【正文】 GS 系統(tǒng)三大部分 (設(shè)備驅(qū)動(dòng) ,動(dòng)畫(huà)顯示和流程控制 )的所有工作 .除此以外 , MCGS 還提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口 ,用戶(hù)可根據(jù)自己的需要用 VB,VC 等高級(jí)開(kāi)發(fā)語(yǔ) 言 ,編制特定的構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能 .MCGS 用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ,系統(tǒng)可靠性高 . MCGS 設(shè)立對(duì)象元件庫(kù) ,組態(tài)工作簡(jiǎn)單方便 ,易于實(shí)現(xiàn)對(duì)工控系統(tǒng)的分布式控制和管理 . MCGS 的編程語(yǔ)言 MCGS 全中文組態(tài)軟件 ,采用 C++語(yǔ)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(hù)的定制開(kāi)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(bào)警處理 ,流程控制 ,動(dòng)畫(huà)顯示 ,報(bào)表輸出等界面 ,輕松實(shí)現(xiàn)各種工程曲 線(xiàn) ,報(bào)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(yǔ)言編程 ,有強(qiáng)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(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 編程工作降到最少 ,令用戶(hù)愛(ài)不釋手 .MCGS 全中文組態(tài)軟件能支持目前市場(chǎng)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(kù)管理功能強(qiáng)大 ,分為數(shù)據(jù)前處理 (可以對(duì)設(shè)備采集進(jìn)來(lái)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(guò)各種內(nèi)部函數(shù) ,運(yùn)算符 ,腳本程序?qū)?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理 ) ,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理 (提供數(shù)據(jù)瀏覽 ,各種曲線(xiàn) ,報(bào)表等功能構(gòu)件 ,對(duì)存盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的 數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún) ,排序 ,運(yùn)算等操作 ) ,同時(shí)可以?huà)旖油獠繑?shù)據(jù)庫(kù) , 實(shí)現(xiàn) ODBC 接口和 OLE 實(shí) 時(shí) 調(diào) 用 , 可 以 和 SOL,Server,Oracle,Access 等數(shù)據(jù)庫(kù)相連 ,提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式 , 每種方法都可以獨(dú)立使用或組合使用 . 數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時(shí)以表格和曲線(xiàn)的形式顯示存盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù) ,實(shí)時(shí)曲線(xiàn)可以動(dòng)態(tài) 顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù) ,并可以設(shè)定上下限值和時(shí)間的長(zhǎng)短 ,以便于用戶(hù)查詢(xún) ,同時(shí)提供 EXCEL 報(bào)表和 MCGS 自由報(bào)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(xiàn)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(dòng)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(xiàn) ,實(shí)時(shí)曲 線(xiàn) ,計(jì)劃曲線(xiàn) ,歷史曲線(xiàn) ,XY 曲 線(xiàn) ,實(shí)時(shí)報(bào)表 ,歷史報(bào)表 ,單行報(bào)表 ,配方管理 ,數(shù)據(jù) 庫(kù)管理 ,數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽統(tǒng)計(jì) ,多媒體輸出等眾多構(gòu)件 . MCGS 全中文組態(tài)軟件可完整實(shí)現(xiàn) ODBC 接口 ,可與 SQLServer,Oraver,Oracle, Access 等主要數(shù)據(jù)庫(kù)相連 ,可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的報(bào)表 ,并以不同方式增加 ,刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的 記錄 ,支持 CAN,PROFIBUS,HART,LONWORKS 等多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) .它還具有強(qiáng)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(jí)安全 保密機(jī)制 . 工程組態(tài)軟件 MCGS 的最大優(yōu)點(diǎn)是組態(tài)方便 ,它融會(huì)了中外工控組態(tài)軟件的眾多長(zhǎng) 處 ,只要是稍具外語(yǔ)常識(shí) ,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(tái) . 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 : 新建工程 . 3) 選擇文件菜單中的 工程另存為 菜單項(xiàng) ,彈出文件保存窗口 . 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 . MCGS 工作臺(tái)窗口 在 MCGS 中 ,變量也叫數(shù)據(jù)對(duì)象 .實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元 ,建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì) 象的過(guò)程 .定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括 :指定數(shù)據(jù)變量的名稱(chēng) ,類(lèi)型 ,初始值和數(shù)值范 圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤(pán)相關(guān)的參數(shù) ,如存盤(pán)的周期 ,存盤(pán)的時(shí)間范圍和保存期限等 . 變量的分配 在開(kāi)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 .本系統(tǒng)至少需要 16 個(gè) 變量 ,見(jiàn)圖 43. 圖 43 機(jī)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(tái) 中的 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 17 窗口頁(yè) ,如圖 44 所示 .窗口中列出了系統(tǒng)已有變量 數(shù)據(jù)對(duì)象 的名稱(chēng) .其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部 建立的數(shù)據(jù)對(duì)象 .現(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象添加進(jìn)去 . 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 . 3) 選中該數(shù)據(jù)對(duì)象 ,按 對(duì)象屬性 按鈕 ,或雙擊選中對(duì)象 ,則打開(kāi) 數(shù)據(jù)對(duì)象屬 性設(shè)置 窗口 . 21 圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口 圖 46 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置窗口 4) 將對(duì)象名稱(chēng) 改為 :啟動(dòng)按鈕 。改變電機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí) ,需 要加方向信號(hào) .機(jī)械手的上升 /下降 ,前伸 /后 縮動(dòng)作就是通過(guò)控制這兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 .基座正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)和氣夾正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn) 是通過(guò)兩個(gè)繼電器的吸合與斷開(kāi)來(lái)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的 . 機(jī)械手的放松 /夾緊 由一個(gè)單線(xiàn)圈兩位置電磁閥控制 .當(dāng)該線(xiàn)圈通電時(shí) ,機(jī)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(qiáng)是 PLC 發(fā)展的一個(gè)重要方面 ,向下可將多個(gè) PLC,I/O 框架相連 ,向上與工業(yè)計(jì)算機(jī) ,以太網(wǎng) , MAP 網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng) . 2,多功能 隨著自調(diào)整 ,步進(jìn)電機(jī)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(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 本課題設(shè)計(jì)使用的是 THWJX1 型機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置 .機(jī)械手實(shí)物教學(xué)模型的 機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿 ,滑桿 ,氣缸 ,氣夾等機(jī)械部件組成 。② 半導(dǎo)體器件控制 。 5) 人機(jī)界面功能 。 3) 通信聯(lián)網(wǎng)功能 。既可現(xiàn)場(chǎng)控制 ,又可遠(yuǎn)程控制 . 5,體積小 ,重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)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(diǎn) .且 PLC 是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī) ,其結(jié)構(gòu)緊湊 ,堅(jiān)固耐用 ,體 積小巧 ,并由于具備很強(qiáng)的 可靠性和抗干擾能力 ,使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部 ,因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)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?xún)r(jià)比上要高于繼電器控制和單片 機(jī)控制 ,其開(kāi)發(fā)潛力要差于單片機(jī) ,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(zhuān)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(dòng)化裝置 ,在工廠自動(dòng)化 (FA)和計(jì)算 機(jī)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(gè)機(jī)械手 ,又可控制一個(gè)機(jī)械手群 。運(yùn)算速度提高 ,CPU 的能力趕上了工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 。 (3)沒(méi)有改動(dòng)和優(yōu)化的可能性 . 伴隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展 ,我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了從繼電器 控制到計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)變 ,計(jì)算機(jī)控 制方式具有以下兩個(gè)特點(diǎn) : (1)硬件上至少有一個(gè)微 處理器 。在基礎(chǔ)元件方面 ,諧波減速器 ,機(jī)械手焊接電源 ,焊縫 自動(dòng)跟蹤裝置也有了突破 .從 技術(shù)方面來(lái)說(shuō) ,我國(guó)已經(jīng)具備了獨(dú)立自主發(fā)展中國(guó)機(jī)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(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 包括硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì) .通過(guò)設(shè)計(jì)編制 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計(jì)出人機(jī)界面 ,進(jìn)行設(shè)備和數(shù)據(jù)對(duì)象的連接 ,實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)連接 ,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的監(jiān)控 . 通過(guò) MCGS 將機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示 ,使機(jī)械手的動(dòng)作形象化 .提供較為直觀 , 清晰 ,準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)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(jī)械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡(jiǎn)介 機(jī)械手控制方式的選擇 傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備自動(dòng)控制主要由繼電器或分立的電子線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn) ,這種控制方式投資 相對(duì)少一些 ,目前僅在一些舊式的 ,簡(jiǎn)單的工業(yè)設(shè)備中還有一定市場(chǎng) ,但該控制方式卻有 以下致命缺陷 : (1)僅適合于簡(jiǎn)單的邏輯控制 。傳感器作用日益重要 。機(jī)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(dòng)強(qiáng)度 ,甚至于危及生命 .自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái) ,相應(yīng)的各種難題迎刃而解 . 在本設(shè)計(jì)中介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及 PLC 的研究發(fā)展趨勢(shì) ,描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作 原理和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程 .研究了基于 PLC 的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,還研究了 MCGS 在機(jī)械手控制 系統(tǒng)中的應(yīng)用 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計(jì)了機(jī)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(jī)械手運(yùn)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(jī)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(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究概況 .............................................................................................. 2 課題研究的內(nèi)容 ......................................................................................................... 3 第二章 機(jī)械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡(jiǎn)介 ........................................................... 3 機(jī)械手控制方式的選擇 .............................................................................................. 3 可編程序控制器簡(jiǎn)介 .............................................