3硬件系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計4系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1編程軟件STEP7--Micro/WIN概述編程軟件STEP7--Micro/WIN是一款用于編程和配置西門子(Siemens)SIMATICS7系列可編程邏輯控制器(PLC)的集成開發(fā)環(huán)境。它是針對低端和中端S7-200系列PLC的編程工具，具有用戶友好的界面和豐富的功能，適用于各種小型自動化控制應(yīng)用。如下圖4.1所示。圖4.1編程軟件STEP7--Micro/WIN主界面4.2系統(tǒng)主程序設(shè)計將主程序如下圖4.2所示，首先，玻璃瓶經(jīng)過滅菌后，再經(jīng)過注液，玻璃瓶通過傳送帶進入貼簽區(qū)域，標(biāo)簽被粘貼在瓶身上，隨后進入打包封塑區(qū)域，以避免外界污染和防塵。完成封塑后，玻璃瓶進入裝箱區(qū)域，被放入箱子中。接下來，藥箱進入噴碼區(qū)域，被噴印上生產(chǎn)批號、有效期和生產(chǎn)日期。完成噴碼后，藥箱通過傳送帶進入封箱區(qū)域，封箱機構(gòu)對其進行封口。同時，系統(tǒng)具備特殊編碼識別功能，以確保不同規(guī)格、不同品種的產(chǎn)品不混淆。最后，根據(jù)特殊編碼識別結(jié)果，對藥品箱進行重新編組，為成品入庫做好準(zhǔn)備。整個系統(tǒng)還具備自動復(fù)位功能，確保在設(shè)備正常生產(chǎn)時發(fā)生斷電或故障點急停時，設(shè)備下次啟動時能夠正常運行。圖4.2主程序流程圖4.3系統(tǒng)梯形圖程序4.3.1啟動程序塊系統(tǒng)初始化程序塊如下圖4.3所示，自動啟動與手動啟動程序塊是基于PLC的玻璃瓶藥品包裝控制系統(tǒng)中的重要功能模塊，用于控制系統(tǒng)的啟動和停止。它們的設(shè)計旨在實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化運行和手動控制兩種模式之間的切換。手動啟動程序塊負(fù)責(zé)監(jiān)測手動啟動信號，并根據(jù)自動啟動信號和系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)來控制系統(tǒng)的啟停狀態(tài)。圖4.3啟動程序4.3.2滅菌程序塊系統(tǒng)初始化程序塊如下圖4.3所示，自動啟動與手動啟動程序塊是基于PLC的玻璃瓶藥品包裝控制系統(tǒng)中的重要功能模塊，用于控制系統(tǒng)的啟動和停止。它們的設(shè)計旨在實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化運行和手動控制兩種模式之間的切換。手動啟動程序塊負(fù)責(zé)監(jiān)測手動啟動信號，并根據(jù)自動啟動信號和系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)來控制系統(tǒng)的啟停狀態(tài)。4.3.3傳送帶運行程序塊當(dāng)系統(tǒng)運行時SM0.0就會保持接通，傳送帶運行程序塊是基于PLC的玻璃瓶藥品包裝控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊，負(fù)責(zé)控制傳送帶的啟動和停止，以便玻璃瓶藥品能夠順利地在生產(chǎn)線上運輸。圖4.4傳動帶運行程序4.3.4滅菌程序程序如下圖4.10所示，當(dāng)自動燈Q0.0得電后，當(dāng)M0.1得電，滅菌功能啟動，手動燈Q0.1得電，手動滅菌I3.0，滅菌功能啟動。當(dāng)自動燈Q0.0得電后，當(dāng)M0.1得電，注液功能啟動，手動燈Q0.1得電，手動注液I3.1，注液功能啟動。圖4.10滅菌與注液功能4.3.5塑封程序程序如下圖4.6所示，其主要任務(wù)是控制封塑機進行玻璃瓶的塑封工作，以確保藥品包裝的密封性和安全性。當(dāng)M0.3得電后，T38開始延時兩秒，當(dāng)延時兩秒后將M0.4進行置位為1，將M0.3進行復(fù)位。圖4.6塑封程序塊4.3.6貼標(biāo)簽程序程序如下圖4.5所示，貼標(biāo)簽程序是基于PLC的玻璃瓶藥品包裝控制系統(tǒng)中的重要功能模塊，用于控制貼標(biāo)簽機的工作，確保標(biāo)簽?zāi)軌蚓_地貼附在玻璃瓶上?？刂瀑N標(biāo)簽機的工作：貼標(biāo)簽程序監(jiān)測相關(guān)輸入信號，并根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和其他條件，控制貼標(biāo)簽機的啟停狀態(tài)，確保標(biāo)簽?zāi)軌蛘_地貼附在玻璃瓶上。圖4.5貼標(biāo)簽程序塊4.3.7裝箱程序程序如下圖4.7所示，其主要任務(wù)是控制自動裝箱機完成藥品的裝箱工作，以便將藥品進行有效地包裝和整理。當(dāng)M0.5得電后，T39開始延時兩秒，當(dāng)延時兩秒后將M0.6進行置位為1，將M0.5進行復(fù)位。圖4.7裝箱程序快4.3.8噴碼程序程序如下圖4.8所示，其主要任務(wù)是控制噴碼機對藥品包裝上標(biāo)注該批次藥品的生產(chǎn)批號、有效期及生產(chǎn)日期等信息。當(dāng)M0.7得電后，T40開始延時兩秒，當(dāng)延時兩秒后將M1.0進行置位為1，將M0.7進行復(fù)位。圖4.8噴碼程序快4.3.8封箱程序程序如下圖4.9所示，其主要任務(wù)是控制封箱機完成藥品箱子的封口工作，以確保藥品包裝的完整性和安全性。當(dāng)M1.1得電后，T41開始延時兩秒，當(dāng)延時兩秒后將M1.2進行置位為1，將M1.1進行復(fù)位。圖4.9封箱程序快4.3監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件MCGS（MachineConfigurationandGraphicalSystem）是一款用于人機界面（HMI）的監(jiān)控和控制軟件，通常用于監(jiān)視和管理工業(yè)自動化系統(tǒng)中的設(shè)備和流程。MCGS提供了圖形化的界面設(shè)計工具，使用戶能夠創(chuàng)建自定義的監(jiān)控界面，包括圖表、按鈕、指示燈、報警彈窗等元素。MCGS能夠?qū)崟r采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并以圖形化的方式顯示在監(jiān)控界面上，使操作員能夠直觀地了解設(shè)備和流程的運行情況。圖4.7MCGS軟件（1）新建工程本設(shè)計所設(shè)計的MCGS界面，首先打開MCGS軟件，然后點擊新建工程。選擇屏幕分辨率。圖5.1新建工程點開MCGS外部接口點擊新建窗口，其中有主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口等以及實時數(shù)據(jù)庫。圖5.2新建主控窗口（2）設(shè)計畫面選擇標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格，動畫顯示用灰色，當(dāng)設(shè)計畫面風(fēng)格用紅色，狀態(tài)2用黃色。（3）腳本程序設(shè)計后臺的程序，將程序與界面連接，根據(jù)實際應(yīng)用需求，腳本程序可以更加復(fù)雜。（4）動畫連接通過窗口來將后臺程序與界面進行連接，以實現(xiàn)實時監(jiān)控和可視化顯示。4.4系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計基于PLC設(shè)計與開發(fā)的玻璃瓶藥品包裝系統(tǒng)監(jiān)控界面如下圖所示，系統(tǒng)具有手動與自動功能，當(dāng)通過系統(tǒng)手動運行時，通過貼標(biāo)簽機，縮封機、裝箱機、手動注液與手動滅菌。當(dāng)系統(tǒng)處于自動運行模式下后，系統(tǒng)通過光電傳感器確定玻璃瓶的位置，來自動運行。圖4.6監(jiān)控界面5系統(tǒng)的調(diào)試PAGE23 5系統(tǒng)的調(diào)試5.1硬件調(diào)試進行硬件連接的檢查與確認(rèn)，包括檢查電源連接、傳感器接線、執(zhí)行器連接等，確保各部件之間的連接正確可靠；接著，進行輸入輸出信號的測試與驗證，通過操控PLC輸入信號和觀察輸出信號的狀態(tài)，驗證料位傳感器和執(zhí)行器的工作是否符合預(yù)期；進行傳感器和執(zhí)行器的調(diào)校與校準(zhǔn)，調(diào)整傳感器的靈敏度和執(zhí)行器的動作參數(shù)，確保其在實際運行中能夠準(zhǔn)確響應(yīng)和執(zhí)行控制指令；完成系統(tǒng)的滅菌與注液功能。最后，進行整體系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)與功能測試，逐步完成各個功能模塊的聯(lián)動測試和整體流程的調(diào)試，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地運行。通過以上調(diào)試步驟，可以發(fā)現(xiàn)并解決硬件連接錯誤、信號傳輸異常、傳感器故障等問題，保證系統(tǒng)的正常運行和穩(wěn)定性，為后續(xù)軟件調(diào)試和系統(tǒng)投入運行打下良好基礎(chǔ)。5.2軟件調(diào)試進行PLC程序的上傳與下載，將編寫好的程序上傳至PLC，并通過軟件工具檢查程序是否正確加載；接著，進行邏輯控制的單元測試，逐步測試每個邏輯單元的功能是否按照設(shè)計要求正確執(zhí)行，包括各個傳感器和執(zhí)行器的聯(lián)動控制、各個模塊的邏輯判斷等；隨后，進行整體流程的集成測試，測試整個包裝系統(tǒng)的運行流程是否順暢，各個功能模塊是否協(xié)調(diào)配合；最后，進行異常情況的模擬與處理，模擬系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常情況，如傳感器失效、執(zhí)行器故障等，驗證系統(tǒng)的異常處理能力和穩(wěn)定性。5.3仿真展示當(dāng)完成了對于系統(tǒng)的軟調(diào)試之后，就可以將程序通STEP7-Micro/WIN編程軟件下載到PLC中實物測試，整個過程設(shè)計出來的實物如圖5.1所示；系統(tǒng)具有手動運行與自動運行功能，當(dāng)通過按鈕啟動手動運行模式后，可以通過，右側(cè)的手動運行按鈕，進行手動貼標(biāo)簽機。圖5.1系統(tǒng)實物圖系統(tǒng)具有手動運行與自動運行功能，當(dāng)通過按鈕啟動自動運行模式后，可以通過，右側(cè)的自動