【正文】 數(shù)據(jù) 17 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 庫和運行策略五個部分組成 ,如圖 42 所示 . 15 圖 42 MCGS 用戶應用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 MCGS 的主要特性和功能 (1)簡單靈活的可視化操作界面 . (2)實時性強 ,良好的并行處理性能 . (3)豐富 ,生動的多媒體畫面 . (4)開放式結(jié)構(gòu) ,廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能 . MCGS 系統(tǒng)由五大功能模塊組成 ,主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造 ,不同的構(gòu)件 有著不同的功能 ,且各自獨立 .三種基本類型的構(gòu)件 (設備構(gòu)件 ,動畫構(gòu)件 ,策略構(gòu)件 ) 完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分 (設備驅(qū)動 ,動畫顯示和流程控制 )的所有工作 .除此以外 , MCGS 還提供了一套開放的可擴充接口 ,用戶可根據(jù)自己的需要用 VB,VC 等高級開發(fā)語 言 ,編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能 .MCGS 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲 ,系統(tǒng)可靠性高 . MCGS 設立對象元件庫 ,組態(tài)工作簡單方便 ,易于實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理 . 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) .構(gòu)架合理 ,連接靈活 , 結(jié)構(gòu)層次清晰 ,方便用戶的定制開發(fā) .它是基于 WIN95/98/NT 視窗結(jié)構(gòu) ,能夠快速構(gòu)造和 生成數(shù)據(jù)管理 ,報警處理 ,流程控制 ,動畫顯示 ,報表輸出等界面 ,輕松實現(xiàn)各種工程曲 線 ,報表 ,數(shù)據(jù)瀏覽 ,遠程通訊 ,遠程采集 ,遠程診斷等功能的先進軟件 . MCGS 組態(tài)軟件采用 Basic 的腳本語言編程 ,有強大的圖形化流程策略組態(tài)工具 ,使 18 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 編程工作降到最少 ,令用戶愛不釋手 .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 . MCGS 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) MCGS 數(shù)據(jù)庫管理功能強大 ,分為數(shù)據(jù)前處理 (可以對設備采集進來的數(shù)據(jù)進行多種 數(shù)值處理 ) ,數(shù)據(jù)后處理 (可通過各種內(nèi)部函數(shù) ,運算符 ,腳本程序?qū)崟r采集的數(shù)據(jù)進 行處理 ) ,實時數(shù)據(jù)處理 (提供數(shù)據(jù)瀏覽 ,各種曲線 ,報表等功能構(gòu)件 ,對存盤數(shù)據(jù)庫的 數(shù)據(jù)進行查詢 ,排序 ,運算等操作 ) ,同時可以掛接外部數(shù)據(jù)庫 , 實現(xiàn) ODBC 接口和 OLE 實 時 調(diào) 用 , 可 以 和 SOL,Server,Oracle,Access 等數(shù)據(jù)庫相連 ,提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式 , 每種方法都可以獨立使用或組合使用 . 數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)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 MCGS 自由報表 . MCGS 的作用 MCGS 全中文組態(tài)軟件是真正的 32 位程序 ,支持多任務 ,多線程 ,提供近百種繪圖 工具和基本圖符 .使用 ActiveDLL 把設備驅(qū)動掛接在系統(tǒng)之中 ,支持數(shù)據(jù)采集板 ,智能模 塊 ,智能儀表 ,PLC,變頻器 ,網(wǎng)絡設備 ,它支持 ActiveX 控件 ,包括溫控曲線 ,實時曲 線 ,計劃曲線 ,歷史曲線 ,XY 曲 線 ,實時報表 ,歷史報表 ,單行報表 ,配方管理 ,數(shù)據(jù) 庫管理 ,數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計 ,多媒體輸出等眾多構(gòu)件 . MCGS 全中文組態(tài)軟件可完整實現(xiàn) ODBC 接口 ,可與 SQLServer,Oraver,Oracle, Access 等主要數(shù)據(jù)庫相連 ,可實現(xiàn)各種復雜的報表 ,并以不同方式增加 ,刪除數(shù)據(jù)庫中的 記錄 ,支持 CAN,PROFIBUS,HART,LONWORKS 等多種現(xiàn)場總線 .它還具有強大的 網(wǎng)絡 16 功能 ,支持 TCP/IP,MODEM,485/422/232 等多種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方案 ,提供 4 級安全 保密機制 . 工程組態(tài)軟件 MCGS 的最大優(yōu)點是組態(tài)方便 ,它融會了中外工控組態(tài)軟件的眾多長 處 ,只要是稍具外語常識 ,即可以方便組態(tài) [18]. 工程的建立與變量的定義 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 . 2) 單擊文件菜單中 新建工程 選項 ,自動生成新建工程 ,默認的工程名為 : 新建工程 . 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 . 4) 在文件名一欄內(nèi)輸入 機械手控制系統(tǒng) ,點擊 保存 按鈕 ,工程創(chuàng)建完畢 . MCGS 工作臺窗口 在 MCGS 中 ,變量也叫數(shù)據(jù)對象 .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 .數(shù)據(jù)對象是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元 ,建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對 象的過程 .定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)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(guān)的參數(shù) ,如存盤的周期 ,存盤的時間范圍和保存期限等 . 變量的分配 在開始定義之前 ,我們先對系統(tǒng)進行分析 ,確定需要的變量 .本系統(tǒng)至少需要 16 個 變量 ,見圖 43. 圖 43 機械手控制系統(tǒng)變量分配表 變量定義的步驟 1) 單擊工作臺 中的 實時數(shù)據(jù)庫 選項卡 ,進入 實時數(shù)據(jù)庫 17 窗口頁 ,如圖 44 所示 .窗口中列出了系統(tǒng)已有變量 數(shù)據(jù)對象 的名稱 .其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部 建立的數(shù)據(jù)對象 .現(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進去 . 2) 單擊工作臺右側(cè) 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 . 3) 選中該數(shù)據(jù)對象 ,按 對象屬性 按鈕 ,或雙擊選中對象 ,則打開 數(shù)據(jù)對象屬 性設置 窗口 . 21 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 。當水平移動量 =50 時 , 向右移動距離為 180. 7) 進入運行環(huán)境調(diào)試 . 3,工件移動動畫的實現(xiàn) : 1) 在實時數(shù)據(jù)庫中填加一個變量 :工件夾緊標志 ,初值 :0,類型 :開關(guān) . 2) 在腳本程序中加入兩條語句 : IF 夾緊 =1 THEN 工件夾緊標志 =1 ENDIF IF 放松 =1 THEN 工件夾緊標志 =10 ENDIF 39。處于夾緊狀態(tài) 圖 421 動畫組態(tài)屬性設置 34 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 3) 選中下工件 ,在 屬性設置 頁中選擇可 見度 . 4) 進入 可見度 頁 ,在表達式一欄填入 :工件夾緊標志 。 對象類型 選擇 :開關(guān) 22. 5) 單擊 確定 .如圖 44 所示 . 圖 44 數(shù)據(jù)對象屬性設置 6) 按照步驟 2~5,根據(jù)上面列表 ,設置其他數(shù)據(jù)對象 . 7) 單擊 保存 按鈕 . 設備與變量連接 1) 在工作臺 設備窗口 中雙擊 設備窗口 圖標進入 . 2) 點擊工具條中的 工具箱 圖標 ,打開 設備工具箱 . 3) 單擊 設備工具箱 中的 設備管理 按鈕 ,彈出如圖 45 所示窗口 . 18 圖 45 設備管理窗口 5) 雙擊 串口通訊父設備 ,在下方出現(xiàn)串口通訊父設備圖標 . 6) 雙擊串 口通訊父設備圖標 ,將 串口通訊父設備 添加到右側(cè)選定設備列表中 . 7) 雙擊 PLC 設備 在下方出現(xiàn) , 三菱 文件夾 , 三菱 雙擊 文件夾 , FX232 出現(xiàn) , 雙擊FX232圖標 ,將三菱 FX232 添加到右側(cè)選定設備列表中 . 8) 單擊 確認 ,并保存 . 9) 在工作臺 設備窗口 中雙擊 設備窗口 圖標進入 .設備被添加到設備組態(tài)窗 口中 ,如圖 48 所示 . ,進入模擬設備屬性設置窗口 . 10) 雙擊 設備 1[三菱 FX232] 11) 單擊基本屬性頁中的 內(nèi) 部屬性 選項 ,該項右側(cè)會出現(xiàn) 23 圖標 ,單擊此按鈕進入 內(nèi)部屬性 設置 .將 :通道 1,2 的最大值分別設置為 :10, 12) 單擊 確認 ,完成 內(nèi)部屬性 設置 . 13) 單擊 通道連接 標簽 ,進入通道連接設置 .依次進入通道連接 ,直至通道全部 連接完成 .進入 設備調(diào)試 屬性頁 ,即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化 .單擊 保 存 按鈕 .至此設備與變量 (數(shù)據(jù)對象 )的連接完成 . 19 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 ,. 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 。② 半導體器件控制 。既可控制一個機械手 ,又可控制一個機械手群 。傳感器作用日益重要 。 關(guān)鍵詞 :機械手 。 (2)僅適合特殊的工程項目 ,而沒有通用性 。 2) 數(shù)據(jù)采集 ,存儲與處理功能 。電氣方面有步進電機 ,直流 電機 ,步進電機驅(qū)動器 ,傳感器 ,開關(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) ,氣動技術(shù)有機結(jié)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(zhuǎn)矩等優(yōu)點 .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 步進電機電氣接線圖 步進電機驅(qū)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(qū) 動器可以很方便的對步進電機的轉(zhuǎn)速 , 方向進行控制 . 驅(qū)動器電源由面板上電源模塊提供 , 驅(qū)動器信號端采用 +24V 供電 ,需加 限流電阻 . 驅(qū)動器輸入 PLC 通過控制其輸出點來控制驅(qū)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(guān)和行程開關(guān) .基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)限位采用接近開 關(guān) (金屬傳感器 ) ,通過調(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 .機械手的伸縮 ,升降均采用行程開關(guān)來限位 ,并通過改變行程開關(guān)的 位置來調(diào)節(jié)橫軸和豎軸的運動范圍 . 1,接近開關(guān) :接近開關(guān)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(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)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(guān) :當檔塊碰到開關(guān)時 ,常開點閉合 . 直流電機驅(qū)動單元 本裝置中直流電機驅(qū)動模塊是由兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機的轉(zhuǎn)動方向的 , 從而實現(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 端接模型的信號輸入端 .COM 端接 PLC 的傳感器電源負端 . 機械手的動作實現(xiàn)過程 機械手的全部動作由步進電機和直流電機進行驅(qū)動控制 . 步進電機的運動需要驅(qū)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 。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(nèi)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(jù)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(tǒng) ,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