【正文】 這次我們的組的課題是基于MCGS和PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計，主要運(yùn)用我們所學(xué)的知識PLC和MCGS組態(tài)軟件來完成這次畢業(yè)設(shè)計，在設(shè)計的過程中從最初的設(shè)計，到程序設(shè)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(dǎo)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(shè)計的過程中，我的各位老師和同學(xué)給我提供了很多幫助和支持，在此表示特別的感謝！ 學(xué)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(biāo)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(biāo)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(yùn)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(fù)位出棧1步。大學(xué)最后一個學(xué)期有一個任務(wù)就是做畢業(yè)設(shè)計。另外，本文中的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)比較簡單，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。機(jī)械手控制技術(shù)是一項綜合型的技術(shù)，機(jī)械手控制系統(tǒng)又是一個復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)，本次設(shè)計的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)與真正的機(jī)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(yīng)用于機(jī)械手的自動控制對我來說是一次新的體驗。通過本次設(shè)計，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機(jī)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(shè)計中，機(jī)械手模型控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)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(jìn)，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(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點的接通和斷開。第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及設(shè)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(jī)械手控制程序的調(diào)試程序的模擬調(diào)試將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入出現(xiàn)錯誤。在運(yùn)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(shè)置，然后關(guān)閉組態(tài)監(jiān)控程序。6）存盤，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試。如圖422所示。如圖421所示。4) 進(jìn)入“可見度”頁，在表達(dá)式一欄填入：工件夾緊標(biāo)志；當(dāng)表達(dá)式非零時，選擇：對應(yīng)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(biāo)志，初值：0，類型：開關(guān)。參數(shù)設(shè)置的意思是：當(dāng)水平移動量=0時，向右移動距離為0；當(dāng)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(dāng)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(jìn)入運(yùn)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(jìn)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(dāng)按下機(jī)械手或畫面上的啟動按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會改變，相應(yīng)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(rèn)”按鈕，退出“可見度”設(shè)置頁。圖38 動畫組態(tài)屬性設(shè)置7) 在“表達(dá)式”一欄，單擊“？”按鈕，彈出當(dāng)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(shè)置”窗口。2) 單擊“動畫連接”選項卡，進(jìn)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(shè)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(guān)型；在“對象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：機(jī)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(guān)型0機(jī)械手啟動控制信號 X0輸入1有效停止按鈕開關(guān)型0機(jī)械手復(fù)位控制信號 X1輸入1有效上限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動作控制 輸入1有效下限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動作控制 輸入1有效左限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動作控制 輸入1有效右限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(rèn)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(yùn)用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work，分布式計算機(jī)協(xié)通工作方式)技術(shù)，使分布在不同現(xiàn)場的采集設(shè)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(kuò)大和豐富，這樣解決了對象元件庫的元件積累和元件重復(fù)利用問題。（13）設(shè)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(yùn)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(kuò)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(kuò)充系統(tǒng)的功能。（11）良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)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(shè)備構(gòu)件，所有的設(shè)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(shè)備，實現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”MCGS針對外部設(shè)備的特征，設(shè)備工具箱，定義多種設(shè)備構(gòu)件，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，賦予相關(guān)的屬性，實現(xiàn)對外部設(shè)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(yīng)答功能，為工業(yè)現(xiàn)場安全可靠地生產(chǎn)運(yùn)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(yùn)行期限等功能，大大加強(qiáng)了保護(hù)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(qiáng)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫連接能力；全面支持OPC(OLE for Process Control)標(biāo)準(zhǔn)，即可作為OPL客戶端，也可以作為OPC服務(wù)器，可以與更多的自動化設(shè)備相連接；MCGS通過DDE(Dynamic Data Exchange,動態(tài)數(shù)據(jù)交換)與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，充分利用計算機(jī)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(yīng)一個特定的動畫功能。（2）實時性強(qiáng)、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(wù)、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(qiáng)的關(guān)鍵任務(wù)和實時性不強(qiáng)的非關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行分時并行處理，使PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測控領(lǐng)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(yùn)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(xí)慣和要求。一個應(yīng)用系統(tǒng)有三個固定的運(yùn)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(yùn)行策略運(yùn)行策略是對系統(tǒng)運(yùn)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(shè)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(shè)備驅(qū)動的對象。（4）實時數(shù)據(jù)庫 實時數(shù)據(jù)庫是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，是MCGS系統(tǒng)的核心。所以的