【正文】 時(shí)數(shù)據(jù) 17 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) 庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成 ,如圖 42 所示 . 15 圖 42 MCGS 用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 MCGS 的主要特性和功能 (1)簡(jiǎn)單靈活的可視化操作界面 . (2)實(shí)時(shí)性強(qiáng) ,良好的并行處理性能 . (3)豐富 ,生動(dòng)的多媒體畫(huà)面 . (4)開(kāi)放式結(jié)構(gòu) ,廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)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(lái)構(gòu)造 ,不同的構(gòu)件 有著不同的功能 ,且各自獨(dú)立 .三種基本類型的構(gòu)件 (設(shè)備構(gòu)件 ,動(dòng)畫(huà)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(dòng) ,動(dòng)畫(huà)顯示和流程控制 )的所有工作 .除此以外 , MCGS 還提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口 ,用戶可根據(jù)自己的需要用 VB,VC 等高級(jí)開(kāi)發(fā)語(yǔ) 言 ,編制特定的構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能 .MCGS 用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ,系統(tǒng)可靠性高 . MCGS 設(shè)立對(duì)象元件庫(kù) ,組態(tài)工作簡(jiǎn)單方便 ,易于實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理 . MCGS 的編程語(yǔ)言 MCGS 全中文組態(tài)軟件 ,采用 C++語(yǔ)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(kāi)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(bào)警處理 ,流程控制 ,動(dòng)畫(huà)顯示 ,報(bào)表輸出等界面 ,輕松實(shí)現(xiàn)各種工程曲 線 ,報(bào)表 ,數(shù)據(jù)瀏覽 ,遠(yuǎn)程通訊 ,遠(yuǎn)程采集 ,遠(yuǎn)程診斷等功能的先進(jìn)軟件 . MCGS 組態(tài)軟件采用 Basic 的腳本語(yǔ)言編程 ,有強(qiáng)大的圖形化流程策略組態(tài)工具 ,使 18 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) 編程工作降到最少 ,令用戶愛(ài)不釋手 .MCGS 全中文組態(tài)軟件能支持目前市場(chǎng)上絕大部分 硬件 ,其網(wǎng)絡(luò)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(kù)管理功能強(qiáng)大 ,分為數(shù)據(jù)前處理 (可以對(duì)設(shè)備采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種 數(shù)值處理 ) ,數(shù)據(jù)后處理 (可通過(guò)各種內(nèi)部函數(shù) ,運(yùn)算符 ,腳本程序?qū)?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理 ) ,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理 (提供數(shù)據(jù)瀏覽 ,各種曲線 ,報(bào)表等功能構(gòu)件 ,對(duì)存盤數(shù)據(jù)庫(kù)的 數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢 ,排序 ,運(yùn)算等操作 ) ,同時(shí)可以掛接外部數(shù)據(jù)庫(kù) , 實(shí)現(xiàn) ODBC 接口和 OLE 實(shí) 時(shí) 調(diào) 用 , 可 以 和 SOL,Server,Oracle,Access 等數(shù)據(jù)庫(kù)相連 ,提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式 , 每種方法都可以獨(dú)立使用或組合使用 . 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(kù)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 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(wù) ,多線程 ,提供近百種繪圖 工具和基本圖符 .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(kù)管理 ,數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽統(tǒng)計(jì) ,多媒體輸出等眾多構(gòu)件 . MCGS 全中文組態(tài)軟件可完整實(shí)現(xiàn) ODBC 接口 ,可與 SQLServer,Oraver,Oracle, Access 等主要數(shù)據(jù)庫(kù)相連 ,可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的報(bào)表 ,并以不同方式增加 ,刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的 記錄 ,支持 CAN,PROFIBUS,HART,LONWORKS 等多種現(xiàn)場(chǎng)總線 .它還具有強(qiáng)大的 網(wǎng)絡(luò) 16 功能 ,支持 TCP/IP,MODEM,485/422/232 等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案 ,提供 4 級(jí)安全 保密機(jī)制 . 工程組態(tài)軟件 MCGS 的最大優(yōu)點(diǎn)是組態(tài)方便 ,它融會(huì)了中外工控組態(tài)軟件的眾多長(zhǎng) 處 ,只要是稍具外語(yǔ)常識(shí) ,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(biāo) ,進(jìn)入組態(tài)環(huán)境 ,屏幕中間窗口為工作臺(tái) . 2) 單擊文件菜單中 新建工程 選項(xiàng) ,自動(dòng)生成新建工程 ,默認(rèn)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(xiàng) ,彈出文件保存窗口 . 4) 在文件名一欄內(nèi)輸入 機(jī)械手控制系統(tǒng) ,點(diǎn)擊 保存 按鈕 ,工程創(chuàng)建完畢 . MCGS 工作臺(tái)窗口 在 MCGS 中 ,變量也叫數(shù)據(jù)對(duì)象 .實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元 ,建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì) 象的過(guò)程 .定義數(shù)據(jù)對(duì)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(shí)間范圍和保存期限等 . 變量的分配 在開(kāi)始定義之前 ,我們先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析 ,確定需要的變量 .本系統(tǒng)至少需要 16 個(gè) 變量 ,見(jiàn)圖 43. 圖 43 機(jī)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(tái) 中的 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 17 窗口頁(yè) ,如圖 44 所示 .窗口中列出了系統(tǒng)已有變量 數(shù)據(jù)對(duì)象 的名稱 .其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部 建立的數(shù)據(jù)對(duì)象 .現(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象添加進(jìn)去 . 2) 單擊工作臺(tái)右側(cè) 新增對(duì)象 按鈕 ,在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中 ,增加了一個(gè)新的 數(shù)據(jù)對(duì)象 . 3) 選中該數(shù)據(jù)對(duì)象 ,按 對(duì)象屬性 按鈕 ,或雙擊選中對(duì)象 ,則打開(kāi) 數(shù)據(jù)對(duì)象屬 性設(shè)置 窗口 . 21 圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口 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 :啟動(dòng)按鈕 。當(dāng)水平移動(dòng)量 =50 時(shí) , 向右移動(dòng)距離為 180. 7) 進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試 . 3,工件移動(dòng)動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn) : 1) 在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中填加一個(gè)變量 :工件夾緊標(biāo)志 ,初值 :0,類型 :開(kāi)關(guān) . 2) 在腳本程序中加入兩條語(yǔ)句 : IF 夾緊 =1 THEN 工件夾緊標(biāo)志 =1 ENDIF IF 放松 =1 THEN 工件夾緊標(biāo)志 =10 ENDIF 39。處于夾緊狀態(tài) 圖 421 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 34 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) 3) 選中下工件 ,在 屬性設(shè)置 頁(yè)中選擇可 見(jiàn)度 . 4) 進(jìn)入 可見(jiàn)度 頁(yè) ,在表達(dá)式一欄填入 :工件夾緊標(biāo)志 。 對(duì)象類型 選擇 :開(kāi)關(guān) 22. 5) 單擊 確定 .如圖 44 所示 . 圖 44 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置 6) 按照步驟 2~5,根據(jù)上面列表 ,設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象 . 7) 單擊 保存 按鈕 . 設(shè)備與變量連接 1) 在工作臺(tái) 設(shè)備窗口 中雙擊 設(shè)備窗口 圖標(biāo)進(jìn)入 . 2) 點(diǎn)擊工具條中的 工具箱 圖標(biāo) ,打開(kāi) 設(shè)備工具箱 . 3) 單擊 設(shè)備工具箱 中的 設(shè)備管理 按鈕 ,彈出如圖 45 所示窗口 . 18 圖 45 設(shè)備管理窗口 5) 雙擊 串口通訊父設(shè)備 ,在下方出現(xiàn)串口通訊父設(shè)備圖標(biāo) . 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 . 7) 雙擊 PLC 設(shè)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(biāo) ,將三菱 FX232 添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中 . 8) 單擊 確認(rèn) ,并保存 . 9) 在工作臺(tái) 設(shè)備窗口 中雙擊 設(shè)備窗口 圖標(biāo)進(jìn)入 .設(shè)備被添加到設(shè)備組態(tài)窗 口中 ,如圖 48 所示 . ,進(jìn)入模擬設(shè)備屬性設(shè)置窗口 . 10) 雙擊 設(shè)備 1[三菱 FX232] 11) 單擊基本屬性頁(yè)中的 內(nèi) 部屬性 選項(xiàng) ,該項(xiàng)右側(cè)會(huì)出現(xiàn) 23 圖標(biāo) ,單擊此按鈕進(jìn)入 內(nèi)部屬性 設(shè)置 .將 :通道 1,2 的最大值分別設(shè)置為 :10, 12) 單擊 確認(rèn) ,完成 內(nèi)部屬性 設(shè)置 . 13) 單擊 通道連接 標(biāo)簽 ,進(jìn)入通道連接設(shè)置 .依次進(jìn)入通道連接 ,直至通道全部 連接完成 .進(jìn)入 設(shè)備調(diào)試 屬性頁(yè) ,即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化 .單擊 保 存 按鈕 .至此設(shè)備與變量 (數(shù)據(jù)對(duì)象 )的連接完成 . 19 工程畫(huà)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(jìn)入 用戶窗口屬性設(shè)置 . 3) 將窗口名稱改為 :封面窗口 。② 半導(dǎo)體器件控制 。既可控制一個(gè)機(jī)械手 ,又可控制一個(gè)機(jī)械手群 。傳感器作用日益重要 。 關(guān)鍵詞 :機(jī)械手 。 (2)僅適合特殊的工程項(xiàng)目 ,而沒(méi)有通用性 。 2) 數(shù)據(jù)采集 ,存儲(chǔ)與處理功能 。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 。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 :