基于MCGS組態(tài)軟件的加工站系統(tǒng)設(shè)計含SW三維圖.zip,基于,MCGS,組態(tài),軟件,加工,系統(tǒng),設(shè)計,SW,三維 基于MCGS組態(tài)軟件的加工站控制系統(tǒng)設(shè)計開題報告 一、題目來源 本題目來源于生產(chǎn)實(shí)際 二、研究目的和意義 隨著全球經(jīng)濟(jì)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(kuò)張，這時傳統(tǒng)的流水線的管理模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)運(yùn)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(fù)雜控制過程的自動化技術(shù)系統(tǒng) 。它的模塊化設(shè)計有巨大的優(yōu)勢，不僅能代替，高重復(fù)，高精度的工作，還能結(jié)合各種生產(chǎn)現(xiàn)場，通過模擬實(shí)驗(yàn)與計算能實(shí)現(xiàn)過程的優(yōu)化，降低成本，減少待機(jī)的時間，然后直接能將技術(shù)直接運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)。相當(dāng)直接提供了成產(chǎn)線上的上料，搬運(yùn)，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(diào)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(shè)計，是將MPS加工模塊這一重要的一環(huán)進(jìn)行更加透徹的分析，和智能的優(yōu)化，通過MCGS能快速的構(gòu)造和生成計算機(jī)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(yùn)行。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以實(shí)現(xiàn)動畫，報警處理，流程控制，實(shí)時處理，歷史曲線和輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際問題的方案，結(jié)合MCGS與MPS考慮多方面因素，既貼合我們學(xué)生的基礎(chǔ)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(chǔ)模型，MCGS為輔助軟件，小能為我們以后從事制造業(yè)管理，運(yùn)營提供堅實(shí)的知識儲備，大能以MPS模型拓展到生產(chǎn)線的設(shè)計，和最優(yōu)控制，又或強(qiáng)化MCGS的深度。 II 三、閱讀主要參考文獻(xiàn) [1]曾勁松主編.組態(tài)控制技術(shù)項(xiàng)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(yùn)行，調(diào)試及維修[M].北京：清華大學(xué)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(xué)出版社，2017.2 [4]董玉紅，徐莉萍主編.機(jī)械控制工程基礎(chǔ)[M].2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.5（2017.6重?。? [5]苑苓苓主編機(jī)電一體化控制技術(shù)[M].長春：東北師范大學(xué)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(xué)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(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)理實(shí)現(xiàn)一體化教程[M].北京：機(jī)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(shí)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(jī)械工業(yè)出版社，2011.8 [12]劉鑄鐵等著.AUTOCAD2011機(jī)械設(shè)計行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.1 [13]苪延年主編.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].蘇州：蘇州大學(xué)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(jì)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(jì)乘著這一股巨浪欣欣發(fā)展，但是虛擬的網(wǎng)絡(luò)畢竟只能提供生活的便利，實(shí)體經(jīng)濟(jì)才是最為可靠的基礎(chǔ)，如今美國已經(jīng)意識到了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，在不斷收縮和強(qiáng)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(jì)發(fā)展，支付寶和網(wǎng)購服務(wù)讓金錢變成了數(shù)字，并且流通快幾倍的消費(fèi)，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(shí)干，而是應(yīng)該像袁隆平一樣從根本上優(yōu)化生產(chǎn)的基石。 精準(zhǔn)的計算和冷冰冰的公式雖然將本來可以用經(jīng)驗(yàn)就能處理的問題精細(xì)到多余的地步，但事實(shí)就是人的精度在這個時代已經(jīng)很難超過機(jī)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(xué)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(shè)定，到拓展到現(xiàn)實(shí)，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(jī)和一些技術(shù)人員就能完成。 除了硬件設(shè)施的完善，其實(shí)最主要的還是用工具的人，就我經(jīng)歷的學(xué)生的體會，手機(jī)電腦，更新?lián)Q代的速度都讓人應(yīng)接不暇，何況是更具技術(shù)的前沿行業(yè)，可能實(shí)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(xí)慣觸屏手機(jī)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(xí)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(jī)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(jìn)步還是需要腳踏實(shí)地的時間積累。尤其是對新一代藍(lán)領(lǐng)的培養(yǎng)，以及勞動工人的高技術(shù)培養(yǎng)迫在眉睫，所以不應(yīng)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(xùn)給操作人員，使人力和硬件同步更新才能，實(shí)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(shí)現(xiàn)最高效的快速生產(chǎn)。 Ⅱ 五、主要研究（設(shè)計）內(nèi)容、關(guān)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(shè)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(shí)時數(shù)據(jù)庫：是MCGS系統(tǒng)的核心。實(shí)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(jī)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(shè)備驅(qū)動的對象。 （2）主控窗口：構(gòu)造了應(yīng)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(yùn)行流程，特征參數(shù)和啟動特性等內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。 （3）設(shè)備窗口：是MCGS系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介。設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)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(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。 （4）用戶窗口：實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的可視化。用戶窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)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(yùn)行策略：是對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效大的控制手段。本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制，包括編寫控制程序，選用各種功能構(gòu)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(shè)備窗口 用戶窗口 實(shí)時數(shù)據(jù)庫 運(yùn)行策略 系統(tǒng)參數(shù) 設(shè)備構(gòu)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(shè)備構(gòu)件N 動畫構(gòu)件 存盤處理 退出策略 自定義策略 Ⅱ 5.2關(guān)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(shè)施，最好對其進(jìn)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(guān)順序。 （3）必須熟悉MPS加工站的PIC操作順序功能圖，在進(jìn)行細(xì)致的建模。 5.3解決思路 經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)調(diào)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(dāng)設(shè)備接通電源與氣源，PLC工作，系統(tǒng)開始復(fù) 位，鉆孔電機(jī)上升縮回到位，檢測頭縮回到位，夾緊頭縮回到位，旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)到位，處于工作運(yùn)行模式。 當(dāng)有工件被放到旋轉(zhuǎn)工作臺的輸入工位時，按啟動按鈕，旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動，加工單元將工件傳送到加工工位 進(jìn)行鉆孔加工，然后等待輸入工位接收新的工件。當(dāng)輸入工位接收到新的工件時，旋轉(zhuǎn)工作臺就再轉(zhuǎn)動一個工位，將加工后的工件送到檢測工位進(jìn)行質(zhì)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(diào)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(jié)構(gòu)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(xí)MCGS組態(tài)軟件，在不斷地學(xué)習(xí)中，優(yōu)化建模就能達(dá)到此次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)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(shè)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(yù)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(jìn)行建模，以可視化的動畫顯示，把加工單元的每一個運(yùn)行細(xì)節(jié)清晰顯示在動畫里，然后通過連接PLC實(shí)現(xiàn)對加工單元的遠(yuǎn)程可視化遠(yuǎn)程操控，通過動畫的設(shè)置，還能實(shí)現(xiàn)對改單元遠(yuǎn)程監(jiān)控，在該單元自動運(yùn)行時，進(jìn)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(shí)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(jìn)行細(xì)致的分析，還能通過不斷的反復(fù)實(shí)踐，對操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，省掉不必要的停滯時間，將MPS等機(jī)械硬件的高精確和高重復(fù)性的工作優(yōu)勢發(fā)揮到極致。 八、工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排 2018年10月21日 指導(dǎo)老師下發(fā)任務(wù)書 2018年10月21日—11月20日 查閱參考文獻(xiàn)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(shè)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(shè)計主體工作 2019年5月11日—2019年5月20日 指導(dǎo)教師完成各項(xiàng)審查及相關(guān)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(guān)簽字 2019年6月1日—2019年6月3日 畢業(yè)設(shè)計答辯 九、指導(dǎo)老師意見