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 本題目來源于生產實際 二、研究目的和意義 隨著全球經濟的全球化，以及生產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)的生產的產品都不會僅僅滿足內需或是小范圍銷售，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遠遠不能滿足大規(guī)模的生產和建廠，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，還能結合各種生產現場，通過模擬實驗與計算能實現過程的優(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實。相當直接提供了成產線上的上料，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。通過對現場數據的采集處理，以實現動畫，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重印） [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 [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、國內外現狀和發(fā)展趨勢 隨著全球經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。中國的互聯網發(fā)展也尤為可觀，也讓中國經濟乘著這一股巨浪欣欣發(fā)展，但是虛擬的網絡畢竟只能提供生活的便利，實體經濟才是最為可靠的基礎，如今美國已經意識到了經濟發(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，而我國的經濟發(fā)展，支付寶和網購服務讓金錢變成了數字，并且流通快幾倍的消費，讓本來人口眾多的中國的內需變成了饕餮巨獸，國家的制造業(yè)不能像曾經一樣一味的實干，而是應該像袁隆平一樣從根本上優(yōu)化生產的基石。 精準的計算和冷冰冰的公式雖然將本來可以用經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，到拓展到現實，大多數工程不允許失誤。能工巧匠畢竟是太少，而很多成型的產業(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，就我經歷的學生的體會，手機電腦，更新換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業(yè)，他們還是占大多數的，就如爺爺輩的人怎么也不習慣觸屏手機一樣，大多數使用者又或公司的決策者，都大多數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，對內卻難以啟齒的說不適合國內市場。 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，實現更加精英化的生產模式，用最少的人力，最自動化的硬件，實現最高效的快速生產。 Ⅱ 五、主要研究（設計）內容、關鍵問題及解決思路 5.1主要研究內容 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)主要研究內容包括： （1）實時數據庫：是MCGS系統(tǒng)的核心。實時數據庫是工程各個部分的數據交換與處理中心，它將MCGS工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內定義不同類型和名稱的變量，作為數據采集，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，特征參數和啟動特性等內容，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。在本窗口內配置數據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據變量。 （4）用戶窗口：實現了數據和流程的可視化。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，數據與曲線圖表等。 （5）運行策略：是對系統(tǒng)實現有效大的控制手段。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（如數據提取，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 實時數據庫 運行策略 系統(tǒng)參數 設備構件1 圖元 數據對象 啟動策略 啟動參數 …… 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據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 經過網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 根據網上調查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)軟件通過對現場數據的采集對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