【正文】 端子地址分配 13 PLC 接線圖 13 系統(tǒng)程序設(shè)計 14 常用編程方法介紹 14 流程圖 16 梯形圖 17 語句表 20 MCGS 組態(tài)軟件 21 MCGS 組態(tài)軟件結(jié)構(gòu) 功能特點 22 工程的建立和變量的定義 26 動畫連接 29 調(diào)試 34 第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及設(shè)計總結(jié) 35 系統(tǒng)調(diào)試 35 結(jié) 論 36 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 38 附 錄 1 FX2N 基本指令 39 第一章 緒 論 課題背景 隨著計算機(jī)技術(shù)的飛 速發(fā)展， PLC（即可編程邏輯編程器的簡稱）已經(jīng)進(jìn)入日常生產(chǎn)、生活的各個方面， PLC 的應(yīng)用在各行各業(yè)已成為必不可少的內(nèi)容。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射和污染的場合，應(yīng)用更為廣泛。為此，作者在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，概括總結(jié)了國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進(jìn)行方案設(shè)計時采用的方法，并討論了各種方法之間的有機(jī)聯(lián)系和機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計計算機(jī)實現(xiàn)的的發(fā)展趨勢。要把創(chuàng)造良好環(huán)境和條件，培養(yǎng)和凝聚各類科技人才特別是優(yōu)秀拔尖人才，充分調(diào)動廣大科技人員的積極性和創(chuàng)造性，作為科技工作的首要任務(wù)，努力開創(chuàng)人才輩出、人盡其才、才盡其用的良好局面，努力建設(shè)一支與 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國防建設(shè)相適用的規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)科技人才隊伍，為我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供充分的人才支撐和智力保證。它是一種以微機(jī)處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信控制技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 70 年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使 PLC 不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。 二、控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單，通用性強 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)。 五、體積小、維護(hù)操作方便 PLC 體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。 FX2N 型 PLC 的初步認(rèn)識 如圖所示為 FX2N 型 PLC 基本單元外形，其主要是通過輸入端子和輸出端子與外部控制電器聯(lián)系的。然后進(jìn)行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。 機(jī)械手的工作原理 機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新匯編程序以變動的多功能機(jī)器。自由度是機(jī) 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST 及 FB、 Label語言程序設(shè)計，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。此外，零件化后，能夠防止將 其運用到別的順序程序時的順序輸入錯誤。 規(guī)律可遵循 ,即具有一定的試探性和隨意性 ,最后得到的結(jié)果也不是唯一的 ,設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者經(jīng)驗驗多少有關(guān)。 ? 順序功能圖法是首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程設(shè)計順序功能圖 ,然后再依據(jù)順序功能圖設(shè)計順序控制程序。當(dāng)這種方法使用熟練后 ,甚至梯形程序也可以省略 ,可以直接寫出于邏輯函數(shù)和表達(dá)式對用的指令語句程序。它能夠在基于 Microsoft 的各種32 位 Windows 平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在主窗口中可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。圖元和圖 符對象為用戶提供了一套完善的設(shè)計制作圖形畫面和定義動畫顯示與操作模塊，用戶可以直接使用。 MCGS 用實時數(shù)據(jù)來管理所有的實時數(shù)據(jù)。 運行策略本身是系統(tǒng)提供的一個框架，里面放置有策略條件構(gòu)件和由策略構(gòu)件組成的策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫，控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。 MCGS 還支持多媒體功能，使能夠開發(fā)出集圖像、聲音、動畫為一體的漂亮、生動的工程畫面。 （ 8）實時數(shù)據(jù)庫為用戶分步組態(tài)提供極大方便 MCGS 由主窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成，其中實時數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功能性構(gòu)件的功用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個系統(tǒng)的核心。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫構(gòu)件 和流程控制）的所有工作。組態(tài)工作將會變得更加簡單、方便。實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心?，F(xiàn)在要將表中定義 的數(shù)據(jù)對象添加進(jìn)去。 動畫連接 指示燈的動畫連接 雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設(shè)置”窗口。 在“當(dāng)表達(dá)式非零時”一欄，選擇“對應(yīng)圖符可見”。 如圖 421 所示對右滑桿、機(jī)械手、上工件、氣夾分別進(jìn)行水平動畫連接。 選中并雙擊上工件，將其可見度屬性設(shè)置為與下工件相反，即當(dāng)工件夾緊標(biāo)志非零時，對應(yīng)圖符可見。經(jīng)過運行 測試，該組態(tài)監(jiān)控軟件可對機(jī)械手控制系統(tǒng)的動作過程進(jìn)行有效監(jiān)控， PLC 程序達(dá)到了控制要求。機(jī)械手運行良好，動作正確、符合控制要求。在使用 STL 指令編程時，剛開始由于對 STL 指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯誤，加上機(jī)械手模型裝置本身存在的一些問題，所以在調(diào)試程序時，機(jī)械手動作不符合控制要 求。將 PLC 程序下傳到 PLC 裝置中并讓其運行，切換到離線狀態(tài)，然后啟動 MCGS，進(jìn)入組態(tài)工程運行界面。意思是：當(dāng)工件夾緊標(biāo)志＝ 1 時，下工件不可見 ；當(dāng)工件夾緊標(biāo)志＝ 0 時，下工件可見。 圖 310 動畫組態(tài)屬性設(shè)置 腳本程序中增加以下代碼： IF 前伸＝ 0 THEN 水平移動量 水平移動量 +1 ENDIF IF 后縮＝ 0 THEN 水平移動量 水平移動量 1 ENDIF 腳本程序執(zhí)行次數(shù)＝后縮時間（前伸時間）／循環(huán)策略執(zhí)行時間 10s/200s 50 次。 單擊“可見度”選項卡進(jìn)入該頁，如圖 48 所示。 按照步驟 2~5，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù) 對象。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對象”的名稱。如圖所 33 示。組態(tài)時，可把制作好的數(shù)據(jù)對象（包括圖形對像、窗口對象、策略對象以至位圖文件等）以元件的形式存入圖庫中，同樣也可把元件庫的各種對象取出，直接為當(dāng)前的工程所用。 （ 10）控制方便復(fù)雜的運行流程 MCGS 開辟了“運 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單的類 Basic 語言構(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，與實時數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)自由，準(zhǔn)確地控制運行流程，同時也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。不僅方便用戶進(jìn)行警報設(shè)置，并且實現(xiàn)了系統(tǒng)實時顯示、打印警報信息的功能。 （ 3）豐富、生動的多媒體畫面 MCGS 以圖像、 圖符報表和曲線等多種形式，為操作員及時提供系統(tǒng)運行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報警等有關(guān)信息；通過對圖形大小的變化、顏色的改變、明暗的閃爍、圖形的移動反轉(zhuǎn)等多種手段，增強畫面的動態(tài)顯示效果；在圖元、圖符對象上定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，實現(xiàn)動畫效果。本窗口主要完成對工程運行流程的控制。它將 MCGS 工程各個部分連接成有機(jī)的整體。 （ 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。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、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(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。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。 4 邏輯設(shè)計法 工業(yè)電氣控制線路中 ,有不少都是通過繼電器等電氣元件來實 現(xiàn) ,而繼電器 ,交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(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)計電氣控制線路時完全可以的 ,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)計方法同樣也適用于 PLC 應(yīng)用程序的設(shè)計。接觸器 繼電器法特別適合于初學(xué)者編程設(shè)計使用，也特別適合對原有舊設(shè)備的技術(shù)革新和技術(shù)改造。 2 在幫助中有 CPU 錯誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器 /特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。 2 功能塊（以下，略稱作 FB） FB 是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。 圖 31 圖 32 硬件設(shè)計 輸入 /輸出端子地址分配 代號 名稱 輸入編號 代號 名稱 輸出 SB1 啟動按鈕 X0 KM1 機(jī)械手上行 Y002 SB2 停止按鈕 X1 KM2 機(jī)械手下行 Y003 SQ1 下限行程 X2 KM3 機(jī)械手左行 Y004 SQ2 上限行程 X3 KM4 機(jī)械手右行 Y005 SQ3 左限行程 X4 KM5 抓工件 Y006 SQ4 右限行程 X5 KM6 放工件 Y007 PLC 接線圖 系統(tǒng)程序設(shè)計 GX Developer 是三菱 PLC 的編程軟件。運動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機(jī)械手的自由度 。機(jī)器手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在我國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 （ 2）程序處理階段 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則， PLC 按從左至右、從上到下的步驟順序執(zhí)行程序。特殊擴(kuò)展設(shè)備可以分為 3 類：特殊功能板、特殊模塊和特殊單元，是一些特殊用途的裝置。 四、功能完善 現(xiàn)代 PLC 不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、步進(jìn)控制功能，還能完成 A/D 轉(zhuǎn)換、D/A 轉(zhuǎn)換、模擬量處