【正文】 故選用日本 三菱 公司生產的多功能小型 FX1N24MTD 主機 ， 該機輸入點為 14 個 ，輸出點為 10 個 [15]。至此，機械手經過八步動作完成一個循環(huán) [14]。上升到頂時，碰到上限位開關，上升停止。主機向驅動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉，機械手下降。降到底時碰到下限位開關，下降停止，氣夾電磁閥斷電，機械手夾緊。機械手的動作示意圖如圖 36 所示機械手若不在原點則 PLC 向驅動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉，橫軸后縮。基座正轉 /反轉和氣夾正轉 /反轉是通過兩個繼電器的吸合與斷開來控制直流電機的轉動方向來實現的。 圖 34 電平轉換板原理圖 機械手的動作實現過程 機械手的全部動作由步進電機和直流電機進行驅動控制。本模型所用輸入、輸出均為低電平有效。與 PLC 之間的接線圖如下，當傳感器動作時，輸出端對地接通。 13 圖 32 PLC 控制器與步進電機驅動器連接及工作原理 傳感器 本裝置中使用的傳感器有接近開關和行程開關。驅動器電源由面板上電源模塊提供，驅動器信號端采用 +24V 供電，需加 限流電阻（見圖 32 中 電阻）。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 步進電機驅動器 步進電機驅動器主要有電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分等。機械手實物教學模型的機械結構采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸、氣夾等機械部件組成；電氣方面有步進電機、直流電機、步進電機驅動器、傳感器、開關電源、電磁閥等電子器件組成。 大型網絡化 主要是朝 DCS 方向發(fā)展，使其具有 DCS 系統(tǒng)的一些功能。而采用 PLC 控制可以大大縮短設計周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。也 就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。毫無疑問，生產、設計周期越短越好，甚至希望邊設計、邊安裝、邊調試和邊生產，特別是產品更新?lián)Q代，生產工藝改造，不需改動現有生產設備及其外部接線，就能馬上組織生產，這不僅節(jié)約了勞動力，而且新產品能盡快投入市場。 PLC 的經濟分析 綜上所述，在各種環(huán)境中，使用 PLC 控制機構設備，生產流水線和生產過程的自動化控制將越來越廣泛。 PLC 系統(tǒng)主要有以下功能： 1) 多種控制功能； 2) 數據采集、存儲與處理功能； 3) 通信聯(lián)網功能； 4) 輸入、輸出接口調理功能； 9 5) 人機界面功能； 6) 編程、調試功能。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經短期的學習就可以使用。 現代 PLC 采用了 8 集成度很高的微電子器件，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的。如果因為工藝上的稍許變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進行布線、焊接、固定等工作，浪費了大量的人力、物力和時間。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的 PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。各部分通過總線 (電源總線、控制總線、地址總線、數據總線 )連接而成 [9]。綜上所述，機械手的控制方式選擇 PLC 控制。機械手控制系統(tǒng)若 采用 PLC 控制，體積小、重量輕、控制方式靈活、可靠性高、操作簡單、維修容易。比之單片機，它的輸 6 入輸出端更接近現場設備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。 機械手控制方式的選定 PLC 實現的自動控制系統(tǒng)，其控制功能基本都是通過設計軟件來實現的，這種軟件是利用 PLC 廠商提供的指令系統(tǒng)，根據機械設備的工藝流程來設計。 特別需要提出的是， PLC 與 STD 總線工控機的區(qū)別，無論從維修、安裝和模件功能都很相似。編程方面也有很多相同點。在初期 邏輯運算的基礎上，增加了數值運算、閉環(huán)調節(jié)等功能，增加了模擬量和 PID 調節(jié)等功能模塊；運算速度提高，CPU 的能力趕上了工業(yè)控制計算機；通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網絡 (LAN)，因而也可構成為一個集散系統(tǒng)。硬件結構方面，總線標準化程度高， 兼容性強，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強、模型復雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。 第二章 機械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡介 機械手控制方式的選擇 控制方式的分類 傳統(tǒng)的工業(yè)設備自動控制主要由繼電器或分立的電子線路來實現，這種控制方式投資相對少一些，目前僅在一些舊式的、簡單的工業(yè)設備中還有一定市場，但該控制方式卻有以下致命缺陷：（ 1）僅適合于簡單的邏輯控制；（ 2）僅適合特殊的工程項目，而沒有通用性；（ 3）沒有改動和優(yōu)化的可能性。通過設計編制 PLC 程序實現機械手模型控制系統(tǒng)的自動控 4 制。機械手性能不斷提高，而單機價格不斷下降；機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展；控制系統(tǒng)向基于 PC 機的開放型控制器方向發(fā)展；傳感器作用日益重要；虛擬現實技術在機械手中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制。它能識別景物，具有觸覺、視覺、力覺 、聽覺、味覺等多種感覺，能實現搜索、追蹤、辨色識圖等多種仿生動作，具有專家知識、語音功能和自學能力等人工智能 [3]。這代機械手基本上采用點位控制系統(tǒng)，沒有感覺外界環(huán)境信息的感覺器官，主要用于焊接、噴漆和上下料。 MCGS 是一套用于快速構造和生成計算機監(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，通過對現場數據的采集處理，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，在自動化領域中有著廣泛的應用 [2]。機械手在美國、加拿大等國家應用較多，如用果實采摘機械手來摘果實、裝配生產線上應用智能機器人等。國內外都十分重視它的應用和發(fā)展。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展機械手逐漸成為一門新興學科，并得到了較快的發(fā)展。 致 謝 ..............................................................................................錯誤 !未定義書簽。 指示燈的動畫連接 .........................................................錯誤 !未定義書簽。 工程畫面的創(chuàng)建 ..................................................................錯誤 !未定義書簽。 工程的建立 ....................................................................錯誤 !未定義書簽。 MCGS 的編程語言 ..........................................................錯誤 !未定義書簽。 MCGS 的概述 .......................................................................錯誤 !未定義書簽。 PLC 控制的安裝與布線 ...................................................錯誤 !未定義書簽。 PLC。研究了基于 PLC 的 機械手 模型控制系統(tǒng)的設計，還研究了 MCGS 在機械手控制系統(tǒng)中的應用 。 基于 PLC 及 MCGS 組態(tài) 的機械手模型控制系統(tǒng)的設計 姓 名： 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 指導教師： 完成時間： I 基于 PLC 及 MCGS 組態(tài) 的機械手模型控制系統(tǒng)的設計 摘 要