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案例頻道0、引言
FMS是一個較完善的、高自動化的制造系統。FMS系統一般具備加工、輸送和控制的3個自動化環節，而其物料輸送環節更是柔性制造系統與其他制造系統的主要區別，據統計資料表明，在中小批量生產中原材料、工件等的輸送、搬運、等待所需輔助時間占零件生產時間的90%以上，可見物運系統的優劣直接影響柔性制造過程。利用Wincc組態軟件對FMS系統中的物運系統進行監控，可以通過直觀的界面監控來保證物運系統的可靠運行。
1、Wincc的簡介與應用
SIEMENS公司的WINCC是一個較為實用且與SIMATIC產品無縫連接的組態軟件，其界面友好，功能強大，可以實現控制界面設計、硬件組態、標簽歸檔、報警歸檔、打印歸檔與用戶管理。該軟件，不管是用于單機簡單工程項目，還是多機網絡下的復雜工程項目，都可以快速的配置和組態。由于它能夠在Windows標準環境下利用各種Windows的便利功能，因而可以大量的縮短開發生產過程的時間。
Wincc包括六個主要的編輯器：圖形編輯器、全局腳本編輯器、用戶管理和項目安全編輯器、報警存檔編輯器、變量存檔編輯器和報表設計編輯器。本文主要運用圖形編輯和全局腳本編輯功能，結合FMS物料貯運系統實際運行原理, 設計出較為美觀的虛擬演示畫面和以PLC驅動的監視畫面，使其能任意分步實現裝卸、貯存、加工控制，而且還可以全自動運行。
2、虛擬對象FMS物料貯運
FMS物料系統主要由托盤庫、加工中心、裝卸站，物料小車等組成。物料小車是運輸和交換工件的直接執行者，小車通過位置傳感器的精確的定位，發出信號通過PLC執行指令進行相應操作。
通過Wincc可以對FMS物料貯運過程進行虛擬仿真，通過編寫相應程序進行虛擬演示可模擬FMS物料系統的運行過程。同時通過上位機與PLC之間的通信，不需親臨現場就可以通過利用Wincc建立的仿真界面平進行遠程監控并指導操作。整體結構如圖1所示。
3、畫面設計與軟件控制
通過Wincc圖形編輯器設計畫面來展現現場流水線操作畫面，在全局腳本中對編寫相應的，編寫實時PLC控制程序，以實PC機與PLC之間的信號傳送。下面為Wincc的程序流程圖
3.1畫面的設計
主畫面分為自動演示畫面與手動操作畫面，自動演示畫面讓初用者能了解這一系統的加工過程，手動畫面就是通過畫面上的命令按鈕發出命令，通過PLC執行命令進行相應的操作。圖2顯示了自動演示的畫面。相應的各部件通過編輯功能來制作畫面和設定屬性。
圖2
3.2 畫面動作的實現
Wincc畫面上的對象通過已編寫的C語來實現動作，若給“on/off”（開始/停止）屬性中“Events”下的鼠標事件編寫以下程序：
#include "apdefap.h"
void OnLButtonDown(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y)
{if (GetIndex(lpszPictureName,lpszObjectName))
//當收到對象信號時，執行程序
{SetIndex(lpszPictureName,lpszObjectName,0); // 設置對象為0，
SetVisible(lpszPictureName,"pannel",0); //使"pannel"顯示“0”狀態
}
else
{SetIndex(lpszPictureName,lpszObjectName,1); //設置對象為1，
SetVisible(lpszPictureName,"pannel",1); } // 使"pannel"顯“1”狀態
}
從而實現圖2中各個開關按鈕的通斷，進而實現人工控制整個物料系統的運作。（圖3所示）
圖3
3.3 PLC控制
外部的各種開關信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為PLC的輸入量，它們經PLC外部輸入端子輸入到內部寄存器中，經PLC內部邏輯運算或其他各種運算，處理后送到輸出輸入端子，作為PLC的輸出量對外圍設備進行各種控制。
本文應用三菱FX2N系列可編程控制器。三菱公司生產的FX系列可編程控制器是高性能整體式結構的小型PLC，它由基本單元、擴展單元、擴展模塊和特殊功能模塊組成。基本單元內由CPU、存儲器和輸入/輸出(I/O)等組成。每個PLC控制系統必須具有一個基本單元，擴展單元中有電源，而擴展模塊內部無電源，由基本單元和擴展單元提供，但可利用擴展單元或擴展模塊來增加I/O點數，從而靈活地改變系統的輸入、輸出點數比例，利用特殊功能單元來增加PLC的控制功能。
FX系列PLC系統最大I/O點數為256點，在進行PLC控制時要考慮物料系統實際運行時實際情況，使用或者選用適宜的I/O獲取工控現場數據。同時對監控中使用的某些鍵通過中間繼電器進行互鎖，以避免數據混亂及非法操作。如當裝卸站、取毛坯、加工中心、小車運行開關打開，存毛坯關閉時，考慮到小車從托盤庫中的取毛坯處取毛坯后，會把毛坯放在放在了加工中心，因而在裝卸站中取毛坯中沒有意義，存毛坯開關又沒打開，因而使用中間繼電器以強制裝卸站不動作。
4、結束語
本案利用組態軟件Wincc實現柔性制造系統中物料運輸的監視與控制，實現過程中應用嵌入式c語言編程，系統穩定、操作方便、界面直觀。同時也為柔性制造系統的實現與研究提供了很好的經驗。
參 考 文 獻
[1] 西門子公司的WinCC使用手冊
[2] 田瑞庭主編，《可編程控制器應用技術》[M]，北京，機械工業出版社，1994
[3] 鄧子瓊等著，《柔性制造系統建模及仿真》[M]，國防工業出版社，1993
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號