【正文】 S 系統(tǒng)三大部分 (設(shè)備驅(qū)動 ,動畫顯示和流程控制 )的所有工作 .除此以外 , MCGS 還提供了一套開放的可擴充接口 ,用戶可根據(jù)自己的需要用 VB,VC 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 .MCGS 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲 ,系統(tǒng)可靠性高 . MCGS 設(shè)立對象元件庫 ,組態(tài)工作簡單方便 ,易于實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理 . MCGS 的編程語言 MCGS 全中文組態(tài)軟件 ,采用 C++語言編制 ,核心為組態(tài)結(jié)構(gòu) .構(gòu)架合理 ,連接靈活 , 結(jié)構(gòu)層次清晰 ,方便用戶的定制開發(fā) .它是基于 WIN95/98/NT 視窗結(jié)構(gòu) ,能夠快速構(gòu)造和 生成數(shù)據(jù)管理 ,報警處理 ,流程控制 ,動畫顯示 ,報表輸出等界面 ,輕松實現(xiàn)各種工程曲 線 ,報表 ,數(shù)據(jù)瀏覽 ,遠(yuǎn)程通訊 ,遠(yuǎn)程采集 ,遠(yuǎn)程診斷等功能的先進(jìn)軟件 . MCGS 組態(tài)軟件采用 Basic 的腳本語言編程 ,有強大的圖形化流程策略組態(tài)工具 ,使 18 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 編程工作降到最少 ,令用戶愛不釋手 .MCGS 全中文組態(tài)軟件能支持目前市場上絕大部分 硬件 ,其網(wǎng)絡(luò)版更使 決勝千里之外 成為可能 . MCGS 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) MCGS 數(shù)據(jù)庫管理功能強大 ,分為數(shù)據(jù)前處理 (可以對設(shè)備采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種 數(shù)值處理 ) ,數(shù)據(jù)后處理 (可通過各種內(nèi)部函數(shù) ,運算符 ,腳本程序?qū)崟r采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理 ) ,實時數(shù)據(jù)處理 (提供數(shù)據(jù)瀏覽 ,各種曲線 ,報表等功能構(gòu)件 ,對存盤數(shù)據(jù)庫的 數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢 ,排序 ,運算等操作 ) ,同時可以掛接外部數(shù)據(jù)庫 , 實現(xiàn) ODBC 接口和 OLE 實 時 調(diào) 用 , 可 以 和 SOL,Server,Oracle,Access 等數(shù)據(jù)庫相連 ,提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式 , 每種方法都可以獨立使用或組合使用 . 數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù) ,實時曲線可以動態(tài) 顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù) ,并可以設(shè)定上下限值和時間的長短 ,以便于用戶查詢 ,同時提供 EXCEL 報表和 MCGS 自由報表 . MCGS 的作用 MCGS 全中文組態(tài)軟件是真正的 32 位程序 ,支持多任務(wù) ,多線程 ,提供近百種繪圖 工具和基本圖符 .使用 ActiveDLL 把設(shè)備驅(qū)動掛接在系統(tǒng)之中 ,支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板 ,智能模 塊 ,智能儀表 ,PLC,變頻器 ,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ,它支持 ActiveX 控件 ,包括溫控曲線 ,實時曲 線 ,計劃曲線 ,歷史曲線 ,XY 曲 線 ,實時報表 ,歷史報表 ,單行報表 ,配方管理 ,數(shù)據(jù) 庫管理 ,數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計 ,多媒體輸出等眾多構(gòu)件 . MCGS 全中文組態(tài)軟件可完整實現(xiàn) ODBC 接口 ,可與 SQLServer,Oraver,Oracle, Access 等主要數(shù)據(jù)庫相連 ,可實現(xiàn)各種復(fù)雜的報表 ,并以不同方式增加 ,刪除數(shù)據(jù)庫中的 記錄 ,支持 CAN,PROFIBUS,HART,LONWORKS 等多種現(xiàn)場總線 .它還具有強大的 網(wǎng)絡(luò) 16 功能 ,支持 TCP/IP,MODEM,485/422/232 等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案 ,提供 4 級安全 保密機制 . 工程組態(tài)軟件 MCGS 的最大優(yōu)點是組態(tài)方便 ,它融會了中外工控組態(tài)軟件的眾多長 處 ,只要是稍具外語常識 ,即可以方便組態(tài) [18]. 工程的建立與變量的定義 1) 首先雙擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標(biāo) ,進(jìn)入組態(tài)環(huán)境 ,屏幕中間窗口為工作臺 . 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 : 新建工程 . 3) 選擇文件菜單中的 工程另存為 菜單項 ,彈出文件保存窗口 . 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 . MCGS 工作臺窗口 在 MCGS 中 ,變量也叫數(shù)據(jù)對象 .實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理 中心 .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 .定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括 :指定數(shù)據(jù)變量的名稱 ,類型 ,初始值和數(shù)值范 圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù) ,如存盤的周期 ,存盤的時間范圍和保存期限等 . 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 .本系統(tǒng)至少需要 16 個 變量 ,見圖 43. 圖 43 機械手控制系統(tǒng)變量分配表 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 17 窗口頁 ,如圖 44 所示 .窗口中列出了系統(tǒng)已有變量 數(shù)據(jù)對象 的名稱 .其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部 建立的數(shù)據(jù)對象 .現(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進(jìn)去 . 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 . 3) 選中該數(shù)據(jù)對象 ,按 對象屬性 按鈕 ,或雙擊選中對象 ,則打開 數(shù)據(jù)對象屬 性設(shè)置 窗口 . 21 圖 45 實時數(shù)據(jù)庫窗口 圖 46 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 。改變電機轉(zhuǎn)向時 ,需 要加方向信號 .機械手的上升 /下降 ,前伸 /后 縮動作就是通過控制這兩個步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的 .基座正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)和氣夾正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn) 是通過兩個繼電器的吸合與斷開來控制直流電機的轉(zhuǎn)動方向來實現(xiàn)的 . 機械手的放松 /夾緊 由一個單線圈兩位置電磁閥控制 .當(dāng)該線圈通電時 ,機械手放松 。二是向大型網(wǎng)絡(luò)化 ,高可靠性 ,好的兼容性和多功能方面發(fā)展 [12]. 1,大型網(wǎng)絡(luò)化 主要是朝 DCS 方向發(fā)展 , 使其具有 DCS 系統(tǒng)的一些功能 . 網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強是 PLC 發(fā)展的一個重要方面 ,向下可將多個 PLC,I/O 框架相連 ,向上與工業(yè)計算機 ,以太網(wǎng) , MAP 網(wǎng)等相連構(gòu)成整個工廠的自動化控制系統(tǒng) . 2,多功能 隨著自調(diào)整 ,步進(jìn)電機控制 ,位置控制 ,伺服控制等模塊的出現(xiàn) ,使 PLC 控制領(lǐng)域更 加寬廣 . 第三章 機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 機械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 本課題設(shè)計使用的是 THWJX1 型機械手實物教學(xué)實驗裝置 .機械手實物教學(xué)模型的 機械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿 ,滑桿 ,氣缸 ,氣夾等機械部件組成 。② 半導(dǎo)體器件控制 。 5) 人機界面功能 。 3) 通信聯(lián)網(wǎng)功能 。既可現(xiàn)場控制 ,又可遠(yuǎn)程控制 . 5,體積小 ,重量輕和易于實現(xiàn)機電一體化 由于 PLC 采用了半導(dǎo)體集成電路 .因此具有體積小 ,重量輕 ,功耗低的特點 .且 PLC 是為工業(yè)控制設(shè)計的專用計算機 ,其結(jié)構(gòu)緊湊 ,堅固耐用 ,體 積小巧 ,并由于具備很強的 可靠性和抗干擾能力 ,使之易于裝入機械設(shè)備內(nèi)部 ,因而成為實現(xiàn)機電一體化十分理想的 控制設(shè)備 [10]. 同樣 ,可編程序控制器控制也有其不足的地方 ,在性價比上要高于繼電器控制和單片 機控制 ,其開發(fā)潛力要差于單片機 ,并且通用性不好 ,不同廠家的可編程序控制器以及其 附屬單元都是固定專用等等 . PLC 的主要功能 PLC 是一種應(yīng)用面很廣 ,發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置 ,在工廠自動化 (FA)和計算 機集成制造系統(tǒng) (CIMS)內(nèi)占重要地位 . PLC 系統(tǒng)主要有以下功能 : 1) 多種控制功能 。既可控制一個機械手 ,又可控制一個機械手群 。運算速度提高 ,CPU 的能力趕上了工業(yè)控制計算機 。 (3)沒有改動和優(yōu)化的可能性 . 伴隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展 ,我國工業(yè)領(lǐng)域的自動化已經(jīng)基本實現(xiàn)了從繼電器 控制到計算機控制的轉(zhuǎn)變 ,計算機控 制方式具有以下兩個特點 : (1)硬件上至少有一個微 處理器 。在基礎(chǔ)元件方面 ,諧波減速器 ,機械手焊接電源 ,焊縫 自動跟蹤裝置也有了突破 .從 技術(shù)方面來說 ,我國已經(jīng)具備了獨立自主發(fā)展中國機械手技術(shù)的基礎(chǔ) [6]. 課題研究的內(nèi)容 本課題主要研究的是基于 PLC 的機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 , 包括硬件的設(shè)計和軟件的設(shè)計 .通過設(shè)計編制 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)機械手模型控制系統(tǒng)的自動控制 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計出人機界面 ,進(jìn)行設(shè)備和數(shù)據(jù)對象的連接 ,實現(xiàn)動畫連接 ,實現(xiàn)機械手的監(jiān)控 . 通過 MCGS 將機械手的動作過程進(jìn)行動畫演示 ,使機械手的動作形象化 .提供較為直觀 , 清晰 ,準(zhǔn)確的機械手運行狀態(tài) ,為維修和故障診斷提供多方面 的可能性 ,充分提高系統(tǒng)的工作效率 . 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 傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備自動控制主要由繼電器或分立的電子線路來實現(xiàn) ,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(shè)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 。傳感器作用日益重要 。機械結(jié)構(gòu)向模塊化 ,可重構(gòu) 化發(fā)展 。PLC。 1 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi) ,由于工作的需要 ,人們經(jīng)常受到高溫 ,腐蝕及有毒氣體等因素的危害 , 增加了工人的勞動強度 ,甚至于危及生命 .自從機械手問世以來 ,相應(yīng)的各種難題迎刃而解 . 在本設(shè)計中介紹了國內(nèi)外機械手研究現(xiàn)狀及 PLC 的研究發(fā)展趨勢 ,描述了機械手控制系統(tǒng)的工作 原理和動作實現(xiàn)過程 .研究了基于 PLC 的機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 ,還研究了 MCGS 在機械手控制 系統(tǒng)中的應(yīng)用 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計了機械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面 ,提供了較為直觀 ,清晰 , 準(zhǔn)確的機械手運行狀態(tài) ,進(jìn)而為維修和故障診 斷提供了多方面的可能性 ,充分提高了系統(tǒng)的工作效率。 關(guān)鍵詞 :機械手 。MCGS 目錄 摘 要 ...................................................................................................................................... 1 目錄 ........................................................................................................................................ 0 引言 ........................................................................................................................................ 1 第一章 緒 論 ........................................................................................................................ 1 課題研究目的及意義 .................................................................................................. 1 國內(nèi)外機械手研究概況 .............................................................................................. 2 課題研究的內(nèi)容 ......................................................................................................... 3 第二章 機械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡介 ........................................................... 3 機械手控制方式的選擇 .............................................................................................. 3 可編程序控制器簡介 ..............................................