(quán)限設(shè)置界面，如圖： 圖4-8 其他設(shè)置方法相同，這里不一一贅述。 第5章 設(shè)計畫面和數(shù)據(jù)顯示 最終設(shè)計畫面如下：

24、圖5-1 其中，報警信息顯示： 圖5-2 下圖為實時表格和歷史表格： 圖5-3 下圖為實時曲線和歷史曲線： 圖5-4 第6章 組態(tài)設(shè)計和調(diào)試中遇到的問題、解決方法和結(jié)果 此次課程設(shè)計是第一次比較系統(tǒng)的運(yùn)用這個軟件，因此設(shè)計過程中出現(xiàn)很多預(yù)想不到的錯誤，但所幸最終都一一解決。 問題主要分為以下幾個方面： 1. 繪制元件過程中，尤其是飲料瓶的時候，是用幾個圖形組合起來，這就涉及到屬性的變更問題，這就導(dǎo)致后面控制中，達(dá)不到預(yù)期的目的。最終，發(fā)現(xiàn)是自己混淆

25、了構(gòu)成圖符和合成單元的概念。 2. 第二個比較嚴(yán)重的問題是：在建立實時數(shù)據(jù)庫時，沒有認(rèn)真考慮數(shù)據(jù)初值，這就導(dǎo)致在進(jìn)入組態(tài)運(yùn)行環(huán)境時，位置錯誤。 3. 童顏是在建立實時數(shù)據(jù)庫時，沒有考慮數(shù)據(jù)的存盤屬性，這就導(dǎo)致最后觀察不到曲線的變化情況和報警信息。 4. 在對元件進(jìn)行動畫連接時，設(shè)置錯誤，導(dǎo)致液位變化混亂。 5. 在對運(yùn)行策略設(shè)置時，循環(huán)策論執(zhí)行周期設(shè)置過大，導(dǎo)致看不到現(xiàn)象。后改為200ms，效果明顯。 6. 在進(jìn)行安全機(jī)制設(shè)置時，權(quán)限混淆，導(dǎo)致運(yùn)行時，要么不能很好地運(yùn)行，要么看不到想要的曲線。后通過看書和同學(xué)的幫助，很好地解決了這個問題

26、 第7章 課程設(shè)計總結(jié) 這次課程設(shè)計過程中，老師及其同學(xué)給了極大的幫助，由于專注考研，導(dǎo)致基本功不是很扎實，但還是基本完成任務(wù)。在編輯程序時，出現(xiàn)了“”未知表達(dá)式的提示，百思不得其解，最后一行一行的檢驗程序，才發(fā)現(xiàn)IF之間大意之下，留了個空格。還有報表及其實時數(shù)據(jù)的顯示，都是按照組態(tài)軟件實訓(xùn)教程上一步步搞定了，很有成就感，這就是課設(shè)的魅力所在吧，越是艱難得到的，越是珍惜。最后感謝閆高偉老師的悉心授課，必當(dāng)考上研究生繼續(xù)深造，不辜負(fù)老師的良苦用心。 參 考 文 獻(xiàn) 【1】 曹輝，馬棟萍，王暄等主編．組態(tài)軟件技術(shù)及應(yīng)用．電子工業(yè)出版社 【2】 李國勇等編著．過程控制實驗教程．清華大學(xué)出版社 【3】 龔運(yùn)新，方立友編著．工業(yè)組態(tài)軟件實用技術(shù)．清華大學(xué)出版社 【4】 MCGS組態(tài)軟件用戶指南．北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司 【5】 MCGS培訓(xùn)教程．北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司 【6】 MCGS高級教程．北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司