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1、 毕业设计用纸中文摘要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，对工业生产提出了更高的要求，从数量到质量、从材料到结构等都经历了一次又一次的技术革新。从原始的钳工，到普通机床，再到如今的数控机床，生产作业工具在日新月异地更新。对于精加工，有数控车、铣、镗、磨，有特种加工、电火花加工；而对于没有余量的表面机械加工，就需要用到喷砂机了。喷砂机类型可分为：吸入式喷砂机、压入式喷砂机、液体喷砂机、冷却喷砂机等。目前，喷砂机工作方式大多是利用继电器、开关和按钮进行控制；因此，喷砂机存在着一些缺陷。譬如，继电器、按钮、开关易疲劳受损、易受腐蚀、误动作等诸多故障，喷砂机机体密封性不够好易造成磨料泄漏回收难、污
2、染环境等。综上，针对上述弊端，在此设计中对喷砂机进行现代化改进；与PLC、触摸屏进行现代化工艺结合，改善其使用方式和工作方式，使之应用面更广，使之符合现代化、智能化控制的要求。对在舱室中的砂进行吸收再利用。在此次设计中，利用基于STM32单片机的自制简易三菱FX系列PLC与现在主流的组态软件MCGS、触摸屏相结合的方式实现对喷砂机运行的智能化控制和实时监控；利用各种各样的传感器实现自动运行，实现了成本低廉、性能优异的对喷砂机的智能化改造。关键词：喷砂机，MCGS，触摸屏，自动化ABSTRACTWith the social and economic development and scient
3、ific and technological level of industrial production has put forward higher requirements, from quantity to quality, from materials to structure and so once again experienced a technological innovation. From the original fitter, to general machine tools, to todays CNC machine tools, production opera
4、tions tools in a rapidly changing updated. For finishing, a CNC turning, milling, boring, grinding, there are special processing, EDM; while no margin for surface machining, you need to use a sandblasting machine. Blasting machine types can be divided into: suction blasting machine, pressure-blastin
5、g machine, liquid sandblasting machine, sandblasting machine cooling. Currently, work is mostly sand blasting machines use relays, switches and buttons to control; therefore, sandblasting machine there are some flaws. For example, relays, buttons, switches fatigue damage, susceptible to corrosion, m
6、alfunction, and many failures, sandblasting machine body is not good enough seal leakage could easily lead to abrasive recycling difficult, and environmental pollution. In summary, for the above-mentioned drawbacks, in this design for sandblasting machine modern improvements; with PLC, touch screen
7、technology combined to modernize and improve its use and work to make it wider application, to conform to modern, intelligent control requirements. Sand in compartment to absorb and reuse. In this design, the use made simple Mitsubishi FX series PLC, MCGS and touch screen combination of simulation i
8、ntelligent control blasting machine is running; take advantage of a variety of sensors for automatic operation.Keywords: Sand-blasting machine，MCGS，Touchscreen，Automation目 录中文摘要1ABSTRACT2目 录3第一章 绪论5第二章 设计工具概况62.1 喷砂机简介62.2 PLC简介62.3 GX Developer简介62.4监视与控制通用系统（MCGS）简介72.5 触摸屏简介7第三章 PLC程序系统设计93.1 PLC
9、的比较93.1.1 西门子PLC93.1.2 三菱PLC103.1.3 欧姆龙PLC103.1.4 自制简易三菱PLC113.1.5 比较总结123.2 三菱PLC程序及其实现123.2.1 机器动作控制顺序123.2.2 PLC控制I/O点133.2.3 PLC过程控制程序133.2.4 控制程序录入PLC14第四章 MCGS组态设计164.1 MCGS窗口编辑164.2 MCGS动画组态编辑17第五章 MCGS与PLC连接设置205.1 PLC程序录入205.2 MCGS与PLC通讯连接205.2.1 MCGS设备窗口编辑205.2.2 MCGS用户窗口编辑225.3 MCGS模拟运行环境
10、编辑23第六章 总结25参考文献26致谢27第一章 绪论喷砂机是一种表面处理机器，在无加工余量的情况下对工件表面进行精加工、精磨、抛光等。其是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到被需处理工件表面，使工件表面的外表面的机械性能发生变化的一种机器。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，消除工件残余应力和提高基材表面硬度的作用。喷砂机是通过一种或多种砂料来打击金
11、属的表面，消除金属表面的一些附着物，如铁锈，但有时也通过喷砂碰击来获得一个特定的表面层。喷砂介质可以是各种规格的砂，碳化硅颗粒、小钢球等。喷砂机抛出的的钢砂通过叶片旋转，打击到物体的表面。上世纪30年代美国公司在世界上制成第一台喷砂机。中国的喷砂强化设备生产始于上世纪50年代，主要是仿前苏联技术。60年代初，青岛设计生产了一台Q31 lO滚筒式喷砂清理机，标志着中国抛喷丸技术与装备从纯仿制到可自行开发和制造的转变，中国也开始有喷砂设备专业生产厂家。多年来喷砂技术与装备日臻完善，性能不断提高，应用范围从单纯的铸造业的表面清理扩大到冶金矿山、机械制造、汽车拖拉机、兵器制造、轻纺机械、船舶车辆、航空
12、宇航等不同行业，其工艺范围亦从铸锻件的表面清理扩展到金属结构件的强化、表面加工、抛喷丸成形等不同的领域。历经几十年的不断发展，喷砂机从传统的固定式到现在的移动式发展，从水平移动到垂直移动。喷砂机从单一的一种机械发展到一个领域，从单一的一道生产程序到整个生产工艺中的一部分。喷砂机正在不断延伸到每一个行业，给各行业生产工艺带来很大的便利。喷砂机主要由4个部件组成： 喷砂器一般用高速旋转的叶轮将弹丸在高离心力作用下向一定方向抛射。在工作过程中，有的喷砂器可作一定角度的摆动或上、下移动。 弹丸收集、分离和运输系统。 使铸件在喷砂清理过程中连续不断运行和翻转的承载体。 除尘系统。喷砂房：无需深地坑（亦可
13、不做地坑）、基建费用低，施工周期短。喷砂清理机设备主要由喷砂器、耐磨橡胶环带、绞龙、提升、分离器、进料输送、除尘机、清理机械组合而成。目前，大多数喷砂机仍处于硬元件控制的时代，靠时间继电器、中间继电器、接触器等有机械动作的电气控制元件来进行过程控制；各种命令的发出也是依赖各式各样的开关和按钮。在这信息化、数字化的时代，人们已不满足这类麻烦且故障频发的控制系统。本设计就上述电气方面的不足进行了智能化改进，利用可编程逻辑控制器（PLC）、监视与控制通用系统（MCGS）、触摸屏对其进行电气改进，使其符合现代化控制要求。第二章 设计工具概况2.1 喷砂机简介喷砂机是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束
14、将喷料高速喷射到被需处理工件表面，使工件表面的外表面的机械性能发生变化的一种机器。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，消除工件残余应力和提高基材表面硬度的作用。喷砂机大致可分为：吸入式喷砂机、压入式喷砂机、液体喷砂机、冷冻喷砂机等。喷砂机可用于工件表面的清理；工件表面涂覆前的前处理；改变工件的物理机械性能提高或降低表面粗糙度，变表面拉应力为压应力，提高表面的润滑状态，降
15、低偶件的运动噪音，提高表面的摩擦系数；工件表面的光饰加工、刻蚀防滑加工等。吸入式喷砂机一般组成一个完整的吸入式干喷砂机一般由六个系统组成，即结构系统、介质动力系统、管路系统、除尘系统、控制系统和辅助系统。吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷枪内形成的负压，将磨料通过输砂管吸入喷枪并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目的。在吸入式干喷砂机中，压缩空气既是供料动力又是射流的加速动力。压入式干喷砂机工作单元一般由四个系统组成，即压力罐、介质动力系统、管路系统、控制系统。压入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过压缩空气在压力罐内建立的工作压力，将磨料通过出砂阀压入输砂管并经
16、喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目。在压入式干喷砂机中，压缩空气既是供料动力又是射流的加速动力。2.2 PLC简介PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类
17、可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元、存储器、输入/输出接口电路、功能模块及通讯模块等。世界上较为著名的PLC生产商有：西门子、欧姆龙、施耐德、三菱、松下、嘉华、研华等。PLC可灵活运用于各种工业自动控制场合，如冶金、化工、塑料、轻纺、食品、包装、印刷、建材、中央空调、环保设备以及单一过程控制装置等行业中的生产机械、工业流水线、各种机床的工业控制设备中
18、。2.3 GX Developer简介GX Developer是三菱PLC的编程软件。适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、 ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。GX Developer能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU）,FX系列的数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式的文档。 此外，选择FX系列的情况下，还能变换成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文档。利用Windows的优越性，使操作性飞跃上升能够将Excel,Wo
19、rd等作成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。程序标准化，1.用标号编程制作可编程控制器程序的话，就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序， 用标号编程做成的程序能够依据汇编从而作为实际的程序来使用；2.FB（功能块）是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能，把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易，此外，零件化后，能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误；3.只要在任意的回路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单的命令就能够读出登录过的回路模式，变更软元件就能够灵活利用了；4.能够简单设定和其他站点的链接 由
20、于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的设定；5.能够用各种方法和可编程控制器CPU连接；6. 丰富的调试功能。2.4监视与控制通用系统（MCGS）简介MCGS是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快
21、速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。MCGS6.2网络版用于C/S(客户端/服务器)结构，使用于网络中。MCGS6.2通用版是北京昆仑通态数十位软件开发精英，历时整整一年时间，辛勤耕耘的结晶，MCGS6.2通用版无论在界面的友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞跃，是国内组态软件行业划时代的产品，必将带领国内的组态软件上一个新的台阶。MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门
22、应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。PLC应用范围：可灵活运用在各种工业自动控制场合,如冶
23、金、化工、塑料、轻纺、食品、包装、印刷、建材、木工、中央空调、环保设备以及单一过程控制装置等行业中的生产机械、工业流水线、各种机床的工业控制设备中。 PLC应用范围：可灵活运用在各种工业自动控制场合,如冶金、化工、塑料、轻纺、食品、包装、印刷、建材、木工、中央空调、环保设备以及单一过程控制装置等行业中的生产机械、工业流水线、各种机床的工业控制设备中。2.5 触摸屏简介触摸屏（touch screen）又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并
24、借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。主要应用于公共信息的查询、领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题；其次它是绝对坐标，不像鼠标是相对定位的一套系统，对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要时刻反馈；
25、再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置。触摸屏从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏；按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。目前，触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。当然，这其中应用最为广泛的仍是手机。第三章 PLC程序系统设计3.1 PLC的比较PLC是一种专门在工业环境下
26、应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。较为著名的PLC生产厂商有，西门子、三菱、欧姆龙、汇川等等。3.1.1 西门子PLC德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程逻辑控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7
27、-400等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。按控制规模分类可分为大型机、中型机和小型机。小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。西门子小型机有S7-200：处理速度0.81.2ms ；存贮器2k ；数字量248
28、点；模拟量35路。中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。西门子中型机有S7-300：处理速度0.81.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路 ；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。西门子大型机有S7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字；存贮器512k ；I/O点12672。按控制性能分类可分为高档机、中档机和
29、低档机。低档机，这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。例如，S7-200。中档机，这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。例如，S7-300。高档机，这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。在联网中一般做主站使用。例如，S7-400。按结构分类可分为整体式、叠装式和组合式。整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个
30、单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。3.1.2 三菱PLC三菱PLC英文名又称：Mitsubish Power Line Communication，是三菱电机在大连生产的主力产品。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作
31、等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q）。三菱FX1S系列PLC是一种集成型小型单元式PLC。且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。FX1N系列是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。FX2N系列是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特
32、点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX3系列是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升，晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。FX3G系列是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC，基本单元自带两路高速通讯接口（RS422&USB，内置高达32K大容量存储器，标准模式时基本指令处理速度可达0.21s，控制规模:14256点（包括CC-LINK网络I/O），定位功能设置简便（最多三轴），基本单元左侧最多可连接4台FX3U特殊适配器，可实现浮点
33、数运算，可设置两级密码，每级16字符，增强密码保护功能。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出1625点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。3.1.3 欧姆龙PLC欧姆龙PLC是一种功能完善的紧凑型PLC，能为业界领先的输送分散控制等提供高附加值机器控制；它还具有通过各种高级内装板进行升级的能力，大程序容量和存储器单元，以Windows环境下高效的软件开发能力。欧姆龙PLC也能用于包装系统，并支持 HACCP（寄生脉冲分析关键控制点）过程处理标准。欧姆龙P
34、LC不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。其可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避免信号盲区的存在。而电力线是
35、最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.545
36、Mbps的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，如软件PLC，先进过程控制策略等。软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务控
37、制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。3.1.4 自制简易三菱PLC自制的三菱PLC是三菱FX1N系列PLC，该CPU采用进口工业级32位处理器，此功能强大、速度运算快、性能稳定，能在监视中写入，更加方便调试使用。该PLC输入12点、输出8点，共计20点。运用USB-COM线与电脑进行通讯，与原装三菱PLC相同的读取、写入方式。由24V DC供电，供电设备方便获取、容易寻找。最大内存8000步，能够满足大多数学习、实验之用。本控制器采用ST最新的32位ARM芯片 STM32F103C8 ，和其他STM32开发板相比，本控制器由于设
38、计贴近工业实际应用，舍去了一般实际使用中用不到的功能，象数码管、指示灯驱动，红外遥控，CAN总线（如果会用到CAN，一般也是用专门的CAN控制器）等，对IO输入，NPN输出等功能则加强。可直接用于产品开发试制或中小型项目中使用，可长时间稳定连续运行。上排端口：输入AC AC为24v输入口，可以接AC18-20V左右电压（接入电压不要超过24VAC,整流之后电压过高容易烧坏板子电源）或者DC24V电压(DC输入的时候接AC AC口没有正负极随意接)，交直流通用。OUT为内部整流输出正极(也可以当输入口用，接24vdc正极)。gnd为内部负极，X口需接此点导通。下排端口：输出如果是MR继电器，继电
39、器y口和左边相邻的COM为一组。“”号不接。输出如果是MT晶体管，每个com需接正极24v ，“”接负极电压，Y口低电平有效（平时是高电压，导通时候是低电压，驱动负载的方法是负载一边接正极com，另一边接到Y口上）.RS485为空，不接。A B为485通信口。9针串口为下载口 2 3 5 脚对应电脑2 3 5脚就能下载 ，usb-com也一样。可以和触摸屏或者文本屏通信，PLC选择FX，波特率9600，数据位7，停止位1，校验位偶，插上即可通信。3.1.5 比较总结综上所述，西门子PLC具有高稳定性、体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强等特点，但其价格较为昂贵，编程方式较为繁琐；三
40、菱PLC运算快、功能完整、灵活性好、控制能力强，价格较为适中；欧姆龙PLC主要用于通讯、运算与处理能力强，但其性能不及西门子和三菱同等产品。所以，综合看来，对于此种过程控制应选用三菱PLC，主要因为其功能强、灵活性好且价格适中。3.2 三菱PLC程序及其实现在本次设计中，其动作控制是由自制的简易三菱PLC来实现的，编程软件是GX Developer。3.2.1 机器动作控制顺序根据环保型压入式喷砂机的动作顺序进行PLC控制的电气化改造。其控制顺序：按下系统启动按钮，系统启动 除尘风机开启，空压机工作 气压传感器实时检测气压大小，达到规定气压，则可进行下步工作；反之，则不能 压力传感器检测工件到
41、达托盘，停1秒 轨道电机正转进仓，仓门电机正转仓门打开 仓门电机反转仓门关闭，进仓光电传感器检测托盘到达预定位置 停2秒 托盘顺时针转动，喷枪电磁阀开启开始喷砂，喷砂5秒 托盘停止转动，喷枪电磁阀关闭停止喷砂 仓门电机正转仓门打开，轨道电机反转出仓 出仓光电传感器检测托盘出仓到底预定位置，仓门电机反转仓门关闭 取走工件。3.2.2 PLC控制I/O点根据喷砂机动作所控制输入输出，其PLC I/O点如下表：输入 I输出 O系统启动 X0空压机 Y0气压传感器 X1除尘风机 Y1压力传感器 X2喷枪电磁阀 Y2光电传感器（进仓） X3轨道电机正转 Y3光电传感器（出仓） X4轨道电机反转 Y4限位
42、开关（仓门开启） X5仓门电机正转 Y5限位开关（仓门关闭） X6仓门电机反转 Y6急停 X7托盘电机 Y73.2.3 PLC过程控制程序PLC过程控制程序：27共 27 页 第 页LD X0 OR Y1 ANI M9 OUT Y1 LD X0 OR M0 OR M2 ANI M1 ANI M9 OUT M0 LD M0 OUT Y0 LD X1 OUT M1 LD X2 OUT M2 LD X3 OR M10 ANI M11 ANI M9 OUT T0 K10 OUT M10 LD T0 OUT M11 LD T0 OR M6 ANI M9 LDI M14 OUT Y5 ANI M3 OUT
43、 Y3 OUT M6 LD X6 OUT M14 LD X4 OR M12 ANI M9 ANI M13 OUT M3 OUT T1 K20 OUT M12 ANI M15 OUT Y6 LD T1 OUT M13 LD T1 OR M7 ANI M9 ANI M4 OUT Y2 OUT Y7 OUT T2 K50 OUT M7 LD T2 OR M8 ANI M9 ANI M14 OUT Y5 AND Y5 OUT Y6 ANI M5 OUT M4 OUT Y4 OUT M8 LD X7 OUT M15 LD M15 OUT Y5 LD X5 OUT M5 LD X10 OUT M9 END
44、3.2.4 控制程序录入PLC在三菱PLC编程软件GX Developer中对所编程序进行烧写录入，过程如下：首先，在传输配置中，设置与计算机相连的PLC端口，使用的是RS-232串口其次，编写好程序，在“在线”菜单项里点击“PLC写入”，在“文件选择”中点击“参数+程序”，我们应该将参数和程序一起录入PLC中，点击“是”，执行程序写入静等程序的自动写入，完成后，即出现下图所示点击“确定”，这样程序就写入了PLC中了。第四章 MCGS组态设计MCGS是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。MCGS组态与
45、触摸屏相结合实现了PLC无开关按钮控制，依赖手指触控，方便人员操作和维修人员维修。MCGS通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。4.1 MCGS窗口编辑MCGS的各个窗口编辑是实现组态环境的必要条件。其窗口有：主控窗口，显示运行环境菜单；设备窗口，与外设连接通讯的窗口；用户窗口，实现组态动画的窗口；实时数据库窗口，显示各个数据的名字、类型、注释等信息；运行策略窗口，显示组态的启动、退出和循环策略。
46、其中设备窗口、用户窗口和实时数据库窗口是编辑次数较多的窗口。在MCGS中，新建工程后最先出现的窗口是用户窗口。在此窗口下，点击新建窗口，然后在出现的窗口文件下可以修改其窗口的名字，比如“喷砂机触摸屏”设备窗口的编辑。点击设备组态，设置设备窗口。先建立的设备是“通用串口父设备”，在此之下，才能建立本次设计所使用的外设。因为此次设计利用的是三菱FX系列PLC，所以添加的是三菱FX系列编程口。4.2 MCGS动画组态编辑在“用户窗口”里点击“动画组态”进入其动画组态画面，利用该窗口中的工具箱可以在窗口进行图片、动画等内容的编辑根据自身设计需要进行作图，充分利用工具箱中提供的资源。此次设计所需设计图如下图所示按钮设置 双击按钮，出现“标准按钮构件属性设置”，依次对其他按钮设置相应的属性。本次设计所需为下图所示在“标准按钮构件属性设置”中“可见度属性”设置按钮表达式，点击“？”设置信息采集方式第五章 MCGS与PLC连接设置此过程中必须保证PLC与计算机、MCGS连接正常，否则无法正确