【正文】 建窗口 按鈕 ,建立 窗口 0窗口 1 ,. 2) 選中 窗口 0 ,單擊 窗口屬 性 ,進入 用戶窗口屬性設置 . 3) 將窗口名稱改為 :封面窗口 。改變電機轉向時 ,需 要加方向信號 .機械手的上升 /下降 ,前伸 /后 縮動作就是通過控制這兩個步進電機的正反轉來實現的 .基座正轉 /反轉和氣夾正轉 /反轉 是通過兩個繼電器的吸合與斷開來控制直流電機的轉動方向來實現的 . 機械手的放松 /夾緊 由一個單線圈兩位置電磁閥控制 .當該線圈通電時 ,機械手放松 。② 半導體器件控制 。 3) 通信聯網功能 。既可控制一個機械手 ,又可控制一個機械手群 。 (3)沒有改動和優(yōu)化的可能性 . 伴隨著工業(yè)自動化技術的迅速發(fā)展 ,我國工業(yè)領域的自動化已經基本實現了從繼電器 控制到計算機控制的轉變 ,計算機控 制方式具有以下兩個特點 : (1)硬件上至少有一個微 處理器 。傳感器作用日益重要 。PLC。 關鍵詞 :機械手 ?？刂葡到y向基于 PC 機的開放 型控制器方向發(fā)展 。 (2)僅適合特殊的工程項目 ,而沒有通用性 。通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網絡 (LAN),因而也可構成為一個集散系統 . 特別是個人計算機也被吸收到 PLC 系統中 . PLC 在過程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現 場總線 ,暨向下拓展功能 ,開放總線 . 2,相同點 3 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 在微電子技術發(fā)展的背景下 ,從硬件的角度來看 ,PLC,工業(yè)計算機 ,集散系統 (DCS) 之間的差別正在縮小 ,都將由類似的一些微電子元件 ,微處理器 ,大容量半導體存儲器和 I/O 模件組成 .編程方面也有很多相同點 . 3,不同點 由于 PLC 和計算機屬于兩類產品 , 經過幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點和軟件 工具 ,實際上它們的區(qū)別仍然存在 . PLC 用編程器或計算機編程 ,編程語言是梯形圖 ,功能塊圖 ,順序功能表圖和指令表 等 .集散系統自身或用計算機結構形成組態(tài)構成開發(fā)系統環(huán)境 . 特別需要提出的是 ,PLC 與 STD 總線工控機的區(qū)別 ,無論從維修 ,安裝和模件功能都 很相似 .PLC 更適用于黑模式下運行 ,但在線運行時若要進行較大的程序修改 ,其能力略 遜于 STD 工控機 ,但是從開關量控 制而言 ,PLC 的性能優(yōu)于 STD 工控機 . 總的來說 ,在選擇控制器時 ,首先要從工程要求 ,現場環(huán)境和經濟性等方面考慮 .沒 有哪種控制器是絕對完善的 ,也沒有哪種產品絕對差 ,只能說根據不同的環(huán)境選擇更適用的產品 [7]. 機械手控制方式的選定 PLC 實現的自動控制系統 ,其控制功能基本都是通過設計軟件來實現的 ,這種軟件是利用 PLC 廠商提供的指令系統 ,根據機械設備的工藝流程來設計 . PLC 自問世以來 ,經過 20 多年的發(fā)展 ,在美國 ,歐洲 ,日本等工業(yè)發(fā)達國家已成為 重要產業(yè) ,當前 ,PLC 在國際市場上已成為最 受歡迎的工業(yè)控制暢銷產品 ,用 PLC 設計自 動控制系統已成為世界潮流 . PLC 之所以有生命力 ,在于它更加適合工業(yè)現場和市場的要求 :高可靠性 ,強抗各種 干擾的能力 .編程安裝使用簡 5 便 ,低價格長壽命 .比之單片機 ,它的輸入輸出端更接近現 場設備 ,不需添加太多的中間部件或需要更多的接口 ,這樣節(jié)省了用戶時間和成本 .PLC 的下端 (輸入端 )為繼電器 ,晶體管和晶閘管等控制部件 ,而上端一般是面向用戶的微型 計算機 .人們在應用它時 ,可以不必進行計算機方面的專門培訓 ,就能對可編程控制器進 行操作及編程 ,用來完成各種各樣的復雜 程度不同的工業(yè)控制任務 . PLC 具有很多的優(yōu)點 .機械手控制系統若采用 PLC 控制 ,體積小 ,重量輕 ,控制方式 靈活 ,可靠性高 ,操作簡單 ,維修容易 .由于 PLC 所具有的靈活性 ,模塊化 ,易于擴展等 特點 ,可以根據現場要求實現機械手的不同工作要求 .機械手采用 PLC 控制技術 ,可以大 大提高該系統的自動化程度 ,減少了大量的中間繼電器 ,時間繼電器和硬件接線 ,提高了控制系統的可靠性 .同時 ,用 PLC 控制系統可方便地更改生產流程 ,增強控制功能 [8].綜 上所述 ,機械手的控制方式選擇 PLC 控制 . 可編 程序控制器簡介 可編程序控制器 (Programmable Logic Controller)簡稱 PLC 或 PC,是從早期的繼電 器邏輯控制系統發(fā)展而來 ,它不斷吸收微計算機技術使之功能不斷增強 ,逐漸適應復雜的 控制任務 . PLC 和一般的微型計算機基本相同 , 也是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成的 . PLC 的硬件系統由微處理器 (CPU),存儲器 (EPROM,ROM),輸入輸出 (I/O)部件 ,電源部件 , 編程器 ,I/O 擴展單元和其他外圍設備組成 .各部分通過總線 (電源總線 ,控制總線 ,地址 總線 ,數據總線 )連接而成 [9].其結構簡圖如下 : 6 圖 21 PLC 硬件結構圖 PLC 的軟件系統是指 PLC 所使用的各種程序的集合 , 通?？煞譃橄到y程序和用戶程序 兩大部分 . 系統程序是每一個 PLC 成品必須包括的部分 , PLC 廠家提供 , 由 用于控制 PLC 本身的運行 , 系統程序固化在 EPROM 中 . 用戶程序是由用戶根據控制需要而編寫的程序 . 硬件系統和軟件系統組成了一個完整的 PLC 系統 ,他們是相輔相成 ,缺一不可的 . PLC 的特點 可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控 制裝置 ,其實質是一種 工業(yè)控制用的專用計算機 .國內外現有的機械手系統 ,它們的控制形式大都采用可編程序 控制器控制 ,特別是在智能化要求程度高容量大的現代化工業(yè)機械手系統中應用更為普 遍 .其主要原因是因為 PLC 具有以下優(yōu)點 : 1,靈活 ,通用 在繼電器控制系統中 ,使用的控制器件是大量的繼電器 ,整個系統是根據設計好的電 器控制圖 ,由人工布線 ,焊接 ,固定等手段組裝完成的 ,其過程費時費力 .如果因為工藝 上的稍許變化 , 需要改變電器控制系統的話 , 那么原先的整個電器控制系統將被全部拆除 , 而重新進行布線 ,焊接 ,固定等 工作 ,浪費了大量的人力 ,物力和時間 .而可編程控制器 是通過存儲在存儲器中的程序實現控制功能的 ,如果控制功能需要改變的話 ,只需要修改 程序以及改動極少量的接線即可 . 而且 , 同一臺可編程控制器還可以用于不同的控制對象 , 只要改變軟件就可以實現不同 7 的控制要求 ,因此具有很大的靈活性 ,通用性 . 2,可靠性高 ,抗干擾能力強 對于機械手系統來說 ,可靠性 ,抗干擾能力是非常重要的指標 ,如何能在各種工作環(huán) 境和條件 (如電磁干擾 ,低溫潮濕 ,灰塵超高溫等 )下 ,平穩(wěn)可靠的工作 ,將故障率降至最 低 ,是研制每一種控制系統必須考慮的問題 .現代 PLC 采用了集成度很高的微電子器件 , 大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成 ,其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所 無法比擬的 .為了保證 PLC 能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作 ,在其設計和制造過程中采取 了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施 ,使其可以適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境 . 3,操作方便 ,維修容易 PLC 采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程 ,使用戶十分方便的讀懂程序 和編寫 ,修改程序 .對于使用者來說 ,幾乎不需要專門的計算機知識 .工程師編好的程序 十分清晰直觀 ,只要寫好操作說明書 ,操作人員經 短期的學習就可以使用 . 4,功能強 現代 PLC 不僅具有條件控制 ,計時 ,計數和步進等控制功能 ,而且還能完成 A/D, D/A 轉換 ,數字運算和數據處理以及通信聯網和生產過程監(jiān)控等 .因此 ,它既可控制開關 量 ,又可控制模擬量 。 2) 數據采集 ,存儲與處理功能 。 6) 編程 ,調試功能 . PLC 的重量 ,體積 ,功耗和硬件價格一直在降低 ,雖然軟件價格占的比重有所增加 , 但是各廠商為了競爭也相應地降低了價格 .另外 ,采用 PLC 還可以大大縮短設計 ,編程和 投產周期 ,使總價格進一步降低 .PLC 產品面臨現場總線的發(fā)展 ,將再次革新 ,滿足工業(yè) 與民用控制的更高需求 [11]. PLC 的經濟分析 綜上所述 ,在各種環(huán)境中 ,使用 PLC 控制機構設備 ,生產流水線和生產過程的自動化 控制將越來越廣泛 . 對 PLC 的經濟分析 ,應從以下幾方面考慮 : 1,從影響成本的各個因素綜合考慮 對目前生產設備控制裝置來說 ,有三種類型 :① 繼電器控制 。電氣方面有步進電機 ,直流 電機 ,步進電機驅動器 ,傳感器 ,開關電源 ,電磁閥等電子器件組成 .該模型是 PLC 技術 , 位置控制技術 ,氣動技術有機結合成一體的教學儀器 . 步進電機 采用二相八拍混合式步進電機來控制機械手的動作 ,相比直流電機有更好的制動效 果 ,又加上滾珠絲桿和滑桿配合 ,使機械手的運動更加穩(wěn)定 .主要 9 特點 :體積小 ,具有較 高的起動和運行頻率 ,有 定位轉矩等優(yōu)點 .本模型中采用串聯型接法 ,其電氣接線圖如圖 31 所示 : 圖 31 步進電機電氣接線圖 步進電機驅動器有電源輸入部分 ,信號輸入部分 ,信號輸出部分等 ,利用驅 動器可以很方便的對步進電機的轉速 , 方向進行控制 . 驅動器電源由面板上電源模塊提供 , 驅動器信號端采用 +24V 供電 ,需加 限流電阻 . 驅動器輸入 PLC 通過控制其輸出點來控制驅動器光耦的開合 , PLC 輸出線圈得電 當 端為低電平有效 . 傳感器 本裝置中使用的傳感器有接近開關和行程開關 .基座和氣夾的正反轉限位采用接近開 關 (金屬傳感器 ) ,通過調整基座和氣夾上的金屬塊的位置 ,可以在一定范圍內改變基座和氣夾的旋轉角度 .機械手的伸縮 ,升降均采用行程開關來限位 ,并通過改變行程開關的 位置來調節(jié)橫軸和豎軸的運動范圍 . 1,接近開關 :接近開關有三根連接線 (棕 ,蘭 ,黑 )棕色接電源的正極 ,藍色接電源的負極 ,黑色為輸出信號 ,當與檔塊接近時輸出電平為低電平 ,否則為高電平 .與 PLC 之間的接線圖如下 ,當傳感器動作時 ,輸出端對地接通 .PLC 內部光耦與傳感器電源構成 回路 ,PLC 信號輸入有效 . 10 圖 32 傳感器工作原理 2,行程開 關 :當檔塊碰到開關時 ,常開點閉合 . 直流電機驅動單元 本裝置中直流電機驅動模塊是由兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機的轉動方向的 , 從而實現基座和氣夾的正反轉 . 本模型所用輸入 , 輸出均為低電平有效 . 其中 IN 端接 PLC 的輸出端口 ,OUT 端接模型的信號輸入端 .COM 端接 PLC 的傳感器電源負端 . 機械手的動作實現過程 機械手的全部動作由步進電機和直流電機進行驅動控制 . 步進電機的運動需要驅動器 ,有脈沖輸入時步進電機才會動作 ,且每當脈沖由低變 高時步進電機走一步 。 對象初值 改為 :0。窗口標題改為 :機械手監(jiān)控畫面 .窗口位置 選中 最大化顯示 ,其它不變 ,單擊 確認 . 6) 在 用戶窗口 中 ,選中 封面 窗口 ,點擊右鍵 ,選擇下拉菜單中的 設置為啟 動窗口 選項 ,將該窗口設置為運行時自動加載的窗口 .對 機械手監(jiān)控畫面 進行同樣的設置 . 封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 1) 選中 封面窗口 的窗口標題 ,單擊 動畫組態(tài) ,進入動畫組態(tài)窗口 ,開始編輯 畫面 . 2) 單擊工具條中的 工具箱 按鈕 ,打開繪圖工具箱 . 3) 選擇 工具箱 內的 標簽 按鈕 ,鼠標的光標呈 十字 形 ,在窗口頂端中心位置拖拽鼠標 ,根據需要拉出一個一定大小的矩形 . 4) 在光標閃爍位置輸入文字 歡迎進入 MCGS 監(jiān)控系統 ,按回車鍵或在窗口 的任 意位置用鼠標點擊一下 ,文字 20 輸入完畢 . 5) 選中文字框 ,作如下設置 . 6) 點擊 填充色 按鈕 ,設定文字框的背景顏色為 :沒有填充 . 7) 點擊 線色 按鈕 ,設置文字框的邊線顏色為 :沒有邊線 . 8) 點擊 字符字體 按鈕 ,設置文字字體為 :行楷 。處于放松狀態(tài)