【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(jì)，主要運(yùn)用我們所學(xué)的知識(shí)PLC和MCGS組態(tài)軟件來完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中從最初的設(shè)計(jì)，到程序設(shè)計(jì)、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(jì)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(hào)名 稱功 能觸點(diǎn)類型，用法電路表示和目標(biāo)文件程序步長(zhǎng)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(diǎn)串聯(lián) 1步ANI與非常閉，觸點(diǎn)串聯(lián) 1步OR或常開，觸點(diǎn)并聯(lián) 1步ORI或非常閉，觸點(diǎn)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(hào)名 稱功能電路表示和目標(biāo)文件 程序步長(zhǎng)OUT線圈驅(qū)動(dòng)指令，驅(qū)動(dòng)輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器 ，T3步，C3—5步RST對(duì)定時(shí)器、計(jì)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(dòng)作保持SET.，PLS在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出 2步除特殊M以外PLS在輸入信號(hào)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(chǔ)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(chǔ)讀棧1步MPP無操作器件指令，讀出存儲(chǔ)或復(fù)位出棧1步。大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期有一個(gè)任務(wù)就是做畢業(yè)設(shè)計(jì)。另外，本文中的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)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(xiàng)綜合型的技術(shù)，機(jī)械手控制系統(tǒng)又是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)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(dòng)控制對(duì)我來說是一次新的體驗(yàn)。通過本次設(shè)計(jì)，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)，實(shí)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(jì)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(dòng)化程度，減少了大量的中間繼電器、時(shí)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(shí)候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及設(shè)計(jì)總結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試（1）硬件檢測(cè)調(diào)試從硬件方面檢查系統(tǒng)的各個(gè)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(jì)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(cuò)誤。在運(yùn)行中通過對(duì)按鈕的操作可檢測(cè)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(shí)，選擇：對(duì)應(yīng)圖符不可見。工件移動(dòng)動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)：1) 在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中填加一個(gè)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(dòng)量=0時(shí)，向右移動(dòng)距離為0；當(dāng)水平移動(dòng)量＝50時(shí)，向右移動(dòng)距離為180。5) 計(jì)算：水平移動(dòng)量的最大值=循環(huán)次數(shù)*變化率=50*1=50，即當(dāng)水平移動(dòng)量＝50時(shí)，水平移動(dòng)距離為180。移動(dòng)距離為180.2) 在數(shù)據(jù)庫中增加一個(gè)變量：水平移動(dòng)量，數(shù)值型，初值為0。10) 進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，單擊“啟動(dòng)”按鈕，觀察動(dòng)作。在垂直移動(dòng)連接欄填入各項(xiàng)參數(shù)。8) 在“位置動(dòng)畫連接”一欄中選中“垂直移動(dòng)”，單擊“垂直移動(dòng)”選項(xiàng)卡，進(jìn)入該頁。變化率=25*1=25。5) 計(jì)算垂直移動(dòng)一次腳本程序執(zhí)行次數(shù)：次數(shù)=下移時(shí)間（上升時(shí)間）/循環(huán)策略執(zhí)行間隔=5s/200ms=25次。3) 估計(jì)總垂直移動(dòng)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(zhǎng)度即總垂直移動(dòng)距離，垂直移動(dòng)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(dòng)按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會(huì)改變，相應(yīng)指示燈也會(huì)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(dòng)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(duì)象列表，雙擊“啟動(dòng)按鈕”。5) 選中“可見度”選項(xiàng)卡，其他項(xiàng)不選。4) 單擊“”按鈕，彈出“動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口。2) 單擊“動(dòng)畫連接”選項(xiàng)卡，進(jìn)入該頁。7) 單擊“保存”按鈕。如圖36所示。圖34實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口圖35實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口圖36 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置窗口4) 將“對(duì)象名稱”改為：?jiǎn)?dòng)按鈕；“對(duì)象初值”改為：0；“對(duì)象類型”選擇：開關(guān)型；在“對(duì)象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：機(jī)械手啟動(dòng)信號(hào)，X11輸入，1有效。2) 單擊工作臺(tái)右側(cè)“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加了一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)象。變量名類型初值注釋啟動(dòng)按鈕開關(guān)型0機(jī)械手啟動(dòng)控制信號(hào) 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(hào) X1輸入1有效上限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動(dòng)作控制 輸入1有效下限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動(dòng)作控制 輸入1有效左限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動(dòng)作控制 輸入1有效右限開關(guān)開關(guān)型0機(jī)械手動(dòng)作控制 輸入1有效變量定義的步驟1) 單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“實(shí)時(shí)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過程。圖33在MCGS中，變量也叫數(shù)據(jù)對(duì)象。4) 在文件名一欄內(nèi)輸入“機(jī)械手控制系統(tǒng)”，點(diǎn)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(xiàng)，自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“”。（14）實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shì)，MCGS充分運(yùn)用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work，分布式計(jì)算機(jī)協(xié)通工作方式)技術(shù)，使分布在不同現(xiàn)場(chǎng)的采集設(shè)備和工作站之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，不同的工作站之間則通過MCGS實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制管理。隨著工作的積累，對(duì)象元件庫將日益擴(kuò)大和豐富，這樣解決了對(duì)象元件庫的元件積累和元件重復(fù)利用問題。（13）設(shè)立對(duì)象元件庫，組態(tài)工作簡(jiǎn)單方便 對(duì)象元件庫，實(shí)際上是分類儲(chǔ)存的各種組態(tài)對(duì)象的圖庫。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)構(gòu)是一個(gè)數(shù)據(jù)庫；運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)數(shù)據(jù)庫，保存和處理數(shù)據(jù)對(duì)象和報(bào)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(jí)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(dú)立。不同的設(shè)備構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系；而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的，即對(duì)某一構(gòu)件的操作或改動(dòng)，不影響其他構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)。（9）支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”MCGS針對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯(cuò)控制。警報(bào)信息的存儲(chǔ)與應(yīng)答功能，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(bào)警功能 MCGS提供多種不同的警報(bào)方式，具有豐富的警報(bào)類型和靈活多樣的警報(bào)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(dòng)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(dòng)；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(dòng)化設(shè)備相連接；MCGS通過DDE(Dynamic Data Exchange,動(dòng)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(jì)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?dòng)態(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(dòng)畫構(gòu)件，每個(gè)動(dòng)畫構(gòu)件都應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)畫功能。（2）實(shí)時(shí)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(tái)的多任務(wù)、按優(yōu)先級(jí)分時(shí)操作的功能，以線程為單位對(duì)在工程作業(yè)中實(shí)時(shí)性強(qiáng)的關(guān)鍵任務(wù)和實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的非關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行分時(shí)并行處理，使PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)控領(lǐng)域成為可能。MCGS組態(tài)軟件功能及其特點(diǎn)MCGS的主要和基本功能如下：（1）簡(jiǎn)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(jiǎn)單直觀，又靈活多變符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)有三個(gè)固定的運(yùn)行策略：?jiǎn)?dòng)、循環(huán)策略、和退出策略，用戶也可以根據(jù)具體需要?jiǎng)?chuàng)建新的用戶策略、循環(huán)策略、報(bào)警策略、事件策略、熱鍵策略，并且用戶最多可創(chuàng)建521個(gè)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(shí)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的流程實(shí)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(duì)象。從外部設(shè)備采集來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)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(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。（4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是工程各個(gè)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