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工厂物料分拣及组态监控设计

  [摘 要] 系统的下位机利用三菱FX3U PLC与GOT1020触摸屏和变频器组成一个分拣系统。上位机利用组态软件对系统的工作、运行状态进行实时监控,并将系统的数据进行报表显示。实验表明,该系统能连续、大批量地分拣货物,且分拣误差率较低,可显著提高物料分拣的效率,具有成本低廉、经济实用、可靠性高的特点。
  [关 键 词] 物料分拣;组态软件;web发布
  [中图分类号] TP273 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)21-0125-01
  一、系统结构
  (一)硬件结构
  物料分拣系统由三菱FXPLC、物料检测传感器、气动阀、三菱A740变频器、异步电机等组成。
  (二)主要功能
  系统的工作过程是把已经加工或装配好的工件从进料口输送至分拣区,通过金属属性检测传感器的检测,确定工件的属性,然后按工作任务要求进行分拣,把不同属性的物料按照控制要求,推至对应的出料滑槽中。
  二、软件设计
  (一)系统工艺流程
  系统开始运行时,推料气缸动作把工件送到进料槽,接着第一个光电传感器检测进料槽有无工件,若没有工件,则黄灯报警提示,表明工件没有送到位或者丢失,延时一段时间后,,然后没有检测到工件,则给红灯报警,停止运作。如果检测到工件,则抓料手臂开始执行伸出、下降、夹紧,上升,旋转,放料;如果输送线上的入料检测传感器检测到工件,则输送带启动,把工件运送到分拣传感器下,通过工件属性检测传感器的检测,根据不同的属性启动相应的推料气缸把工件送到相应的储料箱中,接着系统循环进行。
  (二)PLC程序编写
  根据工艺流程图,设计出PLC顺序功能图(SFC),并通过GX-develop软件,编写梯形图程序,实现机械手臂、推料气缸、传送带异步电机动作的控制,并利用触摸屏实现现场控制。
  (三)上位机监控软件的实现
  组态软件系统界面的主要功能是现场分拣系统实训模拟的画面,包括用户登录界面、设备运行情况和数据的实时显示,并实现对系统手动或自动控制并能进行控制方式的切换。
  在组态软件中,主要设计机械动作的图形对象,通过组态软件中的水平移动、垂直移动、缩放、旋转、填充等动画设计,“模拟”物料分拣系统的动态过程。在程序运行时,可动态显示气缸推动工件送料、机械手手臂抓取工件,以及在传感器属性检测后的分拣过程。主画面的右上侧是各个动作的手动操作开关。操作人员可以切换到各监控子画面,进一步掌握系统的工作情况。
  (四)组态软件脚本程序的编写
  在组态软件的脚本程序设计中,主要把PLC程序中的机械动作设定为多个状态(PLC的状态继电器S),同时对这些状态继电器和外部I/O变量以及内存变量进行编程。部分脚本程序如下:
  if(\\本站点\s44==1)
  {\\本站点\推料1气缸=\\本站点\推料1气缸+2.5;
  \\本站点\推料1气缸y=\\本站点\推料1气缸y-12.5;
  \\本站点\物块y=\\本站点\物块y-20;
  \\本站点\物块=\\本站点\物块-7;}
  if(\\本站点\s47==1)
  {\\本站点\物块=\\本站点\物块-17;
  \\本站点\传送带旋转=\\本站点\传送带旋转+8;
  if(\\本站点\传送带旋转>=100)
  \\本站点\传送带旋转=0;}
  (五)三菱GOT1020触摸屏操作系统
  现场控制采用三菱公司GOT1020系列的彩色触摸屏,与下位机通讯能实现系统的操作及显示功能。主要功能画面为系统登录、操作控制、故障检测等,方便现场工作人员操作和检修。
  (六)数据报表的设计
  在本系统中,监控系统将系统实时采集的各种物料数目及工件总数目通过计数器显示在主界面中,是瞬时物料数目记录的直接体现。历史报表是某一时刻采集记录的各种物料数目和工件总数目并按预先设定的要求以表格的形式显示出来。
  (七)web发布
  组态王web功能采用B/S结构,基于通用的TCP/IP、http协议,而远程客户端需要的软件环境就是安装了Microsoft Internet explore 5.0以上的浏览器以及JRE插件,组态王运行系统内嵌web服务器系统处理远程IE端的访问请求,无需额外的web服务器。
  总之,利用PLC变频器及触摸屏和组态软件开放式的数据库和界面制作工具与底层设备驱动连接,完成一个具有动画效果,实时数据显示,历史数据处理的物料分拣系统,实现无人监控。该系统能连续、大批量地分拣货物,且分拣误差率较低,显著提高了物料分拣的效率,具有成本低廉、经济实用、可靠性高的特点。
  参考文献:
  [1]王敬任.基于PLC与Solidworks的控制系统仿真[J].电气自动化,2005(27):61-63.
  [2]吴迎春.触摸屏和PLC在物料分拣系统中的应用[J].机械制造与自动化,2012,41(2):171-173.
  [3]范昭君.基于MCGS和PLC的物料分拣监控系统[J].装备制造技术,2014(4):101-103.
  [4]阎欣.组态王和PLC实现远程监控系统[J].东北电力技术,2007(3):19-22.