THJDQG-1型光機(jī)電氣一體化控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)方案

0 引言

THJDQG-1型光機(jī)電氣一體化控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是是河南省第三屆職工技術(shù)運(yùn)動(dòng)會(huì)維修電工指定的典型機(jī)電一體化專業(yè)產(chǎn)品，是天煌教儀為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的，包含上料機(jī)構(gòu)、皮帶輸送線、搬運(yùn)機(jī)械手、分類倉儲(chǔ)和各種傳感器等組成，它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)上又針對(duì)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了機(jī)電一體化的安裝與調(diào)試能力，適合機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。我院2010年采購2臺(tái)此設(shè)備，有幸參與河南省第三屆職工競(jìng)賽，因廠家給的人機(jī)界面畫面單一，僅有啟動(dòng)和停止，不能完全反映設(shè)備性能，通過與同事探討研究，設(shè)計(jì)出實(shí)用畫面。通過使用功能鍵元件、位狀態(tài)切換開關(guān)元件、位狀態(tài)指示燈元件、數(shù)值輸入及顯示元件，完善THJDQG-1型光機(jī)電氣一體化控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)，就可以更好的完成機(jī)電設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件控制，反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，如PLC控制、變頻調(diào)速、步進(jìn)調(diào)速、傳感檢測(cè)、氣動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容，滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)或技能競(jìng)賽需求，為培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的機(jī)電一體化高技能人才提供一個(gè)良好的平臺(tái)。

1.人機(jī)界面介紹

MT5000,MT4000系列工業(yè)嵌入式人機(jī)界面產(chǎn)品是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，而且操作困難，無法提高工作效率。但是使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡(jiǎn)單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，同時(shí)也能減少PLC控制器所需的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)的成本同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對(duì)的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。

觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，簡(jiǎn)單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境，甚至可以用于日常生活之中，應(yīng)用非常廣泛，比如：

銀行叫號(hào)機(jī)、移動(dòng)電話自動(dòng)無人繳費(fèi)業(yè)務(wù)、自動(dòng)化停車設(shè)備、自動(dòng)洗車機(jī)、天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等，甚至可用于智能大廈管理、會(huì)議室聲光控制、溫度調(diào)整。

2.eview軟件使用

(1)安裝好EV5000軟件后，在[開始]/[程序]/[eview]/[EV5000_UNICODE_CHS]下找到相應(yīng)的可執(zhí)行程序點(diǎn)擊，打開觸摸屏軟件，或雙擊桌面上“EV5000_Unicode_CHS.EXE”圖標(biāo)。

如圖1所示：

(2)點(diǎn)擊菜單[文件]里的[新建工程],這時(shí)將彈出如下對(duì)話框，輸入所建工程的名稱。

也可以點(diǎn)“》”來選擇所建文件的存放路徑。

在這里我們命名為“THJDQG-1型光機(jī)電氣一體化人機(jī)界面制作”.點(diǎn)擊[建立]即可。如圖2所示：

(3)選擇所需的通訊連接方式，MT5000支持串口、以太網(wǎng)連接，點(diǎn)擊元件庫窗口里的通訊連接，選中您所需的連接方式拖入工程結(jié)構(gòu)窗口中即可，一般選擇“串口”.如圖3所示：

(4)選擇所需的觸摸屏型號(hào)“MT4300C”,將其拖入工程結(jié)構(gòu)窗口。

(5)選擇需要連線的PLC類型，拖入工程結(jié)構(gòu)窗口里。如圖4所示：適當(dāng)移動(dòng)HMI和PLC的位置，將連接端口靠近連接線的任意一端，就可以順利把它們連接起來。

注意：連接使用的端口號(hào)要與實(shí)際的物理連接一致。這樣就成功的在PLC與HMI之間建立了連接。拉動(dòng)HMI或者PLC檢查連接線是否斷開，如果不斷開就表示連接成功。

(6)然后雙擊HMI0圖標(biāo)，就會(huì)彈出下圖所示的對(duì)話框：在此對(duì)話框中需要設(shè)置觸摸屏的端口號(hào)。在彈出的[HMI屬性]框里切換到[串口1設(shè)置]里修改串口1的參數(shù)(如果PLC連接在COM1,請(qǐng)?jiān)赱串口1設(shè)置]里修改串口1的參數(shù))，連接三菱FX2N PLC,請(qǐng)將圖5通訊類型改為“RS485-4”:

(7)在工程結(jié)構(gòu)窗口中，選中HMI圖標(biāo)，點(diǎn)擊右鍵里的[編輯組態(tài)],進(jìn)入了組態(tài)窗口。如圖6所示：

(8)在工程結(jié)構(gòu)窗口中，選中Frame0圖標(biāo)，點(diǎn)擊右鍵里的[設(shè)置組態(tài)],進(jìn)入了窗口屬性設(shè)置，更改窗口名稱及背景，或直接雙擊組態(tài)窗口界面進(jìn)入組態(tài)窗口屬性設(shè)置。

(9)在左邊的PLC元件窗口里，輕輕點(diǎn)擊圖標(biāo)，將其拖入組態(tài)窗口中放置，這時(shí)將彈出位控制元件[基本屬性]對(duì)話框，設(shè)置位控制元件的輸入/輸出地址。如圖7所示：

(10)切換到[位狀態(tài)切換開關(guān)]頁，設(shè)定開關(guān)類型，這里設(shè)定為切換開關(guān)。

(11)切換到[標(biāo)簽]頁，選中[使用標(biāo)簽],分別在[內(nèi)容]里輸入狀態(tài)0、狀態(tài)1相應(yīng)的標(biāo)簽，并選擇標(biāo)簽的顏色。(您可以修改標(biāo)簽的對(duì)齊方式，字號(hào)，顏色)(12)切換到[圖形]頁，選中[使用向量圖]

復(fù)選框，選擇一個(gè)您想要的圖形，這里選擇了圖8所示的開關(guān)。

(13)最后點(diǎn)確定關(guān)閉對(duì)話框，放置好的元件如圖8所示：

(14)選擇工具條上的[保存],接著選擇菜單[工具]/[編譯].如果編譯沒有錯(cuò)誤，那么這個(gè)工程就做好了。

(15)選擇菜單[工具]/[離線模擬]/[仿真].可以看到設(shè)置的開關(guān)在點(diǎn)擊它時(shí)將可以來回切換狀態(tài)，和真正的開關(guān)一模一樣!如圖9所示：[!--empirenews.page--]

3.畫面設(shè)計(jì)

畫面由5個(gè)界面構(gòu)成，分別為系統(tǒng)畫面、監(jiān)控畫面、手動(dòng)畫面、料倉畫面、參數(shù)畫面，其中功能鍵元件可以實(shí)現(xiàn)畫面切換，系統(tǒng)畫面為主界面，可以切換到另外4個(gè)畫面并可以返回到系統(tǒng)畫面;位狀態(tài)切換開關(guān)元件是指示燈和位設(shè)定元件的組合，表示了PLC位地址的開/關(guān)狀態(tài)，并定義了一塊觸控區(qū)域，當(dāng)啟用時(shí)它可以把相應(yīng)的位地址置為開或關(guān);位狀態(tài)指示燈顯示一個(gè)指定的PLC的位地址的開或關(guān)狀態(tài)。如果狀態(tài)為0,將顯示圖形狀態(tài)為0的圖形，如果狀態(tài)為1,將顯示圖形狀態(tài)為1的圖形。如果選中了“使用標(biāo)簽”的話，可設(shè)置并顯示不同狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽值;數(shù)值輸入元件可以顯示PLC寄存器數(shù)據(jù)的當(dāng)前值并可以通過小鍵盤輸入數(shù)據(jù)來改變?cè)摷拇嫫鲾?shù)據(jù)。如果啟動(dòng)了[觸發(fā)地址],那么當(dāng)被觸控的時(shí)候，數(shù)值輸入的值就會(huì)作為寄存器數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的由[輸入地址]指定的PLC地址;數(shù)值顯示元件用來顯示指定的PLC寄存器的數(shù)據(jù)。

(1)系統(tǒng)界面用于控制THJDQG-1型光機(jī)電氣一體化控制系統(tǒng)的運(yùn)行，由4個(gè)功能鍵元件、4個(gè)位狀態(tài)切換開關(guān)元件以及4個(gè)位狀態(tài)指示燈元件構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)啟停控制及畫面切換。如圖10所示：

(2)監(jiān)控畫面用于顯示物料運(yùn)行位置，由1個(gè)功能鍵元件和13個(gè)位狀態(tài)指示燈元件構(gòu)成，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行。如圖11所示：

(3)手動(dòng)畫面用于調(diào)試設(shè)備，由1個(gè)功能鍵元件、14個(gè)位狀態(tài)指示燈元件和12個(gè)位狀態(tài)切換開關(guān)構(gòu)成，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器檢測(cè)，并對(duì)氣缸、電動(dòng)機(jī)和指示燈進(jìn)行手動(dòng)調(diào)試。如圖12所示：

(4)料倉畫面用于顯示6個(gè)倉位的物料存儲(chǔ)情況，由1個(gè)功能鍵元件、12個(gè)數(shù)值顯示元件構(gòu)成(6個(gè)計(jì)數(shù)器和6個(gè)數(shù)據(jù)寄存器)，實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)顯示。如圖13所示：

(5)參數(shù)畫面用于設(shè)置倉間距、第一倉距離和物料在輸送帶上的停止位置，由1個(gè)功能鍵元件、3個(gè)數(shù)值輸入元件和一個(gè)位狀態(tài)切換開關(guān)構(gòu)成構(gòu)成，可以方便進(jìn)行物料輸送，倉儲(chǔ)調(diào)試。如圖14所示：

隨著科技的飛速發(fā)展，越來越多的機(jī)器與現(xiàn)場(chǎng)操作都趨向于使用人機(jī)界面，PLC控制器強(qiáng)大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理也呼喚一種功能與之匹配而操作又簡(jiǎn)便的人機(jī)的出現(xiàn)，觸摸屏的應(yīng)運(yùn)而生無疑是21世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域里的一個(gè)巨大的革新。