【正文】 6 MCGS 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ...................................................................................26 MCGS 的作用 ...........................................................................................27 工程的建立與變量的定義 ....................................................................................27 工程的建立 ..................................................................................................27 變量的分配 ..................................................................................................28 變量定義的步驟 ..........................................................................................29 設(shè)備與變量連接 ..........................................................................................30 工程畫面的創(chuàng)建 ....................................................................................................33溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 IV 頁 封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 ......................................................................33第五章 結(jié) 論 ......................................................................................................................36參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................37致謝 ......................................................................................................................................38溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 5 頁第一章 前言 課題研究目的及意義機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。由于自動(dòng)化可以節(jié)省大量的人力、物力等，而 PLC 也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性，如通用性好、實(shí)用性強(qiáng)、硬件配套齊全、編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，因此工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用 PLC。目前，正式投入使用的絕大部分機(jī)械手屬于第一代機(jī)械手，即程序控制機(jī)械手。國(guó)外方面：近幾年國(guó)外工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)，為維修和故障診斷提供多方面的可能性，充分提高系統(tǒng)的工作效率。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。大型 PLC 使用另外一個(gè) CPU 來完成模擬量的運(yùn)算。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi) PLC 在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。 PLC 硬件結(jié)構(gòu)圖CPU 功能：（1）用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；（2）接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；（3）診斷電源和 PC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯(cuò)誤；（4）在 PC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后：a） 執(zhí)行用戶程序——產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)（從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)的控制電路）b） 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理——分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù)輸出部件外設(shè)I/O接口 存儲(chǔ)器 EPROM 微處理器 運(yùn)算器 控制器電源 輸入部件I/O擴(kuò)展接口 I/O擴(kuò)展單元 受控元件輸入信號(hào)外部設(shè)備溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 11 頁c） 更新輸出狀態(tài)——輸出實(shí)施控制（根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等）存儲(chǔ)器： 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器——存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序） 、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù) *不能由用戶直接存取 用戶存儲(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)器——存放用戶程序。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。CPU 模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對(duì) PLC 作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。了解了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們?cè)谫徺I程控器時(shí)就有了一個(gè)基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮 PLC 所提供的最佳功能。2. 運(yùn)行接著進(jìn)入程序的執(zhí)行階段，直至信號(hào)的輸出。執(zhí)行程序前，復(fù)位 t1，執(zhí)行程序開始 t1 計(jì)時(shí)，完畢后立即復(fù)位 t1，表示程序執(zhí)行正常。手部是用來抓持工件（或工具）的部溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 17 頁件，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)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 18 頁(5）宇宙及海洋的開發(fā)。2．傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。左旋至左限碰壓 SQ2，SQ2 閉后，左旋停止；機(jī)械手開始下降。一次循環(huán)動(dòng)作的工步完畢。升至上限碰壓 SQ1，SQ1 閉時(shí)，上升動(dòng)作停止；并開始右旋。 MCGS 的構(gòu)成MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。（2）實(shí)時(shí)性強(qiáng)、良好的并行處理性能。主控窗口 設(shè)備窗口 用戶窗口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 運(yùn)行策略MCGS 工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量 編寫控制流程使用功能構(gòu)件溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 29 頁 MCGS 的編程語言MCGS 全中文組態(tài)軟件，采用 C++語言編制，核心為組態(tài)結(jié)構(gòu)。使用 ActiveDLL 把設(shè)備驅(qū)動(dòng)掛接在系統(tǒng)之中，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它支持 ActiveX控件，包括溫控曲線、實(shí)時(shí)曲線、計(jì)劃曲線、歷史曲線、XY 曲線、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表、單行報(bào)表、配方管理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計(jì)、多媒體輸出等眾多構(gòu)件。如圖 43 所示。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 32 頁 變量定義的步驟1) 單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖 44 所示。如圖 46 所示。6) 雙擊串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)，將“串口通訊父設(shè)備”添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 35 頁圖 48 設(shè)備組態(tài)窗口 圖 49 設(shè)備屬性設(shè)置窗口12) 單擊“確認(rèn)” ，完成“內(nèi)部屬性”設(shè)置。2) 選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置” 。對(duì)“機(jī)械手監(jiān)控畫面”進(jìn)行同樣的設(shè)置。8) 點(diǎn)擊“字符字體”按鈕，設(shè)置文字字體為：行楷；字型為：粗斜體；大小為：48?！斑M(jìn)入” 按鈕是用來進(jìn)入 MCGS 運(yùn)行環(huán)境中“機(jī)械手監(jiān)控畫面”的， “退出”按鈕則是用來退出運(yùn)行環(huán)境的。本文中介紹的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)對(duì)于教學(xué)有很好的輔助作用。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。本設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無不凝聚著他的心血和汗水，在大學(xué)三年的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。利用組態(tài)軟件 MCGS 對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，可以以最少的人員配置來加強(qiáng)對(duì)機(jī)械手的管理，提供較為直觀、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多方面的可能性，充分提高系統(tǒng)的工作效率。 “對(duì)象元件管理”如圖 413 所示。6) 點(diǎn)擊“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充。窗口位置選中“最大化顯示” ，其它不變，單擊“確認(rèn)” 。圖 410 工作臺(tái)窗口溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 36 頁 工程畫面的創(chuàng)建1) 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”、 “窗口 1”。11) 單擊基本屬性頁中的“內(nèi)部屬性”選項(xiàng)，該項(xiàng)右側(cè)會(huì)出現(xiàn) 圖標(biāo)，單擊此按鈕進(jìn)入“內(nèi)部屬性”設(shè)置。4) 在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備” 。圖 44 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 33 頁圖 46 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置窗口4) 將“對(duì)象名稱”改為：?jiǎn)?dòng)按鈕；“對(duì)象初值”改為：0；“對(duì)象類型”選擇：開關(guān)型；在“對(duì)象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：機(jī)械手啟動(dòng)信號(hào)，X11 輸入，1 有效。本系統(tǒng)至少需要 10 個(gè)變量，見表 41。3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時(shí)以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)曲線可以動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù)，并可以設(shè)定上下限值和時(shí)間的長(zhǎng)短，以便于用戶查詢，同時(shí)提供 EXCEL 報(bào)表和 MCGS 自由報(bào)表。MCGS 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)可靠性高。組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 28 頁圖 41 組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境關(guān)系圖由 MCGS 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成，如圖 42 所示。它能夠在基于 Microsoft 的各種32 位 Windows 平臺(tái)上運(yùn)行，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)傳送帶 B 上面的物體遮擋住光束時(shí)，光電接收開關(guān) SQ4 閉合，傳送溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 26 頁帶 B 停止；機(jī)械手抓物開始夾緊。降至下限碰壓 SQ3,SQ3 閉時(shí)，下降動(dòng)作停止；并開始放松夾緊物。而傳送帶 A 持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。簡(jiǎn)單的機(jī)械手可以沒有手腕。(3)可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。一般專用機(jī)械手有 2～3 個(gè)自由度。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。注意：輸入狀態(tài)表——采樣時(shí)刷新 輸出狀態(tài)表——隨時(shí)刷新（中間值和最終結(jié)果） 輸出端子的接通或開斷——輸出鎖存器決定溫