基于组态技术的机电设备监控系统开发

沈峰 游张平 唐锣辉

摘 要： 针对制造生产过程存在的复杂性和不可预见性，以金属带锯床为例，应用组态技术构建其监控系统，详细介绍开发过程，包括界面组态、数据组态、设备组态以及策略组态等。所开发的系统实现了金属带锯床运行数据的监没与过程控制，提高锯了锯切过程的容错能力，使操作人员实时掌握带锯床的运行状态，提高了金属带锯床的管理效率，节约了设备的运行成本。

关键词： 组态；金属带锯床；监控；MCGS

基 金：浙江省公益技术应用研究项目（2016C31053）；国家级大学生创新创业训练计划项目（201710352002）；浙江省重点研发计划项目（2018C01078）.

高档数控金属带锯床与基础生产设备是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的16个重大专项之一，《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》也把发展高档数控金属带锯床和基础制造装备作为16个重点之一[1]。目前， 金属带锯床已广泛应用于钢铁、机械、建筑、汽车、造船、石油、矿山和航空航天等领域[2]。然而在实际制造生产过程中， 生产环节具有复杂性和不可预见性，如果缺乏有效的制造过程监控，容易导致停产和长时间的检修[3]。目前国内对金属带锯床监控系统的研究主要集中在控制方面。朱雅光等[4]针对传统金属带锯床切割精度低、控制接口扩展性差等问题，提出了一种基于ARM-CPLD的金属带锯床控制方法。盛希宁[5]重点阐述了以PLC为自动控制核心的金属带锯床系统硬件和软件的实现方法。在制造过程中引入监控系统可有效提高制造过程的容错能力[6]。因此，本文引入组态技术，利用MCGS开发平台，构建金属带锯床监控系统，实现对设备运行数据的监测与过程控制，使操作人员实时掌握带锯床的运行状态，提高金属带锯床的管理效率，节约设备的运行成本。

1. 金属带锯床监控系统界面组态

启动MCGS软件进入组态工作台，选择“用户窗口”组态环境，利用工具條绘制或选择各组成要素，建立金属带锯床监控系统界面，如图1所示。

2. 金属带锯床监控系统数据组态

返回MCGS工作台，选择“实时数据库”组态环境，对界面组态环节设计好的金属带锯床监控系统界面上的各个元件进行变量定义，并根据金属带锯床监控系统运行的工作流程，定义监控系统的中间变量，如图2所示。

3金属带锯床系统设备组态

返回MCGS工作台，选择“设备窗口”组态环境，双击“通用串口父设备”与“三菱_FX系列编程口”，并建立监控系统与下位机的变量连接，如图3所示。

4 金属带锯床系统策略组态

双击金属带锯床监控系统界面，在“启动脚本”选项栏中编写监控系统初始化程序。在“循环脚本”选项栏中编写监控系统运行程序，主要完成前送待加工物料、水平方向夹紧物料、竖直方向夹紧物料、锯架快速进给、锯架工作速度进给、锯条运转、冷却液开启、锯架快速退回、水平方向松开物料、竖直松开物料、退回物料等动作功能。在“退出脚本”选项栏中编写监控系统终止程序。部分关键脚本代码如下：

if 进料=1 then //当PLC输出Y0时 进料=1

物料=物料+1 //物料以加1的速度前进。

M121=0 //物料到位

endif

5 结论

利用MGCS平台，通过组态技术开发的金属带锯床监控系统，实现运行数据的监测与控制，提高了锯切过程的容错能力，使操作人员实时掌握带锯床的运行状态，提高了金属带锯床的管理效率，节约了设备的运行成本。

参考文献

[1]http：//www.jnnrjx.com/a/hangyexinwen/2012/0529/884.html。

[2]黄金发，陈贤生.金属带锯床人机工程设计研究[J].机械设计，2018，35（05）：126-128.

[3]林献坤，冯万浩，聂成，朱琳. 融合机器视觉的制造过程监控组态平台研究[J]. 制造技术与机床，2017（02）：87-90+97.

[4]朱雅光，程志海，吴永平.基于A RM-CPLD的可编程金属带锯床控制系统[J].机电工程，2015，32（12）：1616-1619.

[5]盛希宁.基于PLC的金属带锯床电气控制系统设计[J].液压气动与密封， 2016， 36 （11）： 44-46.

[6]徐晔， 越晓东， 吴福明， 等.监控系统组态软件包的开发及其工业应用[J].自动化仪表， 1998 （11） ：17-19.