【正文】 )連接而成。系統(tǒng)程序是每一個PLC成品必須包括的部分，由PLC廠家提供，用于控制PLC本身的運行，系統(tǒng)程序固化在EPROM中。 PLC的特點 可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。其主要原因是因為PLC具有以下優(yōu)點： 靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費時費力。而可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。 可靠性高、抗干擾能力強 對于機械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標(biāo)，如何能在各種工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作，在其設(shè)計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。對于使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識。 功能強 現(xiàn)代PLC不僅具有條件控制、計時、計數(shù)和步進等控制功能，而且還能完成A/D、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。 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。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。 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的重量、體積、功耗和硬件價格一直在降低，雖然軟件價格占的比重有所增加，但是各廠商為了競爭也相應(yīng)地降低了價格。PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求?；蜌鈯A的正反轉(zhuǎn)限位采用接近開關(guān)（金屬傳感器），通過調(diào)整基座和氣夾上的金屬塊的位置，可以在一定范圍內(nèi)改變基座和氣夾的旋轉(zhuǎn)角度。 接近開關(guān)：接近開關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍色接電源的負極、黑色為輸出信號，當(dāng)與檔塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。PLC內(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)成回路，PLC信號輸入有效，工作原理如下圖所示。 傳感器工作原理圖 直流驅(qū)動電機 本裝置中直流電機驅(qū)動模塊是由兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機的轉(zhuǎn)動方向的，從而實現(xiàn)基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)。其中IN端接PLC的輸出端口，OUT端接模型的信號輸入端。電平轉(zhuǎn)換板原理圖。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。步進電機不是直接通過plc驅(qū)動，而是用專業(yè)的步進驅(qū)動器驅(qū)動，plc只要給步進驅(qū)動器提供脈沖信號和方向信號就可以了。步進電機的運動需要驅(qū)動器，有脈沖輸入時步進電機才會動作，且每當(dāng)脈沖由低變高時步進電機走一步；改變電機轉(zhuǎn)向時，需要加方向信號。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。當(dāng)該線圈通電時，機械手放松；該線圈斷電時，機械手夾緊。機械手的動作示意圖如下圖所示，機械手若不在原點則PLC向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉(zhuǎn)，橫軸后縮。上升到底時碰到上限位開關(guān)，上升停止，回到原點。降到底時碰到下限位開關(guān)，下降停止，氣夾電磁閥斷電，機械手夾緊。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉(zhuǎn)，機械手下降。放松后，主機向驅(qū)動器二只輸入脈沖信號，步進電機二正轉(zhuǎn)，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。機械手后縮，當(dāng)后縮到底時碰到后限位開關(guān)，然后主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉(zhuǎn)，機械手下降。至此，機械手經(jīng)過八步動作完成一個循環(huán)。具體操作如下：在MCGS組態(tài)軟件開發(fā)平臺上，單擊“設(shè)備窗口”，再單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕進入設(shè)備組態(tài)。單擊“設(shè)備管理”按鈕，彈出“設(shè)備管理”對話框。再雙擊“PLC設(shè)備”，找到“西門子”雙擊，再雙擊“S7－200－PPI”，選中“西門子S7－200PPI” 雙擊或單擊“增加”按鈕，加到右面已選設(shè)備。參數(shù)設(shè)置完畢，單擊“確認”按鈕保留。計算機串行口是計算機和其它設(shè)備通訊時最常用的一種通訊接口，一個串行口可以掛接多個通訊設(shè)備（如一個RS485總線上可掛接255個ADAM通訊模塊，但它們共用一個串口父設(shè)備），為適應(yīng)計算機串行口的多種操作方式，MCGS組態(tài)軟件采用在串口通訊父設(shè)備下掛接多個通訊子設(shè)備的一種通訊設(shè)備處理機制，各個子設(shè)備繼承一些父設(shè)備的公有屬性，同時又具有自己的私有屬性。S7200PPI構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫西門子S7_21X、S7_22X 系列PLC設(shè)備的各種寄存器的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。雙擊[西門子S7200PPI]，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置”對話框，如圖，在屬性設(shè)置之前，建議您先仔細閱讀“MCGS幫助系統(tǒng)”，了解在MCGS組態(tài)軟件中如何操作西門子S7200PPI。如圖：\單擊“增加通道”，彈出“增加通道”對話框，如圖，設(shè)置好后按“確認”按鈕。當(dāng)?shù)谝淮螁釉O(shè)備工作時，把PLC中的數(shù)據(jù)讀回來，以后若MCGS不改變寄存器的值則把PLC中的值讀回來?！巴ǖ肋B接”如圖設(shè)置： 在“設(shè)備調(diào)試”中就可以在線調(diào)試“西門子S7200PPI”，如圖：如果“通訊狀態(tài)標(biāo)志”為0則表示通訊正常，否則MCGS組態(tài)軟件與西門子S7_200 PLC設(shè)備通訊失敗。檢查PPI電纜是否正常 。檢查對某一寄存器的操作是否超出范圍。 數(shù)據(jù)處理在實際應(yīng)用中，經(jīng)常需要對從設(shè)備中采集到的數(shù)據(jù)或輸出到設(shè)備的數(shù)據(jù)進行處理，以得到實際需要的工程物理量，如從AD通道采集進來的數(shù)據(jù)一般都為電壓mV值，需要進行量程轉(zhuǎn)換或查表、計算等處理才能得到所需的工程物理量。MCGS的數(shù)據(jù)前處理與設(shè)備是緊密相關(guān)的，在MCGS設(shè)備窗口下，打開設(shè)備構(gòu)件，設(shè)置其數(shù)據(jù)處理屬性頁即可進行MCGS的數(shù)據(jù)前處理組態(tài)。如：對設(shè)備通道3的輸入信號1000~5000mV（采集信號）工程轉(zhuǎn)換成0－100RH（傳感器量程）的濕度，則選擇第5項工程轉(zhuǎn)換，設(shè)置如圖：MCGS在運行環(huán)境中則根據(jù)輸入信號的大小采用線性插值方法轉(zhuǎn)換成工程物理量（0－100RH）范圍。 多項式處理：多項式是對設(shè)備的通道信號進行多項式（系數(shù)）處理，可設(shè)置的處理參數(shù)有k0到k5，可以將其設(shè)置為常數(shù)，也可以設(shè)置成指定通道的值（通道號前面加“!”），另外，還應(yīng)選擇參數(shù)和計算輸入值X的乘除關(guān)系。178。178。178。178。178。此外，還允許使用動態(tài)連接庫來編制自己的計算算法，掛接到MCGS中來，達到可自由擴充MCGS算法的目的。178。 標(biāo)準查表計算：如下圖所示，標(biāo)準查表計算包括八種常用熱電偶和Pt100熱電阻查表計算。對熱電偶查表計算，需要指定使用作為溫度補償?shù)耐ǖ溃犭娕家炎鞅c補償時，不需要溫度補償），在查表計算之前，先要把作為溫度補償?shù)耐ǖ赖牟杉缔D(zhuǎn)換成實際溫度值，把熱電偶通道的的采集值轉(zhuǎn)換成實際的毫伏數(shù)。 自定義查表計算處理：如下圖所示，自定義查表計算處理首先要定義一個表，在每一行輸入對應(yīng)值；然后再指定查表基準。如下圖，查表基準是第一列，MCGS系統(tǒng)處理時首先將設(shè)備輸入信號對應(yīng)于基準（第一列）線性插值，第二列給出相應(yīng)的工程物理量，即基準輸入信號，對應(yīng)工程物理量（傳感器的量程）。 系統(tǒng)的分析和設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進一步學(xué)習(xí)和探究的過程?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施。系統(tǒng)的分析與設(shè)計是一項很辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程，在設(shè)計過程中，要邊學(xué)習(xí)邊實踐，遇到新的問題就不斷探索和努力解決問題。雖然收集了大量的資料，但是實際應(yīng)用中卻有很大差異，出現(xiàn)了許多意想不到的問題。 在本次課題設(shè)計中，機械手模型控制系統(tǒng)采用PLC進行控制，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。通過本次設(shè)計，可以根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)機械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。MCGS是一種比較新穎的軟件，將MCGS應(yīng)用于機械手的自動控制對我來說是一次新的體驗。機械手控制技術(shù)是一項綜合型的技術(shù)，機械手控制系統(tǒng)又是一個復(fù)雜的隨機系統(tǒng)，本次設(shè)計的機械手模型控制系統(tǒng)與真正的機械手控制系統(tǒng)之間還有很大的差距。此外，由于本設(shè)計還算比較簡單，還有很多地方需要不斷的改進和加強。在大學(xué)里，畢業(yè)論文是宣告這一事實的標(biāo)準。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我受到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題的全面系統(tǒng)的鍛煉。 再此有無數(shù)的感謝！感謝我的朋友，他們的支持和鼓勵使我順利完成學(xué)業(yè)。感謝我的同學(xué)們，無論是教室里的切磋，餐桌旁的高談闊論，還是寢室里的歡聲笑語，都曾留下我們美好的足跡。 當(dāng)然，這里最要感謝的是華滿香老師，她是我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師。使我受益終生。 在論文完成答辯之際，向本次論文評審和答辯的各位老師，表示最誠摯的謝意59