基于MCGS組態(tài)軟件的加工站系統(tǒng)設計含SW三維圖.zip

基于MCGS組態(tài)軟件的加工站系統(tǒng)設計含SW三維圖.zip,基于,MCGS,組態(tài),軟件,加工,系統(tǒng),設計,SW,三維 基于MCGS組態(tài)軟件的加工站控制系統(tǒng)設計開題報告 一、題目來源 本題目來源于生產(chǎn)實際 二、研究目的和意義 隨著全球經(jīng)濟的全球化，以及生產(chǎn)線的自動化和信息化的發(fā)展，無論是國家或是跨國企業(yè)的生產(chǎn)的產(chǎn)品都不會僅僅滿足內(nèi)需或是小范圍銷售，而是以及快的速度向全球擴張，這時傳統(tǒng)的流水線的管理模式已經(jīng)遠遠不能滿足大規(guī)模的生產(chǎn)和建廠，于是德國FESTO公司的MPS（Modular Prodcution System）系統(tǒng)在這種大環(huán)境需求下應運而生。 MPS系統(tǒng)正是一套包含工業(yè)自動化系統(tǒng)中包含工業(yè)自動化系統(tǒng)中不同程度復雜控制過程的自動化技術系統(tǒng) 。它的模塊化設計有巨大的優(yōu)勢，不僅能代替，高重復，高精度的工作，還能結合各種生產(chǎn)現(xiàn)場，通過模擬實驗與計算能實現(xiàn)過程的優(yōu)化，降低成本，減少待機的時間，然后直接能將技術直接運用到現(xiàn)實。相當直接提供了成產(chǎn)線上的上料，搬運，加工，安裝，分類等一系列工序的骨架，再在這個骨架上安裝配件以及調試，就能完成生產(chǎn)線的快速建造。 本課題研究的是基于MCGS組態(tài)軟件的加工站控制系統(tǒng)設計，是將MPS加工模塊這一重要的一環(huán)進行更加透徹的分析，和智能的優(yōu)化，通過MCGS能快速的構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。并且它還能夠在基于Microsot的32位Windows平臺上運行。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以實現(xiàn)動畫，報警處理，流程控制，實時處理，歷史曲線和輸出等多種方式向用戶提供解決實際問題的方案，結合MCGS與MPS考慮多方面因素，既貼合我們學生的基礎知識范圍，更重要的是拓展了一個多樣化的研究方向，以MPS為基礎模型，MCGS為輔助軟件，小能為我們以后從事制造業(yè)管理，運營提供堅實的知識儲備，大能以MPS模型拓展到生產(chǎn)線的設計，和最優(yōu)控制，又或強化MCGS的深度。 II 三、閱讀主要參考文獻 [1]曾勁松主編.組態(tài)控制技術項目化教程[M].北京：電子出版社，2018.6 [2]高龍士主編.模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)（MPS）運行，調試及維修[M].北京：清華大學出版社，2012.12 [3]劉懷海，古志剛主編.液壓與氣壓傳動[M].保定：河北大學出版社，2017.2 [4]董玉紅，徐莉萍主編.機械控制工程基礎[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2013.5（2017.6重?。? [5]苑苓苓主編機電一體化控制技術[M].長春：東北師范大學出版社，2014.12 [6]鄭勇峰，梅文濤主編.電氣控制與PLC[M].長春：東北師范大學出版社，2014.1 [8]MCGS組態(tài)軟件官網(wǎng) [9]高安邦，石磊，張曉輝主編.德國西門子S7-200PLC版機床電氣與PLC控制技術理實現(xiàn)一體化教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.2 [10]王守城，段俊勇著液壓系統(tǒng)控制PLC控制實例解[M].北京：中國電力出版社，2012.11 [11]賈雪艷著.SOLIDWORKS2011中文版曲面造型從入門到精通[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.8 [12]劉鑄鐵等著.AUTOCAD2011機械設計行業(yè)應用實踐[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.1 [13]苪延年主編.機電一體化系統(tǒng)設計[M].蘇州：蘇州大學出版社，2017.1 II 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著全球經(jīng)濟和信息高速公路的高速發(fā)展，如今中國一掃往昔的頹然，緊跟時代的步伐，開始了中國制造業(yè)屬于自己的趕超之路。中國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也尤為可觀，也讓中國經(jīng)濟乘著這一股巨浪欣欣發(fā)展，但是虛擬的網(wǎng)絡畢竟只能提供生活的便利，實體經(jīng)濟才是最為可靠的基礎，如今美國已經(jīng)意識到了經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，在不斷收縮和強化自家國人的制造業(yè)，而不是像從前采用別國的廉價勞動力，而我國的經(jīng)濟發(fā)展，支付寶和網(wǎng)購服務讓金錢變成了數(shù)字，并且流通快幾倍的消費，讓本來人口眾多的中國的內(nèi)需變成了饕餮巨獸，國家的制造業(yè)不能像曾經(jīng)一樣一味的實干，而是應該像袁隆平一樣從根本上優(yōu)化生產(chǎn)的基石。 精準的計算和冷冰冰的公式雖然將本來可以用經(jīng)驗就能處理的問題精細到多余的地步，但事實就是人的精度在這個時代已經(jīng)很難超過機器了，而龐大的系統(tǒng)不允許有任何不可控因素，就現(xiàn)在以我們所學的知識，很多都是固定的算法，最優(yōu)控制不允許一絲瑕疵，從方案的設定，到拓展到現(xiàn)實，大多數(shù)工程不允許失誤。能工巧匠畢竟是太少，而很多成型的產(chǎn)業(yè)只需要借助計算機和一些技術人員就能完成。 除了硬件設施的完善，其實最主要的還是用工具的人，就我經(jīng)歷的學生的體會，手機電腦，更新?lián)Q代的速度都讓人應接不暇，何況是更具技術的前沿行業(yè)，可能實力龐大的公司一直在與時代接軌，但也有中小公司，或食品，玩具等不需要多尖端的產(chǎn)業(yè)，他們還是占大多數(shù)的，就如爺爺輩的人怎么也不習慣觸屏手機一樣，大多數(shù)使用者又或公司的決策者，都大多數(shù)都僅僅按自己的習慣去做出選擇，這就是為什么雖然我們國家向外國出口許多高端機械，對內(nèi)卻難以啟齒的說不適合國內(nèi)市場。 超前的科技可以無限延伸，但普通的生活和社會的進步還是需要腳踏實地的時間積累。尤其是對新一代藍領的培養(yǎng)，以及勞動工人的高技術培養(yǎng)迫在眉睫，所以不應該再停留在，干活流血流汗但不動腦的階段，而是將如今數(shù)字化的管理模式，和高端硬件的操作方法不斷的培訓給操作人員，使人力和硬件同步更新才能，實現(xiàn)更加精英化的生產(chǎn)模式，用最少的人力，最自動化的硬件，實現(xiàn)最高效的快速生產(chǎn)。 Ⅱ 五、主要研究（設計）內(nèi)容、關鍵問題及解決思路 5.1主要研究內(nèi)容 基于MCGS組態(tài)軟件的加工站控制系統(tǒng)設計，主要是MCGS組態(tài)軟件對MPS加工單元的動畫建模，要把MPS加工站了解透徹的同時，還要熟悉PLC控制系統(tǒng)對MPS的控制流程。 MCGS系統(tǒng)主要研究內(nèi)容包括： （1）實時數(shù)據(jù)庫：是MCGS系統(tǒng)的核心。實時數(shù)據(jù)庫是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集，處理，輸出控制，動畫連接及設備驅動的對象。 （2）主控窗口：構造了應用系統(tǒng)的主框架。主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程，特征參數(shù)和啟動特性等內(nèi)容，是應用系統(tǒng)的主框架。 （3）設備窗口：是MCGS系統(tǒng)與外部設備聯(lián)系的媒介。設備窗口是連接和驅動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。 （4）用戶窗口：實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的可視化。用戶窗口主要用于設置工程中人機交互的界面，如生成各種動畫顯示畫面，報警輸出，數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 （5）運行策略：是對系統(tǒng)實現(xiàn)有效大的控制手段。本窗口主要完成工程運行流程的控制，包括編寫控制程序，選用各種功能構件（如數(shù)據(jù)提取，歷史曲線，定時器，配方操作，多媒體輸出）等。 表1 MCGS的五個組成部分 MCGS 主控窗口 設備窗口 用戶窗口 實時數(shù)據(jù)庫 運行策略 系統(tǒng)參數(shù) 設備構件1 圖元 數(shù)據(jù)對象 啟動策略 啟動參數(shù) …… 圖符 報警處理 循環(huán)策略 設備構件N 動畫構件 存盤處理 退出策略 自定義策略 Ⅱ 5.2關鍵問題 對于MPS加工站的建模必須解決以下問題。 （1）必須透徹的了解MPS加工模塊的硬件設施，最好對其進行3D建模才能在之后的數(shù)據(jù)分析中讓解決問題的思路更加清晰。 （2）了解MPS加工站的組成模塊以及開關順序。 （3）必須熟悉MPS加工站的PIC操作順序功能圖，在進行細致的建模。 5.3解決思路 經(jīng)過網(wǎng)絡調查以及查閱書籍MPS加工模塊硬件如圖2具體的操作流程： 當設備接通電源與氣源，PLC工作，系統(tǒng)開始復 位，鉆孔電機上升縮回到位，檢測頭縮回到位，夾緊頭縮回到位，旋轉工作臺旋轉到位，處于工作運行模式。 當有工件被放到旋轉工作臺的輸入工位時，按啟動按鈕，旋轉工作臺轉動，加工單元將工件傳送到加工工位 進行鉆孔加工，然后等待輸入工位接收新的工件。當輸入工位接收到新的工件時，旋轉工作臺就再轉動一個工位，將加工后的工件送到檢測工位進行質量檢測，最后通過輸出工位由人工取走工件。 圖1 MPS加工站 根據(jù)網(wǎng)上調查PLC具體控制流程如圖2 III 圖2 加工站控制流程圖 通過了解MPS硬件結構以及PLC控制流程，在編寫好PLC的控制程序，剩下的就是通過不斷練習MCGS組態(tài)軟件，在不斷地學習中，優(yōu)化建模就能達到此次畢業(yè)設計，學控制的同時，創(chuàng)造和優(yōu)化控制系統(tǒng)。 4 六、完成畢業(yè)設計（論文）所必須具備的工作條件 所必須具備的工作環(huán)境： （1）MCGS組態(tài)軟件 （2）PLC （3）操作系統(tǒng)為Window XP ； （4）MPS 。 七、預期成果 用MCGS組態(tài)軟件通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集對MPS加工單元模塊進行建模，以可視化的動畫顯示，把加工單元的每一個運行細節(jié)清晰顯示在動畫里，然后通過連接PLC實現(xiàn)對加工單元的遠程可視化遠程操控，通過動畫的設置，還能實現(xiàn)對改單元遠程監(jiān)控，在該單元自動運行時，進行人工的干涉，如出現(xiàn)對問題的報警，然后提醒操作人員馬上檢查和急停。 然后還有實時的曲線，歷史的曲線和報表輸出，不僅能對問題的出現(xiàn)進行細致的分析，還能通過不斷的反復實踐，對操作系統(tǒng)進行優(yōu)化，省掉不必要的停滯時間，將MPS等機械硬件的高精確和高重復性的工作優(yōu)勢發(fā)揮到極致。 八、工作的主要階段、進度與時間安排 2018年10月21日 指導老師下發(fā)任務書 2018年10月21日—11月20日 查閱參考文獻及完成開題報告、開題答辯 2018年11月21日—2019年1月20日 初步完成畢業(yè)設計資料，中期檢查 2019年1月21日—2019年5月10日 完成畢業(yè)設計主體工作 2019年5月11日—2019年5月20日 指導教師完成各項審查及相關簽字 2019年5月21日—2019年6月1日 評閱教師完成評閱意見及相關簽字 2019年6月1日—2019年6月3日 畢業(yè)設計答辯 九、指導老師意見