【文章內(nèi)容簡介】 ,通過調(diào)整基座和氣夾上的金屬塊的位置,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, PLC 之間的接線圖如下,當傳感器動作時, 內(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)成 回路,PLC 信號輸入有效. 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 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。改變電機轉(zhuǎn)向時,前伸/后 ,機械手放松。該線圈斷電時,機械手 夾緊[13]. 打開電源,按下起動按鈕時, 所示圖 33 機械手的動作示意圖 機械手若不在原點則 PLC 向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平信號,步進電機一反轉(zhuǎn),橫軸后縮. 當后縮到位時碰到后限位開關(guān),然后主機向驅(qū)動器二輸入脈沖信號,步進電機二正轉(zhuǎn),上升停止,步進電機二反轉(zhuǎn),下降停 止,氣夾電磁閥斷電,主機向驅(qū)動器二只輸入脈沖信號,步進電機 二正轉(zhuǎn),碰到上限位開關(guān), 向驅(qū)動器一只輸入脈沖信號,步進電機一正轉(zhuǎn),機械手前伸,前伸到位時,碰到前限位開關(guān), 機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號,步進電機二反轉(zhuǎn), 到下限位開關(guān),下降停止,同時夾緊電磁閥斷電,主機向驅(qū)動器二 只輸入脈沖信號,步進電機二正轉(zhuǎn),碰到上限位開關(guān),上升停 ,碰到上限位開關(guān), 向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平 信號,步進電機一反轉(zhuǎn),當后縮到底時碰到后限位開關(guān),然后主 機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號,步進電機二反轉(zhuǎn), 碰到下限位開關(guān),下降停止,機械手經(jīng)過八步動作完成一個循環(huán)[14]. PLC 程序設(shè)計 I/O 點數(shù)的確定及 PLC 類型的選擇 本次設(shè)計使用的是 THWJX1 型可編程控制器,可同時輸出兩路脈沖到步進電機驅(qū)動器, 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(guān)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. 故選用日本三菱公司生產(chǎn)的多功能小型 FX1N24MTD 主 機,該機輸入點為 14 個,輸出點為 10 個[15].PLC 的 I/O 分配 根據(jù)機械手動作的要求及機械手實物教學(xué)實驗裝置說明指導(dǎo),輸入,輸出點分配如表所示.圖 34 PLC 的 I/O 分配表PLC 程序的設(shè)計 梯形圖見附錄 1. PLC 程序的調(diào)試由于 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的控制裝置,因此一般不需要采取什么特殊措 施,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不 當,都將不能保證 PLC 正常,安全,討論 PLC 設(shè)計調(diào)試就具有十分 重要的意義.PLC 控制的安裝與布線 1, 輸入接線 (1)輸入接線一般不要超過 ,電壓降不大時,輸入接線 可適當長些. (2)輸入,輸出線不能用同一根電纜,輸入,輸出線要分開. (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. 2,電源接線 電源是 PLC 引入干擾的主要途徑之一, PLC 應(yīng)盡可能取用電壓波動較小, 波形畸變較 小的電源, 這對提高 PLC 的可靠性有很大幫助. PLC 的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備 或強干擾設(shè)備(如高頻爐,弧焊機等),可編程序 控制器供電回路一般可采用隔離變壓器,交流穩(wěn)壓器, ,用漆 包線或同等非導(dǎo)磁材料組成,電器回路上不允許短路, 次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點位, 15 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 流穩(wěn)壓器時,一般可按照實際最大需求容量的 130% 于穩(wěn)壓器工作可靠[16]. PLC 供電電源為 50Hz,220V177。10% FX1N 系列可編程 控制器,所以有直流 24V (如光電開關(guān)或接近開 關(guān))提供直流 24V 電源. 3,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. 完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一. 系統(tǒng)接地方式有: 浮地方式, PLC 控制系統(tǒng)而言,它屬高速低電平控 制裝置, PLC 可靠工作的重要條件,可以避免偶 .機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖 PLC 外部電氣接線圖見附錄 2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, 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, 研究,改進,動作正確,符合控制要求.第四章 MCGS 在機械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 MCGS 的概述MCGS(Monitor and Control Generated System,通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造 和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件. 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, 功能大體為:具有簡單靈活的可視化操作界面,實時性強,有良好的并行處理性能,有豐 富生動的多媒體畫面,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,完善的安全 機制,強大的網(wǎng)絡(luò)功能,多樣化的報警功能,支持多種硬件設(shè)備,方便控制復(fù)雜的運行流 程,良好的可維護性和可擴充性,設(shè)立對象元件庫組態(tài)工作簡單方便,能實現(xiàn)對工控系統(tǒng) 的分布式控制和管理等等[17].MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分. 用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行,組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟 件,稱 為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫. 運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng),它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種 處理,必須與數(shù)據(jù)庫一起 作為一個整體, 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(guān)系如圖 41 所示.圖 41 組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境關(guān)系圖由 MCGS 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)由主控窗口,設(shè)備窗口,用戶窗口,實時數(shù)據(jù) 17 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 庫和運行策略五個部分組成,如圖 42 所示.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,(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,動畫顯示和流程控制), 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, 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲,系統(tǒng)可靠性高. MCGS 設(shè)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,連接靈活, 結(jié)構(gòu)層次清晰, 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(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 編程工作降到最少, 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(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)庫管理功能強大,分為數(shù)據(jù)前處理(可以對設(shè)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