【正文】 的動(dòng)畫連接 垂直移動(dòng)動(dòng)畫連接： 1) 在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”中增加一個(gè)新變量“垂直移動(dòng)量”，初值： 0，類型：數(shù)值型。 10) 單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫連接。 6) 單擊“可見度”選項(xiàng)卡進(jìn)入該頁(yè)，如圖 48 所示 。 圖 37 動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置 30 3) 單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“ ”按鈕。 6) 按照步驟 2~5，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象。 3) 選中該數(shù)據(jù) 對(duì)象，按“對(duì)象屬性”按鈕，或雙擊選中對(duì)象，則打開“數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置” 窗口。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對(duì)象”的名稱。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。如圖所 33 示。 工程的建立和變量的定義 1) 首先雙擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標(biāo)，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺(tái)。組態(tài)時(shí)，可把制作好的數(shù)據(jù)對(duì)象（包括圖形對(duì)像、窗口對(duì)象 、策略對(duì)象以至位圖文件等）以元件的形式存入圖庫(kù)中，同樣也可把元件庫(kù)的各種對(duì)象取出，直接為當(dāng)前的工程所用。 （ 12）用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)可靠性高 MCGS 中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理。 （ 10）控制方便復(fù)雜的運(yùn)行流程 MCGS 開辟了“運(yùn)行策略窗”口，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的策略構(gòu)件，用圖形化的方法和簡(jiǎn)單的類 Basic 語(yǔ)言構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，按照設(shè)定的條件和 順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)自由，準(zhǔn)確地控制運(yùn)行流程，同時(shí)也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立創(chuàng)建，互不干擾；而在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)部分都通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換，形成互相關(guān)連的整體。不僅方便用戶進(jìn)行警報(bào)設(shè)置，并且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示、打印警報(bào)信息的功能。 （ 5）完善的安全機(jī)制 25 MCGS 提供了良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別的用戶設(shè)定了不同的權(quán)限。 （ 3）豐富、生動(dòng)的多媒體畫面 MCGS 以圖像、圖符報(bào)表和曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等有關(guān)信息；通過(guò)對(duì)圖形大小的變化、顏色的改變、明暗的閃爍、圖形的 移動(dòng)反轉(zhuǎn)等多種手段，增強(qiáng)畫面的動(dòng)態(tài)顯示效果；在圖元、圖符對(duì)象上定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果。啟動(dòng)策略在應(yīng)用系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)調(diào)用，退 出策略在應(yīng)用系統(tǒng)退出運(yùn)行時(shí)調(diào)用，循環(huán)策略由系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中定時(shí)循環(huán)調(diào)用，用戶策略供系統(tǒng)中的其他部件調(diào)用。本窗口主要完成對(duì)工程運(yùn)行流程的控制。因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的單元，不單單是變量的數(shù)值，還包括變量的特征參數(shù)（屬性）以及對(duì)該變量的操作方法（設(shè)置報(bào)警性、報(bào)警處理、存盤處理等）。它將 MCGS 工程各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。 組態(tài)工程中的用戶窗口，最多可以定義 512 個(gè)。 （ 3）用戶窗口 用戶窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面。 （ 2）設(shè)備窗口 設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。如下圖所示 MCGS 的五大組成部分 MCGS 組態(tài)軟件建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成， 每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，可以完成不同的工作，且具有不同的特性。 MCGS 組態(tài)軟件結(jié)構(gòu) 功能特點(diǎn) MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。這是系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。 第三步：進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì) 。 4 邏輯設(shè)計(jì)法 工業(yè)電氣控制線路中 ,有不少都是通過(guò)繼電器等電氣元件來(lái)實(shí)現(xiàn) ,而繼電器 ,交流接觸器的觸點(diǎn)都只有兩種狀態(tài)即吸合和斷開 ,因此 ,用“ 0”和“ 1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)電氣控制線路時(shí)完全可以的 ,PLC 的早期應(yīng)用就是替代繼電器控制系統(tǒng) ,因此用邏輯設(shè)計(jì)方法同樣也適用于 PLC 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。這是系統(tǒng)中大量復(fù)雜的連鎖關(guān)系在步的轉(zhuǎn)換中得以解決。接觸器 繼電器法特別適合于初學(xué)者編程設(shè)計(jì)使用，也特別適合對(duì)原有舊設(shè)備的技術(shù)革新和技術(shù)改造。但是 ,由于這種方法主要時(shí)依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì) ,所以對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求也比較高 ,特別時(shí)要求設(shè)計(jì)者有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,對(duì) 工業(yè) 控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉。 常用編程方法介紹 15 1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 在一些典型的控制環(huán)節(jié)和電路的基礎(chǔ)上 ,根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求 ,憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合。 (a) 沒有必要再和可編程控制器連接。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。 3. 程序的標(biāo)準(zhǔn)化 (1) 標(biāo)號(hào)編程 用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST 及 FB、 Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫 PLC 程序功能。與 PLC的聯(lián)合調(diào)試 使系統(tǒng)達(dá)到可以在 MCGS系統(tǒng)中監(jiān)控機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。在機(jī)械手運(yùn)行過(guò)程中，任何時(shí)候都可以利用急停按鈕，停止機(jī)械手動(dòng)作。代表當(dāng)代最先進(jìn)的技術(shù)在日本，他的自動(dòng)化。 本項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型可以歸為一類，即通用機(jī)械手。因此，它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯 著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。 機(jī)械手的工作原理 機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新匯編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè) 機(jī)器人的一個(gè)重要分支。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。 FX2N 型 PLC 的初步認(rèn)識(shí) 如圖所示為 FX2N 型 PLC 基本單元外形，其主要是通過(guò)輸入端子和輸出端子與外部控制電器聯(lián)系的。 擴(kuò)展單元由內(nèi)部電源、內(nèi)部輸入輸出組成、需要和基本單元一起使用。 五、體積小、維護(hù)操作方便 PLC 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。 三、編程簡(jiǎn)單，易于使用 PLC 是面向用戶的設(shè)備， PLC 的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，因此 PLC 程序的編制采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。 二、控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) PLC 及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。 PLC 的主要特點(diǎn) 一、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 PLC 專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)，具有很高的可靠性。 輸入模塊： PLC 通過(guò)輸入模塊來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)速裝置等執(zhí)行器， PLC 控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。 RAM 的工作速度高、價(jià)格便宜、改寫方便。 模塊中的存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器，系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)中的操作系統(tǒng)，它使 PLC具有基本的智 能，能完成 PLC 設(shè)計(jì)者的規(guī)定的各種工作。對(duì)模塊式 PLC，有 CPU 模塊、 I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。與此同時(shí)， PLC 的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展， PLC 不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入 /輸出設(shè)備，還可以通過(guò)各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX 小型 PLC 系列產(chǎn)品， AIS/A2US/Q2A 系列中，大型 PLC 系列產(chǎn)品等。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 小型 PLC 系列產(chǎn)品 ,K/A 系列中、大型 PLC 產(chǎn)品等。 1980— 1990 年： PLC的普及階段。 PLC 的發(fā)展過(guò)程大致可以分為如下幾個(gè)階段： 1970— 1980 年： PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。 早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制 ,通常稱為可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller ）。 1968 年美國(guó)通用汽車公司（ ）為 了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的 PLC 系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的 可編程序邏輯控制器 （ Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱 PLC。各部分通過(guò)總線 (電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線 )連接而成 [9]。 科技人才是提高自主創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在。重點(diǎn)跨越，就是堅(jiān)持有所為、有所不為，選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)、關(guān)系國(guó)際民生和國(guó)家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，集中力量、重點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。目前，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要。該裝置機(jī)械部分有滾珠絲杠、滑軌、機(jī)械抓手等；電氣方面由交流電機(jī)、變頻器 、操作臺(tái)等部件組成。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效率的有效手段之一。 在現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械手， PLC， MCGS III ABSTRACT In today39?？梢?，在 自動(dòng)化、工業(yè)化進(jìn)程中，在特殊背景環(huán)境中使用 機(jī)械手 已成為一種必然的趨勢(shì)。 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 MCGS 和 PLC 的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) II 摘 要 當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人類活動(dòng)給世界帶來(lái)了巨大的改變。工業(yè) 中大 量的生產(chǎn)活動(dòng)，存在著很多不便于人類操縱的環(huán)節(jié)，特別是在工作環(huán)境較危險(xiǎn)的情況下，如果使用具有 遠(yuǎn)程控制 功能的機(jī)械手，則可以增加系統(tǒng)的安全性，大大的節(jié)約損耗，提高效率。 利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計(jì)了機(jī)械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、 清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。 PLC 從誕生至今，僅有 30年的歷史，但是得到了異常迅猛的發(fā)展，并與 CAD/CAM、機(jī)器人技術(shù)一起被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域 中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。 本次課題主要是應(yīng)用三菱公司 FX2N 系列 PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。然而，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)手段，則顯得力不從心，跟不上時(shí)代發(fā)展的需要。自主創(chuàng)新，就是從增強(qiáng)國(guó)家創(chuàng)新能力出發(fā)，加強(qiáng)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。這一方針是我國(guó)半個(gè)世紀(jì)科技發(fā)展實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的概括總結(jié)，是面想未來(lái)，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要抉擇。PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器 (EPROM， ROM)、輸入輸出 (I/O)部件、電源部件、編程器、 I/O擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。 PLC 不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使 PLC 真正成為具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。 PLC 的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。 PLC 的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。此外， PLC 的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。一方面， PLC 在繼續(xù)提高 CPU 運(yùn)算速度，位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適用于過(guò)程控制，運(yùn)動(dòng)控制的特殊功能與模塊，使 PLC 的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動(dòng)化的全部領(lǐng)域。 PLC 整體式又叫做單元式或機(jī)箱式，它的體積小、價(jià)格低，對(duì)箱體式 PLC，有一塊 CPU板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按 CPU 性能分成若干型號(hào)，并按 I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。 用戶可以選用不同檔次的 CPU 模塊、品種繁多的 I/O 模塊和特殊功能塊，對(duì)硬件 6 配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。 （ 1） .隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM） 用戶可以用編程裝置讀出 RAM 中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭?RAM，因此 RAM又叫讀 /寫存儲(chǔ)器。 各 I/O點(diǎn)的通 /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管（ LED）顯示， PLC 與外部接線的連接一般用接線端子，某些模塊使用可