基于MCGS的YL—335B仿真設計與實現

【摘要】隨著虛擬仿真技術的不斷發展，越來越多的設備由硬件仿真轉變為計算機虛擬仿真，這不僅降低了成本，同時也給實驗帶來了發便。本文是基于MCGS昆侖組態軟件，利用GX仿真自動化生產線的工作過程，能夠不用實物，在電腦上虛擬仿真YL-335B的模擬運行。

【關鍵詞】MCGS;YL-335;虛擬仿真;自動化生產線

一、概述

目前，國家正在大力加強信息化建設，信息化能夠從根本上提高生產效率，經濟效益。針對目前的工業自動化生產線設備價格昂貴，實驗設備不能滿足需要的情況下，我們設計了一款基于MCGS的仿真YL-335B自動化生產線的仿真軟件，并于2013年度參與省信息化大賽并獲獎。該軟件能夠模擬自動化生產線的仿真運行，具有單機與聯機運行模式，同時，可以通過在電腦上進行編寫程序實現設備的調試。

二、基于MCGS的YL-335B仿真設計分析

該作品基于MCGS環境，MCGS軟件是一款組態軟件，其觸摸屏是基于ARM9內核的嵌入式系統，能夠獨立地在上面開發出適合自己的各種組態界面，具有在線仿真，能夠實時顯示。利用現有的GX三菱編程軟件，能夠實時在線仿真運行，可操作行性強，易編輯和修改，在線調試功能。并且各個模塊單獨運行，同時具有整機聯調功能。

運行時，需要聯機PLC在線仿真，由于MCGS與GX不兼容，我們暫時所做的是用MCGS，（三菱的GTO能夠與GX完美結合），但三菱的GTO視覺效果沒有MCGS好，且MCGS也是中高職比賽指定的組態軟件，所以我們采用的是MCGS。

三、總體架構

YL-335B設備是亞龍公司生產的自動化生產線，具有五個工位，每個工位分別由一個PLC控制，五個PLC可聯機通訊，實現整個設備的聯機運行。

本軟件共分為主界面、各工作站的演示動畫以及整機演示動畫，最核心的部分在于每個工作站都可以單獨模擬仿真運行，也可以五個工作站聯機運行，具有在線編程，仿真調試功能，能極大地方便YL-335B的編程與學習。

主界面：完整地呈現了YL-335B設備，上面有動畫與仿真的超鏈接，當需要觀看某個工作站的演示動畫時，只需要點擊對應的按鈕即可跳到該頁，當需要進行程序調試時，點擊仿真超鏈接。

動畫界面：具有全景動畫和分站的動畫，可以在初學時，通過觀看演示動畫對YL-335B有一個具體的了解與掌握，能夠清楚設備的工作過程。

仿真界面：本軟件作為一個教學仿真軟件，它導航明確，操作界面簡單易學，交互性強，知識容量大，仿真性能優，教師可以根據教學需要適時更新教學軟件的內容。本軟件既方便了教師的課堂教學，又適用于學生自學;學生可以通過該軟件而不需要進入實驗室，即可學習PLC的編程以及完成對自動化生產線的控制;同時，可以彌補學校因為實驗設備不足，而無法開設該課程的缺陷，為學校節省大量的資金。軟件的開發與使用為多媒體信息技術與課程改革搭建了完美的平臺。

系統的總體架構分為登錄界面、整機運行動畫界面、單獨運行界面和模擬仿真界面四部分。登錄界面可以針對不同的應用者設計，具有多種權限。登錄界面圖（略）

四、仿真設計分析

在五個工作站中，我們可以對每一個工作站單獨運行，也可以通過單機/聯機按鈕進行聯機運行。下面我們以供料單元為例進行分析。

該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當活塞桿在退回位置時，它與最下層工件處于同一水平位置，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺上時，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件;然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準備。

推料缸把工件推出到出料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設有一個圓柱形漫射式光電接近開關，工作時向上發出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統提供本單元出料臺有無工件的信號。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號狀態來判斷是否需要驅動機械手裝置來抓取此工件。供料單元仿真界面圖（略）。

首先，我們必須先確定I/O的分配，在左邊框中已經設置好了I/O口。然后把單機/聯機按鈕撥到單機狀態，進行單機操作，根據控制要求進行PLC程序編寫，在GX軟件中進行程序的輸入。

根據控制要求，可以利用移位指令進行程序的編寫，本要求按照順序有以下幾步，1啟動，2頂桿伸，3推桿伸，4頂桿縮，5推桿縮。由此我們可以寫出PLC程序圖（略）

把程序下載到PLC中，連上觸摸屏，點擊連機運行按鈕，觸摸屏運行，這時就可以對觸摸屏上的界面進行操作，點擊啟動按鈕，觸摸屏上的動畫裝置開始運行起來。點擊停止按鈕，裝置處于回歸初始狀態。

以上為供料單元站的仿真實驗，其余四站，依次為加工單元，裝配單元，分揀單元，傳輸單元。它們也按照供料單元的方式進行仿真。在進行五站聯機運行時，只需要將五個PLC的程序寫為一個大的PLC程序里即可進行五站聯調。

利用該仿真，可以極大地方便學生的PLC編程練習，同時還可以解決由于設備不足，課程難以開設的尷尬局面。

五、結束語

隨著國家對信息化建設的大力普及，各職業院校也在為信息化建設添磚加瓦。本文較詳細地介紹了基于MCGS與YL-335B的虛擬仿真設計，本方案所構建的虛擬PLC與虛擬組態的仿真系統，完全實現了YL-335B的模擬仿真，可以不借助于實驗室里的YL-335B設備，實現了利用組態軟件來仿真生產流線的運作。

參考文獻：

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