【正文】 這次我們的組的課題是基于MCGS和PLC的機械手控制系統(tǒng)組態(tài)設計，主要運用我們所學的知識PLC和MCGS組態(tài)軟件來完成這次畢業(yè)設計，在設計的過程中從最初的設計，到程序設計、MCGS組態(tài)軟件，到最后的論文寫作都得到了我們老師郭艷杰老師的精心指導和熱情地幫助，在論文完成之際，向老師表示衷心地感謝k在我做設計的過程中，我的各位老師和同學給我提供了很多幫助和支持，在此表示特別的感謝！ 學生簽名：日期：附 錄1 FX2N基本指令（1）觸電連接指令符 號名 稱功 能觸點類型，用法電路表示和目標文件程序步長LD取常開，接左母線或分支回路起始處用 1步LDI取反常閉，接左母線或分支回路起始處用 1步AND與常開，觸點串聯(lián) 1步ANI與非常閉，觸點串聯(lián) 1步OR或常開，觸點并聯(lián) 1步ORI或非常閉，觸點并聯(lián) 1步ORB電路塊或串聯(lián)電路塊（組）的并聯(lián)1步ANB電路塊與并聯(lián)電路塊（組）的串聯(lián)1步(2)輸出指令符 號名 稱功能電路表示和目標文件 程序步長OUT線圈驅(qū)動指令，驅(qū)動輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器 ，T3步，C3—5步RST對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器等繼電器的內(nèi)容清零RST ，D2步，特殊D3步SET，使動作保持SET.，PLS在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出 2步除特殊M以外PLS在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出 2步除特殊M以外MPS無操作器件指令、運算存儲入棧 MPS MRD MPP 無操作數(shù)元件1步MRD無操作器件指令，讀出存儲讀棧1步MPP無操作器件指令，讀出存儲或復位出棧1步。大學最后一個學期有一個任務就是做畢業(yè)設計。另外，本文中的機械手模型控制系統(tǒng)比較簡單，還需要不斷改進和加強。機械手控制技術是一項綜合型的技術，機械手控制系統(tǒng)又是一個復雜的隨機系統(tǒng)，本次設計的機械手模型控制系統(tǒng)與真正的機械手控制系統(tǒng)之間還有很大的差距。MCGS是一種比較新穎的軟件，將MCGS應用于機械手的自動控制對我來說是一次新的體驗。通過本次設計，可以根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數(shù)，實現(xiàn)機械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。結(jié) 論在本次課題設計中，機械手模型控制系統(tǒng)采用PLC進行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過不斷查閱資料，研究、改進，最終程序調(diào)試成功。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?？梢愿鶕?jù)功能表，在適合的時候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關觸點的接通和斷開。第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及設計總結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試（1）硬件檢測調(diào)試從硬件方面檢查系統(tǒng)的各個方面，保證系統(tǒng)的硬件接線正確（2）機械手控制程序的調(diào)試程序的模擬調(diào)試將設計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入出現(xiàn)錯誤。在運行中通過對按鈕的操作可檢測所編程序的正確與否。 調(diào)試保存所有組態(tài)設置，然后關閉組態(tài)監(jiān)控程序。6）存盤，進入運行環(huán)境調(diào)試。如圖422所示。如圖421所示。4) 進入“可見度”頁，在表達式一欄填入：工件夾緊標志；當表達式非零時，選擇：對應圖符不可見。工件移動動畫的實現(xiàn)：1) 在實時數(shù)據(jù)庫中填加一個變量：工件夾緊標志，初值：0，類型：開關。參數(shù)設置的意思是：當水平移動量=0時，向右移動距離為0；當水平移動量＝50時，向右移動距離為180。5) 計算：水平移動量的最大值=循環(huán)次數(shù)*變化率=50*1=50，即當水平移動量＝50時，水平移動距離為180。移動距離為180.2) 在數(shù)據(jù)庫中增加一個變量：水平移動量，數(shù)值型，初值為0。10) 進入運行環(huán)境，單擊“啟動”按鈕，觀察動作。在垂直移動連接欄填入各項參數(shù)。8) 在“位置動畫連接”一欄中選中“垂直移動”，單擊“垂直移動”選項卡，進入該頁。變化率=25*1=25。5) 計算垂直移動一次腳本程序執(zhí)行次數(shù)：次數(shù)=下移時間（上升時間）/循環(huán)策略執(zhí)行間隔=5s/200ms=25次。3) 估計總垂直移動距離：在上工件底邊與下工件底邊之間畫一條直線，根據(jù)狀態(tài)條大小指示可知直線長度即總垂直移動距離，垂直移動距離為104。2) 單擊“查看”菜單，選擇“狀態(tài)條”，在屏幕下方出現(xiàn)狀態(tài)條。經(jīng)過這樣的連接，當按下機械手或畫面上的啟動按鈕后，不但相應變量的值會改變，相應指示燈也會出現(xiàn)亮滅的改變。11) 單擊“保存”按鈕。9) 單擊“確認”按鈕，退出“可見度”設置頁。圖38 動畫組態(tài)屬性設置7) 在“表達式”一欄，單擊“？”按鈕，彈出當前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對象列表，雙擊“啟動按鈕”。5) 選中“可見度”選項卡，其他項不選。4) 單擊“”按鈕，彈出“動畫組態(tài)屬性設置”窗口。2) 單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。7) 單擊“保存”按鈕。如圖36所示。圖34實時數(shù)據(jù)庫窗口圖35實時數(shù)據(jù)庫窗口圖36 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：機械手啟動信號，X11輸入，1有效。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，如圖35所示。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象。變量名類型初值注釋啟動按鈕開關型0機械手啟動控制信號 X0輸入1有效停止按鈕開關型0機械手復位控制信號 X1輸入1有效上限開關開關型0機械手動作控制 輸入1有效下限開關開關型0機械手動作控制 輸入1有效左限開關開關型0機械手動作控制 輸入1有效右限開關開關型0機械手動作控制 輸入1有效變量定義的步驟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34所示。變量的分配在開始定義之前，我們先對系統(tǒng)進行分析，確定需要的變量。數(shù)據(jù)對象是構(gòu)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。圖33在MCGS中，變量也叫數(shù)據(jù)對象。4) 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。2) 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：“”。（14）實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理 考慮到工控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢，MCGS充分運用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work，分布式計算機協(xié)通工作方式)技術，使分布在不同現(xiàn)場的采集設備和工作站之間實現(xiàn)協(xié)同工作，不同的工作站之間則通過MCGS實時交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制管理。隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴大和豐富，這樣解決了對象元件庫的元件積累和元件重復利用問題。（13）設立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便 對象元件庫，實際上是分類儲存的各種組態(tài)對象的圖庫。組態(tài)時，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)構(gòu)是一個數(shù)據(jù)庫；運行時，系統(tǒng)自動生成一個數(shù)據(jù)庫，保存和處理數(shù)據(jù)對象和報警信息的數(shù)據(jù)。除此之外，MCGS還提供了一套開放的可擴充接口，用戶可根據(jù)自己的用VB、VC等高等高級開發(fā)語言，編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能。（11）良好的可維護性和可擴充性MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的模塊以及構(gòu)件的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自的獨立。不同的設備構(gòu)件，所有的設備構(gòu)件均通過實時數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系；而建立時又是相互獨立的，即對某一構(gòu)件的操作或改動，不影響其他構(gòu)件和整個系統(tǒng)。（9）支持多種硬件設備，實現(xiàn)“設備無關”MCGS針對外部設備的特征，設備工具箱，定義多種設備構(gòu)件，建立系統(tǒng)與外部設備的連接關系，賦予相關的屬性，實現(xiàn)對外部設備的驅(qū)動和控制。各個部件獨立地向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制。警報信息的存儲與應答功能，為工業(yè)現(xiàn)場安全可靠地生產(chǎn)運行提供了有力的保障。（7）多樣化的報警功能 MCGS提供多種不同的警報方式，具有豐富的警報類型和靈活多樣的警報處理函數(shù)。此外MCGS還提供了工程密碼，鎖定軟件狗、工程運行期限等功能，大大加強了保護組態(tài)開發(fā)者勞動成果的力度。（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采用開放式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，MCGS提供多種高性能的I/O驅(qū)動；支持Microsoft開放數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）接，有強大的數(shù)據(jù)庫連接能力；全面支持OPC(OLE for Process Control)標準，即可作為OPL客戶端，也可以作為OPC服務器，可以與更多的自動化設備相連接；MCGS通過DDE(Dynamic Data Exchange,動態(tài)數(shù)據(jù)交換)與其他應用程序交換數(shù)據(jù)，充分利用計算機豐富的軟件資源；MCGS全面支持ActiveX控制，提供極其靈活的面向?qū)ο蟮膭討B(tài)圖形功能，并且包含豐富的圖形庫。MCGS還為客戶提供了豐富的動畫構(gòu)件，每個動畫構(gòu)件都應一個特定的動畫功能。（2）實時性強、良好的并行處理性能 MCGS是真正的32位系統(tǒng)充分利用了32位Windows操作品臺的多任務、按優(yōu)先級分時操作的功能，以線程為單位對在工程作業(yè)中實時性強的關鍵任務和實時性不強的非關鍵任務進行分時并行處理，使PC機廣泛應用于工程測控領域成為可能。MCGS組態(tài)軟件功能及其特點MCGS的主要和基本功能如下：（1）簡單的可視化操作界面 MCGS采用全中文、可視化、面向窗口的開發(fā)界面，以窗口為單位，構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變符合中國人的使用習慣和要求。一個應用系統(tǒng)有三個固定的運行策略：啟動、循環(huán)策略、和退出策略，用戶也可以根據(jù)具體需要創(chuàng)建新的用戶策略、循環(huán)策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略，并且用戶最多可創(chuàng)建521個用戶策略。包括編程控制程序（if……then腳本程序）和選用各種功能構(gòu)件，例如數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作和多媒體輸出等。（5）運行策略運行策略是對系統(tǒng)運行的流程實現(xiàn)有效控制的手段。這種將數(shù)值、屬性和方法封裝在一起的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)對象。從外部設備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)的報警處理和存盤處理。本窗口內(nèi)定義的不同類型和名稱的變量，將作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅(qū)動的對象。