【正文】 .............................. 16 機械手控制程序的調試 ............................................................................ 16 第四章 MCGS 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 ............................................... 17 MCGS 的概述 ................................................................................................. 17 MCGS 的簡介 ........................................................................................... 17 MCGS 的構成 ........................................................................................... 17 MCGS 的主要特性和功能 ......................................................................... 18 MCGS 的編程語言 .................................................................................... 18 MCGS 的數(shù)據(jù)結構 .................................................................................... 19 MCGS 的作用 ........................................................................................... 19 工程的建立與變量的定義 ............................................................................ 20 工程的建立 .............................................................................................. 20 變量的分配 .............................................................................................. 20 變量定義的步驟 ....................................................................................... 21 設備與變量連接 ....................................................................................... 23 工程畫面的創(chuàng)建 ............................................................................................ 24 封面窗口及監(jiān)控畫面 的制作 ..................................................................... 25 運行策略的建立及腳本程序的編寫 ........................................................... 27 動畫的連接 .................................................................................................... 31 指示燈的動畫連接 ................................................................................... 31 機械手的動畫連接 ................................................................................... 32 組態(tài)運行 ........................................................................................................ 35 第五章 結 論 … .................................................................................................... 36 參考文獻 ................................................................................................................... 37 致 謝 ........................................................................................................................ 38 附 錄 ........................................................................................................................ 39 附錄 1 程序流程圖 .............................................................................................. 39 附錄 2 順序功能圖 .............................................................................................. 42 附錄 3 梯形圖 ...................................................................................................... 43 附錄 4 指令表 ...................................................................................................... 45 附錄 5 PLC 外部電氣接線圖 ………………………………………………………… ...48 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 1 第一章 緒 論 課題研究目的及意義 機械手是工業(yè)自動化領域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。 由于自動化可以節(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、實用性強、硬件配套齊全、編程方法簡單易學，因此工業(yè)領域中廣泛應用 PLC。目前，正式投入使用的絕大部分機械手屬于第一代機械手，即程序控制機械手。 國外方面：近幾年國外工業(yè)機械手領域有如下幾個發(fā)展趨勢。 提供較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(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。 近年來隨著微電子技術、大規(guī)模集成電路技術、計算機技術和通信技術等的發(fā)展， PLC在技 術和功能上發(fā)生了飛躍。集散系統(tǒng)自身或用計算機結構形成組態(tài)構成開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境。編程安裝使用簡便、低價格長壽命。同時，用 PLC 控制系統(tǒng)可方便地更改生產(chǎn)流程，增強控制功能 [8]。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。 可靠性高、抗干擾能力強 對于機械手系統(tǒng)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(tǒng)必須考慮的問題。 體積小、重量輕和易于實現(xiàn)機電一體化 由于 PLC 采用了半導體集成電路。 PLC 產(chǎn)品面臨現(xiàn)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]。這是因為使用 PLC不必改動外部設備接線，只要對 軟件進行一些改變就可以了。 PLC 發(fā)展狀況及趨勢 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展主要有兩個趨勢：一是向體積更小、速度更快、功能更強和價格更低的微小型方面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展 [12]。主要特點：體積小，具有較高的起動和運行頻率，有定位轉矩等優(yōu)點。另外若不采用驅動器，而采用 PLC 輸出觸點直接驅動步進電機，會占用很多的輸出觸點，同時給編程帶來不便。 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(xiàn)基座和氣夾的正反轉。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(xiàn)的。主機向驅動器二同時輸入青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 13 脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉，機械手下降。上升到頂時，碰到上 限位開關，上升停止。 由于機械手系統(tǒng)的輸入 /輸出點少，要求電氣控制部分體積小，成本低，并能夠用計算機對 PLC 進行監(jiān)控和管理 ，該機械手的控制為純開關量控制，且 I/O 點數(shù)不多，僅需 11 個輸入點和 9個輸出點，考慮留有一定的裕量。 方案三：采用 STL 指令的編程方式。但如果環(huán)境 干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。初級與次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結到零點位，接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點。系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。機械手運行良好，動作正確、符合控制要求。運行環(huán)境本身沒有任何意 義，必須與數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構成用戶引用系統(tǒng)。三種基本類型的構件（設備構件、動畫構件、策略構件）完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分（設備驅動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。 MCGS 全中文 組態(tài)軟件能支持目前市場上絕大部分硬件，其網(wǎng)絡版更使“決勝千里之外”成為可能。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 20 工程的建立與 變量的定義 工程的建立 1) 首先雙擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標，進入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺。定義數(shù)據(jù)對象的內容主要包括：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)變量存盤相關的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。 2) 單擊工作臺右側“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加了一個新的數(shù)據(jù)對象，如圖 45 所示。 2) 點擊工具條中的“工具箱” 圖標，打開“設備工具箱”。設備被添加到設備組態(tài)窗口中，如圖 48 所示。單擊“保存”按鈕。 4) 選中“窗口 1”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設置”。 4) 在光標閃爍位置輸入文字“歡迎進入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)”，按回車鍵或在窗口的任意位置用鼠標點擊一下，文字 輸入完畢。 圖 413 對象元件管理 10) 選中“機械手監(jiān)控畫面”的窗口標題，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口，對“機械手監(jiān)控畫面” 進行相同的操作。 圖 415 循環(huán)策略窗口 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 28 右鍵單擊點擊工具條，選中 “新增策略行”，增加一策略行。如圖416 所示?！皩ο笤芾怼比鐖D 413所示。 6) 點擊“填充色”按鈕，設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”。 圖 410 工作臺窗口 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 25 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“內部屬性”選項，該項右側會出現(xiàn) 圖標，單擊此按 鈕進青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 24 入“內部屬性”設置。 4) 在可選設備列表中，雙擊“通用設備”。 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 22 圖 44 實時數(shù)據(jù)庫窗口 圖 45 實時數(shù)據(jù)庫窗口 圖 46 數(shù)據(jù)對象屬性設置窗口 4) 將“對象名稱”改為：啟動按鈕；“對象初值”改為： 0； “對象類型”選擇：開關青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 23 型；在“對象內容注釋輸入框”內輸入：機械手啟動信號， X11 輸入， 1 有效。本系統(tǒng)至少需要 16 個變量，見表 41。 3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。 數(shù)據(jù)瀏覽構件可同時以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，實時曲線可以動態(tài)顯示當前的數(shù)據(jù)，并可以設定上下限值和時間的長短，以便于用戶查詢，同時提供 EXCEL報表和