【正文】 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)轉換方式，每種方法都可以獨立使用或組合使用 [7]。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。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象。 7) 單擊“保存”按鈕。 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 43 所示。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)變量存盤相關的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。 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。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，機械手動作不符合控制要求。 接地 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。 （ 3）利用普通二極管恰當?shù)拇釉?PLC 輸入回路中，防止信號干擾，使 PLC 輸入信號大大增強。 名稱 輸入 名稱 輸出 啟動 X0 夾緊工件 Y0 左限位 X1 下降 Y1 下限位 X2 上升 Y2 上限位 X3 右行 Y3 右限位 X4 左行 Y4 放松工件 Y5 復位 X7 原位 Y7 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 13 啟 動 初 始 化是 否 循 環(huán) 下 降夾 緊 工 件保 持 3 s上 升右 移下 降放 松 工 件保 持 2 s上 移左 移停 止YN 圖 34 程序流程圖 根據(jù)對機械手控制系統(tǒng)的設計和各種型號的選擇，同時基于機械手控制動作的流程圖，即可設計出出機械手動作的程序流程圖如圖 35 所示。用輔助繼電器代表步，僅僅使用與觸電和線圈有關的指令。與 PLC 之間的接線圖如下，當傳感器動作時，輸出端對地接通。由開關接點開、合的不同狀態(tài)改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C構的動作。模塊式 PLC 的功能擴展， I/O 點數(shù)的增減，輸入與輸出點數(shù)的比例，都比整體式靈活。 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，選擇 PLC 容量及 I/O 點數(shù)時，應適當留有裕量。設備裝有上、下限位開關和左、右限位開關，它的工作過程如圖 32 所示，當機械手停在左限位處時，按下啟動按鈕，機械手下降，當機械手下碰到下限位開關時，停止下降，機械手線圈通電，夾緊工件。串口通信中，為保證通信的正確性、完整性，通常在通信幀的尾部加有校驗。組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫完成了 MCGS 系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關系如圖 23 所示 [5]。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用 軟件 。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。因此 PLC 系統(tǒng)有以下主要功能： 1) 數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能； 2) 多種控制功能； 3) 通信聯(lián)網(wǎng)功能； 4) 人機界面功能； 5) 輸入、輸出接口調(diào)理功能； 岳文春：基于 MCGS 的機械手控制系統(tǒng) 設計 6 6) 編程、調(diào)試功能。 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） 5 PLC 的結構和主要功能 PLC 和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和 軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。目前，工業(yè)自動化領域比較典型的控制方式有：可編程序邏輯控制器（ PLC）；工業(yè)控制計算機（ IPC）；集散控制系統(tǒng)（ DCS） [3]。利用組態(tài)軟件 MCGS設計出上位機人機界面，進行設備和數(shù)據(jù)對象的連接，實現(xiàn)動畫連接，進而實現(xiàn)機械手的實時監(jiān)控。機械手的應用領域正在向非制造業(yè)和服務業(yè)方向擴展，并且蓬勃發(fā)展的軍用機械手也將越來越多地裝備部隊 [2]。特別是在高溫、笨重、有毒、危險、多粉塵、放射性等惡劣的復雜勞動環(huán)境中，基于機械手顯著的優(yōu)點而受到廣泛重視。 可編程控制器即簡稱為“ PLC”，采用一種可編程的存儲器，可根據(jù)其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的 指令，并通過模擬或數(shù)字式輸入 /輸出控制各種不同類型的機械或生產(chǎn)過程。 關鍵詞： 機械手； MCGS ； PLC 岳文春：基于 MCGS 的機械手控制系統(tǒng) II Manipulator control system design based on MCGS Abstract Along with the progress and development of science and technology,the manipulator is increasingly prominent in various scenes. Especially when the staff in the face of high temperature, corrosive and toxic gases, appeared to be smoothly done or easily solved the problem of manipulator. Therefore, in the MCGS software as the basis of upper puter, uses the PLC controller as slave puter, simulate all kinds of movement of manipulator to plete. Based on the research and design of the control system of the manipulator, the manipulator further realize the function. This paper introduced the PC configuration software, controller and input / output equipment selection. The Mitsubishi FX2N24MT programmable controller as the slave manipulator control system, and use MCGS configuration software to develop a PC monitor interface, can run visual inspection of PLC manipulator control system. Practice has proved, the PLC programmable controller and MCGS configuration software design, bined with the PLC of control system to the detection, has good application value. Through the design of this project, according to the PLC as the controller of the manipulator control system, the design of hardware interface and the ladder diagram programming language of the manipulator move left, right, up, down, clamping and relax action. At the same time, the manipulator control system monitoring interface is designed by using the configuration software MCGS, provides the mechanical hand operation more intuitive, clear, accurate, provide the possibility of many aspects and for the repair and fault diagnosis, enhance the efficiency of the system. Key words: Manipulator。尤其當工作人員在面臨高溫、腐蝕以及有毒氣體時，機械手的出現(xiàn)使這些難題迎刃而解。 總之，機械手 是 提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動生活條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)自動化 的一個主要手段。特別是在高溫、笨重、有毒、危險、多粉塵、放射性等惡劣的復雜勞動環(huán)境中， 由 于 機械手 具有 顯著的優(yōu)點而受到廣泛重視。 指導教師（簽字） 教研室主任（簽字） 批 準 日 期 接受任務書日期 完 成 日 期 接受任務書學生（簽字） 安徽工程大學機電學院畢業(yè)設計（論文） I 基于 MCGS 的機械手控制系統(tǒng)設計 摘 要 隨著時代的進步和科學技術的發(fā)展，機械手在各種不同的場景作用日益突出。 同時，利用組態(tài)軟件 MCGS 設計了機械手控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(tài)，進而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。同時，在計算機時代的引領下各種面向?qū)ο蠡乃枷牒统绦驊枚?，這樣就給了機械手控制采用組態(tài)軟件的面向?qū)ο蠛蛯崟r控制功能，讓整個系統(tǒng)更加利于工程的順利運行以及人為合理的操作。機械手非常廣泛地應用在鍛壓、熱處理、沖壓、焊接、裝配、鍛造、機加、噴漆等不同行業(yè)。 目前機械手技術有了新的發(fā)展：出現(xiàn)了仿人型機械手、微型機械手和微操作系統(tǒng)（如細小工業(yè)管道機械手移動探測系統(tǒng)、微型飛行器等）、機械手化機器、智能機械手（不僅可以進行事先設定的動作，還可按照工作狀況相應地進行動作，如回避障礙物的移動，作業(yè)順序 的規(guī)劃，有效的動態(tài)學習等）。通過設計 和編寫 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)機械手模型控制系統(tǒng)的自動運行 。 伴隨著工業(yè)自動化技術的迅速發(fā)展，我國工業(yè)領域的自動化已經(jīng)基本實現(xiàn)了從繼電器控制到計算機控制的轉變，計算機控制方式具有以下兩個特點：硬件上至 少有一個微處理器；通過軟件實現(xiàn)控制思想。 可編程序控制器 （ PLC） 可編程序控制器（ Programmable Logic Controller）簡稱 PLC 或 PC，是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微計算機技術使之功能不斷增強，逐漸適應復雜的控制任務 [4]。 PLC 是一種應用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化 (FA)和計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS)內(nèi)占重要地位。如果把這些要求得以實現(xiàn)，繼電器或半導體都不能滿足，而 PLC 則完全可以實現(xiàn)。 組態(tài)軟件 ，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。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)。 通信協(xié)議分為 ASCII 通信和 16 進制通信兩類 ( P LC 的大多采用 16 進制通信 )。另外，夾緊 /放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。為保證控制系統(tǒng)的安全、可靠，同時采取“軟件兼施”的辦法。整體式結構把 PLC 的 I/O 和 CPU放在一塊電路板上，省去插接環(huán)節(jié)，體積小，每一 I/O 點的平均價格比模塊式的便宜，適用于工藝過程比較穩(wěn)定、控制要求比較簡單的系統(tǒng)。當動態(tài)物體接近靜態(tài)的物體時，開關的連 桿驅(qū)動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。接近開關有三根連接線（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。 岳文春：基于 MCGS 的機械手控制系統(tǒng) 設計 12 表 35 PLC 的 I/O 分配表 編程指 令的選擇 方案一：使用起保停電路的編程方式。 機械手控制的流程設計 按照 機械手動作過程的實現(xiàn)，主要的控制過程的演示以及根據(jù)要求完成的動作，可以設計 出機械控制的流程圖，如圖 34 所示。 （ 2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開 。該接線端可為輸入及傳感器（如光電開關或接近開關）提供直流 24V 電源。 機械手控制程序的調(diào)試 在程序調(diào)試過程中出現(xiàn)了一系列的問題，但最終都一一解決了。 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 MCGS 自由報表。數(shù)據(jù)對象是構成實時數(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?，F(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進去。 設備與變量