自动装料卸料演示设计一、课题设计目的本课题设计通过生活中的一个较简单的工作过程，如何进行系统的分析它的工作流程，画出主电路原理图、PLC端子分配图、状态转移图，在三菱FX2N系列编程平台上编梯形图、软仿真、调试；同时学习了用上位机组态软件根据题目要求设计合理的监控界面、脚本程序、变量的链接、数据的通信与交换方式等等。这样就有PLC的软硬件设计和上位机的监控程序设计，形成了一个完整的监控系统。二、课题内容及要求设计：小车在S1、S2间作往复运动，由M1拖动。小车在S1点加入物料（由电磁阀YV控制），时间10S。小车装完料后从S1点运动到S2点，由电机M2带动小车倾倒物料，时间3S，然后M2断电，车斗复原。小车在M1的拖动下运动退回S1点，再次循环。小车每循环3次后，要求停30秒后再开始工作。要求根据工作示意图，画出端子分配图、梯形图和主电路图。如果采用经验设计法，要求画出工作流程图；如果采用顺序控制方法，要求画出状态转移图。项目示意图见图2.1。图2.1项目示意图三、课题设计仪器、设备及材料由三菱FX2N可编程控制器及其编程软件、MCGS组态软件通用版、模拟版、计算机等组成设计平台。四、课题设计原理1、MCGS组态软件功能1.1MCGS组态软件的整体结构MCGS5.5软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库图4.1组态软件整体结构用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。组态软件整体结构见图4.1。主控窗口设备窗口用户窗口实时数据库运行策略MCGS工控组态软件菜单设计设置工程属性设定存盘结构添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示设置报警窗口人机交互界面定义数据变量编写控制流程使用功能构件1.2MCGS组态软件五大组成部分见图4.2：图4.2组态软件五大组成部分1.3基于MCGS可完成以下工作：建立一个新工程设计画面流程定义数据变量进行动画连接添加模拟设备，使整个画面能模拟运行。2、编制“装料卸料演示设计”的PLC控制程序，使之能够完成课题设计要求。3、通过连接MCGS和PLC，完成整体的监视和控制功能。MCGS组态软件与外部设备的通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。本设计需要利于MCGS中FX2N的驱动程序进行设备的通道连接，使组态软件与PLC相联系。五、主要设计重点、难点PLC程序的模块化设计，MCGS的动画制作、脚本程序，上位机与PLC的综合调试。六、课题设计步骤1、PLC系统设计:1.1首先根据工作过程，分析主要有哪几步组成，然后画出工作流程图见图6.1图6.1工作流程图1.2根据工作过程分析I/O信号，画出I/O分配表见图6.2和PLC端子分配图见图6.3。输入I信号：启动SB1(X0)，停止信号X3，左限位开关S1(X1)，右限位开关S2(X2)；输出O信号：装料Y0（由电磁阀YV控制），由电动机M1控制的右行出发KM1(Y1)和卸料返回KM2(Y2)，由电机M2控制的卸料KM3(Y3)。图6.2I/O分配表图6.3PLC端子分配图1.3根据要求设计主电路图见图6.4要求小车右行和返回由电动机M1控制，小车倾倒物料由电动机M2控制，因此主电路就需要两台电机的正反转电路。图6.4主电路图1.4这里采用顺序控制法设计比较简单，根据设计要求画出状态转移图见图6.5图6.5状态转移图1.5为了达到更好的设计效果，丰富上位机动画效果和画面，必须要有必要的中间变量来实现设计，编程中用到的中间变量功能用途表见图6.6图6.6中间变量功能用途表1.6编写梯形图如下：