多轴数控工具磨床电气监控系统设计

毕业设计（论文） 题 目： 多轴数控工具磨床电气监控系统设计 目 录 1 绪论 1 1.1 选题背景及研究意义 1 1.2多轴数控工具磨床控制系统综述及移动数据通信模块介绍 2 1.2.1 电气控制系统 3 1.2.2 移动数据通信模块简介 5 1.3设计任务和要求 5 1.4本章小结 5 2 方案选择与论证 7 2.1系统方案选择与比较 7 2.2选定方案论证 7 2.3本章小结 8 3 现场监控系统设计 9 3.1 现场监控软件简介 9 3.1.1组态王6.55介绍 9 3.2 监控系统设计 10 3.2.1监控界面设计总体概述 10 3.2.2监控系统变量建立 12 3.3 DDE（动态数据交换）的建立 13 3.3.1 DDE（动态数据交换） 13 3.3.2 VB端DDE设置 13 3.3.3 组态王端DDE设置 14 3.4 监控画面的设计 16 3.4.1 IO状态监视 16 3.4.2控制面板设计 18 3.5 下位机PLC程序 20 3.6本章小结 21 4 PC端VB界面的设计与开发 22 4.1 Visual Basic 6.0开发环境简介 22 4.1.1 Visual Basic 6.0 中文企业版 22 4.1.2 Visual Basic 6.0的集成开发环境 22 4.1.3 Visual Basic 程序的基本结构和设计一般步骤 23 4.1.4 ActiveX应用控件的介绍 24 4.2 GSM模块介绍 26 4.2.1 GSM模块简介 26 4.2.2 AT指令简介 26 4.3 VB与GSM模块的互连通讯 27 4.3.1 串口控件介绍 27 4.3.2 串口控件的使用 27 4.3.3 VB实现对GSM模块的控制 28 4.3.4 VB实现对GSM模块短信的收发 31 4.4 VB界面设计 33 4.5 VB数据库的建立 34 4.5.1 ADO数据库控件 35 4.5.2 ADO数据库控件属性 36 4.5.3 Data控件的使用 37 4.6本章小结 38 5系统功能介绍与调试运行 39 5.1远程数据处理器功能介绍（VB界面） 39 5.2现场监控界面（组态王画面） 39 5.3系统调试运行 40 5.4本章小结 40 6设计总结 42 致 谢 43 参考文献 44 附录A PLC IO分布表 45 附录B 组态王变量组 47 附录C VB代码 48 多轴数控工具磨床电气监控系统设计 摘 要 自20世纪90年代以来，数字化技术日益渗透到各个领域。近年来，监控系统在工业自动控制领域应用愈来愈广，多姿多彩的监控方案也是层出不穷。目前最新应用趋势是将PLC控制系统与现有无线通信网络技术集成，通过短信、GPRS遥控模块通信远程控制技术，实现全国，甚至全球范围内的数据超远程可靠传输，进而达到数据远程分析处理，远程控制的目的。 本文着重介绍了多轴数控工具磨床的电气监控系统的设计，主要分成下位机组态监控、PC端数据连接、下位机数据采集、PC端远程通信、以及PC端数据库处理这几个部分内容来介绍。该电气监控系统利用GSM模块的短信功能结合组态王现场监控功能加上VB平台的数据库、串口通信功能开发的远程监控系统实现了现场设备的实时远程监控。 关键词： 远程监控系统 ，PLC，组态王，VB，数据库，DDE（动态数据交换） Multi-axis CNC tool grinder electrical control system design显示对应的拉丁字符的拼音   字典 ABSTRACT In the 1990 of the 20th century, the increasing penetration of digital technology in various fields. In recent years, the monitoring system is widely used in the field of industrial automation, colourful monitoring programmes are also emerging. The latest trend is to integration with existing wireless communication network technology PLC control system, communication via SMS, GPRS remote control module remote control technology, national, even ultra-long-haul the reliable transfer of data worldwide, thus remote data analysis and processing, remote control purposes. This article focuses on the multi-axis NC tool grinding machine design of electrical monitoring and control system, mainly into the next unit State monitoring, PC-side data connections, bit machine data acquisition, remote PC side communications, as well as PC-side processing this section to introduce the database. The electric monitoring system using the SMS functionality GSM module live monitoring feature with kingview and VB database platform, serial communication function and development of remote monitoring system for real-time remote monitoring equipment at the scene. KEYWORDS Remote monitoring and control systems, PLC , kingview, VB, database, DDE（Dynamic Data Exchange） 1 绪论 1.1 选题背景及研究意义 自20世纪90年代以来，数字化技术取得突飞猛进的发展，并且日益渗透到各个领域。作为通用工业控制计算机的PLC，多年来不论是在功能上还是在应用领域方面，都有着重大的飞跃，今天的可编程序控制器PLC正成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。而随着PLC应用的迅猛发展，各种高级控制策略不得不面对不同的对象在大跨距分散地点下的远程控制应用，如何实现大范围分布式应用中各种现场数据传输处理及远程控制，远程维护等就是很现实的问题，这其中的前提之一就是各种数据包的远程传输。以前，有的PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC的目的，但是这种方案仍然存在一些缺陷，主要就是其分布范围仍然较为有限，而且随着通信距离的增加，其可靠性受到很大影响。 目前最新应用趋势是将PLC控制系统与现有无线通信网络技术集成，通过短信、GPRS遥控模块通信远程控制技术，实现全国，甚至全球范围内的数据超远程可靠传输，进而达到数据远程分析处理，远程控制的目的。 PLC具有极高的可靠性，一般用来执行现场的控制任务，但是它的通信功能较差，且用其直接与移动通信模块通信，因没有集成的专用模块，故很多设置必须在PLC程序中进行，这样一来会令PLC控制程序显得很繁琐，占用大量的PLC内存；而PC通信方便，通过组态软件编辑开发系统的监控功能强大、界面友好、开发简洁，且在组态软件中加入控件，通过PC机与移动通信模块连接，PC机内存本来就比PLC大的多，这样一来可以减少占用PLC内存。 近年来，可编程序控制器（PLC）在模拟量处理、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅度提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。同时有些厂家的PLC已经开发出远程通信的专用模块，但是对于中小型机子因其只有简单RS485、RS422、RS232通信接口，对于这类没有专用模块的机子该如何实现其与远程模块的通信呢？这就是这个课题所要解决的问题。 1.2多轴数控工具磨床控制系统综述及移动数据通信模块介绍 多轴数控工具磨床其整个控制系统如下图1-1所示： 接 口 可编程逻辑控制器PLC 进给伺服系统 机 床 电气硬件电路（电气控制柜） 主 轴 伺 服 驱 动 系 统 计算机数字控制系 统CNC 冷却系统 润滑系统 数据输入装置 速 度 测 量 位 置 测 量 图1-1 多轴数控工具磨床控制系统图 该磨床的控制核心是一套本校电子系数控实验室开发的基于ARM9的嵌入式数控系统，它将接到的数控程序指令进行译码（翻译成C语言的STRCUT结构）、刀补处理、速度预处理、插补处理和位控处理，然后有序的发出沿各坐标轴运动和速度指令，直至程序结束。该系统由数控程序、输入输出设备、操作面板、CNC装备、可编程控制器（PLC）、主轴伺服系统、进给伺服系统、检测装备和一些电气辅助装置等组成。 多轴数控工具磨床监控系统如下图1-2所示： 图1-2 多轴数控工具磨床监控系统图 该监控系统以PC机为枢纽，起到连接工业现场和远程通信模块的作用，其中PLC完成对现场的数据采集通过组态王对现场数据处理，在送至VB开发的数据处理系统，最后由GSM模块将现场数据以短信的形式发送给远端监控系统的GSM模块。 系统中组态软件虽对工业现场控制有许多集成的功能，可以很简易的调用实现上位机与下位机之间的通信与监控，但是其串口通信功能较为薄弱，故此利用VB强大的串口通信功能与GSM模块通信，并在VB完成串口数据处理且建立完善的数据库，再通过数据交换通道（DDE）完成VB与组态界面的实时数据交换，“间接”的完成工业现场的PLC与GSM模块之间的互通，同时因为VB开发平台的缘故，整个监控系统的二次开发能力更强了，只是在PC机的屏幕显示上因用到了两个不同的软件的缘故，而变得捉襟见肘。 1.2.1 电气控制系统 电气控制系统的核心是可编程逻辑控制器PLC，配合一些常用的低压电器，在整个磨床的工作系统发挥着重要作用。作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。 1、 可编程控制器的定义 可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新