雙面鉆孔組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計

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MCGS的主要特性和功能（1）簡單靈活的可視化操作界面；（2）實時性強、良好的并行處理性能；（3）豐富、生動的多媒體畫面；（4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構(gòu)建的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨立。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了MCGS系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工件。初次以外，MCGS還提供了一套開放的課擴充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用VB、VC等高級開發(fā)語言，編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)功能。MCGS用數(shù)據(jù)庫賴管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高.MCGS設(shè)立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便，易于實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。2.3 MCGS的編程語言MCGS全中文組態(tài)軟件，采用C+語言編制，核心為組態(tài)結(jié)構(gòu)。構(gòu)架合理、連接靈活，結(jié)構(gòu)層次清晰，方便用戶的定制開發(fā)。它是基于win95/98/nt視窗結(jié)構(gòu)，能夠快速構(gòu)造和和生成數(shù)據(jù)管理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等截面，輕松實現(xiàn)各種工程曲線、報表、數(shù)據(jù)瀏覽、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程采集、遠(yuǎn)程診斷等功能的先進軟件。 2.4 MCGS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) MCGS數(shù)據(jù)管理功能強大，分為數(shù)據(jù)前處理（可以對設(shè)備采集進來的數(shù)據(jù)進行多種數(shù)值處理）、實時數(shù)據(jù)處理（提供數(shù)據(jù)瀏覽，各種曲線、報表等功能構(gòu)件，對存盤數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行查詢、排序、運算等操作），同時可以掛外界外部數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)ODBC接口和OLE實時調(diào)用，可以和SOL、Server、Oracle、Access等數(shù)據(jù)庫相連，提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式，每種方法都可以獨立使用或組合使用。數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，實時曲線可以動態(tài)顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù)，并可以設(shè)定上下限值和時間的長短，以便于用戶查詢，同時提供DXCEL報表和MCGS自由報表。2.5 MCGS的作用 MCGS全中文組態(tài)軟件是真正的32為程序，支持多任務(wù)、多線程，提供近百種繪圖工具和基本模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它支持Activex控件，包括溫控曲線、實時曲線、計劃曲線、歷史曲線、XY曲線、實時報表、歷史報表、單行報表、配方管理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計、多媒體輸出等眾多構(gòu)件。 MCGS全中文組態(tài)軟件可以完整實現(xiàn)ODBC接口，可與SQLServer、Oracle、Access等主要數(shù)據(jù)庫相連，可實現(xiàn)各種復(fù)雜的報表，并以不同方式增加、刪除數(shù)據(jù)庫中的記錄，支持CAN、PROFIBUS、HART、LONWOTKS等多種數(shù)據(jù)傳輸方案，提供4級安全保密機制。工程組態(tài)軟件MCGS的最大優(yōu)點是組態(tài)方便，它融會了中外工控組態(tài)軟件的眾多長處，只要是稍微具外語常識，即可以方便組態(tài)。2.6 MCGS嵌入版由MCGS嵌入版生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成。窗口是屏幕中的一塊空間，是一個“容器”，直接提供給用戶使用。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對象并調(diào)整畫面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù)以完成不同的功能。在MCGS嵌入版中，每個應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個主控窗口和一個設(shè)備窗口，但可以有多個用戶窗口和多個運行策略，實時數(shù)據(jù)庫中也可以有多個數(shù)據(jù)對象。MCGS嵌入版用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)件，同時可以對實時數(shù)據(jù)進行可視化處理。實時數(shù)據(jù)庫是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心實時數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)處理中心，同時也起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。MCGS嵌入版使用自建文件系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)庫來管理所有實時數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實時數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫自動完成對實時數(shù)據(jù)的報警處理和存盤處理，同時它還根據(jù)需要把有關(guān)信息以事件的方式發(fā)送給系統(tǒng)的其它部分，以便觸發(fā)相關(guān)事件，進行實時處理。因此，實時數(shù)據(jù)庫所存儲的單元，不單單是變量的數(shù)值，還包括變量的特征參數(shù)（屬性）及對該變量的操作方法（報警屬性、報警處理和存盤處理等）。這種將數(shù)值、屬性、方法封裝在一起的數(shù)據(jù)我們稱之為數(shù)據(jù)對象。實時數(shù)據(jù)庫采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，為其它部分提供服務(wù)，提供了系統(tǒng)各個功能部件的數(shù)據(jù)共享。主控窗口構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、特性參數(shù)和啟動特性等項內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介設(shè)備窗口專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進來，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。一個應(yīng)用系統(tǒng)只有一個設(shè)備窗口，運行時，系統(tǒng)自動打開設(shè)備窗口，管理和調(diào)度所有設(shè)備構(gòu)件正常工作，并在后臺獨立運行。注意，對用戶來說，設(shè)備窗口在運行時是不可見的。用戶窗口實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”用戶窗口中可以放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。圖元和圖符對象為用戶提供了一套完善的設(shè)計制作圖形畫面和定義動畫的方法。動畫構(gòu)件對應(yīng)于不同的動畫功能，它們是從工程實踐經(jīng)驗中總結(jié)出的常用的動畫顯示與操作模塊，用戶可以直接使用。通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對象，搭制多個用戶窗口，用戶可以構(gòu)造各種復(fù)雜的圖形界面，用不同的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。組態(tài)工程中的用戶窗口，最多可定義512個。所有的用戶窗口均位于主控窗口內(nèi)，其打開時窗口可見；關(guān)閉時窗口不可見。運行策略是對系統(tǒng)運行流程實現(xiàn)有效控制的手段運行策略本身是系統(tǒng)提供的一個框架，其里面放置有策略條件構(gòu)件和策略構(gòu)件組成的“策略行”，通過對運行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫、控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。一個應(yīng)用系統(tǒng)有三個固定的運行策略：啟動策略、循環(huán)策略和退出策略，同時允許用戶創(chuàng)建或定義最多512個用戶策略。啟動策略在應(yīng)用系統(tǒng)開始運行時調(diào)用，退出策略在應(yīng)用系統(tǒng)退出運行時調(diào)用，循環(huán)策略由系統(tǒng)在運行過程中定時循環(huán)調(diào)用，用戶策略供系統(tǒng)中的其它部件調(diào)用。綜上所述，一個應(yīng)用系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分組成。組態(tài)工作開始時，系統(tǒng)只為用戶搭建了一個能夠獨立運行的空框架，提供了豐富的動畫部件與功能部件。第三章 工程的建立與變量的定義3.1 工程的建立(1)單擊文件菜單中“新建工程”選項，彈出“新建工程設(shè)置”窗口，點擊確定按鈕。(2)選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。(3)在文件名一欄內(nèi)輸入“雙面鉆孔組合機床”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。圖3-1 新建工程圖3-2 輸入工程名3.2 變量的定義在開始定義之前，我們先對系統(tǒng)進行分析，確定需要的變量。本系統(tǒng)至少需要個變量，見表1表1 雙面鉆孔組合機床監(jiān)控系統(tǒng)變量分配表變量名類型初值注釋啟動停止按鈕開關(guān)0啟動控制信號，輸入1啟動，輸入0停止復(fù)位停止按鈕開關(guān)0復(fù)位控制信號，輸入1復(fù)位后停止；輸入0無效上移信號開關(guān)0工件上移信號，輸入1有效上移信號1開關(guān)0夾板上移信號，輸入1有效下移信號開關(guān)0工件下移信號，輸入1有效下移信號1開關(guān)0夾板下移信號，輸入1有效左移信號開關(guān)0右側(cè)快速退回信號，輸入1有效左移信號1開關(guān)0左側(cè)快進信號，輸入1有效左移信號2開關(guān)0左側(cè)工進左移信號，輸入1有效右移信號開關(guān)0右側(cè)快進信號，輸入1有效右移信號1開關(guān)0右側(cè)工進信號，輸入1有效右移信號2開關(guān)0左側(cè)快速退回信號，輸入1有效夾緊信號開關(guān)0工件夾緊信號，輸入1有效放松信號開關(guān)0工件放松信號，輸入1有效插銷信號開關(guān)0銷插銷完畢信號，輸入1有效拔銷信號開關(guān)0拔銷完畢信號，輸入1有效左可見度開關(guān)0左邊加工可見度，輸入1有效右可見度開關(guān)0右邊加工可見度，輸入1有效垂直移動量數(shù)值0工件垂直下移數(shù)值垂直移動量1數(shù)值0上板下移數(shù)值水平移動量數(shù)值0整個右滑臺右移數(shù)值水平移動量左數(shù)值0整個左滑臺左移數(shù)值3.3變量定義的步驟（1）單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”選項卡，進入“實時數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖3-3所示。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對象”的名稱。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)步驟對象。現(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進去。圖3-3 實時數(shù)據(jù)庫（2）單擊工作臺右側(cè)“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中增添了一個新的數(shù)據(jù)對象，如圖3-4所示。圖3-4 新添數(shù)據(jù)對象（3）選中該數(shù)據(jù)對象，按“對象屬性|按鈕，或雙擊選中對象，這則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置”窗口。a將“對象名稱”改為：啟動停止按鈕；“對象初值”改為：0；“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：啟動停止信號，輸入1啟動；輸入0停止 b單擊“確定”。 如圖3-5所示。(4)按照步驟3-5，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對象。(5)單擊“保存”按鈕。 圖3-5 數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置第四章 工程畫面的建立（1）在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”。如圖4-1所示。 如圖4-1 新建用戶窗口（2）選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設(shè)置”。（3）將窗口名稱改為：雙面鉆孔組合機床：窗口標(biāo)題改為：雙面鉆孔組合機床；其他不變。4.1雙面鉆孔組合機床監(jiān)控畫面的制作（1）單擊“用戶窗口”。（2）雙擊“用戶窗口”中的“雙面鉆孔組合機床”。進入編輯畫面。如圖4-2所示。 圖4-2 編輯環(huán)境（2）單擊“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，打開繪圖工具箱。（3）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曳鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形。（4）在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“雙面鉆孔組合機床監(jiān)控系統(tǒng)”，按回車鍵在窗口的任意位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入完畢。（5）選中文字框，作如下設(shè)置。（6）點擊“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充。（7） 點擊“線色”按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。（8）點擊“字符字體”按鈕，設(shè)置文字字體為：宋體；字型為：粗體；大?。憾枺?）點擊“字符顏色”按鈕，將文字顏色設(shè)為：“黃色”。單擊“保存”，“ 雙面鉆孔組合機床”文字編輯完畢。（10）選中“雙面鉆孔組合機床監(jiān)控系統(tǒng)”的窗口標(biāo)題，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口對“雙面鉆孔組合機床監(jiān)控系統(tǒng)”進行相同的操作。單擊繪圖工具箱中的插入“元件”圖標(biāo)，彈出“對象元件管理”對話框，將相應(yīng)的動畫元件添加到組態(tài)中。“對象元件管理”如圖4-5所示：圖4-3 對象元件庫最終的監(jiān)控畫面如圖圖4-4所示：圖4-4 雙面鉆孔組合機床監(jiān)控系統(tǒng)4.2 運行策略的建立及定時器的編寫1 運行策略的建立進入“運行策略”窗口中，雙擊進入“循環(huán)策略”窗口，如圖4-5所示。圖4-5 循環(huán)策略左鍵點擊工具條，選中“新增策略行”，增加一策略行。單擊“策略工具箱”中的“腳本程序”將鼠標(biāo)指針移到策略塊圖標(biāo)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，添加腳本程序構(gòu)件。如圖4-6所示。圖4-6 添加腳本程序2.定時器的添加 選中“新增策略行”，增加一策略行。單擊“策略工具箱”中的“定時器”將鼠標(biāo)指針移到策略塊圖標(biāo)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，添加腳本程序構(gòu)件。如圖4-7所示。 圖4-7 添加定時器定時器的設(shè)置如圖4-8所示：4-8 定時器設(shè)置4.3雙面鉆孔組合機床控制系統(tǒng)腳本程序的編寫雙擊“腳本程序”工具條進入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序如下：IF 下移信號2 = 1 THEN 垂直移動量 = 垂直移動量 + 1 ENDIF 工件下移速率為1 IF 上移信號2 = 1 THEN 垂直移動量 = 垂直移動量 - 1ENDIF 工件上移速率為1IF 下移信號1 = 1 THEN 垂直移動量1 = 垂直移動量1 + 1ENDIF 上板下移速率為1IF 上移信號1 = 1 THEN 垂直移動量1 = 垂直移動量1 - 1ENDIF 上板下移速率為1IF 下移信號 = 1 THEN 垂直移動量2 = 垂直移動量2 + 1ENDIF 上板上移速率為1IF 上移信號 = 1 THEN 垂直移動量2 = 垂直移動量2 - 1 ENDIF 上板下移速率為1IF 右移信號11 = 1 THEN 水平移動量 = 水平移動量 + 1ENDIF 右移速率為1IF 左移信號11 = 1 THEN 水平移動量 = 水平移動量 - 1ENDIF 右移速率為-1IF 左移信號22 = 1 THEN 水平移動量左 = 水平移動量左 - 1ENDIF 左移速率為1IF 右移信號22 = 1 THEN 水平移動量左 = 水平移動量左 + 1ENDIF 左移速率為-1 IF 啟動停止按鈕 = 1 AND 復(fù)位停止按鈕 = 0 THEN 定時器復(fù)位 = 0定時器啟動 = 1 ENDIF 單擊啟動停止按鈕，定時器開始計時IF 啟動停止按鈕 = 0 THEN 定時器啟動 = 0ENDIF 再單擊啟動停止按鈕，定時器停止計時IF 復(fù)位停止按鈕 = 1 AND 計時時間 = 70 THEN 定時器啟動 = 0ENDIF 單擊復(fù)位停止按鈕，定時器計時時間大于等于70s，定時器停止計時IF 定時器啟動 = 1 THEN IF 計時時間 5 THEN 下移信號2 = 1EXIT ENDIF 計時器啟動，工件下移IF 計時時間 10 THEN 下移信號2 = 0下移信號1 = 1EXIT 工件停止下移，夾板下移 ENDIF IF 計時時間 15 THEN 下移信號1 = 0下移信號 = 1EXITENDIF 夾板停止下移；開始插銷 IF 計時時間 20 THEN 下移信號 = 0右主軸啟動信號 = 1右移信號 = 1工件夾緊標(biāo)志 = 1右移信號11 = 1EXITENDIF 插銷完畢；右主軸啟動；右滑臺快進 IF 計時時間 25 THEN 右移信號 = 0右移信號1 = 1EXITENDIF 右滑臺工進 IF 計時時間 35 THEN 右移信號1 = 0右主軸啟動信號 = 0右主軸停止信號 = 1左移信號 = 1右移信號11 = 0左移信號11 = 1EXITENDIF 右滑臺工進結(jié)束；右主軸停轉(zhuǎn)；右滑臺快速后退 IF 計時時間 40 THEN 左移信號11 = 0左移信號 = 0左主軸啟動信號 = 1左移信號1 = 1左移信號22 = 1右可見度 = 1左可見度 = 1EXITENDIF 右滑臺退回原位；左主軸啟動；左滑臺快進 IF 計時時間 45 THEN 左移信號1 = 0左移信號2 = 1EXITENDIF 左滑臺工進 IF 計時時間 55 THEN 左移信號2 = 0左主軸啟動信號 = 0左主軸停止信號 = 1右移信號2 = 1工件夾緊標(biāo)志 = 0左移信號22 = 0右移信號22 = 1 EXITENDIF 左滑臺工進結(jié)束；左主軸停轉(zhuǎn)；左滑臺快速退回原位 IF 計時時間 60 THEN 右移信號2 = 0上移信號 = 1右移信號22 = 0右可見度 = 0左可見度 = 0EXITENDIF 左滑臺回到原位；拔銷 IF 計時時間 65 THEN 上移信號 = 0上移信號1 = 1 EXIT ENDIF 拔銷完畢；松開工件 IF 計時時間 = 70 THEN 上移信號2 = 0右主軸停止信號 = 0左主軸停止信號 = 0 定時器復(fù)位 = 1 EXITENDIF 左滑臺后退到原位；左右主軸停止信號結(jié)束；準(zhǔn)備開始重新計時ENDIFIF 定時器啟動 = 0 THEN 上移信號 = 0上移信號1 = 0上移信號2 = 0下移信號 = 0下移信號1 = 0下移信號2 = 0左移信號 = 0左移信號1 = 0左移信號2 = 0右移信號 = 0 右移信號1 = 0 右主軸啟動信號 = 0左主軸啟動信號 = 0左主軸停止信號 = 0右主軸停止信號 = 0右移信號11 = 0左移信號11 = 0右移信號22 = 0左移信號22 = 0ENDIF 定時器停止工作，上述信號變回初始狀態(tài)19