【導讀】電感傳感器的檢測分揀金屬和非金屬，并通過了推桿推到相應的地方。步和連續(xù)工作四種工作方式。人際界面的設計，能夠在與模擬設備連接下運行，方便用戶對系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。次設計主要實現(xiàn)了對機械手自動控制系統(tǒng)的組態(tài)設計。

　　

【正文】 程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。 （ 4） MCGS 實施遠程多機監(jiān)控 MCGS 提供了一套完善的網(wǎng)絡機制 ， 可通過 TCP/IP 網(wǎng) 、 Modem 網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構成分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡間的實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡事件的快速傳遞。同時 ， 可利用 MCGS 提供的網(wǎng)絡功能，在工作站上直接對 服務器中的數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作。分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺計算機都要安裝一套MCGS 工控組態(tài)軟件。 MCGS 把各種網(wǎng)絡形式，以父設備構件和子設備構件的形式，供用戶調(diào)用，并進行工作狀態(tài)、端口號、工作站地址等屬性參數(shù)的設置。 系統(tǒng)的 MCGS 組態(tài)設計 工程建立與變量定義 （ 1）建立工程 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 ”。選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。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。 如圖 所示 。 圖 MCGS 工作臺窗口 （ 2）變量的 確定 在 MCGS 中，變量也叫數(shù)據(jù)對象。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量武漢工程大學 畢業(yè)設計 23 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。 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 增加27 個變量，見下表 41。 表 41 實時 數(shù)據(jù)庫變量表 變量名 類型 初值 注釋 啟動按鈕 開關型 0 系統(tǒng)啟動 復位按鈕 開關型 0 系統(tǒng)復位 定時器啟動 開關型 0 控制定時器的啟停 ， 1 為 啟動 定時器復位 開關型 0 控制定時器復位， 1為 復位 垂直移動量 數(shù)值型 0 動畫參數(shù) 水平移動量 數(shù)值型 0 動畫參數(shù) 物料水平移動 數(shù)值型 0 動畫參數(shù) 物料水平滑動 數(shù)值型 0 動畫參數(shù) 左限開關 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1；觀測到燈亮 右限開關 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1；觀測到燈亮 上限開關 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1； 觀測到燈亮 下限開關 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1；觀測到燈亮 上升 開關型 0 動畫參數(shù) 下降 開關型 0 動畫參數(shù) 左行 開關型 0 動畫 參數(shù) 右行 開關型 0 動畫參數(shù) 物料放松 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1；觀測到燈亮 物料夾緊 開關型 0 限位開關狀態(tài) =1；觀測到燈亮 時間到 開關型 0 定時時間到為 1； 觀測到燈亮 計時時間 數(shù)值型 0 代表定時器計時時間并顯示 物料傳感器 開關型 0 傳送 帶 有物料 時 為 1， 則 燈亮 傳感器 1 開關型 0 檢測到物料為金屬，為 1 傳感器 2 開關型 0 檢測到物料為非金屬，為 1 金屬指示燈 開關型 0 確定為金屬，為 1，燈亮 非金屬指示燈 開關型 0 確定為非金屬，為 1，燈亮 滑動 開關 型 0 傳送帶 2有物料，為 1 物料 開關型 0 傳送帶 1有物料，為 1 武漢工程大學 畢業(yè)設計 24 （ 3）變量的定義步驟 [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”窗口頁，如圖 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?，F(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進去。 圖 實時數(shù)據(jù)庫窗口 [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。 [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：開關型；在“對象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：啟動信號， SB1 輸入， 1 有效。 [5]單擊“確定”。 如圖 所示。 圖 啟動按鈕屬性設置 武漢工程大學 畢業(yè)設計 25 [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 。 工程畫面的建立 (1)窗口的建立 [1]在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”。 [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： 機械手控制系統(tǒng) ；窗口位置選中“最大化顯示”、窗口背景色選為藍 綠 色，其他不變，單擊“確定”。這時“ 機械手控制系統(tǒng) ”窗口完成 。 [4]在“用戶窗口”中，選中“窗口屬性”，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。 （ 2）監(jiān)控畫面的制作 雙擊“ 機械手控制系統(tǒng) ”的窗口標題， 進入動畫組態(tài)窗口，對“機械手監(jiān)控系統(tǒng)” 進行相應的操作。單擊繪圖工具箱中的“插入元件”圖標，彈出“對象元件管理”對話框， 選擇所需的元件 。 具體畫面如圖 所示 。 圖 機械手控制系統(tǒng)畫面 （ 3）運行策略的建 立 進入“運行策略”窗口中，雙擊進入“循環(huán)策略”窗口，右鍵單擊點擊工具條，選武漢工程大學 畢業(yè)設計 26 中 “新增策略行”，增加一策略行。單擊“策略工具箱”中的“腳本程序”將鼠標指針移到策略塊圖標上，單擊鼠標左鍵，添加腳本程序構件。如圖 。 圖 循環(huán)策略窗口 （ 4）控制系統(tǒng)腳本程序的編寫 雙擊“腳本程序”工具條進入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序。腳本程序見附錄六。 （ 5）動畫的連接 畫面編輯好以后，需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對象即變量關聯(lián)起來，以便運行時，畫面上的內(nèi)容能隨變量變化。 雙擊元件對象，彈出“單元屬性設置” 窗口。單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“ ”按鈕。 單擊“ ”按鈕， 彈出“動畫組態(tài)屬性設置”窗口，選擇所需要的動畫連接項并進行設置。 以 左限位開關指示燈動畫連接可見度設置為例，如圖 。 圖 左限開關指示燈的屬性設置 組態(tài)的運行 保存所有組態(tài)設置，然后關閉組態(tài)監(jiān)控程序。然后重新啟動 MCGS 組態(tài)軟件， 進入組態(tài)工程運行界面。在運行中通過系統(tǒng)運行狀態(tài)來 檢測所編程序的正確與否。 武漢工程大學 畢業(yè)設計 27 第五章 MCGS 與模擬設備的連接 在 MCGS 系統(tǒng)中，由設備窗口負責建立系統(tǒng)與 外部硬件設備的連接，使得 MCGS能從外部設備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對應工業(yè)過程的實時監(jiān)控。因此， MCGS 與 PLC設備的連接是通過設備窗口完成的。 本次設計采用模擬設備對其進行操作，在此過程中，只需將模擬設備改為相應型號 PLC 并進行相應設置即可完成連接，具體操作如下所述 。 （ 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 所示窗口。 圖 設備管理窗口 （ 4） 在可 選設備列表中，雙擊“通用設備”。 （ 5） 雙擊“模擬數(shù)據(jù)設備”，在下方出現(xiàn)模擬設備圖標。 （ 6） 雙擊模擬設備圖標，將“模擬設備”添加到右側(cè)選定設備列表中。 （ 7） 單擊確認并保存。 （ 8） 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。 （ 9） 雙擊“設備 0[模擬設備 ]”，進入模擬設備屬性設置窗口。 （ 10） 設置內(nèi)部屬性完成之后單擊確認，完成內(nèi)部屬性設置。 （ 11） 單擊保存，完成設備與變量連接。 武漢工程大學 畢業(yè)設計 28 武漢工程大學 畢業(yè)設計 29 結 論 在本 次課題設計中 ，使用 PLC 對機械手自動分揀系統(tǒng)進行控制，具體通過了物料的送料過程，搬運過程和分揀過程，基本上實現(xiàn)了預期的目標。送料機構實現(xiàn)了物料自動出現(xiàn)在相應的位置；機械手可以完成連續(xù)、手動、單周期和單步四種工作方式，將物料搬運到傳送帶上相應的位置；傳送和分揀機構在傳送帶的傳送下，將物料通過電容傳感器和電感傳感器的檢測，判斷是金屬還是非金屬，并通過了推桿推到相應的地方。由于對 PLC 軟件掌握的不太熟練，本系統(tǒng)重點完成了對機械手搬運過程的設計過程。 利用組態(tài)軟件 MCGS 對 機械手 自動 分揀 系統(tǒng)進行監(jiān)控，可以以最少的人 員配置來加強對來料傳輸?shù)墓芾?，提供較為直觀、清晰、準確的傳輸運行狀態(tài)，進而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。 MCGS 是一種比較新穎的軟件，將 MCGS 應用于 機械化 自動 分揀 系統(tǒng)對我來說是一次新的體驗。不過由于對組態(tài)軟件MCGS 掌握的不熟練，軟件的很多優(yōu)秀的功能沒有能應用到監(jiān)控系統(tǒng)中。 所以在該系統(tǒng)中，主要是對機械手的搬運過程有較好的實現(xiàn)，但在物料的送料控制和分揀過程有所不足。在對 MCGS 有進一步的了解，這部分將可以很好地實現(xiàn)。 此次畢業(yè)設計在學習了 PLC 和 MCGS 軟件的前提下，基本上實現(xiàn) 了課題的要求，由于條件的有限， PLC 設備與 MCGS 的連接未能具體實現(xiàn)，僅僅用了模擬設備來模擬設備運行。 總之，我對 PLC 和 MCGS 的認識還有很多不足的地方，在今后的學習中，我將會進一步的學習和使用這兩個軟件。 武漢工程大學 畢業(yè)設計 30 武漢工程大學 畢業(yè)設計 31 致 謝 本 畢業(yè) 論文是在 指導 老師指導 下完成的。 老 師在學業(yè)上給了我很大的幫助，使我在設計 過程中避免了許多無為的工作。 老 師一絲不茍、嚴謹認真的治學態(tài)度，精益求精、誨人不倦的學者風范，以及正直無私、磊落 大度的高尚品格，更讓我明白許多做人的道理 ， 在此我對導師表示衷心的感謝 ！ 本論文能夠完成，要感謝 測控 系的所有老師 和同學 ，是他們在這 四 年的時間里，陪伴著我，教會我的很多 。在我撰寫論文期間，得到了我的指導老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業(yè)知識上的指導，而且教給 我學習的方法和思路，使我在論文設計過程中不斷有新的認識和提高。老 師 和同學們 為 我 論文課題的研究提出了 許多指導性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導和幫助， 多得他們的指導 和幫助才使我能完成本論文。 在本文結束之際，特向我敬愛的老師們 以及親愛的同學 們 致以深深的感謝！ 武漢工程大學 畢業(yè)設計 32 武漢工程大學 畢業(yè)設計 33 參考文獻 [1] 許勝余 .自動分揀系統(tǒng)及其運用 [J]. 物流技術與運用 ， 2020， 3： 3339. 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