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1MPS物联网环境总体架构
物联网环境下的MPS系统是集通信技术、RFID与Internet等先进信息技术于一体的“InternetofThings”，其本质在于信息与资源的全面共享。本研究模块化生产系统的物联网架构分为三层，如图1所示：Devices—触摸屏与各类传感器等；Connect—Profibus-DP总线组网通信[8,9]；Manage—下位机监控系统与MPS中各站单元。
2MPS模块化生产系统原型
微小型农业机械MPS主要包含5个部分。
1)供料单元。
该单元是为加工过程逐一提供加工工件，主要有推料模块和转换模块组成。
2）检测单元。
该单元主要由传感器传递工件加工特性信号，为后续的分拣提供依据。如由检测气缸进行高度检测，且将符合要求的工件通过推料气缸经上滑槽传输到加工单元；不合乎要求的工件从下滑槽剔除。
3）加工单元。
该单元通过四个工位的加工旋转平台，进行模拟钻孔加工，并进行加工后质量的检测。
4）机械手单元。
完成工件的物流与分流，可进行水平、垂直以及绕钻头方向旋转三个自由度的控制。
5）分拣单元。
该单元根据检测单元信息，由导向气缸控制导向块将传送带上的工件导入对应的滑槽。
3MPS触摸屏监控系统的组态设计
3.1系统/用户登录
系统登录界面如图3所示，右侧为弹出功能菜单。在该模块设置用户名和密码，只有正确输入才有该系统访问控制权，否则触摸屏菜单无法使用。登录和退出可触发宏指令。宏指令程序的基本原理是将文本输入元件地址中的输入内容与设定内容比较，输入正确即可使菜单栏内的功能键的使能位置“1”，即可进行界面切换而监控其他界面。若输入错误则弹出“输入错误”，无法切换界面。退出功能键使菜单栏内功能键使能位置“0”。%
3.2生产管理模块
由预先设定的订单号与任务数、推料次数等管理与执行生产。触发定时器的寄存器的值由推料信号、开始/继续按钮和暂停按钮的值控制。当推料信号和开始/继续按钮均为ON、暂停按钮为OFF时，该值为ON；否则为OFF。
3.3联网监控模块
本模块主要包含两部分设计：图形建模、宏指令编程动画控制。
1)图形的建模
需要能显示与仿真各个单元的运动过程，因此需要一系列的图片，且各个运动关节越细越好，这样使得系统在连续加工工件时各关节可以各自按现场运动，防止同一单元在存在两个及以上工件时的动作混乱，以达到实时监控的效果。在分析各种软件的优劣后，研究选用FlashMX。基于其以下的优点：(1)制作连续动作图片方便，可插入补间动画，只需绘制少量图片即可导出连续图片，可节省劳动力。(2)丰富的色彩，使图片的效果栩栩如生。(3)可导出透明底色的图片，方便图片叠加，使仿真画面更紧凑连贯。完成图形建模后，需将其导入触摸屏组态软件EV5000中。在EV5000中，位图主要应用在图形领域，即添加外部图片。单击新建图形，选择位图，选择合适的宽度和高度。将建模好的图形添加进新建图形的不同状态中，单击可增加图形的状态，双击图中黑色区域或单击即可在该状态添加位图。添加或导入不同的图片时，应使用不同的文件名，若已有与导入名称相同的图片，将直接引用之前导入并保存在/image内相同文件名的图片。位图库中图片的尺寸和色彩直接决定了目标文件的尺寸大小，也影响到组态执行的速度。图形新建成功后，该图形名将显示在右图的工程文件窗口的图库中，如图4所示，在以后的工程运用时，可以直接使用该图形。
2)宏指令编程动画控制。
为了使联网监控的动画模拟达到实时、逼真的监控效果，必须通过添加PLC程序的语句段来提取控制现场单元动作的PLC程序的信号量，由这些信号量编写宏指令。宏指令编程的主要步骤：STEP1：根据运动过程信号ON或OFF触发图形状态量的递增或递减，形成动画仿真；STEP2：由传感器确定其静态位置，使其与现场一致；STEP3：各个单元间保持过渡平稳。以分拣单元为例说明联网监控过程如图5所示。分拣单元的运动过程为工件按不同类型导入不同的物料槽。所需的变量为：传感器检测有料信号、导杆放行信号、导入1/2/3号槽信号。分拣模块在检测有料信号后根据不同的入库信号，将图形状态量设置为三个不同的入库起始状态，分别循环加1，完成不同的入库仿真。
4结论
本研究结合国内外常见的MPS系统，通过物联网技术、触摸屏、PLC、现场总线，对某微小型农业机械生产进行了系统改造，实现了生产的监控功能。嵌入式系统已经成为无所不在的推动力量。在工业控制领域，触摸屏设备以其友好的人机交互、强大的通讯能力和柔性等，已逐步取代传统的控制面板和显示仪表而迅速普及，并将获得更为广泛的应用。
作者：顾锋 曹冬梅 茅启园 单位：南通职业大学 钟山职业技术学院 常州轻工业职业技术学院