基于MCGS組態(tài)的工件搬運(yùn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王彩鳳，黃岑宇

（江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212134，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院，江蘇鎮(zhèn)江212016）

基于MCGS組態(tài)的工件搬運(yùn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王彩鳳，黃岑宇

（江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212134，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院，江蘇鎮(zhèn)江212016）

介紹了一種基于MCGS組態(tài)的工件搬運(yùn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，并介紹了三菱FX系列PLC的順序控制設(shè)計(jì)法，重點(diǎn)介紹MCGS組態(tài)界面的設(shè)計(jì)，從而使整個(gè)系統(tǒng)更加直觀、生動(dòng)。

MCGS組態(tài)；三菱FX系列；順序控制設(shè)計(jì)

模塊化制造系統(tǒng)（MPS）[1]是一種高生產(chǎn)率和可重構(gòu)的制造系統(tǒng)，它對(duì)大批量定制生產(chǎn)具有重要意義[2]。MPS系統(tǒng)由6套獨(dú)立PLC控制的工作站組成，整個(gè)系統(tǒng)具有較好的柔性，并且整個(gè)系統(tǒng)支持聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。本文利用MCGS組態(tài)設(shè)計(jì)人機(jī)界面，通過(guò)人機(jī)界面對(duì)MPS系統(tǒng)中的工件搬運(yùn)站進(jìn)行控制，使系統(tǒng)變得更加直觀、生動(dòng)。

1 MPS系統(tǒng)工件搬運(yùn)站組成

完整的MPS系統(tǒng)有六站，如圖1所示，搬運(yùn)站為其中第二站，如圖2所示，主要由機(jī)械、電氣、控制三部分組成。機(jī)械部分包括機(jī)械手爪、橫臂缸、擺動(dòng)缸、提升缸等。控制部分由三菱系列PLC、啟停按鈕、各類傳感器組成。氣動(dòng)部分由四種類型的氣缸、真空發(fā)生器以及一組電磁換向閥組成。

圖1MPS系統(tǒng)示意圖

圖2 工件搬運(yùn)站結(jié)構(gòu)示意圖

2 工作流程

首先控制系統(tǒng)上電，按下“復(fù)位”按鈕，系統(tǒng)回到原位，按下“啟動(dòng)“按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，接收到前站（上料檢測(cè)站）信號(hào)后，系統(tǒng)按照如下順序進(jìn)行動(dòng)作：橫臂缸伸出，到位后延時(shí)0.5 s讀工件1信息，隨后提升缸下降，到位后卡爪夾緊工件并延時(shí)1 s，時(shí)間到提升缸上升并向前站發(fā)信，橫臂缸縮回，到位后擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)下工位，等后站信號(hào)，隨后橫臂缸伸出，到位后提升缸下降同時(shí)卡爪打開(kāi)，1s后提升缸上升，橫臂缸縮回，轉(zhuǎn)動(dòng)缸轉(zhuǎn)向上一工位，返回等前站信號(hào)，以上就是一個(gè)周期的運(yùn)行過(guò)程，然后不斷循環(huán)運(yùn)行。

3 PLC順序控制法設(shè)計(jì)過(guò)程

該控制系統(tǒng)基于GX Developer軟件[3]，并采用SFC設(shè)計(jì)法[4]對(duì)程序進(jìn)行編程。鑒于以上工作流程的描述，首先對(duì)本系統(tǒng)中I/O地址進(jìn)行分配，具體分配如表1所示，

表1 控制系統(tǒng)I/O地址分配表

根據(jù)I/O地址分配表，畫出三菱FX2N-48MR系列PLC電氣原理圖，如圖3所示，

圖3PLC電氣原理圖

結(jié)合表1與圖3，畫出如圖4所示的程序流程示意圖，根據(jù)程序流程示意圖，將表1中的I/O地址代替文字，能夠?qū)懗鲈摽刂葡到y(tǒng)所對(duì)應(yīng)的SFC程序，如圖5所示。

圖4 程序流程圖

圖5 系統(tǒng)程序圖

采用SFC設(shè)計(jì)法編寫工件搬運(yùn)自動(dòng)控制程序，思路清晰，穩(wěn)定性高，真實(shí)反映出PLC順序控制（SFC）設(shè)計(jì)法在工程實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)越性。

4 MCGS組態(tài)界面的設(shè)計(jì)

MCGS組態(tài)具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過(guò)與三菱PLC結(jié)合，可以快速、方便地開(kāi)發(fā)各種人機(jī)界面便于現(xiàn)場(chǎng)操控。用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊化組態(tài)，便可設(shè)計(jì)出如圖6所示的人機(jī)界面。

圖6 系統(tǒng)操控界面

設(shè)計(jì)畫面流程為：1.打開(kāi)MCGS組態(tài)軟件主界面，在菜單“文件”中選擇“新建工程”；2.在MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“用戶窗口”—選擇“新建窗口”；3.在新建的窗口0中進(jìn)入“對(duì)象元件管理庫(kù)”中，選擇四個(gè)“按鈕”對(duì)象元件和兩個(gè)“指示燈”對(duì)象元件，并進(jìn)行文字標(biāo)注；4.選擇特殊按鈕制作“返回”鍵。

5 結(jié)束語(yǔ)

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法種類很多，有純梯形圖設(shè)計(jì)法[5]、SFC設(shè)計(jì)法、梯形圖與SFC結(jié)合設(shè)計(jì)法等，每種方法適應(yīng)的場(chǎng)合不同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，將SFC設(shè)計(jì)法[6]應(yīng)用于MPS系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合MCGS組態(tài)軟件對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得編程更加簡(jiǎn)單，調(diào)試更加方便，系統(tǒng)更加穩(wěn)定、直觀、生動(dòng)。

[1]劉巧紅.柔性制造系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].碩士論文，鄭州大學(xué)，河南，2010：2.

[2]徐志強(qiáng).MPS監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].碩士論文，西華大學(xué)，四川，2010：5.

[3]秦常貴.GX Developer在學(xué)習(xí)PLC技術(shù)中的應(yīng)用[J].電腦學(xué)習(xí)，2011（2）：7-9.

[4]肖麗仙.順序控制設(shè)計(jì)法在PLC編程中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2013（2）：42-44.

[5]廖常初.PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖[J].電工技術(shù)雜志，2001（10）：51-52．

[6]盧愛(ài)琴.三菱GX Developer軟件中使用SFC編程的方法[J].廣西輕工業(yè)，2007（7）：54-55．

Design of Workpiece Handling Control System Based on MCGS Configuration

WANG Cai-feng，HUANG Cen-yu
（1.Jiangsu Airlines，Career Technical College，Zhenjiang Jiangsu 212134，China；2.Zhenjiang Branch of Jiangsu Lianhe Technical Institute，Zhenjiang Jiangsu 212016，China）

This paper introduces a kind of automatic control system of MCGS based on the configuration of the workpiece handling，and introduces the sequential control design method of MITSUBISHI FX series PLC，this paper focuses on the design of MCGS configuration interface，which makes the whole system more intuitive and vivid.

MCGS configuration；MITSUBISHI FX series；sequential control design

TP278

A

1672-545X（2017）03-0255-02

2016-12-16

王彩鳳（1984-），女，江蘇常州人，本科，講師，主要從事自動(dòng)控制方向研究。