输送线升降机中PLC及嵌入式MCGS组态软件的应用

输送线升降机中PLC及嵌入式MCGS组态软件的应用引言

工业自动生产线应用非常普遍，一般生产线的长度是有限的，为把物料从一条生产线搬运到另一条生产线上，常常采用输送线升降机，以提高生产效率。本文以FX-ON系列可编程控制器为例，介绍PLC在输送线升降机中的应用，这种FX-ON系列PLC机以其最优的性能价格比受到用户的关注，在改造旧设备、生产线以及替代进口产品方面，取得了很好的经济效益。特别是配上嵌入式全中文MCGS组态软件，可迅速构成下位机监控系统，运行于WinCE嵌入式实时操作系统，内置流程图功能，有庞大的标准工业器件设备图形库，支持各类型PLC等硬件设备，可以完成复杂逻辑控制，并可根据实际工况灵活组态。经生产实践表明，该输送线升降机设计思路正确，运行可靠，能达到实际生产应用的要求。

1、升降机结构图与工作原理

该单元由升降机与立体仓库二部分组成，升降机由升降台和链条提升部分组成，由步进电机做驱动电源，由光栅尺对升降机上升或下降的高度进行准确的定位。

图1所示为传送线升降机结构图，工作原理如下:? 工件由传送线送至一楼升降机机内;? 工件送达二楼后，升降机上的传感器检测到工件进入时，升降机上的传送电机停止工作，工件由动力辊道接出，再送入二楼辊道至二楼传送线，最后进入仓库;? 仓库的传感器检测到工件进入后，传送电机停，同时升降机开始下降，回到初始位置，等待下一个工件;?整个系统以PLC为主要控制元件，设有手动,自动两种控制方式。

图1 升降机结构图

2、PLC选择及软、硬件设计

(1) 采用24V直流电源，型号选FXon,40MR，输入为24点继电器接点，输出为16点，

外部输入电源在机内，内存程序循环扫描控制，处理速度平均为5UμS/bit，程序容量950kbyt。

(2) 在外围设备方面，采用便携式编程器FX-10P/20P或采用RS232通信或

RS485通信方式，与上位机连接，外部输入设备有行程开关，按钮和电磁阀等。

(3) 编制程序时，要使用外部输入相应的端子设备号:外部输入接点闭合，操作指示灯亮，输出断开，操作指示灯灭。

(4) 时间定时器当前值设为0，定时器的点数为246，预置值0.1,3276.7s或0.01,327.67s，选用T0，T1等时间继电器。

3、电气控制系统设计

(1) 根据检测单元的检测情况，若检测到的工件为合格产品，则运行至此站，升降机上的传感器检测到工件，升降机上的传送电机停，通过步进电机驱动使步进电机转动，经齿轮齿条使升降机带动工件上升。

(2) 根据前面的检测结果，使用计数器，若为金属销钉且为第一个工件则升降机上升至二层时停止，启动升降机梯和二层上的传送电机，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时2s后，此层传送电机停。步进电机反方向转动，升降机下降到初始位置，准备运送下一个工件。

(3) 根据计数器，若为金属且为第二个工件。升降机仍重复上面的动作，将工件送入二层。

(4) 根据计数器，若为金属且为第三个工件，(在程序中认为每层可装两个工件)升降机则带工件自动进入三层。以后依次装入工件。

(5) 若为尼龙销钉且为第一个工件，则升降机带动工件先垂直上升至二层，然后启动水平电机带动升降机水平动作，当碰到水平的内限位开关时停止水平动作，启动升降机和二层上的传送电机，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时

2s后，此层传送电机停。水平电机反方向转动，回到外层碰到外限位停，然后启动步进电机使其反方向转动，升降机下降时碰到底层限位停，回到初始位置，准备运送下一个工件。

(6) 若为尼龙销钉且为第二个工件则重复上一步。

(7) 若为尼龙销钉且为第三个工件，则重复上面步骤，升降机带动工件先垂直上升至二层，然后水平移动，碰到内层限位时，水平电机停，此时升降机带动工件继续上升至三层，将工件送入后，启动水平电机，升降机进行反方向的水平动作，碰到外限位时，水平电机停，步进电机继续工作，带动升降机下降至初始位置。以后工件依次装入。

(8) 按设计思路编制程序框图如图2所示。

图2 程序框图

(9) 用基本指令有LD，SET，RST，AND，OUT，RET，END和功能指令FROM。

(10) 用外围设备——便携式编程器FX-10P/20P或电脑的PLC软件将其梯形图程序用可写的形式将指令写入，输入后PLC就按设计思路准确地完成各种操作。利用编程器或电脑的三菱PLC软件还可以完成每一条程序的读出，搜索所需要的输入/输出记号或指令，并可以检查写入的程序中有无语法错误，正确无误且用强制输出可以测试运行。

4、监控系统设计

MCGS组态软件可根据司机情况增加、裁减相应的内容，可以组态出动画窗口、曲线、报表等，并可以设置用户权限、安全级别。其结构有主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如图3所示。

图3 MCGS组态软件结构图

全中文工控软件MCGS是一套基于Windows平台，快速构成上位机监控系统的组态软件，可运行于Microsoft Windows 95\98\ME\NT\2000等操作系统，有庞大的标准的工业器件、设备、图形库，支持各类型PLC可编程器等硬件设备，其软件使用简单，操作方便。共设计了5个界面，分别是:主界面、流程监控、故障报警、报表输出、操作规程。设计中对于I/O的配置选用串行口配置，选择串行口COM1，则弹出设置配置向导，选择PLC设备系列。

设计中动画连接命令语言为IF-ELSE-THEN。通过设置脚本程序可以形成一个按时间循环运行方式的过程。另外运用组态软件进行动画调试运行，会排除现场中很多问题，可对PLC的梯形图程序进行检测，大大缩短了现场调试周期，使设备运行可靠性大大增加。

5、系统特点

智能化

监控系统对智能化的要求越来越高，而此系统采用了嵌入式PC104。实时控制性指标很好。智能化程度很高，PC104模块主要特点是采用低功耗嵌入式CPU，集成度高，功能很强，由于它的实时影响能力，可在第一时间内把生产信息的各种数