畢業(yè)設(shè)計---基于plc的機械手多功能控制及組態(tài)設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　課題基于PLC的機械手多功能控制及組態(tài)設(shè)計</p><p>　　基于PLC的機械手多功能控制及組態(tài)設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　機械手是在生產(chǎn)過程中采用機電結(jié)合來模擬人手動作的機械設(shè)備，它可以代替

2、人手搬運笨重物體或在高溫、有毒、高粉塵、易燃易爆、單調(diào)和放射性等惡劣的環(huán)境下工作。傳統(tǒng)的繼電器控制，因機械觸點多，接線復(fù)雜，因而控制裝置體積較大，并且故障率高，可靠性差，動作精度低。單片機系統(tǒng)由于所需驅(qū)動電流較大因而必須設(shè)計功率接口電路，還要進行抗干擾及其可靠性的設(shè)計。</p><p>　　PLC作為一種新型的工業(yè)控制器，其通用性和擴展性好、運用豐富，并且它的體積小、安裝靈活、可靠性高、抗干擾能力強易于實現(xiàn)機電一

3、體化且非常適合在環(huán)境條件較惡劣下使用。</p><p>　　本設(shè)計中采用PLC對機械手控制，從而實現(xiàn)機械手的動作。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計機械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(tài)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機械手 PLC 多功能 組態(tài)監(jiān)控 </p><p><b>　　目錄</b></p>

4、<p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　1 機械手簡介2</b></p><p>　　1.1 機械手的設(shè)計要求2</p><p&

5、gt;　　2 可編程控制器簡介3</p><p>　　2.1 PLC的結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2 PLC工作原理3</p><p>　　2.3 PLC的特點4</p><p>　　2.4 PLC的主要功能5</p><p>　　2.5 PLC的應(yīng)用范圍5</p><p>　　

6、3 基于PLC的機械手程序設(shè)計6</p><p>　　3.1 機械手工作流程6</p><p>　　3.2 機械手的控制要求6</p><p>　　3.3 機械手動作的模擬實驗面板圖7</p><p>　　3.4 機械手輸入輸出接線圖7</p><p>　　3.5 機械手輸入輸出分配表及接線圖8</p

7、><p>　　3.6 機械手PLC編程9</p><p>　　4 MCGS的概述11</p><p>　　4.1 MCGS的簡介11</p><p>　　4.2 MCGS的構(gòu)成11</p><p>　　5 建立并編輯畫面13</p><p>　　5.1 機械手組態(tài)畫面設(shè)計14</p

8、><p>　　6建立實時數(shù)據(jù)庫19</p><p>　　7 運行策略屬性設(shè)置20</p><p>　　8 設(shè)備窗口屬性設(shè)置23</p><p>　　9 主控窗口屬性設(shè)置25</p><p>　　10 設(shè)置工程密碼26</p><p>　　11 機械手組態(tài)畫面的監(jiān)控與PLC連接28<

9、/p><p><b>　　總結(jié)31</b></p><p>　　參考文獻- 1 -</p><p><b>　　致謝- 2 -</b></p><p><b>　　附錄- 3 -</b></p><p>　　附錄1 機械手工作流程腳本程序- 3 -

10、</p><p>　　附錄2 梯形圖- 7 -</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　在工業(yè)自動化生產(chǎn)工程中，機械手是工業(yè)控制下的常用設(shè)備，在機床或者自動化生產(chǎn)流水線上，常常需用機械手完成工件的取放。對機械手的控制主要是位置的識別、方向控制、物料到位判斷。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)和計

11、算機技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛地應(yīng)用。從單機自動化到整條生產(chǎn)線的自動化，乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化；從柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到分散式網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，PLC都承擔(dān)著及其重要的角色?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等面向用戶的指令，并通過數(shù)字和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)

12、過程。</p><p>　　組態(tài)軟件MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。<

13、/p><p>　　機械手按照控制程序動作，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化。它的動作由PLC程序控制，用組態(tài)設(shè)計實現(xiàn)對機械手工作過程的全程監(jiān)視，通過不同的工作方式使機械手完成工件的傳送。</p><p><b>　　1 機械手簡介</b></p><p>　　工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手是機器人的一個重要分支。它的特點

14、是通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準確性和在各種惡劣環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在自動化工業(yè)領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工業(yè)的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了

15、工人的勞動條件，顯著提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。在我國近幾年，機械手有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到工業(yè)自動化領(lǐng)域的歡迎。</p><p>　　1.1 機械手的設(shè)計要求</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計中，為了對前面所學(xué)的知識進行復(fù)習(xí)與鞏固，加強理論與實踐相結(jié)合的理念，對機械手的設(shè)計提出了以下幾點要求：</p><p>　　1、能設(shè)

16、計機械手的PLC控制程序及相應(yīng)的各種電路等。</p><p>　　2、利用GX-Developer軟件設(shè)計PLC控制程序，并通過可編程控制器的實際運行調(diào)試來驗證。</p><p>　　3、通過MCGS組態(tài)軟件的運行來模擬實際的機械手動作。</p><p>　　4、MCGS組態(tài)界面在不同控制方式下均可完成動作。</p><p>　　5、機械手的

17、PLC程序與組態(tài)界面應(yīng)能夠相互監(jiān)控。</p><p>　　2 可編程控制器簡介 </p><p>　　可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收計算機技術(shù)使之功能不斷增強，逐漸適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機的發(fā)展，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊

18、和外圍也都采用中，大規(guī)模甚至超大規(guī)模集成電路，PLC不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。</p><p>　　2.1 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器（CPU）、存儲器（EPROM,RAM）、輸入輸出（I/O）部件、電源部件、I/O擴展單元和其它外圍設(shè)備組

19、成。其結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 PLC的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2 PLC工作原理</p><p>　　PLC是一種工業(yè)控制計算機，所以它的工作原理與計算機的工作原理基本上是一致的，也就是說，PLC是在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)，實現(xiàn)控制目的。但是通用計算機與PLC的工作方式有所不同，計算機一般是采用等待命令的

20、工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式。當鍵盤有鍵按下或I/O口有信號輸入時，則中斷轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序。而PLC是采用循環(huán)掃描工作方式，即順序地逐條地掃描用戶程序的操作，根據(jù)程序運行的結(jié)果，一個輸出的邏輯線圈應(yīng)按通或斷開，但該線圈的觸點并不立即動作，而必須等用戶程序全部掃描結(jié)束后，才同時將輸出動作信息全部送出執(zhí)行。PLC系統(tǒng)工作任務(wù)管理應(yīng)用程序執(zhí)行都是循環(huán)掃描方式完成的。PLC的掃描運行方式工作說明如圖2.2所示：</p&

21、gt;<p>　　圖2.2 PLC掃描運行方式</p><p>　　2.3 PLC的特點</p><p>　　可編程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，其實際是一種工業(yè)控制用的專用計算機。其主要原因是因為PLC具有以下特點：</p><p>　　1、可靠性高、抗干擾能力強</p><p>　　2、豐富的I/O接

22、口模塊</p><p><b>　　3、編程簡單</b></p><p>　　4、安裝簡單、維修方便</p><p>　　5、配套齊全、功能完善</p><p>　　6、體積小、重量輕、低能耗</p><p>　　7、系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試周期短</p><p>　　2.4 PLC

23、的主要功能</p><p>　　PLC是一種應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速地工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化和計算機集成制造系統(tǒng)內(nèi)占重要地位。PLC系統(tǒng)主要有以下功能：</p><p>　　1、數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能</p><p><b>　　2、通信聯(lián)網(wǎng)功能</b></p><p><b>　　3、多種控制工能&l

24、t;/b></p><p>　　4、輸入、輸出接口調(diào)理功能</p><p><b>　　5、人機界面功能</b></p><p><b>　　6、編程、調(diào)試功能</b></p><p>　　2.5 PLC的應(yīng)用范圍</p><p>　　經(jīng)過30多來的工業(yè)運行，PLC越來

25、越為廣大工業(yè)控制界人士所認識和接受，使得PLC迅速滲透到工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，從單機自動化到工廠自動化；從機器人、柔性制造系統(tǒng)到工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)。從PLC的功能應(yīng)用來看，它的應(yīng)用范圍包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）開關(guān)量的邏輯控制</p><p><b>　　（2）模擬量控制</b></p><p><b>　?。?）運到控制

26、</b></p><p><b>　?。?）過程控制</b></p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b>　　（6）通信和聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　3 基于PLC的機械手程序設(shè)計</p><p>　　3

27、.1 機械手工作流程</p><p>　　機械手在生產(chǎn)線上的任務(wù)是將工件由A處傳送到B處，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。機械手動作的

28、變化由限位開關(guān)控制，機械手工作流程圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 機械手工作流程圖</p><p>　　3.2 機械手的控制要求</p><p>　　機械手是運用在工業(yè)自動化領(lǐng)域當中，它要滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，因此，機械手不可能只是單純的一種工作方式，它是多功能的運行設(shè)備。正因為如此，機械手在自動化領(lǐng)域中被廣泛的運用。一般有五種控制方式：手動控制、回原

29、點控制、單步控制、單周期控制、全自動控制。</p><p>　?。?）實現(xiàn)手動控制：用各自的按鈕使各個動作單獨產(chǎn)生。</p><p>　?。?）實現(xiàn)自動回原點控制：該方式下，按回原點的按鈕，機械手自動向原點歸位。</p><p>　　（3）實現(xiàn)單步控制：按一下啟動按鈕，前進一個工步。</p><p>　?。?）實現(xiàn)單周期控制：在原點位置按啟動

30、按鈕，自動運行一個周期后在原點處停止。中途按下停止按鈕就停止運行，再按啟動按鈕則從斷點處開始執(zhí)行，完成后回到原點自動停止。</p><p>　　（5）實現(xiàn)全自動控制：在原點位置按啟動按鈕，自動開始連續(xù)反復(fù)的運行。在中途按停止按鈕，動作回到原點自動停止。</p><p>　　3.3 機械手動作的模擬實驗面板圖</p><p>　　圖3.2 機械手模擬實驗面板圖<

31、/p><p>　　3.4 機械手輸入輸出接線圖</p><p>　　圖3.3 輸入輸出接線圖</p><p>　　3.5 機械手輸入輸出分配表及接線圖</p><p>　　表3.1 輸入分配表</p><p>　　表3.2 輸出分配表</p><p>　　3.6 機械手PLC編程</p>

32、<p>　　在生產(chǎn)實踐中，順序控制是一種十分常見的控制方式，機械手就是一種順序控制。該控制方式應(yīng)選用何種編程方法，如采用可編程控制器的輔助繼電器、定時器、計數(shù)器可以實現(xiàn)順序控制，但這需要經(jīng)驗設(shè)計法來設(shè)計控制電路，且設(shè)計出來的電路連鎖關(guān)系復(fù)雜，可讀性差?，F(xiàn)代的可編程控制器中都設(shè)有專門用于實現(xiàn)順序控制的軟元件—狀態(tài)繼電器，用狀態(tài)繼電器來實現(xiàn)順序控制，能比較容易地設(shè)計出相應(yīng)的控制電路，并且其結(jié)構(gòu)層次清晰，可讀性好。</p&

33、gt;<p>　　狀態(tài)編程的一般思想為：將一個復(fù)雜的控制過程分解成若干小的“工作狀態(tài)”，明確各狀態(tài)的任務(wù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向，再依據(jù)總的控制順序要求，將這些狀態(tài)組合形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，最后依據(jù)一定的規(guī)則將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)繪成梯形圖程序。由以上的編程思想，對機械手控制程序的設(shè)計如下所示：</p><p>　　1、根據(jù)機械手的控制流程用步進指令進行編寫程序。</p><p>　　2、

34、根據(jù)狀態(tài)編程思想，對機械手的工作過程分解成許多個狀態(tài)，組合成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖3.4所示：</p><p>　　3、程序的寫入可選擇手持式編程器寫入或通過GX-Developer軟件寫入到PLC中。</p><p>　　4、用GX-Developer軟件對程序進行模擬調(diào)試，如程序滿足機械手的控制要求，將其寫入到可編程序控制器中，在面板上進行實際的演示，從而準確地確認程序。</p>

35、<p>　　5、將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)化成梯形圖如附錄2所示:</p><p>　　圖3.4 機械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖</p><p><b>　　4 MCGS的概述</b></p><p>　　4.1 MCGS的簡介</p><p>　　MCGS（Monitor and Control Generated System，通

36、用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。其主要特征和功能大體為：具有簡單靈活的可視化操作界面、有良好的并

37、行處理功能、完善的安全機制、強大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復(fù)雜的運行流程、良好的可維護性和可擴充性、能實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。</p><p>　　4.2 MCGS的構(gòu)成</p><p>　　MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組

38、態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式運行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶引用系統(tǒng)。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 MCGS的

39、構(gòu)成</p><p>　　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、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分組成，如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 用戶應(yīng)用系統(tǒng)</p><p>　　主控窗口：確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等項內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。</p><p>

40、;　　設(shè)備窗口：專門用來放置不同類型和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進來，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。一個應(yīng)用系統(tǒng)只有一個設(shè)備窗口，運行時，系統(tǒng)自動打開設(shè)備窗口，管理和調(diào)度所有設(shè)備的正常工作，并在后臺獨立運行。</p><p>　　用戶窗口：在窗口中放置三種不同類型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。圖元和圖符對象為用戶提供了一套完善的設(shè)

41、計制作圖形畫面和定義動畫的方法。動畫構(gòu)件對應(yīng)不同的動畫功能，通過在用戶窗口內(nèi)放置不同的圖形對象，搭制多個用戶窗口，用戶可以構(gòu)件各種復(fù)雜的圖形界面。</p><p>　　實時數(shù)據(jù)庫：相當于一個數(shù)據(jù)處理中心，同時起到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)的作用。MCGS用實時數(shù)據(jù)庫來管理所有實時數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)其它部分。</p><p>　　運行策略:是系統(tǒng)提

42、供的一個框架，里面放置有策略條件和策略構(gòu)件組成的“策略行”，通過對運行策略的定義，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作實時數(shù)據(jù)庫，控制用戶窗口的打開、關(guān)閉并確定設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)等，從而實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。</p><p><b>　　5 建立并編輯畫面</b></p><p>　　打開MCGS通用版組態(tài)環(huán)境，新建工程，在“用戶窗口”中點擊新建窗口，則產(chǎn)生

43、“窗口0”、“窗口1”、“窗口2”、“窗口3”，選中“窗口0”，點擊“窗口屬性”按鈕，進入窗口屬性設(shè)置界面，將窗口名稱和窗口標題選項中的內(nèi)容改為“封面”，將“窗口1” 的窗口名稱和窗口標題選項中的內(nèi)容改為“機械手”， 將“窗口2” 的窗口名稱和窗口標題選項中的內(nèi)容改為“功能介紹”， 將“窗口3” 的窗口名稱和窗口標題選項中的內(nèi)容改為“輸入輸出分配表”， “封面”、“機械手”、“功能介紹”、 “輸入輸出分配表” 均設(shè)置為最大化顯示，將“封

44、面”設(shè)置為啟動窗口，如圖5.1（a）、（b）所示：</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖5.1 窗口屬性設(shè)置</p><p>　　5.1 機械手組態(tài)畫面設(shè)計</p><p>　　選中剛創(chuàng)建的“機械手”用

45、戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。根據(jù)設(shè)計要求，畫出機械手模型圖如圖5.2所示：</p><p>　　圖5.2 組態(tài)畫面創(chuàng)建圖</p><p>　　在組態(tài)畫面創(chuàng)建圖中進行圖元、圖符以及動畫構(gòu)件的添加，最終組態(tài)畫面符合機械手的控制要求，組態(tài)效果圖如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 機械手組態(tài)效果圖</p><p>　　創(chuàng)建

46、好畫面后，接下來對各個圖元、圖符以及動畫構(gòu)件進行屬性設(shè)置，從而能滿足機械手的工作流程。下面首先對機械手柄屬性設(shè)計如圖5.4所示：</p><p>　　圖5.4 機械手柄屬性設(shè)計</p><p>　　機械手在工作過程當中，手的動作有兩種狀態(tài)分別是：機械手夾緊狀態(tài)和放松狀態(tài)。在組態(tài)時，勾畫化出機械手的夾緊和放松兩個狀態(tài)，用可見度實現(xiàn)機械手的動作。如圖5.5所示：</p><

47、p>　　圖5.5 機械手動作狀態(tài)屬性設(shè)計</p><p>　　機械手的主要功能是實現(xiàn)物體的傳送，因此在組態(tài)時要對物體進行動畫屬性設(shè)置，從而能實現(xiàn)物體的傳送。如圖5.6所示：</p><p>　　圖5.6 物體移動屬性設(shè)置</p><p>　　機械手在運行過程中，要對機械手進行位置的控制，避免機械手無限制的向右或者向左等方向的運行。為此，增加了限位開關(guān)的控制如圖

48、5.7所示：</p><p>　　圖5.7 限位開關(guān)屬性設(shè)置</p><p>　　機械手在運行過程中，為了讓人準確的知道機械手的運動方向，在組態(tài)畫面中設(shè)計了指示燈和箭頭方向來表示機械手運動方向。分別如圖5.8所示：</p><p>　　圖5.8 指示燈屬性設(shè)置</p><p>　　圖5.9 箭頭方向?qū)傩栽O(shè)置</p><p&

49、gt;　　在工業(yè)自動化中，機械手是一種常用的設(shè)備，它要滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。因此，機械手的控制方式是多功能的。在組態(tài)是設(shè)計了五種控制方式，如圖5.10所示：</p><p>　　圖5.10 機械手五種控制方式屬性設(shè)置</p><p>　　在運行過程中，為了更有效的對機械手控制，設(shè)計了一些手動按鈕、啟動按鈕、停止按鈕以及復(fù)位按鈕。如圖5.11所示：</p><p>　　圖

50、5.11 控制按鈕屬性設(shè)置</p><p><b>　　6建立實時數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　實時數(shù)據(jù)庫相當于一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個系統(tǒng)的核心。在制作動畫過程中，要進行數(shù)據(jù)變量的定義如圖6.1所示：</p><p>　　圖6.1 實時數(shù)據(jù)庫</p><p>　　7

51、運行策略屬性設(shè)置</p><p>　　運行策略是對系統(tǒng)運行流程進行有效控制的措施和方法。雙擊運行策略，點擊循環(huán)策略，進入策略組態(tài)，如圖7.1所示：</p><p>　　圖7.1 運行策略圖</p><p>　　圖7.2 策略組態(tài)圖</p><p>　　在空白處右擊鼠標，選擇新建策略行，如圖7.3所示：</p><p>

52、　　圖7.3 新建策略行</p><p>　　圖7.4 策略運行圖</p><p>　　在空白處右擊鼠標，選擇工具箱，如圖7.5所示:</p><p>　　圖7.5 策略工具箱圖</p><p>　　在策略工具箱中點中腳本程序拖到方框中，如圖7.6所示：</p><p>　　圖7.6 腳本程序創(chuàng)建圖</p>

53、<p>　　雙擊腳本程序就可以編寫腳本程序了，腳本程序如附錄1所示:</p><p>　　8 設(shè)備窗口屬性設(shè)置</p><p>　　在組態(tài)工作臺界面中，用鼠標單擊“設(shè)備窗口”選項，出現(xiàn)設(shè)備窗口圖標并雙擊進入設(shè)備組態(tài)窗口；在此窗口中通過設(shè)備工具箱，完成設(shè)備組態(tài)，如圖8.1所示：</p><p>　　圖8.1 設(shè)備組態(tài)窗口</p><p

54、>　　設(shè)備組態(tài)完成后，雙擊“通用串口父設(shè)備0” ，進入通用串口父設(shè)備屬性編輯界面，根據(jù)設(shè)備通訊要求和連接情況，完成通用串口父設(shè)備屬性編輯界面中相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，按“確認”完成設(shè)置。具體設(shè)置如圖8.2所示：</p><p>　　圖8.2 通用串口父設(shè)備屬性編輯窗口</p><p>　　返回設(shè)備組態(tài)窗口，雙擊“設(shè)備1-[三菱Fx-232]”進入設(shè)備屬性設(shè)置窗口，在此窗口中有“基本屬性” ，

55、“通道連接” ，“設(shè)備調(diào)試” ，“數(shù)據(jù)處理”選項卡。其中“基本屬性” ，“通道連接” ，“設(shè)備調(diào)試”三項設(shè)置分別如圖8.3至圖8.5所示：在設(shè)備調(diào)試窗口中，如果“通訊狀態(tài)標志”欄中，顯示“0”</p><p>　　則表示通訊正常，若顯示“1”則表示通訊不正常。</p><p>　　圖8.3 基本屬性窗口</p><p>　　圖8.4 通道連接窗口</p>

56、<p>　　圖8.5 設(shè)備調(diào)試窗口</p><p>　　9 主控窗口屬性設(shè)置</p><p>　　在組態(tài)工作臺界面中，用鼠標單擊“主控窗口”選項，出現(xiàn)主控窗口圖標并雙擊進入主控組態(tài)窗口；在此窗口中通過工具欄點擊新增菜單項，完成菜單組態(tài)，如圖9.1所示:</p><p>　　圖9.1 菜單組態(tài)窗口</p><p>　　分別對機械手

57、、功能介紹、輸入輸出表、封面進行菜單屬性設(shè)計，機械手菜單屬性設(shè)計如下圖9.2所示：</p><p>　　圖9.2 機械手菜單屬性設(shè)置</p><p><b>　　10 設(shè)置工程密碼</b></p><p>　　進入MCGS工作臺，選擇工具菜單“工程安全管理”中的“工程密碼設(shè)置”選項，如圖10.1所示：</p><p>　

58、　圖10.1 工程密碼設(shè)置</p><p>　　工程密碼設(shè)置此時將彈出修改工程密碼對話框，如圖10.2所示：</p><p>　　圖10.2 密碼設(shè)置</p><p>　　在新密碼、確認新密碼輸入框內(nèi)輸入123，單擊“確認”，工程密碼設(shè)置完畢。</p><p>　　11 機械手組態(tài)畫面的監(jiān)控與PLC連接</p><p>

59、;　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)已基本完成，下面進行整體的調(diào)試。把編寫好的程序用GX-Developer軟件寫入到PLC中，把組態(tài)工程處在運行環(huán)境中，用一根RS- 232通信線建立起聯(lián)系。機械手按照控制程序動作，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化。組態(tài)實現(xiàn)對機械手工作過程的全程監(jiān)視。下面以單步動作方式為例如下圖所示：</p><p>　　圖11.2 功能介紹效果圖</p><p>　　圖11.3 輸入輸出分配表效

60、果圖</p><p>　　圖11.4 單步方式下機械手下降</p><p>　　圖11.5 機械手上升</p><p>　　圖11.6 機械手右移</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　自十月份拿到畢業(yè)設(shè)計課題，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計工作，至今已有兩個多月了。經(jīng)過長時間的努力

61、，到現(xiàn)在我設(shè)計好了作品，并且鑒定完成，畢業(yè)論文也基本完成。我深受感到，論文的寫作是一個長期的過程，需要不斷地進行精心的修改，不斷地去研究各方面的文獻，認真總結(jié)。經(jīng)歷了這么久的努力，終于完成了畢業(yè)論文。</p><p>　　在這過程當中，我覺得自己收獲了很多。在沒有寫論文之前，我總以為論文只是對這幾年來所學(xué)知識的單純的總結(jié)，通過這次我發(fā)現(xiàn)自己的認識有點片面。寫論文不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的

62、一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己要學(xué)習(xí)的東西還很多，需要進一步的去學(xué)習(xí)。同時我也明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)，注重理論與實踐相結(jié)合。</p><p>　　在做畢業(yè)設(shè)計之前，我著手于對任務(wù)書的分析、查閱資料、對機械手控制流程的理解，然后結(jié)合控制要求，對硬件和軟件進行設(shè)計。在不懂的地方請教老師和同學(xué)再加上自己所掌握的知識，到今天可以完全實現(xiàn)控制

63、要求，這期間我投入了大量的時間和精力，一步步的去完善自己的作品，嚴格要求自己，充分的利用自己的專業(yè)知識，這同時也鞏固了自己所學(xué)過的知識。</p><p>　　在設(shè)計過程中，也遇到了一些問題，在最后一段時間學(xué)習(xí)組態(tài)技術(shù)和與找工作之間的沖突，我對組態(tài)軟件沒有熟練的運用，對組態(tài)的一些問題不能合理地解決，但是經(jīng)過同學(xué)之間的討論，老師的不斷引導(dǎo)下，以及自己不斷的學(xué)習(xí)下漸漸的對機械手的設(shè)計有了很多的想法，對MCGS組態(tài)軟件也

64、有了進一步的了解和運用，經(jīng)過一段時間的努力，組態(tài)工程的設(shè)計完成了。運用步進指令，在過去學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上順利完成了機械手PLC程序的設(shè)計，在調(diào)試的過程中也遇到了一些問題，在老師的指導(dǎo)下與同學(xué)的探討中很快得到了解決。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王兆義. 邏輯與可編程控制系統(tǒng).上海：上海大學(xué)出版社，2003</p>&

65、lt;p>　　[2]方承遠. 工廠電氣控制技術(shù).第二版 北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3]顧戰(zhàn)松. 可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，1996</p><p>　　[4]鄭晟. 現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用.北京: 科學(xué)出版社，1997</p><p>　　[5]張萬忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002

66、</p><p>　　[6]李俊秀. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[7]王志峰. 工控組態(tài)軟件. 北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[8]張文明. 組態(tài)軟件控制技術(shù). 北京：北京交通大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[9]袁秀英. 組態(tài)控制技術(shù). 北京：電子工業(yè)

67、出版社，2003</p><p>　　[10]高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實例.北京：人民郵電出版社，2006</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文是在導(dǎo)師將金周老師的精心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的鉆研精神以及平易近人的作風(fēng)為我樹立了榜樣，激勵著我奮發(fā)向上，努力學(xué)習(xí)。值此論文完成之

68、際，謹向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！</p><p>　　在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我覺得受益匪淺。通過對自己在大學(xué)三年時間里所學(xué)的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計的思考及書面表達能力，最終完成了。這為自己今后進一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其進行設(shè)計，分析和解決一個理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓(xùn)練。在同

69、學(xué)及指導(dǎo)教師蔣老師的一些指點和引導(dǎo)下，真正培養(yǎng)了我運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。</p><p>　　通過這次設(shè)計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識與實踐相整合，理論知識服務(wù)于教學(xué)實踐，以增強自己的動手能力。這個設(shè)計在現(xiàn)實社會中也存在著一定的價值和意義，從中我獲得很深刻的經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結(jié)合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。<

70、/p><p>　　我體會到學(xué)習(xí)不但要立足于書本，還要與實踐相結(jié)合。因為通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實踐結(jié)合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強我們的動手能力和解決問題的關(guān)鍵。</p><p>　　在這過程當中我的指導(dǎo)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！<

71、/p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 機械手工作流程腳本程序</p><p><b>　　標題移動</b></p><p>　　IF a<100 THEN </p><p><b>　　a=a+1 </b></p&g

72、t;<p><b>　　ELSE</b></p><p><b>　　a=0 </b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　置機械手工作方式標志位</p><p>　　IF M20=1 OR M21=1 OR M22=1 OR M2

73、3=1 OR M24=1 THEN</p><p><b>　　flag=1</b></p><p><b>　　ELSE</b></p><p><b>　　flag=0</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p>&

74、lt;p><b>　　機械手下降</b></p><p>　　IF M11=1 OR YV1=1 AND flag=1 AND MY1<200 THEN</p><p><b>　　MY1=MY1+2</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p

75、>　　IF MY1=200 THEN</p><p><b>　　M1=1</b></p><p><b>　　ELSE</b></p><p><b>　　M1=0</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p>&l

76、t;p><b>　　機械手上升</b></p><p>　　IF M10=1 OR YV3=1 AND flag=1 AND MY1>0 THEN</p><p><b>　　MY1=MY1-2</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>

77、;　　IF MY1=0 THEN</p><p><b>　　M2=1</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　M2=0</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p&g

78、t;<b>　　機械手左移</b></p><p>　　IF M12=1 OR YV5=1 AND flag=1 AND MX1>0 THEN</p><p><b>　　MX1=MX1-2</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF

79、 MX1=0 THEN</p><p><b>　　M4=1</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　M4=0</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><

80、;b>　　機械手右移</b></p><p>　　IF M13=1 OR YV4=1 AND flag=1 AND MX1<360 THEN</p><p><b>　　MX1=MX1+2</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF MX

81、1=360 THEN</p><p><b>　　M3=1</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　M3=0</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><

82、b>　　機械手放松</b></p><p>　　IF M14=1 OR YV2=0 AND flag=1 THEN</p><p><b>　　機械手狀態(tài)=0</b></p><p><b>　　機械手狀態(tài)1=0</b></p><p><b>　　ENDIF<

83、;/b></p><p><b>　　機械手夾緊</b></p><p>　　IF M15=1 OR YV2=1 AND flag=1 THEN</p><p><b>　　機械手狀態(tài)1=1</b></p><p><b>　　機械手狀態(tài)=1</b></p>

84、<p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　物塊移動</b></p><p><b>　　上升</b></p><p>　　IF M10=1 OR YV3=1 AND M2=0 AND MX11=0 AND flag=1 AND MY2>-200 and m

85、24=0 THEN</p><p>　　MY2=MY2-2 </p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　右移</b></p><p>　　IF M13=1 OR YV4=1 AND M3=0 AND flag=1 AND MX11<360 THEN</p

86、><p>　　MX11=MX11+2</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　下降</b></p><p>　　IF M11=1 OR YV1=1 AND M1=0 AND flag=1 AND MY2<0 THEN</p><p>&l

87、t;b>　　MY2=MY2+2</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　單周期停止</b></p><p>　　IF M27=1 AND M22=1 THEN </p><p><b>　　M5=1 </b>&

88、lt;/p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF M26=1 AND M22=1 THEN </p><p><b>　　M5=0 </b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　

89、　自動停止</b></p><p>　　IF M27=1 AND M23=1 THEN </p><p><b>　　M6=1 </b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF M26=1 AND M23=1 THEN </p>&

90、lt;p><b>　　M6=0 </b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　復(fù)位</b></p><p>　　IF m25=1 THEN</p><p><b>　　MX1=0</b></p&g

91、t;<p><b>　　MX11=0</b></p><p><b>　　MY1=0</b></p><p><b>　　MY2=0</b></p><p><b>　　YV2=0</b></p><p><b>　　ENDIF&l