【正文】 感謝實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)給予我課題理論方面的精心幫助，感謝我的朋友，我的每一步成長(zhǎng)都離不開他們的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)。在此，謹(jǐn)對(duì)李老師致以最誠(chéng)摯的謝意。SystemSIMATICMchardware,Batten.2006，7(3)：3641[9][M].人民郵電出版社,2005，6(4)：111114參考文獻(xiàn)[1][D].本次設(shè)計(jì)是基于三菱可編程控制器QD75為核心進(jìn)行研究設(shè)計(jì)的，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)本次設(shè)計(jì)的要求，需要對(duì)三菱Q系列PLC、威綸觸摸屏、MRJ2SSuper系列伺服控制系統(tǒng)等進(jìn)行選型，要學(xué)習(xí)使用三菱Q系列語(yǔ)言，用GX developer進(jìn)行編程，用GX ConfiguratorQP進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置以及監(jiān)控。另外，只有這些畫面的設(shè)計(jì)還是不夠的，設(shè)計(jì)還需要對(duì)畫面和數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的對(duì)象建立連接，只有這樣才能使圖形進(jìn)行各種形狀、顏色的變化，根據(jù)系統(tǒng)的要求產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，完成完整的人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。在人機(jī)界面的創(chuàng)建中，要先進(jìn)行頁(yè)面的設(shè)計(jì)，這是為了讓人們能夠更加直觀的清楚所設(shè)計(jì)的內(nèi)容，明白這個(gè)人機(jī)界面的作用，下面是我所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面創(chuàng)建的頁(yè)面。④用戶的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)系統(tǒng)的態(tài)度。另外，在人機(jī)界面的建立時(shí)，需要考慮其中的人文因素。⑥重要性原則。也就是按照規(guī)定，將文字、形狀和顏色等進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和管理。即根據(jù)控制的工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，要按照由上到下、由大到小的查看訪問順序進(jìn)行管理。因而，為了能夠更好的將復(fù)雜的內(nèi)容簡(jiǎn)單的展現(xiàn)在我們的面前，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)也就具有了其原則。圖310定位數(shù)據(jù)監(jiān)視本章主要是涉及到了本次設(shè)計(jì)中程序編程的內(nèi)容，從輸入輸出接口的分配，到繪制PLC的外部接線圖，最后對(duì)程序進(jìn)行統(tǒng)一的編寫，并用GX ConfiguratorQP進(jìn)行了參數(shù)的設(shè)置以及監(jiān)視。下圖38為軸一塊啟動(dòng)模塊的數(shù)據(jù)設(shè)置。通過在工程樹視圖中點(diǎn)擊然后雙擊，就可以進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置的界面，如下圖36所示：圖36參數(shù)設(shè)置在工程樹視圖中，接下來(lái)的內(nèi)容是，這是用來(lái)實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的設(shè)置的，在其后的3和4分別代表的是軸一、軸二、軸三和軸四，用此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)軸的參數(shù)設(shè)置。下圖34是我所設(shè)計(jì)的GX ConfiguratorQP的初始界面?？偝绦蛞姼戒浂Ｏ鄬?duì)于加速調(diào)整來(lái)說(shuō)，減速調(diào)整基本是相同的，只要將加減速的標(biāo)志D+和D進(jìn)行相應(yīng)的變換，然后還要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器以及各個(gè)脈沖的變化，這樣就可以實(shí)現(xiàn)加減速的變化，下面這個(gè)程序就是機(jī)械手臂的減速程序。在每一次的機(jī)械手的啟動(dòng)中，每一個(gè)軸都有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，這就需要我們對(duì)錯(cuò)誤的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，防止其錯(cuò)誤的發(fā)生；如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的信號(hào)，要對(duì)其位置作出調(diào)整。軸一、二、三和四接通1號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，速度變更以及啟動(dòng)脈沖輸入2號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，速度變更以及啟動(dòng)脈沖輸入3號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，速度變更以及啟動(dòng)脈沖輸入4號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，速度變更以及啟動(dòng)脈沖輸入對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行復(fù)位并且讀取各軸的當(dāng)前速度以及錯(cuò)誤信號(hào)的檢測(cè)軸一軸二軸三軸四圖33 編程流程根據(jù)流程圖可以看出，在本次設(shè)計(jì)中首先要使的四個(gè)軸實(shí)現(xiàn)接通，能夠得到信號(hào)并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，下面的程序?yàn)檩S一的接通程序。總的外部接線圖見附錄一。 PLC的外部接線在程序的編輯中，首先要了解用到的指令單元的外部接線結(jié)構(gòu)，只有明確了它的外部接線才能進(jìn)行正確的編程。因此，在本次I/O的分配當(dāng)中分為三個(gè)部分。程序的設(shè)計(jì)，首先要對(duì)輸入輸出口點(diǎn)數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，并且要對(duì)其進(jìn)行合理的分配；其次，要繪制PLC的外部接線，特別是對(duì)于伺服控制系統(tǒng)，這方面的語(yǔ)言編寫需要經(jīng)過分析進(jìn)行配置；最后，本次設(shè)計(jì)用到的是QD75模塊，因此要對(duì)三菱Q系列的語(yǔ)言進(jìn)行學(xué)習(xí)，才能用GX Developer進(jìn)行編輯，還要用GX configuratorQP進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置和監(jiān)控。在編碼器上有一個(gè)能隨著電機(jī)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，在這個(gè)圓盤上有一個(gè)小孔，一側(cè)的光源通過小孔能夠照射到另一側(cè)的光敏接收器，那么在電機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，光敏接收器接收到一個(gè)脈沖量的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頻率，根據(jù)頻率就可以改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)環(huán)節(jié)：一般情況下都是用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？刂破鳎阂话闶侵赣?jì)算機(jī)或者是控制電路。表21 額定輸出的標(biāo)識(shí)記號(hào)額定輸出（W）1010020200404006060070700100100020020003503500在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，所選用的是MRJ2S40A伺服驅(qū)動(dòng)器，它的外觀及各部分功能如下圖210所示。 MRJ2SSUPER系列伺服系統(tǒng)MRJ2SSUPER系列伺服系統(tǒng)除了具有一般控制模式的3種模式以外，還有位置/速度、速度/轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩/位置這三種控制方式可以切換。⑤低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)。伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：①調(diào)速范圍寬。（1）輸入模塊QX40S1如下圖28所示：圖28 QX40S1輸入QX40S1為DC輸入模塊是一種正極公共端型。 Q00JCPU模塊隨著科技的發(fā)展，三菱電機(jī)在我國(guó)占據(jù)著PLC系列產(chǎn)品的主要地位，為了更好的滿足我國(guó)的用戶，三菱對(duì)Q系列PLC進(jìn)行了改造，不斷提高PLC的性能，同時(shí)降低成本，推出了Q00JCPU。⑦通過GX ConfiguratorQP進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置以及監(jiān)控。③能夠?qū)崿F(xiàn)快速起動(dòng)。這四種系統(tǒng)就是在QD75定位模塊中具有的系統(tǒng)，在簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)當(dāng)中一般會(huì)用開集極式系統(tǒng)或者是差動(dòng)式系統(tǒng)，兩者相對(duì)來(lái)說(shuō)差動(dòng)式系統(tǒng)更加準(zhǔn)確。（2）Q系列PLC優(yōu)勢(shì)：①控制簡(jiǎn)單，適合用于軸數(shù)多的系統(tǒng)。如果遇到問題，冗余CPU系統(tǒng)可以確保系統(tǒng)的操作。（8）總線總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，用于連接主機(jī)內(nèi)的各個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)它們間的通訊[10]。（5）擴(kuò)展接口用于實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。PLC的常用存儲(chǔ)器分類：①RAM：讀/寫存儲(chǔ)器，又稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器②EPROM：只讀存儲(chǔ)器③EEPROM：只讀存儲(chǔ)器，用編程器可以對(duì)儲(chǔ)存的內(nèi)容進(jìn)行修改（3）I/O接口PLC中輸入接口可分為三類：直流輸入、交流輸入和交直流輸入。 PLC的組成PLC的種類繁多，但是其組成都是相同的，其基本單元都是以CPU作為核心的計(jì)算機(jī)。整體式是將各個(gè)組成部分集成在一起，組合成一個(gè)盒子。u規(guī)格說(shuō)明外殼材料：工業(yè)塑料，顯示器：7寸 800480 65536色 TFT LCDCPU:32Bit RISC 400MHz內(nèi)存（DRAM）：64MB DDR2 on board存儲(chǔ)空間：128MB flash memory on board通訊界面：三組異步串行通訊端口：COM1:RS232/RS485 2W/4W,COM2:RS232,COM3:RS232/RS485 2W host high speed device電源輸入：24177。T表示T系列，i表示i系列，X表示X系列該數(shù)值表示LCD尺寸，070表示7寸LCD，100表示10寸LCD以此類推6表示6000系列8表示8000系列表示W(wǎng)EINVIEWHMI名稱的前綴MTXXXXX圖22 WEINVIEW 人機(jī)界面的命名規(guī)則例如，在本次設(shè)計(jì)中我所使用的威綸觸摸屏的型號(hào)是MT6070iH，表明該威綸觸摸屏是6000系列，具有7寸LCD的觸摸屏，屬于i系列。另外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的監(jiān)視和控制，需要一個(gè)觸摸屏，建立一個(gè)人機(jī)界面完成管理。 本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是介紹選題的依據(jù)，并且指出了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了其中的不足，這就督促我們掌握各方面的知識(shí)，更好的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。主要是實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo)：（1）機(jī)械手的定位?？傊?，我國(guó)的PLC在機(jī)械手方面的設(shè)計(jì)明顯趨于比較落后的地位，這就使我國(guó)自主開發(fā)的PLC不能在我國(guó)得到更好的發(fā)展與應(yīng)用。國(guó)外方面：在60年代末期美國(guó)已經(jīng)開始出現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且在各行各業(yè)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)械手更是已經(jīng)趨向于智能化[4]。②機(jī)械手能夠進(jìn)行精確的組合與重裝，形成了一個(gè)個(gè)的模塊。而且我國(guó)的機(jī)械手在軟件方面也有了突破性的進(jìn)展，掌握了軟件設(shè)置的關(guān)鍵性技術(shù)（設(shè)計(jì)和編程方面的技術(shù)）[3]。在此方面，三菱系列的PLC利用本身的優(yōu)勢(shì)取得了很大的市場(chǎng)，通過對(duì)CPU的組合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種特定應(yīng)用的需求。在當(dāng)代工業(yè)中，PLC控制系統(tǒng)向著簡(jiǎn)易化、可靠性好以及簡(jiǎn)單的操作等方面前進(jìn)，逐漸成為了現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。隨著在當(dāng)今社會(huì)