近年来，随着工业自动化水平的不断提高，计算机在工业领域得到了越来越多的应用，人们对自动化也提出了更高的要求。面对种类繁多的控制设备和过程监控装置，传统的工业控制软件暴露出来的缺陷越来越多，比如程序修改困难，开发周期长，重复使用率低，价格昂贵，可靠性差等，这些足以说明其已经无法满足用户的各种需求了。组态软件出现后，传统工控软件存在的各种问题被很好的解决，用户可以利用组态软件的功能，任意组态控制对象和控制目的，从而实现系统的自动控制。本文主要利用了松下FPO系列PLC作为主控制器，辅以多种传感器、气泵、气缸和电机等硬件设备，实现对铁块、铝块和颜色块的分拣功能，同时采用了北京昆仑通态公司的MCGS触摸屏作为监控设备，实现对该系统启动、停止的远程控制以及系统运行过程的实时监控的功能。

1 系统的结构与工作原理

    1．1系统的结构。

    本文所设计的物料分拣系统主要由控制部分、检测部分、输送部分、分拣部分和监控部分等五个模块组成。图1为该物料分拣系统的结构图。

图1 物料分拣系统结构图

    控制部分选用的是松下FPO系列的PLC。其接收到检测部分反馈的信号后，进行一系列快速且可靠的处理后，将控制指令发送至输送部分、分拣部分和监控部分。

    检测部分主要由电感传感器、电容传感器、颜色传感器、光电传感器等各种传感器组成。其作用是通过不同的传感器检测出物料种类或其他信息后将信号反馈至控制部分。

    输送部分主要包括变频器、电机和传送皮带等。其作用是将物料通过传送皮带输送至各个用于检测物料种类的传感器的有效检测区内，进行物料种类的检测。

    分拣部分主要由气缸和电磁阀等组成。其作用是根据接收到的控制指令，将不同种类的物料分别推人各自所对应的下料槽。

    监控部分选用的是北京昆仑通态公司的MCGS触摸屏。其作用是对整个系统的启动、停止以及运行状态进行实时监控，如果有需要还可通过添加构件的方式，来实现各种运行曲线的查询、实时报警及报警记录查询、各种报表的生成等功能。

    1．2系统的工作原理。

    该物料分拣系统是通过触摸屏进行启动、停止控制，且实时监控系统是如何利用不同类型的传感器对待测物进行检测并分类的。当供料槽中有待测物料时，就会被此处的传感器检测到，由气缸将待测物推上传送带，运行期间待测物会经过不同种类的传感器的检测，当电感传感器检测到铁块时，对应气缸动作将待测物推入1#下料槽；当电容传感器检测到铝块时，对应气缸动作将待测物推入2#下料槽；当颜色传感器检测到颜色块时，对应气缸动作将待测物推入3#下料槽；否则，继续前行。

2 触摸屏工程的设计

    本设计采用了北京昆仑通态公司生产的MCGS触摸屏作为物料分拣系统监控设备，通过MCGSE嵌入式通用监控系统软件提供的大量图形对象和动画构件，用户可以进行任意组态，来实现对系统运行状态的实时监控。

    2．1制作工程画面。

    首先是建立用户画面，其标题可以“物料分拣系统”，并且设置好适合触摸屏屏幕的尺寸。另外可以通过“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。建立好画面后，就开始结合物料分拣系统的具体结构对其进行编辑，放置如电机、电磁阀、电感传感器、电容传感器、光电传感器和触摸按钮等各种图形对象、动画构件和文字，来逼真的呈现物料分拣系统的结构。

    2．2定义数据对象。

    MCGS系统中各个部分均以实时数据库为公用区交换数据，实现各个部分协调动作。实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。只有将工程画面中的图形对象的动画属性，与实时数据库中定义的数据对象建立相关性的连接后，才可以驱动图形的动态显示。

    2．3动画连接。

    前面已经利用图形对象将工程画面构建完成，但此时画面是静止不动的，要想真实地描述外界对象的状态变化，就必须对这些图形对象进行动画设计，从而达到对其过程进行实时监控的目的。MCGS为每一种基本图形元素都定义了不同的动画属性，如图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁『生等状态的特征参数。MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关陛连接，并设置相应的动画属性。这样在系统整个运行过程中，图形对象的外观和状态特征，都由数据对象的实时采集值进行驱动，从而实现了图形的动画效果。

3 触摸屏与PLC之间的通讯

    3．1如何实现MCGS和PLC设备的联接?

    本物料分拣系统所采用的松下FP0系列PLC上有—个编程接口，同时也是数据通讯接口，其近距离的数据传输是通过串行通讯协议完成的。因此，PLC与触摸屏之间采用了RS232通讯线进行连接。

    在MCGS系统中，其与外部硬件设备的连接由设备窗口负责建立的，使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对应工业过程的实时监控。因此MCGS与PLC设备的联接是通过设备窗口完成的。

    首先，我们在设备窗口中进行设备组态，因为在MCGS中PLC设备是作为子设备挂在串口父设备下的，因此在向设备组态窗口中添加PLC设备前，必须先添加一个串13父设备。然后，对串口通讯父设备进行设备屙l生的设置，其设置要求必须与所用设备的通讯协议一致，否则将无法实现正常通讯。结合本系统，我们设置通讯端口为COM 1，通讯波特率为9600比特／秒，数据位数为8，选择奇校验方式，停止位位数为1位。至此就完成了MCGS与PLC设备的联接。

    3．2怎样对PLC中的数据进行读写?

    我们建立了MCGS与PLC系统之间的连接后，只需要在PLC设备的设备属性设置对话框中对其通道属性进行没置，并建立起通道与MCGS实时数据库中的数据的连接，就可以对PLC中的数据进行读写操作了。

    3．3怎样把从PLC读来数据与监控界面中的动画建立起连接?

    当我们在实时数据库中建立了所需的数据对象，并在PLC设备属性设置对话框中把它们与对应的设备通道连接起来后，只需要在准备设置动画的构件的动画组态属性设置对话框中选中相应的动画连接复选框，然后将对应的数据对象与其连接起来就行了。

4 结论

    本文主要阐述了MCGS触摸屏在以松下PLC为主控制器的物料分拣系统中的应用。系统采用了触摸屏作为人机交互工具，使得现场人员操作起来非常简单，提高了人机界面的灵活性，同时还可以实时显示现场数据且自动保存，此外还具有体积相对较小，安装方便，便于维护，成本较低等优。