【正文】 新建窗口 按鈕 ,建立 窗口 0窗口 1 ,. 2) 選中 窗口 0 ,單擊 窗口屬 性 ,進(jìn)入 用戶窗口屬性設(shè)置 . 3) 將窗口名稱改為 :封面窗口 。改變電機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí) ,需 要加方向信號(hào) .機(jī)械手的上升 /下降 ,前伸 /后 縮動(dòng)作就是通過(guò)控制這兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 .基座正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)和氣夾正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn) 是通過(guò)兩個(gè)繼電器的吸合與斷開(kāi)來(lái)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的 . 機(jī)械手的放松 /夾緊 由一個(gè)單線圈兩位置電磁閥控制 .當(dāng)該線圈通電時(shí) ,機(jī)械手放松 。② 半導(dǎo)體器件控制 。 3) 通信聯(lián)網(wǎng)功能 。既可控制一個(gè)機(jī)械手 ,又可控制一個(gè)機(jī)械手群 。 (3)沒(méi)有改動(dòng)和優(yōu)化的可能性 . 伴隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展 ,我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了從繼電器 控制到計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)變 ,計(jì)算機(jī)控 制方式具有以下兩個(gè)特點(diǎn) : (1)硬件上至少有一個(gè)微 處理器 。傳感器作用日益重要 。PLC。 關(guān)鍵詞 :機(jī)械手 。控制系統(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開(kāi)放 型控制器方向發(fā)展 。 (2)僅適合特殊的工程項(xiàng)目 ,而沒(méi)有通用性 。通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網(wǎng)絡(luò) (LAN),因而也可構(gòu)成為一個(gè)集散系統(tǒng) . 特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)也被吸收到 PLC 系統(tǒng)中 . PLC 在過(guò)程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現(xiàn) 場(chǎng)總線 ,暨向下拓展功能 ,開(kāi)放總線 . 2,相同點(diǎn) 3 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 在微電子技術(shù)發(fā)展的背景下 ,從硬件的角度來(lái)看 ,PLC,工業(yè)計(jì)算機(jī) ,集散系統(tǒng) (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(dǎo)體存儲(chǔ)器和 I/O 模件組成 .編程方面也有很多相同點(diǎn) . 3,不同點(diǎn) 由于 PLC 和計(jì)算機(jī)屬于兩類產(chǎn)品 , 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點(diǎn)和軟件 工具 ,實(shí)際上它們的區(qū)別仍然存在 . PLC 用編程器或計(jì)算機(jī)編程 ,編程語(yǔ)言是梯形圖 ,功能塊圖 ,順序功能表圖和指令表 等 .集散系統(tǒng)自身或用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形成組態(tài)構(gòu)成開(kāi)發(fā)系統(tǒng)環(huán)境 . 特別需要提出的是 ,PLC 與 STD 總線工控機(jī)的區(qū)別 ,無(wú)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(yùn)行 ,但在線運(yùn)行時(shí)若要進(jìn)行較大的程序修改 ,其能力略 遜于 STD 工控機(jī) ,但是從開(kāi)關(guān)量控 制而言 ,PLC 的性能優(yōu)于 STD 工控機(jī) . 總的來(lái)說(shuō) ,在選擇控制器時(shí) ,首先要從工程要求 ,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮 .沒(méi) 有哪種控制器是絕對(duì)完善的 ,也沒(méi)有哪種產(chǎn)品絕對(duì)差 ,只能說(shuō)根據(jù)不同的環(huán)境選擇更適用的產(chǎn)品 [7]. 機(jī)械手控制方式的選定 PLC 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng) ,其控制功能基本都是通過(guò)設(shè)計(jì)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,這種軟件是利用 PLC 廠商提供的指令系統(tǒng) ,根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工藝流程來(lái)設(shè)計(jì) . PLC 自問(wèn)世以來(lái) ,經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展 ,在美國(guó) ,歐洲 ,日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已成為 重要產(chǎn)業(yè) ,當(dāng)前 ,PLC 在國(guó)際市場(chǎng)上已成為最 受歡迎的工業(yè)控制暢銷(xiāo)產(chǎn)品 ,用 PLC 設(shè)計(jì)自 動(dòng)控制系統(tǒng)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(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求 :高可靠性 ,強(qiáng)抗各種 干擾的能力 .編程安裝使用簡(jiǎn) 5 便 ,低價(jià)格長(zhǎng)壽命 .比之單片機(jī) ,它的輸入輸出端更接近現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)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(shí)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(jì)算機(jī) .人們?cè)趹?yīng)用它時(shí) ,可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門(mén)培訓(xùn) ,就能對(duì)可編程控制器進(jìn) 行操作及編程 ,用來(lái)完成各種各樣的復(fù)雜 程度不同的工業(yè)控制任務(wù) . PLC 具有很多的優(yōu)點(diǎn) .機(jī)械手控制系統(tǒng)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(jiǎn)單 ,維修容易 .由于 PLC 所具有的靈活性 ,模塊化 ,易于擴(kuò)展等 特點(diǎn) ,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的不同工作要求 .機(jī)械手采用 PLC 控制技術(shù) ,可以大 大提高該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度 ,減少了大量的中間繼電器 ,時(shí)間繼電器和硬件接線 ,提高了控制系統(tǒng)的可靠性 .同時(shí) ,用 PLC 控制系統(tǒng)可方便地更改生產(chǎn)流程 ,增強(qiáng)控制功能 [8].綜 上所述 ,機(jī)械手的控制方式選擇 PLC 控制 . 可編 程序控制器簡(jiǎn)介 可編程序控制器 (Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱 PLC 或 PC,是從早期的繼電 器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái) ,它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng) ,逐漸適應(yīng)復(fù)雜的 控制任務(wù) . PLC 和一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同 , 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的 . 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 .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].其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下 : 6 圖 21 PLC 硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種程序的集合 , 通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序 兩大部分 . 系統(tǒng)程序是每一個(gè) 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(yùn)行 , 系統(tǒng)程序固化在 EPROM 中 . 用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫(xiě)的程序 . 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 . PLC 的特點(diǎn) 可編程序控制器是一種以微機(jī)處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控 制裝置 ,其實(shí)質(zhì)是一種 工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī) .國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的機(jī)械手系統(tǒng) ,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(xiàn)代化工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)中應(yīng)用更為普 遍 .其主要原因是因?yàn)? PLC 具有以下優(yōu)點(diǎn) : 1,靈活 ,通用 在繼電器控制系統(tǒng)中 ,使用的控制器件是大量的繼電器 ,整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)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(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力 .如果因?yàn)楣に? 上的稍許變化 , 需要改變電器控制系統(tǒng)的話 , 那么原先的整個(gè)電器控制系統(tǒng)將被全部拆除 , 而重新進(jìn)行布線 ,焊接 ,固定等 工作 ,浪費(fèi)了大量的人力 ,物力和時(shí)間 .而可編程控制器 是通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)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(dòng)極少量的接線即可 . 而且 , 同一臺(tái)可編程控制器還可以用于不同的控制對(duì)象 , 只要改變軟件就可以實(shí)現(xiàn)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(qiáng) 對(duì)于機(jī)械手系統(tǒng)來(lái)說(shuō) ,可靠性 ,抗干擾能力是非常重要的指標(biāo) ,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(tǒng)必須考慮的問(wèn)題 .現(xiàn)代 PLC 采用了集成度很高的微電子器件 , 大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成 ,其可靠性程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所 無(wú)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(shè)計(jì)和制造過(guò)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(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)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(xiě) ,修改程序 .對(duì)于使用者來(lái)說(shuō) ,幾乎不需要專門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí) .工程師編好的程序 十分清晰直觀 ,只要寫(xiě)好操作說(shuō)明書(shū) ,操作人員經(jīng) 短期的學(xué)習(xí)就可以使用 . 4,功能強(qiáng) 現(xiàn)代 PLC 不僅具有條件控制 ,計(jì)時(shí) ,計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能 ,而且還能完成 A/D, D/A 轉(zhuǎn)換 ,數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等 .因此 ,它既可控制開(kāi)關(guān) 量 ,又可控制模擬量 。 2) 數(shù)據(jù)采集 ,存儲(chǔ)與處理功能 。 6) 編程 ,調(diào)試功能 . PLC 的重量 ,體積 ,功耗和硬件價(jià)格一直在降低 ,雖然軟件價(jià)格占的比重有所增加 , 但是各廠商為了競(jìng)爭(zhēng)也相應(yīng)地降低了價(jià)格 .另外 ,采用 PLC 還可以大大縮短設(shè)計(jì) ,編程和 投產(chǎn)周期 ,使總價(jià)格進(jìn)一步降低 .PLC 產(chǎn)品面臨現(xiàn)場(chǎng)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(jīng)濟(jì)分析 綜上所述 ,在各種環(huán)境中 ,使用 PLC 控制機(jī)構(gòu)設(shè)備 ,生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化 控制將越來(lái)越廣泛 . 對(duì) PLC 的經(jīng)濟(jì)分析 ,應(yīng)從以下幾方面考慮 : 1,從影響成本的各個(gè)因素綜合考慮 對(duì)目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來(lái)說(shuō) ,有三種類型 :① 繼電器控制 。電氣方面有步進(jìn)電機(jī) ,直流 電機(jī) ,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ,傳感器 ,開(kāi)關(guān)電源 ,電磁閥等電子器件組成 .該模型是 PLC 技術(shù) , 位置控制技術(shù) ,氣動(dòng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合成一體的教學(xué)儀器 . 步進(jìn)電機(jī) 采用二相八拍混合式步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制機(jī)械手的動(dòng)作 ,相比直流電機(jī)有更好的制動(dòng)效 果 ,又加上滾珠絲桿和滑桿配合 ,使機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定 .主要 9 特點(diǎn) :體積小 ,具有較 高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率 ,有 定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn) .本模型中采用串聯(lián)型接法 ,其電氣接線圖如圖 31 所示 : 圖 31 步進(jìn)電機(jī)電氣接線圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有電源輸入部分 ,信號(hào)輸入部分 ,信號(hào)輸出部分等 ,利用驅(qū) 動(dòng)器可以很方便的對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 , 方向進(jìn)行控制 . 驅(qū)動(dòng)器電源由面板上電源模塊提供 , 驅(qū)動(dòng)器信號(hào)端采用 +24V 供電 ,需加 限流電阻 . 驅(qū)動(dòng)器輸入 PLC 通過(guò)控制其輸出點(diǎn)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器光耦的開(kāi)合 , PLC 輸出線圈得電 當(dāng) 端為低電平有效 . 傳感器 本裝置中使用的傳感器有接近開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān) .基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)限位采用接近開(kāi) 關(guān) (金屬傳感器 ) ,通過(guò)調(diào)整基座和氣夾上的金屬塊的位置 ,可以在一定范圍內(nèi)改變基座和氣夾的旋轉(zhuǎn)角度 .機(jī)械手的伸縮 ,升降均采用行程開(kāi)關(guān)來(lái)限位 ,并通過(guò)改變行程開(kāi)關(guān)的 位置來(lái)調(diào)節(jié)橫軸和豎軸的運(yùn)動(dòng)范圍 . 1,接近開(kāi)關(guān) :接近開(kāi)關(guān)有三根連接線 (棕 ,蘭 ,黑 )棕色接電源的正極 ,藍(lán)色接電源的負(fù)極 ,黑色為輸出信號(hào) ,當(dāng)與檔塊接近時(shí)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(dāng)傳感器動(dòng)作時(shí) ,輸出端對(duì)地接通 .PLC 內(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)成 回路 ,PLC 信號(hào)輸入有效 . 10 圖 32 傳感器工作原理 2,行程開(kāi) 關(guān) :當(dāng)檔塊碰到開(kāi)關(guān)時(shí) ,常開(kāi)點(diǎn)閉合 . 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元 本裝置中直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是由兩個(gè)繼電器的吸合與斷開(kāi)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的 , 從而實(shí)現(xiàn)基座和氣夾的正反轉(zhuǎn) . 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(hào)輸入端 .COM 端接 PLC 的傳感器電源負(fù)端 . 機(jī)械手的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程 機(jī)械手的全部動(dòng)作由步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制 . 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)需要驅(qū)動(dòng)器 ,有脈沖輸入時(shí)步進(jìn)電機(jī)才會(huì)動(dòng)作 ,且每當(dāng)脈沖由低變 高時(shí)步進(jìn)電機(jī)走一步 。 對(duì)象初值 改為 :0。窗口標(biāo)題改為 :機(jī)械手監(jiān)控畫(huà)面 .窗口位置 選中 最大化顯示 ,其它不變 ,單擊 確認(rèn) . 6) 在 用戶窗口 中 ,選中 封面 窗口 ,點(diǎn)擊右鍵 ,選擇下拉菜單中的 設(shè)置為啟 動(dòng)窗口 選項(xiàng) ,將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口 .對(duì) 機(jī)械手監(jiān)控畫(huà)面 進(jìn)行同樣的設(shè)置 . 封面窗口及監(jiān)控畫(huà)面的制作 1) 選中 封面窗口 的窗口標(biāo)題 ,單擊 動(dòng)畫(huà)組態(tài) ,進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口 ,開(kāi)始編輯 畫(huà)面 . 2) 單擊工具條中的 工具箱 按鈕 ,打開(kāi)繪圖工具箱 . 3) 選擇 工具箱 內(nèi)的 標(biāo)簽 按鈕 ,鼠標(biāo)的光標(biāo)呈 十字 形 ,在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo) ,根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形 . 4) 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字 歡迎進(jìn)入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng) ,按回車(chē)鍵或在窗口 的任 意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下 ,文字 20 輸入完畢 . 5) 選中文字框 ,作如下設(shè)置 . 6) 點(diǎn)擊 填充色 按鈕 ,設(shè)定文字框的背景顏色為 :沒(méi)有填充 . 7) 點(diǎn)擊 線色 按鈕 ,設(shè)置文字框的邊線顏色為 :沒(méi)有邊線 . 8) 點(diǎn)擊 字符字體 按鈕 ,設(shè)置文字字體為 :行楷 。處于放松狀態(tài)