機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及組態(tài)聯(lián)機(jī)

1、1緒論隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用與焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒。低溫和高熱等惡劣的環(huán)境中工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。機(jī)械手和數(shù)控加工中心，應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造和金屬加工等工業(yè)。機(jī)械手和數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)(FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIM）,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功

2、能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。其邏輯控制也由PLC代替原來(lái)的繼電器控制。繼電器組成的控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制的方法。但是，進(jìn)入90年代，隨著科學(xué)家技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)機(jī)械手的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性的要求越來(lái)越高，繼電器弱點(diǎn)就越來(lái)越明顯。可編程序控制器（PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代自動(dòng)化的主要支柱之一。機(jī)械手控制要求接入設(shè)備使用簡(jiǎn)便，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)組態(tài)的編程簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)，加快編程和調(diào)試速度。通過(guò)PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了機(jī)械手的控制水

3、平，并改善了機(jī)械手運(yùn)行的靈活性。因此PLC在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。2控制系統(tǒng)分析隨著PLC的功能的不斷提高和完善，PLC幾乎可以完成工業(yè)控制領(lǐng)域的所有任務(wù)。但是PLC還是有它最適合的應(yīng)用場(chǎng)合，所以在接到一個(gè)控制任務(wù)后，要分析控制對(duì)象的控制過(guò)程和要求，看看用什么控制裝備（PLC單片機(jī)、DSC或者IP）來(lái)完成該任務(wù)的最合適?？刂茖?duì)象及控制裝置（選定為PLC）確定后，還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍。一般來(lái)說(shuō)，能夠反映生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接的測(cè)量的參數(shù)，控制邏輯復(fù)雜的部分都由PLC完成。另外，如緊急停車環(huán)節(jié)，對(duì)主要控制對(duì)象還要加上手動(dòng)控制功能，這是需要在設(shè)計(jì)電

4、氣系統(tǒng)原理圖與編程時(shí)統(tǒng)一考慮。2.1系統(tǒng)輸入、輸出與PLC的硬件連接依據(jù)CPU224模塊的主要技術(shù)指標(biāo)和對(duì)運(yùn)料系統(tǒng)的分析，確定系統(tǒng)的輸入和輸出與PLC的數(shù)字量輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的硬件連接，如表1-1所示的I/O 分配表。表1-1 I/O 分配表輸入輸出起動(dòng)按鈕I0.0上升YV1Q0.1停止按鈕I0.5下降YV2Q0.2上升限位SQ1I0.1左轉(zhuǎn)YV3Q0.3下降限位SQ2I0.2右轉(zhuǎn)YV4Q0.4左轉(zhuǎn)限位SQ3I0.3夾緊YV5Q0.5右轉(zhuǎn)限位SQ4I0.4傳送帶AQ0.6光電開(kāi)關(guān)PSI0.6傳送帶BQ0.72.2 組態(tài)軟件分析與硬件生產(chǎn)相對(duì)照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝一臺(tái)電腦，事先提供了各種型號(hào)

5、的主板、機(jī)箱、電源、CPU、顯示器、硬盤(pán)、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因?yàn)樗话阋扔布械摹安考备?，而且每個(gè) “部件” 都很靈活，因?yàn)檐洸考加袃?nèi)部屬性，通過(guò)改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性狀、顏色等）。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫(xiě)程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫(xiě)程序不但工作量大、周期長(zhǎng)，而且容易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。   組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。

6、一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中。如DCS(集散控制系統(tǒng)組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，辦公軟件(PowerPoint都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來(lái)形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識(shí)別。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。&#

7、160; 雖然說(shuō)組態(tài)就是不需要編寫(xiě)程序就能完成特定的應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語(yǔ)言，有的甚至支持VB。  2.3 機(jī)械手工作流程送帶B處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，故不需要用PLC控制。機(jī)械手及傳送帶C 順序動(dòng)作的要求是：a 按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)，機(jī)械手系統(tǒng)工作。首先上升電磁閥通電，手臂上升，至上升限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；b 左轉(zhuǎn)電磁閥通電，手臂左轉(zhuǎn)，至左轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；c 下降電磁閥通電，手臂下降，至下降限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；d 啟動(dòng)傳送帶A運(yùn)行，由光電開(kāi)關(guān)SP檢測(cè)傳送帶A上有無(wú)物品送來(lái)，若檢測(cè)到物品，則抓緊電磁閥通電，機(jī)械手抓緊，至

8、抓緊限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；e 手臂再次上升，至上升限位開(kāi)關(guān)再次動(dòng)作；f 右轉(zhuǎn)電磁閥通電，手臂右轉(zhuǎn)，至右轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；g 手臂再次下降，至下降限位開(kāi)關(guān)再次動(dòng)作；h 放松電磁閥通電，機(jī)械手松開(kāi)手爪，經(jīng)延時(shí)2秒后，完成一次搬運(yùn)任務(wù)，然后重復(fù)循環(huán)以上過(guò)程。i 按下停止按鈕SB2或斷電時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上，重新起動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按停止前的動(dòng)作繼續(xù)工作。圖2.3-1機(jī)械手實(shí)物圖2.4 外圍控制方式光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢?jiàn)光轉(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見(jiàn)的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管

9、工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無(wú)光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小（µA），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。圖2.4-1 光電開(kāi)關(guān)工作示意圖光電開(kāi)關(guān)分透射式和反射式兩種。透射式光電開(kāi)光是發(fā)光器和受光器的光軸重合，當(dāng)有不透明的物體位于或經(jīng)過(guò)期間時(shí)，受光器不能接收到發(fā)光器發(fā)出的光。反射式光電開(kāi)關(guān)是發(fā)光器和受光器的光軸在同一平面以某一角度相交，

10、當(dāng)有物體經(jīng)過(guò)其交點(diǎn)時(shí)，接收元件將接收到從物體表面反射的光，沒(méi)有物體時(shí)則接收不到。當(dāng)然也可以使用其他傳感器，如紅外線傳感器、行程開(kāi)關(guān)等。紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。行程開(kāi)關(guān)一種由物體的位移來(lái)決定電路通斷的開(kāi)關(guān)，在日常生活中我們最易碰到的例子就是冰箱了，行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生

11、產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在本課題中行程開(kāi)關(guān)運(yùn)用在機(jī)械手上下到位，左右旋轉(zhuǎn)到位等部件上，用于控制機(jī)械臂動(dòng)作的范圍。行程開(kāi)關(guān)用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開(kāi)關(guān)。 這種開(kāi)關(guān)有接觸式的和非接觸式的。 接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上，安裝上行程開(kāi)關(guān)，與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開(kāi)關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變

12、運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動(dòng)，這種行程開(kāi)關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù)開(kāi)關(guān)不受損壞。 非接觸式的形式很多，常見(jiàn)的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等。限制位開(kāi)關(guān)在機(jī)械手中的作用主要是用來(lái)提示機(jī)械手的動(dòng)作是否已經(jīng)到位，在本課題的機(jī)械手中有4個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別是上限位開(kāi)關(guān)，下限位開(kāi)關(guān)，左旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)和右旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)。3 PLC對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3.1 順序控制設(shè)計(jì)法如果一個(gè)控制系統(tǒng)可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作，且這些動(dòng)作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行，這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng)，也稱為步進(jìn)控制系統(tǒng)。其控制總是一步一步按順序進(jìn)行。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用很廣，尤其在機(jī)械行業(yè)

13、，幾乎無(wú)例外地利用順序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)循環(huán)。所謂順序控制設(shè)計(jì)法就是針對(duì)順序控制系統(tǒng)的一種專門(mén)的設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。PLC的設(shè)計(jì)者們?yōu)轫樞蚩刂葡到y(tǒng)的程序編制提供了大量通用和專用的編程元件，開(kāi)發(fā)了專門(mén)供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法成為當(dāng)前PLC程序設(shè)計(jì)的主要方法。順序控制設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)步驟 采用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的基本步驟及內(nèi)容如下：a 步的劃分順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步，并且用編程元件（輔助繼電器M或狀態(tài)器S

14、）來(lái)代表各步。步是根據(jù)PLC輸出狀態(tài)的變化來(lái)劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。步的這種劃分方法使代表各步的編程元件與PLC各輸出狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。步也可根據(jù)被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化來(lái)劃分，但被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化應(yīng)該是由PLC輸出狀態(tài)變化引起的。b 轉(zhuǎn)換條件的確定使系統(tǒng)由當(dāng)前步轉(zhuǎn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件。轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號(hào)，如按鈕、指令開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)的接通/斷開(kāi)等，也可能是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的接通/斷開(kāi)等，轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。順序控制設(shè)計(jì)法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀

15、態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制各輸出繼電器。c 功能表圖的繪制根據(jù)以上分析和被控對(duì)象工作內(nèi)容，步驟，順序和控制要求畫(huà)出功能表圖。d 梯形圖的編制根據(jù)功能表圖，按編程方式寫(xiě)出梯形圖程序。順序控制如圖3.1-1所示：圖3.1-1 順序控制圖3.2 機(jī)械手控制系統(tǒng)的梯形圖圖3.2-1 PLC梯形圖4 PLC和組態(tài)王通信方式的實(shí)現(xiàn)4.1 PLC概論這SIMATIC s7-200 系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性價(jià)比。主站電纜的DIP開(kāi)關(guān)S

16、7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU前面板上的LED狀態(tài)顯示了當(dāng)前的操作模式。在停止模式下，S7-200不執(zhí)行程序，可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。S7-200提供一個(gè)模式開(kāi)關(guān)來(lái)改變操作模式?？梢杂媚Ｊ介_(kāi)關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動(dòng)選擇操作模式，啟動(dòng)程序的執(zhí)行；也可以將模式開(kāi)關(guān)打在停止模式，停止程序的執(zhí)行；可以將模式開(kāi)關(guān)打在運(yùn)行模式，啟動(dòng)模式的執(zhí)行：也可以將模式開(kāi)關(guān)打在TERM（終端）模式，不改變當(dāng)前操作模式。如果模式開(kāi)關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)是，CPU會(huì)自動(dòng)進(jìn)入STOP模式。如果模式開(kāi)關(guān)打在RUN模

17、式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電話恢復(fù)是，CPU會(huì)進(jìn)入RUN模式。STEP7-Micro/WIN允許改變與之相連的S7-200的操作模式。如果希望用軟件來(lái)改變操作模式，CPU上的模式開(kāi)關(guān)必須打在RUN或者TERM上?？梢杂貌藛蚊钪械肞LC-STOP和PLC-RUN或者工具欄中得相關(guān)按鈕來(lái)改變操作模式?？梢栽趹?yīng)用程序中插入STOP指令來(lái)將S7-200置為停止模式。它可以使邏輯程序停止運(yùn)行。圖4.1-1 S7-200系列S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1極高的可靠性2極豐富的指令集3易于掌握4便捷的操作5實(shí)時(shí)特性6豐富的內(nèi)置集成功能7強(qiáng)勁的通訊能力8豐富的擴(kuò)展模塊S7-200系列PLC可提

18、供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8個(gè)CPU供使用。CPU單元設(shè)計(jì)集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器）。S7-200系列在集自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施。民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床；磨床；印刷機(jī)械；橡膠化工機(jī)械；中央空調(diào)；電梯控制運(yùn)行系統(tǒng)。S7-200（主機(jī)外形如圖4.1-2）系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用。如表2-2表2-2CPU226的輸入輸出CUP型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)CPU22624

19、26圖4.1-2 S7-200主機(jī)外形4種CPU各有晶體管輸出和8個(gè)繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號(hào)如表3-3所示。表3-3各CPU型號(hào)4.2 組態(tài)軟件與PLC的通信設(shè)計(jì)PPI(Point-to-Point是西門(mén)子專為S7-200系列開(kāi)發(fā)的一個(gè)通訊協(xié)議，為主/從協(xié)議，PC機(jī)為主站，S7-200為從站。該方式下有兩種硬件連接方法，一種是使用PPI電纜將PC機(jī)串口和S7-200的通訊口相連，采用串行通訊方式。另一種是PC機(jī)通過(guò)CP5611通訊卡與S7-200相連。在第一種方式下，使用PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN32安裝通訊硬件，在“SET PG/PC

20、Interface”對(duì)話框中配置PC/PPI cable,選擇Interface Parameter Assignment為PPI，并設(shè)置PPI參數(shù)默認(rèn)值,雙擊通訊框中得刷新圖標(biāo)后建立與S7-200的通信連接。在第二種方式下，將CP5611卡安裝在PC機(jī)的插槽中，用連接帶纜將CP5611卡與S7-200的PORT口相連，安裝STEP 7-Micro/WIN32和STEP 7 V5.0 +ServicePack5(或STEP 7 V5.1+ServicePack 2，運(yùn)行PG/PC-interface parameterisation，將用戶界面配置為CP5611 (PPI方式。這兩種方式的上位

21、機(jī)組態(tài)王的設(shè)置基本相同，首先使用“設(shè)備配置向?qū)А?定義外部設(shè)備，分別選擇西門(mén)子S7-200系列PPI通信和西門(mén)子S7-200系列通訊卡通信，并設(shè)定如下通信參數(shù):波特率9600bps,數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，偶校驗(yàn)。在設(shè)定PLC地址時(shí)，兩種方式有所不同，前者將PLC地址設(shè)為默認(rèn)地址2。4.3 數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC“數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)中”數(shù)據(jù)的采集，在組態(tài)王6.53中定義了4個(gè)I/O整型變量，它們分別是QB0、QB1、IB0和IB1，它們采集的數(shù)據(jù)分別是來(lái)自從站PLC用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的VB100、VB101、VB105和VB106四個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)單元。4個(gè)I/O整型變量QB0、QB1、IB0和IB

22、1。在組態(tài)王6.53中，運(yùn)用這些采集來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)一種類似C語(yǔ)言的“應(yīng)用程序語(yǔ)言”編寫(xiě)程序，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將程序語(yǔ)言和組態(tài)軟件中的豐富“動(dòng)畫(huà)連接”功能相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)料現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，以生動(dòng)、直觀的圖像和指示信號(hào)顯示在監(jiān)控界面上。數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王軟件”最核心的部分。在TouchVew 運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，所以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。4.4 變量和數(shù)據(jù)的定義機(jī)械手一共

23、要從下位機(jī)收集到位信號(hào)，紅綠燈，這些數(shù)據(jù)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序采集到的，所以幾個(gè)變量的類型都是I/O離散類型變量。這些變量分別命名為啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，上升限位SQ1，下降限位SQ2，左轉(zhuǎn)限位置SQ3，右轉(zhuǎn)限位SQ4，光點(diǎn)開(kāi)關(guān)PS，上升YV1，下降YV2，左轉(zhuǎn)YV3，右轉(zhuǎn)YV4，夾緊YV5，傳送帶A，傳送帶B。而象傳送帶的動(dòng)作過(guò)程，機(jī)械手上升下降動(dòng)作和物體動(dòng)作及顯示等都是內(nèi)存實(shí)型和內(nèi)存離散型的變量，象傳送帶輪A，傳送帶輪B，物體A，物體B等。詳細(xì)見(jiàn)下圖4.1-1：圖4.4-1數(shù)據(jù)詞典定義量定義方法如下：先選中工程瀏覽器中左側(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)詞典選項(xiàng)。如下圖4.4-2圖4.4-2 選項(xiàng)欄圖4.4-3基本

24、屬性然后雙擊右邊窗口中的新建，彈出如圖4.4-3進(jìn)行設(shè)置。5 組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)5.1 機(jī)械手現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面設(shè)計(jì)為建立一個(gè)新的畫(huà)面應(yīng)執(zhí)行以下操作：在工程瀏覽器左側(cè)的“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“畫(huà)面”選項(xiàng)，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出新建畫(huà)面對(duì)話框，新畫(huà)面屬性設(shè)置如下：畫(huà)面名稱： 機(jī)械手的模擬控制對(duì)應(yīng)文件：pic00001.pic （自動(dòng)生成，也可以用戶自己定義）注釋：配料監(jiān)控中心主畫(huà)面畫(huà)面風(fēng)格：覆蓋式畫(huà)面位置：左邊：0 頂邊：0顯示寬度：1024顯示高度：702畫(huà)面寬度：1024畫(huà)面高度：702標(biāo)題桿：無(wú)效大小可變：有效在對(duì)話框中單擊“確定”，組態(tài)王軟件將按照您指定的風(fēng)格產(chǎn)生出一幅名為“機(jī)

25、械手”的畫(huà)面。見(jiàn)下圖5.1-1圖5.1-1 畫(huà)面設(shè)置圖下面要做的就是在所給出的框架上繪制自己所做課題的圖案，在工具箱中可以選中打開(kāi)圖庫(kù)，其中有組態(tài)王自帶的圖片庫(kù)。如圖5.1-2圖5.1-2 工具箱但是自帶圖庫(kù)的圖片存量有限，所以可以通過(guò)點(diǎn)位圖，把網(wǎng)上下載到的一些現(xiàn)成的圖片安置到組態(tài)軟件上。5.2 機(jī)械手現(xiàn)場(chǎng)界面設(shè)計(jì)監(jiān)控軟件的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行界面如圖5.2-1所示。圖5.2-1監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)組態(tài)的豐富的動(dòng)畫(huà)動(dòng)作，和PLC的輸出量進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)接，達(dá)到互相控制動(dòng)作的效果，可以通過(guò)組態(tài)軟件上的動(dòng)畫(huà)動(dòng)作來(lái)顯示實(shí)物的機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。5.3機(jī)械手現(xiàn)場(chǎng)界面設(shè)計(jì)因?yàn)橥ㄟ^(guò)I/O接口接收到的

26、信息都是整型變量，不能直接對(duì)組態(tài)的圖象進(jìn)行動(dòng)作的控制，所以需要經(jīng)過(guò)組態(tài)里面內(nèi)制的編程語(yǔ)句對(duì)動(dòng)作物體的動(dòng)作進(jìn)行定義，從而達(dá)到I/O輸入數(shù)據(jù)和組態(tài)動(dòng)畫(huà)的同步聯(lián)接。在此只舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明動(dòng)畫(huà)動(dòng)作和聯(lián)接的設(shè)置，如圖5.3-1組圖：圖5.3-1-A 水平移動(dòng)圖5.3-1-B垂直移動(dòng)圖5.3-1-C 旋轉(zhuǎn)移動(dòng)由于在機(jī)械手中，物塊的動(dòng)作比較多，所以在做機(jī)械手做抓物體的動(dòng)作時(shí)，并不是用同一個(gè)物體來(lái)完成其上升，旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)和下降等一系列動(dòng)作的，而是由多個(gè)物塊，通過(guò)互相交替消失來(lái)完成物體的一系列動(dòng)作，這樣可以降低物體程序的設(shè)置，同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)械手動(dòng)作是由限位開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行一步一步順序的動(dòng)作，所以，通過(guò)幾個(gè)物體消失和出現(xiàn)能

27、比較形象，也比較同步的完成系列動(dòng)作。通過(guò)圖（5.2-1），可以看出，被抓物體是通過(guò)4個(gè)物體來(lái)完成的。他的隱藏和出現(xiàn)的設(shè)置如圖5.3-2圖5.3-2 動(dòng)作抓的隱含表達(dá)通過(guò)對(duì)物塊的動(dòng)作的設(shè)置，可以完成機(jī)械手整個(gè)一系列的動(dòng)作，在機(jī)械臂的動(dòng)作中也加入了通過(guò)消失和顯示的替換來(lái)完成了其中的一個(gè)動(dòng)作，就是機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手的上升下降這兩個(gè)動(dòng)作的完成要相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)，通過(guò)圖（5.3-1-B）中的垂直移動(dòng)的設(shè)置就可以完成。結(jié)論經(jīng)過(guò)2個(gè)多月的設(shè)計(jì)，成功的通過(guò)了模擬調(diào)試，其功能基本達(dá)到要求，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且只需要修改控制程序，就可以讓機(jī)械手做出不同的動(dòng)作，控制的柔性很好。系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程也是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過(guò)程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探究的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，我對(duì)利用PLC進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)有了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)械手的工作