運(yùn)用組態(tài)王軟件操作機(jī)械手完整

1、沈陽理工大學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)前言 在當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，而組態(tài)軟件在工控自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展中也得到很快的提高。由于工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)的廣泛運(yùn)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求也越來越高。而組態(tài)軟件又有延續(xù)性和可擴(kuò)充性，易學(xué)易用性和通用性，使得組態(tài)軟件得到長足的發(fā)展。本設(shè)計(jì)是運(yùn)用組態(tài)王軟件來完成機(jī)械手的模擬操作，不僅能夠?qū)C(jī)械手進(jìn)行監(jiān)控，而且能夠進(jìn)行模擬控制。我們通過模擬機(jī)械手畫圖，做變量，編寫程序，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的模擬操作。其中運(yùn)用動(dòng)畫的效果去模擬機(jī)械手的運(yùn)作，降低了學(xué)習(xí)的難度，而且可以很大程度上吸收經(jīng)驗(yàn)，掌握知識(shí)。在接到本次創(chuàng)新實(shí)踐的任務(wù)后，我首先進(jìn)行了選題。我選擇了利用組態(tài)王軟件模擬機(jī)

2、械手工作的題目。在進(jìn)一步學(xué)習(xí)組態(tài)王軟件后，我又從各方面收集了機(jī)械手的工作原理和過程的相關(guān)文件，只有對(duì)軟件和工作原理充分認(rèn)識(shí)以后，編程以及其他工作才會(huì)更順利。當(dāng)然，學(xué)習(xí)和調(diào)試的過程并不是相當(dāng)?shù)捻樌虚g還是出現(xiàn)了很多小插曲，例如編程的失誤，動(dòng)畫設(shè)計(jì)的缺陷等，雖然到最后成功完成，但離不開老師的悉心指導(dǎo)，謝謝老師。目錄前言1目錄2第一章 組態(tài)軟件及組態(tài)王軟件31.1組態(tài)軟件簡介31.2組態(tài)王軟件的特點(diǎn)3第二章 機(jī)械手的概述42.1 機(jī)械手簡介42.2 機(jī)械手的組成4第三章 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)53.1課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容5第四章 機(jī)械手的設(shè)計(jì)過程54.1數(shù)據(jù)變量的建立54.2 系統(tǒng)程序的編制74.3 動(dòng)畫

3、連接84.4 最終動(dòng)畫效果9結(jié)束語12參考文獻(xiàn)13第一章 組態(tài)軟件及組態(tài)王軟件1.1組態(tài)軟件簡介在當(dāng)今社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，在工控自動(dòng)化領(lǐng)域中，人們對(duì)自動(dòng)化的要求越來越高，組態(tài)軟件的發(fā)展也是非常迅速的。組態(tài)軟件，又稱為組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

4、1.2組態(tài)王軟件的特點(diǎn)1.豐富的I/O。將組態(tài)王和驅(qū)動(dòng)程序整合在一起，通用性強(qiáng)，含有多種IO驅(qū)動(dòng)程序，能與較多的PLC通信，并且通信可靠。2.報(bào)警和事件系統(tǒng)。組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。報(bào)警和事件具有多種輸出方式：文件、數(shù)據(jù)庫、打印機(jī)和報(bào)警窗，并且可以利用控件等工具輕松瀏覽和打印報(bào)警數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。3.安全系統(tǒng)。組態(tài)王采用分級(jí)和分區(qū)保護(hù)的雙重保護(hù)策略，對(duì)新增用戶組和安全區(qū)管理

5、、999個(gè)不同級(jí)別的權(quán)限和64個(gè)安全區(qū)形成雙重保護(hù)，另外組態(tài)王能記錄程序運(yùn)行中操作員的所有操作。第二章 機(jī)械手的概述2.1 機(jī)械手簡介機(jī)械手現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)中，無論是在工地，港口還是各種各樣的生產(chǎn)過程中，都涉及到機(jī)械手的操作。它是一種能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。2.2 機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓

6、持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有23個(gè)自由度。控制系統(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp

7、等微控制芯片構(gòu)成，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。第三章 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)3.1課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.安裝組態(tài)王軟件，通過課上的學(xué)習(xí)和查閱圖書和上網(wǎng)等途徑熟悉所用組態(tài)軟件的操作，并自己進(jìn)行簡單的程序模擬實(shí)驗(yàn)。2.查看有關(guān)參考書籍，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，獨(dú)立設(shè)計(jì)基于組態(tài)軟件的機(jī)械手的控制方案。3.根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的要求，進(jìn)行簡單的畫面設(shè)計(jì)與編輯，簡單控制程序的編寫，設(shè)定動(dòng)畫連接等功能。4.進(jìn)行程序的運(yùn)行，調(diào)試與改進(jìn)。第四章 機(jī)械手的設(shè)計(jì)過程4.1數(shù)據(jù)變量的建立數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程也即定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確

8、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(shí)間范圍和保存期限等。數(shù)據(jù)對(duì)象有IO開關(guān)型、IO數(shù)值型、IO字符型、內(nèi)存開關(guān)型等8種類型。不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)象，屬性不同，用途也不同。建立工程如圖4-1所示4-1 建立工程本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)變量定義如圖4-24-2 數(shù)據(jù)詞典的定義4.2 系統(tǒng)程序的編制 通過定義的數(shù)據(jù)詞典，編制機(jī)械手運(yùn)行的程序，系統(tǒng)的程序如下：if(本站點(diǎn)啟動(dòng)=1)本站點(diǎn)時(shí)間=本站點(diǎn)時(shí)間+1;if(本站點(diǎn)時(shí)間<=5)本站點(diǎn)垂直移動(dòng)=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)+10;本站點(diǎn)向下亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>5 &&本站點(diǎn)時(shí)間<=10)本站點(diǎn)垂直移動(dòng)=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)-10

9、;本站點(diǎn)垂直移動(dòng)1=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)1+10;本站點(diǎn)向下亮燈=0;本站點(diǎn)向上亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>10 &&本站點(diǎn)時(shí)間<=50)本站點(diǎn)水平移動(dòng)=本站點(diǎn)水平移動(dòng)+10;本站點(diǎn)水平移動(dòng)1=本站點(diǎn)水平移動(dòng)1+10;本站點(diǎn)水平移動(dòng)2=本站點(diǎn)水平移動(dòng)2+10;本站點(diǎn)向上亮燈=0;本站點(diǎn)向右亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>50 &&本站點(diǎn)時(shí)間<=55)本站點(diǎn)垂直移動(dòng)=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)+10;本站點(diǎn)垂直移動(dòng)1=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)1-10;本站點(diǎn)向右亮燈=0;本站點(diǎn)向下亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>55 &&本站點(diǎn)時(shí)間<=60)本站點(diǎn)

10、垂直移動(dòng)=本站點(diǎn)垂直移動(dòng)-10;本站點(diǎn)向下亮燈=0;本站點(diǎn)向上亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>60)本站點(diǎn)水平移動(dòng)=本站點(diǎn)水平移動(dòng)-10;本站點(diǎn)水平移動(dòng)1=本站點(diǎn)水平移動(dòng)1-10;本站點(diǎn)向上亮燈=0;本站點(diǎn)向左亮燈=1;if(本站點(diǎn)時(shí)間>100)本站點(diǎn)水平移動(dòng)1=0;本站點(diǎn)時(shí)間=0;本站點(diǎn)向左亮燈=0;else本站點(diǎn)垂直移動(dòng)=0;本站點(diǎn)垂直移動(dòng)1=0;本站點(diǎn)啟動(dòng)=0;本站點(diǎn)水平移動(dòng)=0;本站點(diǎn)水平移動(dòng)1=0;本站點(diǎn)向上亮燈=0;本站點(diǎn)向下亮燈=0;本站點(diǎn)向左亮燈=0;本站點(diǎn)向右亮燈=0;本站點(diǎn)水平移動(dòng)2=0;4.3 動(dòng)畫連接由圖形對(duì)象搭制而成的圖形界面是靜止不動(dòng)的，需要對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)

11、行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，真實(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。組態(tài)王實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。4-3 動(dòng)畫連接4.4 最終動(dòng)畫效果最終實(shí)現(xiàn)如下圖所示的監(jiān)控畫面。4-4 初始位置4-5 機(jī)械手提升重物4-6 機(jī)械手帶重物右移4-7 機(jī)械手下放重物4-8機(jī)械手左移返回結(jié)束語本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，通過組態(tài)王軟件來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的運(yùn)作。在本次的設(shè)計(jì)的過程中，通過定義數(shù)據(jù)詞典，機(jī)械手的程序編制以及機(jī)械手的動(dòng)畫連接，完整的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手正常運(yùn)行的目的，并且在設(shè)計(jì)當(dāng)中結(jié)合自己的思路和自己所想象的動(dòng)畫設(shè)計(jì)，來完成設(shè)計(jì)運(yùn)行的結(jié)果。本設(shè)計(jì)在通過多次檢測(cè)和調(diào)試。使得機(jī)械手的運(yùn)行在自己設(shè)計(jì)的理解范圍內(nèi)。在這次的設(shè)計(jì)過程中，我們也出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，比如程序編寫的錯(cuò)誤，動(dòng)畫設(shè)計(jì)的不合理等等，但是通過努力的改正，還是實(shí)現(xiàn)了最終目的，以后我們還要繼續(xù)努力和改進(jìn)，加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。在本次設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)們的巨大幫助，借此機(jī)會(huì)向他們表示誠摯的感謝。雖然這次設(shè)計(jì)過程中我有許多不懂的東西，但是得到老師和同學(xué)的認(rèn)真幫助和細(xì)心講解但，我們還是學(xué)到很多實(shí)際的東西，實(shí)踐能力有所加強(qiáng)。感謝在百忙之中對(duì)我的論文進(jìn)行評(píng)審并提出