成绩评定表学生姓名王智程班级学号0903010307专业自动化课程设计题目基于MCGS的深孔钻组合机床PLC控制实训评语组长签字：成绩日期20 年月日课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名王智程班级学号0903010307课程设计题目基于MCGS的深孔钻组合机床PLC控制实训实践教学要求与任务:熟悉使用西门子S7-200系列PLC的应用以及MCGS的组态的基本应用，通过对实例的模拟，熟练地掌握PLC控制的流程、程序调试和MCGS 的编辑使用。
进行软、硬件设计，并对程序进行调试。
工作计划与进度安排:第一周：查阅相关资料。
了解所需实训内容的大概情况，确立实训课程设计的大致框架，对MCGS有基本了解。
第二周：选择PLC的型号，利用STEP 7Mirco进行梯形图设计，对设计程序进行调试，并且设计MCGS动画，定义数据变量，编写控制流程。
第三周：对PLC和MCGS组态软件进行PPI通讯，设计系统流程示意图，列出I/O分配表，画出I/O接线图，完成整个组态系统设计。
指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日摘要深孔钻是加工深孔的专用设备。
钻深孔时为保证加工质量、提高工效，加工中钻头的冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。
传统的控制方案是采用继电器－接触器控制与液压控制相结合的方法，由于进给次数多，且有快进、快退、工进等多种进给速度的变换，控制系统较复杂，大量的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。
采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题，可大大的减少系统的硬件接线，提高了工作可靠性。
而且在加工工艺改变时，只需要修改程序，就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。
关键词：深孔钻可靠性工作效率可编程控制器目录1、概述 (1)1.1 PLC基本概念 (1)1.2 PLC技术发展动向 (1)1.3 MCGS组态软件通用版的基本介绍 (1)2、硬件设计 (3)2.1 控制要求 (3)2.2 系统流程图 (4)2.3 I/O分配表 (5)2.4 I/O接线图 (6)3、软件设计 (7)3.1 主程序梯形图 (7)4、MCGS组态过程与PLC通讯 (11)4.1 工程项目系统分析 (11)4.2 工程立项搭建框架 (11)4.3 设置菜单基本体系 (11)4.4 编写控制流程程序 (11)4.5 完善菜单按钮功能 (11)4.6 编写程序调试工程 (11)4.7 制作动画显示画面 (11)4.8 连接设备驱动程序 (12)5、MCGS的运行及调试 (13)5.1 运行界面截图 (13)5.2 调试说明 (17)总结 (18)参考文献 (19)1、概述1.1 PLC基本概念可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。
并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关外部设备，都应该易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
1.2 PLC技术发展动向PLC将向着两个方向发展：一方面向大型化发展，一方面向小型化发展，以适应不同场合和不同要求的控制需求。
为了适应大规模控制系统的要求，大型PLC向着存储容量、高速度、高性能、增加I/O点数的方向发展。
主要表现在以下几个方面：1 增强网络通信功能;2 发展智能模块;3 外部故障诊断功能;4 编程语言、编程工具标准化、高级化;5 实现软化、硬件标准化;6 编程组态软件发展迅速;发展小型PLC，其目的是为了占领广大的、分散的、中小型的工业控制场合，使PLC不仅成为继电器控制柜的替代物，而且超过继电器控制系统的功能。
1.3 MCGS组态软件通用版的基本介绍MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)，它是一套基于Windows平台的软件，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。
具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。
用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。
2、硬件设计2.1 控制要求深孔钻组合机床机型切削时，为利于钻头排屑和冷却，需要周期性地从工件中退出钻头，道具进退与行程开关示意图如图2.1所示。
在起始位置O点时，行程开关SQ1被压合，按启动按钮SB2，电动机正转启动，刀具前进。
退刀由行程开关控制，当动力头依次压在SQ3、SQ4、S15上时，电动机反转，刀具会自动退刀，退刀到起始位置时，SQ1被压合，退刀结束，又自动进刀，直到三个过程全部结束。
图2.1 深孔钻组合机床工作示意图2.2 系统流程图图2.2 深孔钻组合机床系统流程图2.3 I/O分配表编程元件I/O端口电路器件作用输入信号I0.1 SB1 停止按钮I0.2 SB2 启动按钮I0.3 SQ3 退刀行程开关I0.4 SQ4 退刀行程开关I0.5 SQ5 退刀行程开关I0.7 SB3 正向调整点动按钮I0.0 SB4 反向调整点动按钮I0.6 SQ1 原始位置行程开关输出信号Q0.1 KM1 钻头前进接触器线圈Q0.2 KM2 钻头后退接触器线圈表2.1 深孔钻组合机床I/O分配表2.4 I/O接线图图2.3 深孔钻组合机床控制I/O接线图3、软件设计3.1 主程序梯形图4、MCGS组态过程与PLC通讯4.1 工程项目系统分析深孔钻组合机床机型切削时，为利于钻头排屑和冷却，需要周期性地从工件中退出钻头。
工作形式如控制要求所示。
要求在上位机可以实时监测到PLC控制的工作过程，可以看到开始停止的过程，并且在MCGS软件中能看到深孔钻组合机床进刀退刀的每一个过程。
4.2 工程立项搭建框架定义工程名称、封面窗口名称以及启动窗口名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。
4.3 设置菜单基本体系先搭建菜单的框架，再对各级菜单命令进行功能组态。
4.4 编写控制流程程序在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能模块，由这些模块实现各种人机交互过程。
4.5 完善菜单按钮功能包括对菜单命令、监测器件、操作按钮功能的组态。
4.6 编写程序调试工程利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程时候正确4.7 制作动画显示画面我们设置了启动指示灯以及停止指示灯，分别对应硬件里的启动按钮和停止按钮，在画面顶端的指示灯表示原始位置行程开关SQ1。
变量设置如下表所示：变量名称类型注释对应寄存器状态表达式SB1 开关型控制深孔钻“停止”的变量I0.1 SB1=1时，SB1亮SB2 开关型控制深孔钻“启动”的变量I0.2 SB2=1时，SB2亮SQ1 开关型控制“原始位置行程开关”的变量I0.6 SQ=1时，SQ1亮SQ3 开关型控制“退刀行程开关1”的变量I0.3 SQ3=1时，SQ3亮SQ4 开关型控制“退刀行程开关2”的变量I0.4 SQ4=1时，SQ4亮SQ5 开关型控制“退刀行程开关3”的变量I0.5 SQ5=1时，SQ4亮表4.1 变量设置4.8 连接设备驱动程序选定与设备相匹配的设备构件，我们这里通过设备组态的设备窗口来选择“通用串口父设备0”，然后建立“设备0”，这里我们选择了“Siemen_S7200PPI”，即西门子200点对点通讯模式。
5、MCGS的运行及调试5.1 运行界面截图注：因“停止按钮”位于常闭触点，所以在运行过程中一直处于闭合状态，其代表的小灯常亮；按下“停止按钮”后，触点断开，小灯熄灭，系统即停止运行。
5.2调试说明首先进行程序调试，将PC与PLC连接好，将梯形图程序下载到PLC200中，连接好实验模板，开始运行程序，对程序进行调试。
按下SQ1，再按下启动按钮SB2，Q0.1亮，表示进刀；拨回SQ1，再按下SQ3，Q0.2亮，表示正在退刀；拨回SQ3，再按下SQ1，Q0.1亮，表示正在进刀；拨回SQ1，再按下SQ4，Q0.2亮，表示正在退刀；拨回SQ4，再按下SQ1，Q0.1亮，表示正在进刀；拨回SQ1，再按下SQ5，Q0.2亮，表示正在退刀；拨回SQ5，按下SB1，整个系统复位。
到此过程，证明程序运行无误。
总结通过此次工控实训使我们认识并学习了MCGS组态软件，使用组态软件实现了对PLC的通讯以及可视化监控过程，加深了对PLC的认识和了解。
在实训过程中，通过自己动手学会了如何建立组态软件与PLC通讯，如何设置通讯设备及端口设置，掌握了组态软件动画界面的数据连接。
在老师的帮助下，对一些基本的设置错误的检查也有了一定的了解，对工程控制也有了进一步的了解。
同时，这次实训还锻炼了我们对所学知识的综合应用能力，以及应对一些实际问题的能力，使我们对本专业在实际生产生活的应用有了更多的了解。
参考文献[1] 孙金根、康代红《PLC及工控组态技术实训指导书》沈阳理工大学信息学院[2] 吴中俊、黄永红.《可编程控制器原理及应用》机械工业出版社[3] 邓则名、邝穗芳等《电器与可编程序控制器应用技术》北京:机械工业出版社[4] 胡学林《可编程序控制器原理及应用》电子工业出版社[5] 周恩涛《可编程控制器原理及其在液压系统中的应用》北京[6] 王兆义《小型可编程控制器实用技术》北京：机械工业出版社[7] 廖常初《可编程序控制器应用技术》重庆：重庆大学出版社。