Wincc运料小车监控系统设计.doc

专业方向模块综合设计报告（电气工程及其自动化）
Wincc运料小车监控系统设计
一、控制要求
系统启动后，选择手动方式（按下微动按钮A4），通过ZL、XL、RX、LX四个开关的状态决定小车的运行方式。装料开关ZL为ON，系统进入装料状态，灯S1亮，ZL为OFF，右行开关RX为ON，途经相关位置（SQ1、SQ2、SQ3）灯R1、R2、R3依次点亮，卸料开关XL为ON，小车进入卸料，XL为OFF，左行开关LX为ON，途经相关位置（SQ3、SQ2、SQ1）灯L1、L2、L3依次点亮。在A点与B点时，SQA、SQB行程开关分别接通。
拨动停止按钮（ST）后，再触动微动按钮A3，系统进入自动模式，即“装料->右行->卸料->装料->左行->卸料->装料”循环,每完成一次循环让外部LED与监控见面显示值加1.
再次拨动停止按钮后，选择单周期方式（按下微动按钮A2），小车运行来回一次。
同理，拨动停止按钮后，选择单步方式（选择A1按钮），每按动一次A1，小车运行一步。
二、监控界面组态要求

组态界面如上图，具体要求如下：
XL、ZL、ST、SD：模拟按钮信号，鼠标点击相关图形送PLC相关控制按钮信号。
A1、A2、A3、A4：模拟开关信号，鼠标点击相关图形送PLC相关控制信号，点下后一直接通并点亮该图形，点击其他图形会让先前的灭，而后点击的亮。如：先点击A1，A1亮并送PLC一持续接通信号，再点击A2，则A1灭而A2亮，送PLC的A1信号为0，而A2为1。
SQA、SQB、R1、R2、R3、L1、L2、L3：当小车运行至相关位置时分别送PLC相关位置信号并点亮该灯。（SQA、SQB上图没有，另加）
LX、RX：接受PLC左右行信号，以亮灭表示。
小车：由A仓右行经过R1、R2、R3时速度递增，在右B仓返回经过L1、L2、L3时速度递减。
LED显示(另加):接受连续循环工作时的PLC计数值显示循环次数。
三、监控系统设计分析
1.设计思路：
运料小车监控系统要求实时监控小车的运行状态，且通过WINCC控制界面来控制小车运行，则需建立相应的“二进制”过程变量，实现控制PLC信号及监控。小车的移动通过改变其横坐标值实现左右移动，则需建立一个“无符号十六位数”的变量来储存小车的横坐标值。在速度的递增以及递减的处理上，通过在不同的范围内，改变小车在每个周期改变不同的值实现。在显示循环次数上，建立一个“无符号十六位”的过程变量实现。
2.输入点统计：
序号
元器件
用途
1
SD
启动按钮
2
ST
停止按钮
3
A1
单步
4
A2
单周期
5
A3
自动
6
A4
手动
7
XL
卸料
8
ZL
装料
9
RX
右行
10
LX
左行
11
SQ1
行程开关1
12
SQ2
行程开关2
13
SQ3
行程开关3
14
SQA
A点行程开关
15
SQB
B点行程开关
输出点统计：
序号
元器件
用途
1
S1
装料显示灯
2
S2
卸料显示灯
3
R1
右行至SQ1
4
R2
右行至SQ2
5
R3
右行至SQ3
6
L1
左行至SQ3
7
L2
左行至SQ2
8
L3
左行至SQ1
9
RXD
右行灯
10
LXD
左行灯
四、PLC系统硬件配置与I/O点资源分配表
1、PLC系统硬件配置

2、输入点分配表：
序号
输入
元器件
用途
1
I10.0
SD
启动
2
I10.1
A1
单步
3
I10.2
A2
单周期
4
I10.3
A3
自动
5
I10.4
A4
手动
6
I10.5
XL
卸料
7
I10.6
ZL
装料
8
I11.0
ZX
左行
9
I10.7
ST
停止
10
I11.1
SQ1
行程开关1
11
I11.2
SQ2
行程开关2
12
I11.3
SQ3
行程开关3
13
I11.4
SQA
A点行程开关
14
I11.5
SQB
B点行程开关
15
I11.7
RX
右行

输出点分配表：
序号
输出
元器件
用途
1
Q4.0
RXD
右行灯
2
Q4.1
ZXD
左行灯
五、PLC控制程序设计
启动及工作方式的重新选择：

用移位指令选择相应的工作状态：

小车右行至SQ1处：

小车右行至SQ2处：

小车右行至SQ3处：

小车左行至SQ3处：

小车左行至SQ2处：

小车左行至SQ1处：

小车运行至A点的信号：

小车运行至B点的信号：

小车右行：

小车左行：

停止信号：

小车循环次数计数：

六、WINCC监控部分设计
1、监控界面设计
(1)按钮设置（ZL,XLSD,ST,LX,RX）
对象选项板——窗口对象——选中圆形按钮——拖到桌面上——打开属性框——事件——鼠标——按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("ZL",1);——左键弹起C动作——在编程框中编程SetTagBit("ZL",0);——确定。
按钮XL,LX,RX的设置同上，只需相应的改变变量,而SD按钮设置为：对象选项板——窗口对象——选中圆形按钮——拖到桌面上——打开属性框——属性——颜色——背景颜色——打开动态值范围对话框——事件名称：画面周期，表达公式：SD,数据类型：布尔型，表达式的结果：真为绿色——确定——事件——鼠标——按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("SD",1);——左键弹起C动作——在编程框中编程SetTagBit("SD",0);——确定。按钮ST的设置同SD一样，只需相应改变变量与按钮的颜色。
(2)开关设置（A1,A2,A3,A4）
对象选项板——窗口对象——选中圆形按钮——拖到桌面上——打开属性框——操作如图
——事件——鼠标——按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("A1",1);——确定。
开关A2,A3,A4的设置同上，只需相应的改变变量。
(3)灯设置（S1,S2,R1,R2,R3,L1,L2,L3）
选项板——窗口对象——选中圆形按钮——拖到桌面上——打开属性框——属性——颜色——背景颜色——打开动态值范围对话框——事件名称：画面周期，表达公式：S1,数据类型：布尔型，表达式的结果：真为绿色——确定。
灯的S2,R1,R2,R3,L1,L2,L3设置同上，只需相应的改变变量。
(4)小车的设置
对象选项板——窗口对象——选中圆形按钮，矩形——拖到桌面上——对整个小车进行编组——打开属性框——几何——X坐标的位置C动作——在编程框中编程。
2运行结果如下图

3全部内部变量与过程变量表
序号
变量

数据类型
备注
1
CARX
内部变量
无符号16位数
小车的X坐标位置
2
XL
过程变量
E10.5
卸料
3
ZL
过程变量
E10.6
装料
4
SD
过程变量
E10.0
启动
5
ST
过程变量
E10.7
停止
6
RX
过程变量
E11.7
右行
7
LX
过程变量
E1I.0
左行
8
SQA
过程变量
E11.4
A仓
9
SQB
过程变量
E11.5
B仓
10
SQ1
过程变量
E11.1
行程开关1
11
SQ2
过程变量
E11.2
行程开关2
12
SQ3
过程变量
E11.3
行程开关3
13
A1
过程变量
E10.1
单步
14
A2
过程变量
E10.2
单周期
15
A3
过程变量
E10.3
自动
16
A4
过程变量
E10.4
手动
17
RXD
过程变量
A4.0
右行灯
18
LXD
过程变量
A4.1
左行灯
19
R1
过程变量
M0.0
R1灯
20
R2
过程变量
M0.1
R2灯
21
R3
过程变量
M0.2
R3灯
22
L1
过程变量
M0.3
L1灯
23
L2
过程变量
M0.4
L2灯
24
L3
过程变量
M0.5
L3灯
25
S1
过程变量
M11.1
装料灯
26
S2
过程变量
M10.0
卸料灯
27
n
过程变量
MB51
循环次数

4动作实现
(1)按钮动作（ZL,XLSD,ST,LX,RX）
按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("ZL",1);——左键弹起C动作——在编程框中编程SetTagBit("ZL",0);按钮XL,LX,RX的实现同ZL,SD的实现—属性——颜色——背景颜色——打开动态值范围对话框——事件名称：画面周期，表达公式：SD,数据类型：布尔型，表达式的结果：真为绿色——确定——事件按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("SD",1);——左键弹起C动作——在编程框中编程SetTagBit("SD",0);从而使得按下SD按钮瞬间变为绿色。按钮ST的实现同SD相似，只需相应改变变量与按钮的颜色。
(2)开关实现（A1,A2,A3,A4）
——A1的实现—属性——颜色——背景颜色——打开动态值范围对话框——事件名称：画面周期，表达公式：A1,数据类型：布尔型，表达式的结果：真为蓝色——确定——事件按左键C动作——在编程框中编程SetTagBit("A1",1);——从而使得按下A1按钮变为蓝色。开关A2,A3,A4的实现同上，只需相应的改变变量。
(3)灯实现（S1,S2,R1,R2,R3,L1,L2,L3）
打开属性框——属性——颜色——背景颜色——打开动态值范围对话框——事件名称：画面周期，表达公式：S1,数据类型：布尔型，表达式的结果：真为绿色。灯的S2,R1,R2,R3,L1,L2,L3实现同上，只需相应的改变变量。
(4)小车运行的实现
对整个小车进行编组——打开属性框——几何——X坐标的位置C动作——在编程框中编程如下：
{
BOOL a,b;
int X;
X=GetTagWord("CARX");
a=GetTagBit("RXD");
b=GetTagBit("LXD");
if(a)
{if (X>=180&&X<=220)
{X=X+2;}
if (X>220&&X<=310)
{X=X+4;}
if(X>310&&X<=410)
{X=X+6;}
if (X>410&&X<=510)
{X=X+8;}

}
if(b)
{if (X>=180&&X<=220)
{X=X-2;}
if (X>220&&X<=310)
{X=X-4;}
if(X>310&&X<=410)
{X=X-6;}
if (X>410&&X<=510)
{X=X-8;}

}
if(X>510)
X=510;
if(X<180)
X=180;

if(X>=220&&X<=230)
{SetTagBit("SQ1",1);}
else
{SetTagBit("SQ1",0);}
if(X>=310&&X<=320)
{SetTagBit("SQ2",1);}
else
{SetTagBit("SQ2",0);}
if(X>=410&&X<=420)
{SetTagBit("SQ3",1);}
else
{SetTagBit("SQ3",0);}
if(X==180)
{SetTagBit("SQA",1);}
else
{SetTagBit("SQA",0);}
if(X==510)
{SetTagBit("SQB",1);}
else
{SetTagBit("SQB",0);}
SetTagWord("CARX",X);
return X;
}
（5）画面初始值实现
画面——其它——画面初始值C动作
{
SetTagBit("A1",0);
SetTagBit("A2",0);
SetTagBit("A3",0);
SetTagBit("A4",0);
SetTagBit("RX",0);
SetTagBit("LX",0);
SetTagBit("XL",0);
SetTagBit("ZL",0);
SetTagBit("ST",0);
SetTagBit("SD",0);
SetTagBit("SQ1",0);
SetTagBit("SQ2",0);
SetTagBit("SQ3",0);
SetTagBit("SQA",0);
SetTagBit("SQB",0);
SetTagBit("R1",0);
SetTagBit("R2",0);
SetTagBit("R3",0);
SetTagBit("L1",0);
SetTagBit("L2",0);
SetTagBit("L3",0);
SetTagBit("S1",0);
SetTagBit("S2",0);
SetTagWord("CARX",180);
}
七、监控系统的调试过程
在调试过程中遇到以下问题：
1.画面运行后，小车在画面的最左边，不能动作
问题分析及解决方法：在画面运行后，WINCC中的变量为初始值，应在画面启动时进行相应的设定，画面——属性——其它——设置画面初始值。
2.在画面上点击相应的按钮，不能正确把信号送到PLC
问题分析及解决方法：在WINCC与PLC通讯的过程变量值传递时，与I0.0等位连接，而PLC在每次扫描I0.0的信号时接收了面板上的值，又接收了WINCC的变量值，发生冲突，把I0.0改成I10.0就可以了，其它的位也做类似的改变。把I改成M,用位内存建过程变量更好。
3.在启动画面后，小车从A点瞬间移动到B点
问题分析及解决方法：在对小车的几何——X——C动作编程时，判断小车位置时用的是“=”，而“=”在C语言中为赋值符号，应该用“==”来判断小车的运行位置。

八、总结
在本次课程设计中,我的实际工程能力有了较大提高,并能将学到的理论知识很好的运用到工程实践中,效果较好。这次的题目并不是很难，是我们以前所做实验的延伸，难度加大，因此在编程和调试过程中也遇到了一些麻烦。克服困难的办法就是想尽一切办法去解决它，通过不懈的努力和老师同学们的帮助，问题很快就解决了。
运料小车监控系统要求实时监控小车的运行状态，且通过WINCC控制界面来控制小车运行，则需建立相应的“二进制”过程变量，实现控制PLC信号及监控。小车的移动通过改变其横坐标值实现左右移动，则需建立一个“无符号十六位数”的变量来储存小车的横坐标值。在速度的递增以及递减的处理上，通过在不同的范围内，改变小车在每个周期改变不同的值实现。在显示循环次数上，建立一个“无符号十六位”的过程变量实现。
此次设计中WINCC监控运用了简单的C语言进行脚本编辑，意识到基础知识的重要性。WINCC中的过程变量的建立与运用，及PLC中的逻辑点的建立与控制是这次设计中学到最多的。
通过努力，最终实现了设计的全部功能。做好一件事是需要花时间和精力的，设计的过程有点累，但设计的结果让我们很开心。
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