基于plc的线缆加工控制系统的设计

基于plc的线缆加工控制系统的设计内容摘要：

定时器指令梯形图。 该程序是计时为22s的定时器TIM0，减220次（22s）时，PV值减为00000，此时TIM0输出为ON。 由于没有外接传感器，故以PV值当作温度值。 系统中的定时器图单字比较指令在执行条件为ON时将C1和C2进行比较，并将比较结果送到各标志位：当C1C2，大于标志位25505为ON。 当C1=C2，等于标志位25506为ON。 当C1C2，小于标志位25507为ON。 CMP指令梯形图。 该程序是先将TIM0中的PV值即温度与200进行比较，大于200时，。 系统中的单字比较指令图 系统程序流程图 控温功能流程图设计分析控温功能设计在本系统中是至关重要的环节，这个部分包括挤出温度和水槽温度两个方面的温度控制的设计。 挤出温度根据下面的规律设置六段温度一般情况下，该挤塑机温度划分的六段温区依次为0℃～150℃、150℃～155℃、155℃～160℃、160℃～165℃、165℃～200℃，200℃～220℃。 降温方式选择风冷。 在特殊情况下（如果出现糊料或者出线嘴烟气大，表明温度偏高；如果出现表面塑化不好，表明温度偏低），应该根据出料的情况适当调整各段温度。 而水槽温度降温方式选择风冷和水冷两种方式，其温度范围是0℃～60℃。 挤出温度控制流程图 水槽温度控制流程图 张力控制功能流程图设计分析为保证加塑均匀、铜芯不被拉断或堆挤、卷取排列整齐、松紧适度。 张力存在偏差时，收卷机的速度跟据偏差方向进行调节。 所示。 张力控制流程图 火花检测功能流程图设计分析当电线破损或严重偏心，以至于达不到绝缘耐压要求，导线将无法使用，被视为废品。 当火花机检测到导线的绝缘不够时，将发出报警，及时根据导线上击穿点的位置作标志，以便在分盘时去掉不合格部分。 本系统采用SLⅢ电火花检漏仪进行火花检测。 工频火花检测机是根据国家行业标准要求研制的，适用于电线电缆橡塑绝缘层的缺陷检测。 火花检测流程图 线径检测功能流程图设计分析外径测量采用外径测量仪，充当线径系统中的测量元件，它的测量值可与设定值进行比较。 超出设定值，则报警。 并且上下限线径的设定，上限线径大于下限线径，并实时显示判断结果。 结果分三种，分别为“设定正常”，“上限设定下限设定，重新设定”，“上限设定=下限设定，重新设定。 ”。 线径检测报警灯流程图 线径设定流程图5 组态监控系统的设计 建立组态王新工程要建立新的组态王工程，要首先为工程指定工作目录（或称“工程路径”），“组态王”用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。 工作目录下文件由“组态王”自动管理[8]。 启动“组态王”工程管理器（ProjManager），选择菜单“文件\新建工程”或单击“新建按钮”。 单击“下一步”继续。 弹出“新建工程向导之二对话框”。 新建工程图在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览…”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。 单击“下一步”继续。 弹出“新建工程向导之三对话框”。 在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。 在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。 工程名称长度应小于32 个字符，工程描述长度应小于 40 个字符。 单击“完成”完成工程的新建。 弹出对话框，询问是否将新建工程设为当前工程。 单击“否”按钮，则新建工程不是工程管理器的当前工程，如果要将该工程设为新建工程，还要执行“文件\设为当前工程”命令；单击“是”按钮，则将新建的工程设为组态王的当前工程。 定义的工程信息会出现在工程管理器的信息表格中。 双击该信息条或单击“开发” 按钮或选择菜单“工具\切换到开发系统”，进入组态王的开发系统。 创建组态画面进入组态王开发系统后，就可以为每个工程建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。 这些画面都是由“组态王”提供的类型丰富的图形对象组成的。 系统为用户提供了矩形（圆角矩形） 直线、 椭圆（圆）、扇形（圆弧）、点位图、多边形（多边线）、文本等基本图形对象，及按钮、趋势曲线窗口、报警窗口、报表等复杂的图形对象。 提供了对图形对象在窗口内任意移动、缩放、改变形状、复制、删除、对齐等编辑操作，全面支持键盘、鼠标绘图，并可提供对图形对象的颜色、线型、填充属性进行改变的操作工具。 “组态王”采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。 用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。 同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果。 第一步：定义新画面进入新建的组态王工程，选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面” ，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标。 在“画面名称”处输入新的画面名称，其它属性目前不用更改，点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。 新建画面图第二步：在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本”图标，绘制一个矩形对象和一个文本对象。 在工具箱中选中“圆角矩形”，拖动鼠标在画面上画一矩形。 用鼠标在工具箱中点击“显示画刷类型”和“显示调色板”。 在工具箱中选中“文本”，此时鼠标变成“I”形状，在画面上单击鼠标左键，输入“”文字。 选择“文件\全部存”命令保存现有画面。 工具\按钮此菜单命令用于绘制按钮。 单击“工具\按钮”菜单，设置按钮类型：选中按钮，在“按钮”上单击右键，选择“按钮类型”中的其中一种类型，系统默认按钮类型为矩形。 ： 设置按钮类型图 基本变量的定义 内存离散、内存实型、内存长整数、内存字符串、I/O离散、I/O实型、I/O长整数、I/O字符串，这八种基本类型的变量是通过“变量属性”对话框定义的，同时在“变量属性”对话框的属性卡片中设置它们的部分属性。 在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项，右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。 双击“新建”图标，弹出“定义变量”属性对话框。 组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。 采用这种卡片式管理方式，用户只要用鼠标单击卡片顶部的属性标签，则该属性卡片有效，用户可以定义相应的属性。 内存变量基本属性图单击“确定”按钮，则定义的变量有效时保存新建的变量名到数据库的数据词典中。 若变量名不合法，会弹出提示对话框提醒工程人员修改变量名。 单击“取消”按钮，则定义的变量无效，并返回“数据词典”界面。 建立动画连接 定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值。 “组态王”提供了21种动画连接方式，如线属性变化、填充属性变化、文本色变化、填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动、模拟值输出、离散值输出、字符串输出、模拟值输入、离散值输入、字符串输入、闪烁、隐含、流动、水平、垂直、按下时、弹起时、按住时。 一个图形对象可以同时定义多个连接，组合成复杂的效果，以便满足实际中任意的动画显示需要。 以模拟值输出为例，在工具栏中选择文本，输入“”等文字，双击文本对象，可弹出“动画连接”对话框。 动画连接图用鼠标单击“模拟值输出”按钮，弹出对话框。 模拟值输出连接图用鼠标单击“表达式”按钮，弹出对话框，在“表达式”处输入“\\本站点\电加热棒温度档位”，其余属性目前不用更改。 单击“确定”，再单击“确定”返回组态王开发系统。 表达式对话框图 命令语言语法 命令语言程序的语法与一般C程序的语法没有大的区别，每一程序语句的末尾应该用分号“；”结束，在使用if…else…、while（）等语句时，其程序要用花括号“{ }”括起来。 If—Else 语句用于按表达式的状态有条件地执行不同的程序，可以嵌套使用。 语法为： IF(表达式) { 一条或多条语句； } ELSE { 一条或多条语句； } 注意： ifelse语句里如果是单条语句可省略花括弧“{ }”，多条语句必须在一对花括弧“{ }”中，ELSE分支可以省略。 运算符 用运算符连接变量或常量就可以组成较简单的命令语言语句，如赋值、比较、数学运算等。 命令语言中可使用的运算符以及算符优先级与连接表达式相同。 运算符有几种： ( ) ，!，*， / ，% ＋，－， ， ，=，=，= =，! = ，amp。 ，|，^ ，amp。 amp。 ， || ，＝ 等等。 运算符举例图 赋值语句 赋值语句用得最多，语法如下： 变量（变量的可读写域）＝ 表达式；可以给一个变量赋值，也可以给可读写变量的域赋值。 构造数据库 在TouchVew运行时，它含有全部数据变量的当前值。 变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。 数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了可使用的数据变量的详细信息。 以设定风冷方式为例，选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框。 ，实际中各变量应该定义成I/O类型，由于这里做的是演示程序，所以定义成内存类型，这样可以模拟PLC进行通讯。 创建内存变量图 数据库中的变量图 组态王的画面显示。 线缆加工主画面图。 控温组态图。 张力控制组态图。 火花检测组态图。 线径检测组态图6 PLC与组态王通信的设计组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。 外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机[9]。 欧姆龙C系列PLC与计算机通信有多种途径，其中，用RS232C进行点到点的通信是一种低成本解决方案，CPM2A型PLC有一个RS232C串行通信接口，它能使CPM2A型PLC与通信伙伴以点到点通信方式进行数据交换，任何具有RS232C接口的设备都可以成为通信伙伴，CPM2A型PLC与计算机之间通过RS232C进行数据交换，数据交换根据双方约定的通信协议进行。 Host Link通信Host Link通信概述：计算机与OMRON PLC之间的通信多采用Host Link协议，称为Host Link通信或SYSMAC WAY，这是OMRON最早推出的串行通信方式之一，其使用价值大，应用范围广。 最简单、最常用的是一台PLC与一台计算机连接，其他形式的有一台PLC连多台连多台计算机，或多台PLC连一台计算机，或多台PLC与多台计算机连接。 Host Link通信采用主从总线方式，计算机为主站，PLC为从站，可以进行计算机与PLC之间主从通信，但不能进行PLC之间的从从通信。 计算机通常称为上位机，PLC则称为下位机[10]。 通过Host Link通信，上位机可以对PLC进行编程与监控。 上位机编程时要运行专用的变成软件（如CXP），与手持式编程器相比，计算机编程具有良好的人机界面，强大的显示、监控功能和完善的调试、维护功能，程序的输入、修改和调试等操作非常简单方便，程序可由上位机下载到PLC或由PLC上传到上位机，上位机对用户程序以文件形式管理，可以存储备份，很容易向其他PLC复制传送。 使用编程软件可以监控PLC的工作。 例如，改变PLC的运行方式，向PLC设置各种系统参数，对PLC的数据区进行读写操作，对PLC的继电器强置ON或OFF等。 上位机对PLC数据区的数据以文件的形式管理，也可以存储备份。 计算机编程越来越受到用户的欢迎。 通过Host Link通信，上位机与PLC组成集散控制系统，实现控制与管理一体化[11]。 PLC是控制的执行者，在现场进行实时、可靠的控制。 上位机是控制的监督和管理者，并不直接参与现场的控制，而是将各台PLC的数据读取上来，在屏幕上集中显示；或反过来，设置控制参数并下传至PLC。 这种情况下，需要在上位机开发相应的监控程序，最常用且较为简便的方法是使用组态软件。 例如，国外的INTOUCH、FIX以及国内的亚控组态王、力控等。 另外，用户可以使用高级语言，如Visual Basic、Visual C等，自己制作屏幕监控画面及编写通信程序[12]。 通信步骤本设计中的软硬件连接如下。 第一步：PLC端口设置。 打开已完成的线缆加工控制系统梯形图，进入CXProgrammer操作界面。 CXProgrammer操作界面图点击项目栏中的设置，对“外围端口”进行设置，“外围端口”。 “外围端口”设置图点击变更PLC，然后对设备类型及网络类型进行设置。 设备类型设置图 网络类型设置图以上是Programmer ，如果软件与PLC通讯成功就可以了解到它的协议参数。 通过OMRON CPM2A的PLC与计算机连接，可以得到，波特率9600 数据位：7；校验位：偶1。