【正文】 nd other prominent features.Keywords: MCGS。 1緒 論 課題研究的目的及意義機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。機(jī)械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機(jī)加、噴漆、熱處理等各個(gè)行業(yè)?？傊?，機(jī)械手是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一個(gè)重要手段。MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究概況機(jī)械手自二十世紀(jì)六十年代初問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中重要的機(jī)電設(shè)備。這代機(jī)械手基本上采用點(diǎn)位控制系統(tǒng)，沒(méi)有感覺(jué)外界環(huán)境信息的感覺(jué)器官，主要用于焊接、噴漆和上下料。這代機(jī)械手通常采用接觸傳感器一類(lèi)的簡(jiǎn)單傳感裝置和相應(yīng)的適應(yīng)性算法。它能識(shí)別景物，具有觸覺(jué)、視覺(jué)、力覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)等多種感覺(jué)，能實(shí)現(xiàn)搜索、追蹤、辨色識(shí)圖等多種仿生動(dòng)作，具有專(zhuān)家知識(shí)、語(yǔ)音功能和自學(xué)能力等人工智能。機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域正在向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)方向擴(kuò)展，并且蓬勃發(fā)展的軍用機(jī)械手也將越來(lái)越多地裝備部隊(duì)。機(jī)械手性能不斷提高，而單機(jī)價(jià)格不斷下降；機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展；傳感器作用日益重要；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制。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)。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；(2)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)控制思想。 傳感器本設(shè)計(jì)中使用的傳感器有控制機(jī)械手行程位置的行程開(kāi)關(guān)和用于檢測(cè)大小球的壓力傳感器。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開(kāi)關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_(kāi)的接點(diǎn)閉合。行程開(kāi)關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)得以改變，從而控制機(jī)械動(dòng)作或用作程序控制。直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但容易燒蝕觸頭；滾動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)克服了直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也較高，所以選擇微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)體積小，動(dòng)作靈敏，適用于小型機(jī)構(gòu)中使用。LX19系列行程開(kāi)關(guān)，適用于交流50Hz，電壓至380V，直流電壓至220V，約定發(fā)熱電流至5A的控制電路中，~ mm，作控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程和變換其運(yùn)動(dòng)方向或速度之用。在選擇壓力傳感器時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大?。槐粶y(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測(cè)量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。 傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。線性范圍傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過(guò)使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。結(jié)合以上幾點(diǎn)，選擇US300高性能不銹鋼壓力傳感器，其具有高精度(%Span、響應(yīng)頻率最大值1KHz)、工作溫度范圍寬(40℃~125℃)、結(jié)構(gòu)小巧、超穩(wěn)定(長(zhǎng)期穩(wěn)定性1年)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高級(jí)HVAC控制、空壓機(jī)、過(guò)程控制、水壓監(jiān)測(cè)等。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 MCGS的構(gòu)成MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，稱(chēng)為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)行環(huán)境本身沒(méi)有任何意義，必須與數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶引用系統(tǒng)。組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù) 組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境關(guān)系圖由MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成。MCGS系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來(lái)構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。除此以外，MCGS還提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口，用戶可根據(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。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(kāi)發(fā)。MCGS組態(tài)軟件采用Basic的腳本語(yǔ)言編程，具有強(qiáng)大的圖形化流程策略組態(tài)工具，使編程工作降到最少，令用戶愛(ài)不釋手。 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、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、排序、運(yùn)算等操作)，同時(shí)可以掛接外部數(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。 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。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。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)。(2)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。 MCGS工作臺(tái)窗口在MCGS中，變量也叫數(shù)據(jù)對(duì)象。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。 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。機(jī)械手動(dòng)作控制信號(hào)本身要求高電平，而開(kāi)關(guān)量輸出通道是反相輸出，因此上升等幾個(gè)變量