自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)之機(jī)械手畢業(yè)論文

1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)之機(jī)械手 系 部: 自動(dòng)控制 專 業(yè): 電氣自動(dòng)化 班 級(jí): 112 班 姓 名: 張璐燕 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 宋守云 二零一四年四月 編編 號(hào)號(hào) 摘摘 要要 現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，即自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是它的綜合性 和系統(tǒng)性。機(jī)械手是自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的 關(guān)鍵部件之一。 本文中機(jī)械手涉及到 8 個(gè)動(dòng)作過(guò)程，我們將通過(guò)各種編程軟件操作簡(jiǎn)單方便， 而且可通過(guò)和計(jì)算機(jī)的通信實(shí)時(shí)的對(duì)工作程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修改，械手是自動(dòng) 化流水線控制系統(tǒng)的一部分，是機(jī)電一體化的結(jié)合，為了使工業(yè)機(jī)械手的操作自 動(dòng)化

2、程度提高，機(jī)械手可人機(jī)界面控制，通過(guò)觸摸屏的來(lái)對(duì)機(jī)械手的運(yùn)功過(guò)程進(jìn) 行操作，人機(jī)界面能更加直觀方便的對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控， 使用 PLC 編程控制器和人機(jī)界面一起對(duì)工業(yè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制。 本文介紹的機(jī)械手是主要由 PLC 控制，通過(guò)交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制機(jī)械手 手爪的張合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動(dòng)的功能。本課題機(jī)械手可在空間抓、放、 搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化流水線生 產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線，動(dòng)作靈活多樣。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材 料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)， 并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流

3、程的要求，隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。大大降低了工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：機(jī)械手；PLC；人機(jī)界面；觸摸屏；自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng) ABSTRACT Modern automatic production equipment, automated assembly line control system is the biggest characteristic of its comprehensive and systemic. Manipulator is automated assembly line control system in the traditional ta

4、sk executing agency, is one of the key components of the robot. This article manipulator involving eight action process, we will through a variety of programming software, simple and convenient operation, and can through the communication and computer real-time simulated debugging and modification t

5、o the work program, both hands is part of the automatic production line control system, is the combination of mechanical and electrical integration, in order to make the operation of the industrial manipulator to improve degree of automation, manipulator can man- machine interface control, through t

6、he touch screen to work progress of the manipulator, man-machine interface can be more intuitive and convenient for the process of movement of manipulator control and real-time monitoring, using PLC programming controller with man-machine interface to control the motion process of industrial manipul

7、ator. Manipulator is introduced in this paper is mainly controlled by PLC, through the ac motor is FanZhuanLai control manipulator gripper zhang, so as to realize the function of manipulator accurately movement. This topic manipulator can grasp in the space, place, moving objects, flexible, suitable

8、 for can transform the production of varieties of medium and small batch automation production line, widely used in flexible automatic line, flexible and varied. Manipulator generally by the high temperature resistant, corrosion resistant materials, to adapt to the harsh environment, can replace art

9、ificial to operate at high temperatures and dangerous areas, and can according to the requirements of the change of the workpiece and the movement process at any time change the relevant parameters. Greatly reduces the labor intensity of workers, improve the working efficiency. Keywords: Manipulator

10、; PLC; man-machine interface; touch screen; automated assembly line control system 目目 錄錄 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 設(shè)計(jì)思路或方案的選擇 .2 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容.3 2.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì).3 2.3 PLC 的選擇 .4 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) .6 3.1 電氣原理圖.6 3.1.1 輸入接口電路.6 3.1.2 輸出接口電路.7 3.1.3 PLC 的組成.7 3.2 電 I/O 分配表.8 3.2.1 表的內(nèi)容.8 3.2.2 輸出輸入點(diǎn)分配及 I/O 分配接線.9 第 4 章 軟件設(shè)計(jì)

11、 .11 4.1 工作流程圖.12 4.2 程序梯形圖見(jiàn)附錄.12 第 5 章 觸摸屏 .13 5.1 TPC7062KS 人機(jī)界面.13 5.2 初步認(rèn)識(shí)人機(jī)界面.13 5.3 初步認(rèn)識(shí)組態(tài)軟件.13 5.4 了解觸摸屏的接口及組態(tài).15 5.5 TPC7062KS 人機(jī)界面的硬件連接.16 第 6 章 自動(dòng)流水線控制系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面的制作 .18 6.1 規(guī)劃聯(lián)機(jī)所需要的輔助繼電器清單.18 6.2 建立仿真畫(huà)面.19 6.2.1 創(chuàng)建新的工程 .19 6.2.2 建立新的畫(huà)面 .19 6.2.3 定義變量及命令語(yǔ)言 .21 6.3 了解觸摸屏的接口及組態(tài).24 6.4 程序調(diào)試.25 6.4

12、.1 使用設(shè)備 .25 6.4.2 調(diào)試過(guò)程 .25 第 7 章 結(jié)論與展望 .26 7.1 結(jié)論 .26 7.2 不足之處及未來(lái)展望 .26 參考文獻(xiàn) .27 致 謝 .28 附錄 A：程序清單.29 附錄 B：符號(hào)表.42 第第 1 章章 緒論緒論 現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（即自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)）的最大特點(diǎn)是它的綜合 性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、 接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到 生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與 驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起

13、。 可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編 程簡(jiǎn)單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處 理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握 PLC 技術(shù)及 PLC 網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。機(jī)電一體化是以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主題，多門(mén)技 術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門(mén)新興的邊緣學(xué) 科。機(jī)電一體化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管 理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了以“機(jī)電一體化” 為特征的發(fā)展階段。 本設(shè)計(jì)中提到的機(jī)械手是自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是

14、機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越高， 生產(chǎn)工況也趨于惡劣的態(tài)勢(shì)，這對(duì)一線工人的操作技能也提出了更高的要求，同 時(shí)操作工人的工作安全也受到了相應(yīng)的威脅。工人工作環(huán)境和工作內(nèi)容也要求理 想化、簡(jiǎn)單化。對(duì)于一些往復(fù)的工作由機(jī)械手遠(yuǎn)程控制或自動(dòng)完成顯得非常重要。 這樣可以避免一些人不能接觸的物質(zhì)對(duì)人體造成傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航 空航天等。 在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛 壓力機(jī)的上下料以及焊接、噴漆等作業(yè)，它可以按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī) 定的操作，有些還具備有傳感反饋能力，能應(yīng)付外界的變化。如果機(jī)械手就可以 反饋?zhàn)孕姓{(diào)整。

15、應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送。工件的裝卸、刀具的更換 以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加 快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣 液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門(mén)跨學(xué)科 綜合技術(shù)。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái) 越多的應(yīng)用，機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。 借助 PLC 強(qiáng)大的工業(yè)處理能力，很容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化。基于此思路 設(shè)計(jì)的機(jī)械手，在實(shí)現(xiàn)各種要求的工序前提下，大大提高了工業(yè)過(guò)程的質(zhì)量，而 且大大解放了生產(chǎn)力，改善了工作環(huán)境，減輕了勞

16、動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了成本，提高了 生產(chǎn)效率，具有十分重要的意義。 同時(shí)，借助組態(tài)軟件的輔助作用，也大大提高了系統(tǒng)的工作效率。因此，在 自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更 準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。 械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械手是自動(dòng)化流 水線控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)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(jī)器各自的有點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。 機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā) 展前景。 機(jī)械手利用可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠

17、性、高性能 價(jià)格比且編程簡(jiǎn)單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大 腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握 PLC 技術(shù)及 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 因此，本設(shè)計(jì)將組態(tài)技術(shù)與 PLC 技術(shù)，有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用組態(tài)技術(shù)，對(duì)自 動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)的各單元進(jìn)行高仿真。達(dá)到模擬運(yùn)行的目的。 第第 2 章章 設(shè)計(jì)思路或方案的選擇設(shè)計(jì)思路或方案的選擇 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 一、正確選用機(jī)械手和 PLC 的類型； 二、該設(shè)計(jì)功能大概分為幾部分,其中主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制要求、系統(tǒng)硬件設(shè) 計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)等； 三、給出原理圖和程序結(jié)構(gòu)功能圖； 四、對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試

18、分析等。 2.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分析 機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備，它具有工件的自動(dòng)取拿、移動(dòng) 和輸送功能。機(jī)械手機(jī)構(gòu)控制涉及了 PLC、傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)。機(jī)械手實(shí) 驗(yàn)設(shè)備如圖 2-1 所示。 圖 2-1 機(jī)械手實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖 該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)手臂的左右擺動(dòng)、伸出與退回、上下移動(dòng)、機(jī)械手指的夾緊 與張開(kāi)等四自由度動(dòng)作。如圖 2-2 所示： 圖 2-2 機(jī)械手自由度動(dòng)作圖 該設(shè)備四自由度動(dòng)作由四臺(tái)直流電動(dòng)機(jī) M0、M1、M2、M3 驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī) 可 進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。左右擺動(dòng)由齒輪組嚙合實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)；伸出與退回、上下移動(dòng) 由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠-螺母結(jié)構(gòu)完成；機(jī)械手

19、指的夾緊與張開(kāi)由直流減速電 機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備共有 8 個(gè)動(dòng)作，由控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)。 每個(gè)自由度運(yùn)行極限位置設(shè)置了兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，用于判斷當(dāng)前動(dòng)作是否到位。 該設(shè)備共有 8 個(gè)行程開(kāi)關(guān)作為控制器的輸入信號(hào)，分別是 S0 和 S1、S2 和 S3、S4 和 S5、S6 和 S7。 機(jī)械手每次的工件輸送過(guò)程，都應(yīng)該從初始位置開(kāi)始。定義右轉(zhuǎn)到位、上行 到位、退回到位及手指張開(kāi)到位同時(shí)滿足時(shí)為機(jī)械手初始位置。開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī) 械手應(yīng)該首先自動(dòng)回到初始位置；若遇到特殊情況，機(jī)械手停在非初始位置，按 下復(fù)位按鈕即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。動(dòng)作的步驟如下： 按下啟動(dòng)按鈕(若機(jī)械手處于初始位置，則開(kāi)始運(yùn)行；否則，按下

20、復(fù)位鍵， 使機(jī)械手復(fù)位)伸出下行手指夾緊上行左轉(zhuǎn)下行手指張開(kāi) 上行退回左行停止。其中還可設(shè)計(jì)設(shè)置單步/連續(xù)切換開(kāi)關(guān)，在連續(xù) 模式下，按下啟動(dòng)按鈕，上述動(dòng)作依次發(fā)生，但回到初始位置之后，繼續(xù)下一個(gè) 工件的傳輸過(guò)程，按下停止按鈕，待本次工件傳輸工作結(jié)束后，停止運(yùn)行。另外， 再設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)試開(kāi)關(guān)，調(diào)試時(shí)，每按下該開(kāi)關(guān)一次，上述動(dòng)作發(fā)生一個(gè)，再次按 下則發(fā)生下一步，即“一步一?！?。 2.3 PLC 的選擇的選擇 PLC 的外部設(shè)備是不可分割的一部分，它有四大類：編程設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、 存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出設(shè)備?？紤]到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元 器件連接的靈活性和方便性，采用 PLC 作為核心

21、控制器，各控制對(duì)象都必須在 PLC 的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作，同時(shí)考慮到工作流程和造價(jià)，所以我采用西門(mén)子公 司的 S7-200 MICRO PLC 的 CPU22*系列 PLC。具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、 低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得 S7-200 可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要 求。此外，豐富的 CPU 類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，具 有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 第第 3 章章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 電氣原理圖電氣原理圖 3.1.1 輸入接口電路輸入接口電路 輸入接口電路板原理圖如圖 3-1 所示，其功能是將設(shè)備上行程開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換 為統(tǒng)一的電平信號(hào)(邏輯 1：

22、24V DC ；邏輯 0：0V DC)。板上設(shè)有光電隔離電路，將內(nèi)外 電源隔離，以保護(hù)設(shè)備安全。 PLC 通過(guò)輸入接口把外部設(shè)備(如開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器)的狀態(tài)或信息讀入 CPU，通過(guò) 用戶程序的運(yùn)算與操作，把結(jié)果通過(guò)輸出接口傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電磁閥、繼電器、接 觸器等） 。 各種 PLC 的輸入接口電路結(jié)構(gòu)大都相同，按其接口接受的外信號(hào)電源劃分有兩種類 型：直流輸入接口電路、交流輸入接口電路。其作用是把現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)變成 PLC 內(nèi) 部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。PLC 的輸入接口電路。 在輸入接口電路中，每一個(gè)輸入端子可接收一個(gè)來(lái)自用戶設(shè)備的離散信號(hào)，即外部 輸入器件可以是無(wú)源觸點(diǎn)，如按鈕、開(kāi)關(guān)、形程

23、開(kāi)關(guān)等，也可以是有源器件，如各類傳 感器、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等。在 PLC 內(nèi)部電源容量允許條件下，有源輸入器件可以采 用 PLC 輸出電源（24V） ，否則必須外設(shè)電源。 圖 3-1 輸入接口電路板原理圖 3.1.2 輸入接口電路輸入接口電路 輸出接口(如圖 3-2 所示)由兩塊電路板構(gòu)成：驅(qū)動(dòng)電路板和輸出接口電路板。它們 的功能是將 PLC 輸出的控制信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，從而控制電動(dòng)機(jī)正向或反向運(yùn)行。 輸出接口電路板上也設(shè)有光電隔離電路，可將內(nèi)外電源隔離。 左圖為驅(qū)動(dòng)電路板電氣原理圖，繼電器 A 吸合、B 釋放，對(duì)應(yīng)的電機(jī)正轉(zhuǎn)；繼電器 A 釋放、B 吸合，對(duì)應(yīng)的電機(jī)反轉(zhuǎn)；繼電器 A、B

24、 同時(shí)釋放，電機(jī)停止運(yùn)行；不允許二者都 吸合。右圖為輸出接口電路板電氣原理圖，當(dāng) PLC 輸出的某路控制信號(hào)有效時(shí)，對(duì)應(yīng)的 輸出信號(hào)有效，從而可以使得對(duì)應(yīng)的繼電器吸合。 為適應(yīng)不同負(fù)載需要，各類 PLC 的輸出都有三種類型的接口電路，即繼電器輸出、 晶體管輸出、晶閘管輸出。其作用是把 PLC 內(nèi)部的標(biāo)淮信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的 開(kāi)關(guān)量信號(hào)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載。發(fā)光二極管(LED)用來(lái)顯示某一路輸出端子是否有信號(hào)輸出。在 輸出接口電路中，外部負(fù)載直接與 PLC 輸出端子相連，負(fù)載電源由用戶根據(jù)負(fù)載要求自 行配備。在實(shí)際應(yīng)用中，在考慮外驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，需考慮輸出器件的類型，同時(shí) PLC 輸出 端子的輸出電流

25、不能超出其額定值。 圖 3-2 輸出接口電路電氣原理圖 (左圖為驅(qū)動(dòng)電路板，右圖為輸出接口電路板) 3.1.3 PLC 的組成的組成 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖 3-3 所示。是由輸入模塊、輸出模塊、CPU 模塊等組成。 其中輸入模版包括按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、電源。輸出模塊包括接觸器、電磁閥、 指示燈、電源。 PLC 的硬件主要由中央處理器（CPU） 、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、 擴(kuò)展接口電源等部分組成。其中，CPU 是 PLC 的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng) 輸入/輸出設(shè)備與 CPU 之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。 對(duì)于整體式 PLC，所

26、有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi)；對(duì)于模塊式 PLC，各部件獨(dú)立封裝 成模塊，各模塊通過(guò)總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣?，無(wú)論是哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都 可根據(jù)用戶需要進(jìn)行配置與組合。 中央處理單元（CPU） ，同一般的微機(jī)一樣，CPU 是 PLC 的核心。PLC 中所配置的 CPU 隨機(jī)型不同而不同，常用有三類：通用微處理器（如 Z80、8086、80286等） 、單片 微處理器（如8031、8096等）和位片式微處理器(如 AMD29W 等) 。小型 PLC 大多采用8 位通用微處理器和單片微處理器；中型 PLC 大多采用16位通用微處理器或單片微處理器； 大型 PLC 大多采用高速位片式微處理器。

27、目前，小型 PLC 為單 CPU 系統(tǒng)，而中、大型 PLC 則大多為雙 CPU 系統(tǒng)，甚至有些 PLC 中多達(dá)8 個(gè) CPU。對(duì)于雙 CPU 系統(tǒng)，一般一個(gè)為字處理器，一般采用8位或16位處 理器；另一個(gè)為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專用芯片。字處理器為主處理器， 用于執(zhí)行編程器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時(shí)器，監(jiān)視掃描時(shí)間，處理字節(jié)指令以及對(duì)系統(tǒng) 總線和位處理器進(jìn)行控制等。位處理器為從處理器，主要用于處理位操作指令和實(shí)現(xiàn) PLC 編程語(yǔ)言向機(jī)器語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,提高了 PLC 的速度，使 PLC 更好地 滿足實(shí)時(shí)控制要求。在 PLC 中 CPU 按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮 PLC 有條

28、不紊地進(jìn)行 工作。 圖 3-3 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 輸 入 模 塊 CPU 模塊 輸 出 模 塊 可編程序控制器 編程裝置 接觸器 電磁閥 指示燈 電源 電源 限位開(kāi)關(guān) 選擇開(kāi)關(guān) 按鈕 3.2 I/O 分配表分配表 3.2.1 表的內(nèi)容表的內(nèi)容 本設(shè)備有 8 個(gè)輸入信號(hào)和 8 個(gè)輸出控制信號(hào)，同時(shí)對(duì)應(yīng)了輸入接口電路板的 8 根輸 入信號(hào)線和輸出接口電路板的 8 根輸出信號(hào)線。各輸入輸出信號(hào)線對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)作關(guān) 系如表 3-1 和表 3-2 所示。 各個(gè)輸入信號(hào)線都一一對(duì)應(yīng)一個(gè)行程開(kāi)關(guān)。信號(hào)線 1 對(duì)應(yīng)左轉(zhuǎn)到位行程開(kāi)關(guān)；信號(hào) 線 2 對(duì)應(yīng)右轉(zhuǎn)到位行程開(kāi)關(guān)；信號(hào)線 3 對(duì)應(yīng)退回到位行程開(kāi)關(guān)；信

29、號(hào)線 4 對(duì)應(yīng)伸出到位 行程開(kāi)關(guān)；信號(hào)線 5 對(duì)應(yīng)上移到位行程開(kāi)關(guān)；信號(hào)線 6 對(duì)應(yīng)下移到位行程開(kāi)關(guān)；信號(hào)線 7 對(duì)應(yīng)手指張開(kāi)到位行程開(kāi)關(guān)；信號(hào)線 8 對(duì)應(yīng)手指夾緊到位行程開(kāi)關(guān)。 表 3-1 輸入信號(hào)線與行程開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)關(guān)系表 輸入信號(hào)線序號(hào) (自左到右) 對(duì)應(yīng)行程開(kāi)關(guān) 1 左轉(zhuǎn)到位 2 右轉(zhuǎn)到位 3 退回到位 4 伸出到位 5 上移到位 6 下移到位 7 手指張開(kāi)到位 8 手指夾緊到位 本設(shè)備有 8 個(gè)輸出控制信號(hào)，對(duì)應(yīng)輸出接口電路板的 8 根輸出信號(hào)線。各輸出信號(hào) 線對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)作關(guān)系如表 3-2 所示。 各個(gè)輸出信號(hào)線都一一對(duì)應(yīng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)。信號(hào)線 1 對(duì)應(yīng)搖動(dòng)電機(jī)左轉(zhuǎn)；信號(hào)線 2 對(duì) 應(yīng)搖

30、動(dòng)電機(jī)右轉(zhuǎn)；信號(hào)線 3 對(duì)應(yīng)水平電機(jī)伸出；信號(hào)線 4 對(duì)應(yīng)水平電機(jī)退回；信號(hào)線 5 對(duì)應(yīng)垂直電機(jī)上移；信號(hào)線 6 對(duì)應(yīng)垂直電機(jī)下移；信號(hào)線 7 對(duì)應(yīng)手指電機(jī)張開(kāi)；信號(hào)線 8 對(duì)應(yīng)手指電機(jī)夾緊。 表 3-2 輸出信號(hào)線與電動(dòng)機(jī)動(dòng)作對(duì)應(yīng)關(guān)系表 輸出信號(hào)線序號(hào) (自左到右) 對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī) 1 擺動(dòng)電機(jī)左轉(zhuǎn) 2 擺動(dòng)電機(jī)右轉(zhuǎn) 3 水平電機(jī)伸出 4 水平電機(jī)退回 5 垂直電機(jī)上移 6 垂直電機(jī)下移 7 手指電機(jī)張開(kāi) 8 手指電機(jī)夾緊 3.2.2 輸入輸出點(diǎn)分配表及輸入輸出點(diǎn)分配表及 I/O 分配接線分配接線 機(jī)械臂傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)的分配如表 3-3 所示： 表 3-3 機(jī)械臂傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表

31、 名 稱 代號(hào) 輸入名 稱名 稱輸出 左轉(zhuǎn)到位 SA1 I0.0電機(jī)左轉(zhuǎn)KA1 Q0.0 右轉(zhuǎn)到位 PB1 I0.1電機(jī)右轉(zhuǎn)KA2 Q0.1 退回到位 PB2 I0.2電機(jī)伸出KA3 Q0.2 伸出到位 PB3 I0.3電機(jī)退回KA4 Q0.3 上移到位 PB4 I0.4電機(jī)上移KA5 Q0.4 下移到位 PB5 I0.5電機(jī)下移KA6 Q0.5 張開(kāi)到位 PB6 I0.6電機(jī)張開(kāi)KA7 Q0.6 夾緊到位 PB7 I0.7電機(jī)夾緊KA8 Q0.7 啟動(dòng) PB8 I1.0故障報(bào)警燈 KA9 Q1.0 停止 PB9 I1.1 復(fù)位 PB10 I1.2 單/聯(lián)機(jī) PB11 I1.3 調(diào)試 PB12

32、 I1.4 在輸入/輸出接口電路中，一般均配有電子變換、光耦合器和阻容濾波等電路，以實(shí) 現(xiàn)外部現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一信號(hào)的匹配和信號(hào)的正確傳遞，PLC 正是通過(guò)了 這種接口實(shí)現(xiàn)了信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。發(fā)光二極管(LED)用來(lái)顯示某一路輸入端子是否有信號(hào) 輸入。當(dāng)系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò) PLC 的 I/O 擴(kuò)展接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。 I/O 配線原來(lái)圖如圖 3-4 所示： 圖 3-4 I/O 配線原理圖 PLC 的配線主要包括電源接線、接地、I/O 接線及對(duì)擴(kuò)展單元的接線等。電源接線與 接地。PLC 的工作電源有 120/230V 單相交流電源和 24V 直流電源。系統(tǒng)的大多數(shù)干擾 往

33、往通過(guò)電源進(jìn)入 PLC，在干擾強(qiáng)或可靠性要求高的場(chǎng)合，動(dòng)力部分、控制部分、PLC 自身電源及 I/O 回路的電源應(yīng)分開(kāi)配線，用帶屏蔽層的隔離變壓器給 PLC 供電。隔離變 壓器的一次側(cè)最好接 380V，這樣可以避免接地電流的干擾。輸入用的外接直流電源最好 采用穩(wěn)壓電源，因?yàn)檎鳛V波電源有較大的波紋，容易引起誤動(dòng)作。 良好的接地是抑制噪聲干擾和電壓沖擊保證 PLC 可靠工作的重要條件。PLC 系統(tǒng)接 地的基本原則是單點(diǎn)接地，一般用獨(dú)自的接地裝置，單獨(dú)接地，接地線應(yīng)盡量短，一般 不超過(guò) 20m，使接地點(diǎn)盡量靠近 PLC。 第第 4 章章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 4.1 工作流程圖工作流程圖 它的工作過(guò)程

34、如圖 4-1 所示，有八個(gè)動(dòng)作且運(yùn)行方式分為單周期，連續(xù)三種模式。 即為： 原原位位 伸伸出出下下降降夾夾緊緊上上升升右右移移 下下降降松松開(kāi)開(kāi)上上升升 縮縮回回 左左移移 4.2 程序梯形圖見(jiàn)附錄程序梯形圖見(jiàn)附錄 開(kāi)始 初始化 機(jī)械手在原位 復(fù)位 N Y 啟動(dòng)按鈕按下否 Y 置位運(yùn)行標(biāo)志 N 停止按鈕按下否 Y 復(fù)位運(yùn)行標(biāo)志 N 伸出 伸出到位否？ 夾緊 下降 夾緊到位否？ 下降到位否？ Y N N N Y Y 下降到位否？ 縮回到位否？ 上升到位否？ 右移到位否？ 松開(kāi)到位否？ 縮回 上升 松開(kāi) 下降 右移 上升 上升到位否？ 左移 左移到位否？ 聯(lián)機(jī)否？ Y Y Y Y Y N N N

35、N N Y Y Y N N N 第第 5 章章 觸摸屏觸摸屏 5.1 TPC7062KS 人機(jī)界面人機(jī)界面 采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面 TPC7062KS。是一款在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng) WindowsCE 環(huán)境中運(yùn)行，MCGS 嵌入式組態(tài)軟件組態(tài)。 該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了 7 英寸高亮度 TFT 液晶顯示屏（分辨率 800480） ，四線電阻式 觸摸屏（分辨率 40964096） ，色彩達(dá) 64K 彩色。 CPU主板： ARM結(jié)構(gòu)嵌入式低功耗CPU為核心，主頻400MHz，64M存儲(chǔ)空間。 5.2 初步認(rèn)識(shí)人機(jī)界面初步認(rèn)識(shí)人機(jī)界面 人機(jī)界面又稱人機(jī)接口（HMI）就像一扇窗，是操作人員與 PLC

36、 之間進(jìn)行對(duì)話的接 口設(shè)備。外觀美觀，使用方便。觸摸屏就是典型的人機(jī)界面技術(shù)的應(yīng)用，是一種直觀的 操作設(shè)備。 對(duì)于人機(jī)界面最主要設(shè)備觸摸屏，一般來(lái)說(shuō)包括觸摸屏控制器（卡）和觸摸檢測(cè)裝 置兩部分，如圖 5-1 所示是觸摸屏的組成及作用。 圖 5-1 觸摸屏的組成及作用 觸摸屏的傳送方法為：當(dāng)用手指觸摸顯示器上的觸摸屏?xí)r，觸摸屏控制器檢測(cè)所觸 摸的位置，并通過(guò)接口裝置送到觸摸屏的 CPU，從而確定輸入信息。 觸摸屏根據(jù)其工作原理和傳輸信息介質(zhì)的不同，分為電阻式、電容式、紅外線式和 表面聲波式觸摸屏。 5.3 初步認(rèn)識(shí)組態(tài)軟件初步認(rèn)識(shí)組態(tài)軟件 人機(jī)界面觸摸屏組成人機(jī)界面觸摸屏組成 觸摸屏控制器觸摸屏

37、控制器 作用作用 觸摸屏檢測(cè)觸摸屏檢測(cè) 裝置 作用作用 從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸 信信 轉(zhuǎn)換成觸電坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成觸電坐標(biāo) 信信 CPU 信信 檢測(cè)用戶觸摸位置信檢測(cè)用戶觸摸位置信 傳送給觸摸屏控制器傳送給觸摸屏控制器 信信 人機(jī)界面技術(shù)還有一大分支，就是組態(tài)軟件，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，下 面 MCGS 組態(tài)軟件為例，初步認(rèn)識(shí)組態(tài)軟件。 組態(tài)軟件是一套基于 Windows 平臺(tái)的并用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài) 軟件系統(tǒng)。 組態(tài)軟件為用戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù) 據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯

38、示、趨勢(shì)曲線和報(bào) 表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 MCGS 組態(tài)軟件由“MCGS 組態(tài)環(huán)境”和“MCGS 運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部 分相互獨(dú)立，又緊密相關(guān)。如圖 5-2 所示。 多任務(wù) 多線程 圖 5-2 MCGS 組態(tài)軟件系統(tǒng)構(gòu)成 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程有主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn) 行策略五部分構(gòu)成，每一部分完成不同的工作，具體不同的特點(diǎn)。 組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)： 1、可視化，面向窗口的組態(tài)開(kāi)發(fā)界面，真正的 32 位程序，可運(yùn)行于 Microsoft Windows95/98/Me/NT/200 等多種操作系統(tǒng)。 龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、完備的繪圖工具集已經(jīng)豐富的多媒

39、體支持，能夠快讀地開(kāi)發(fā)出 集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面。 組態(tài)環(huán)境 運(yùn)行環(huán)境 構(gòu)建動(dòng)畫(huà) 連接設(shè)備 流程控制 報(bào)警組態(tài) 設(shè)計(jì)報(bào)表 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 組 態(tài) 軟 件 核 心 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 動(dòng)畫(huà)顯示 設(shè)備輸出 報(bào)表打印 報(bào)警輸出 現(xiàn)場(chǎng)控制 2、支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時(shí)可以方便地制定各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外，獨(dú)特的 組態(tài)環(huán)境調(diào)速功能與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)的配合天衣無(wú) 縫。 3、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，能 夠在第一時(shí)間獲得現(xiàn)場(chǎng)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。 4、方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類型、報(bào)警存貯與應(yīng)答、實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)

40、表以及靈 活的報(bào)警處理函數(shù)，能夠方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉到任何報(bào)警數(shù)據(jù)。 5、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持 TCP/IP、Modem、485/442/232 以及各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線 電臺(tái)等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 5.4 了解觸摸屏的接口及組態(tài)了解觸摸屏的接口及組態(tài) 顯示了在 HMI 設(shè)備下側(cè)排的接口，以 MP270B 為例。在 TP207 和 OP207 上，沒(méi)有 PC 卡接口和以太網(wǎng)接口。要啟用以太網(wǎng)連接，它們需要一個(gè) CF 卡。接口功能描述如表 5-3 所示： 表 5-3 接口功能描述 編 號(hào) 描 述 應(yīng) 用 1接地連接用于連接到機(jī)架地線 2電源連接到 DC+24V 3接口 IF1BRS-422/RS-

41、485(未接地） ，用于 PLC、PC、PU 4接口 IF1A用于 PLC 的 RS-232 5接口 IF2用于 PC、PU、打印機(jī)的 RS-232 6開(kāi)關(guān)用于組態(tài)接口 IF1B 7電池連接連接可選備用電池 8USB 接口用于外部鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等的連接 9插槽 B用于 CF 卡 10以太網(wǎng)接口（只用于 MP 270B）連接 RJ45 以太網(wǎng)線 11插槽 A（只用于 MP 270B）用于 CF 卡 觸摸屏可以通過(guò) IF2 接口與組態(tài)計(jì)算機(jī)的 RS-232 接口相連，也可以通過(guò) IF1B 接口 與組態(tài)計(jì)算機(jī)的 MPI/PORFIBUS DP 接口（CP 通信卡）相連，還可通過(guò) USB 接口或者以 太網(wǎng)

42、接口與組態(tài)機(jī)相連，進(jìn)行畫(huà)面組態(tài)。 觸摸屏可以通過(guò) IF1A 與 PLC 的 RS-232 接口連接通信，也可以通過(guò)觸摸屏的 IF1B 與 PLC 以 MPI 或者 PROFIUS-DP 方式進(jìn)行連接通信，但兩種接口不可同時(shí)進(jìn)行。 為了通過(guò)觸摸屏設(shè)備操作機(jī)器或系統(tǒng)，必須給觸摸屏設(shè)備組態(tài)用戶界面，該過(guò)程稱 為“組態(tài)階段” 。系統(tǒng)組態(tài)就是通過(guò) PLC 以“變量”方式進(jìn)行操作單元與機(jī)械設(shè)備或過(guò)程 之間的通信。變量值寫(xiě)入 PLC 上的存儲(chǔ)區(qū)域（地址） ，由操作單元從該區(qū)讀取。 基本的組態(tài)步驟： 1、組態(tài)用戶界面的功能。使用 ProTool 組態(tài)軟件進(jìn)行用戶界面組態(tài)，一般包括下列 各項(xiàng)：圖形。文本。自定義

43、功能。操作和指示器對(duì)象。 2、將組態(tài)計(jì)算機(jī)連接到觸摸屏設(shè)備，可以采用下列連接方式：串口。 MPI/PORFIBUS DP。USB 或以太網(wǎng)接口。 3、組態(tài)界面?zhèn)魉椭劣|摸屏設(shè)備。 4、將觸摸屏設(shè)備連接到 PLC。 觸摸屏設(shè)備與 PLC 進(jìn)行通信，根據(jù)組態(tài)的信息響應(yīng) PLC 中的程序進(jìn)程（“過(guò)程運(yùn)行階段” ） 。 5.5 了了 TPC706KS 人機(jī)界面的硬件連接人機(jī)界面的硬件連接 TPC7062KS 人機(jī)界面的電源進(jìn)線、各種通訊接口均在其背面進(jìn)行，如圖 5-3 所示。 其中 USB1 口用來(lái)連接鼠標(biāo)和 U 盤(pán)等，USB2 口用作工程項(xiàng)目下載，COM（RS232） 用 來(lái)連接 PLC。下載線和通訊

44、線日?qǐng)D 5-4 所示。 圖 5-3 TPC7062KS 的接口 圖 5-4 下載通訊線 TPC7062KS 觸摸屏與個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接： 在 YL-335B 上，TPC7062KS 觸摸屏是通過(guò) USB2 口與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的，連接以前， 個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)先安裝 MCGS 組態(tài)軟件。 當(dāng)需要在 MCGS 組態(tài)軟件上把資料下載到 HMI 時(shí)，只要在下載配置里，選擇“連接 運(yùn)行” ，單擊“工程下載”即可進(jìn)行下載。如圖 5-5 所示。如果工程項(xiàng)目要在電腦模擬 測(cè)試，則選擇“模擬運(yùn)行” ，然后下載工程。 圖 5-5 工程下載方法 第第 6 章章 自動(dòng)自動(dòng)流水線系統(tǒng)流水線系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面的制作監(jiān)控畫(huà)面的制作 6.

45、1 規(guī)劃聯(lián)機(jī)所需要的輔助繼電器清單規(guī)劃聯(lián)機(jī)所需要的輔助繼電器清單 在進(jìn)行組態(tài)之前，首先我們要對(duì)燭臺(tái)畫(huà)面中所要用到的一些輔助繼電器進(jìn)行規(guī)劃， 從而做到有條不紊。如圖 6-1 所示。 圖 5-1 PLC 與觸摸屏通訊的存儲(chǔ)器分配 圖 6-1 新建畫(huà)面 6.2 建立仿真畫(huà)面建立仿真畫(huà)面 6.2.1 創(chuàng)建新的工程創(chuàng)建新的工程 打開(kāi) MCGS 嵌入版組態(tài)軟件，鼠標(biāo)點(diǎn)擊左上方的文件。在下拉框中選擇“新建工程” 。 如圖 6-2 所示： 圖 6-2 新建畫(huà)面 6.2.2 建立新的畫(huà)面建立新的畫(huà)面 根據(jù)任務(wù)和實(shí)際要求創(chuàng)建相對(duì)的畫(huà)面，所以，必須得創(chuàng)建的界面有歡迎界面，測(cè)試 界面，運(yùn)行界面，和一些提示界面等。這里

46、要注意的是提示界面的語(yǔ)言和界面的大小。 因?yàn)樘崾窘缑婵梢栽谶\(yùn)行過(guò)程中跳出來(lái)的。所以界面的大小，我們?cè)O(shè)置的應(yīng)該合理。 1.創(chuàng)建歡迎界面，測(cè)試界面和運(yùn)行界面。 首先，歡迎界面，我們應(yīng)該寫(xiě)上歡迎的標(biāo)語(yǔ)。隨后用一張自動(dòng)化生產(chǎn)線的圖片作為 界面的背景。如圖 6-3 所示 圖 6-3 歡迎畫(huà)面 測(cè)試界面和運(yùn)行界面，我們只需要適當(dāng)添加上按鈕，文本框即可。這里需要注意的 是測(cè)試監(jiān)控畫(huà)面中。我們需要選擇一根刻度尺來(lái)表示小車(chē)當(dāng)前的位置。測(cè)試界面和運(yùn)行 界面 如圖 5-4 和圖 5-5 所示。 圖 6-4 測(cè)試畫(huà)面 圖 6-5 運(yùn)行界面 2.創(chuàng)建提示界面 提示界面的大小，我們?cè)O(shè)置為（325，134） ，然后提示畫(huà)面

47、中，我們只要放入提示的 內(nèi)容和一個(gè)按鈕即可。如圖 5-6 所示 圖 6-6 提示界面窗口 6.2.3 定義變量及命令語(yǔ)言定義變量及命令語(yǔ)言 1.定義變量 根據(jù)前面所列出的輔助繼電器的規(guī)劃表，這里我們就可以很方便的定義變量，我們 現(xiàn)在“設(shè)備組態(tài)”下面的“設(shè)備 0”中增加這些設(shè)備通道。然后在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中添加幾個(gè)界 面中所需要的這些變量。如圖 6-7,圖 6-8 所示。 圖 6-7 設(shè)備窗口 圖 6-8 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 2.命令語(yǔ)言 （1）歡迎界面中歡迎標(biāo)語(yǔ)的移動(dòng)命令語(yǔ)言 歡迎界面屏幕上方的標(biāo)題文字向左循環(huán)移動(dòng)，循環(huán)周期約 14 秒，所以，先雙擊歡迎 文字，然后在它的水平移動(dòng)上面打鉤，然后單擊水平移動(dòng)，進(jìn)

48、行變量的關(guān)聯(lián)和移動(dòng)距離 的設(shè)置，具體如下圖 6-9 所示。 圖 6-9 水平移動(dòng)設(shè)置 （2）提示界面的窗口跳出命令語(yǔ)言 提示窗口的彈出根據(jù)要求的不同來(lái)定義不同的彈出條件，但是方法總是千遍一律的。 例如復(fù)位完成后跳出的復(fù)位完成提示框。在測(cè)試畫(huà)面的空白處，右擊然后單擊選擇屬性， 然后選擇循環(huán)腳本，在循環(huán)腳本里面寫(xiě)入語(yǔ)句。如圖 6-10 所示。 圖 6-10 循環(huán)腳本 在這里“M1=0 AND ( M911=1 OR M912=1 )”是做為彈出窗口的條件。而 “!OpenSubWnd(復(fù)位提示,200,127,300,100,16 )”是彈出畫(huà)面的命令語(yǔ)言。其中“復(fù)位 提示”是畫(huà)面的名稱， “20

49、0,127”是畫(huà)面所彈出在主窗口的坐標(biāo)。 “300,100”就是彈出 子窗口的長(zhǎng)寬。 6.3 工程下載工程下載 在 MCGS 組態(tài)軟件上把資料下載到 HMI 時(shí)，只要在下載配置里，選擇“連機(jī)運(yùn)行” ，單擊“工程下載”即可進(jìn)行下載。如下圖所示。如果工程項(xiàng)目要在電腦模擬測(cè)試，則 選擇“模擬運(yùn)行” ，然后下載工程。如下圖 6-11 所示 圖 6-11 工程下載 6.4 程序調(diào)試程序調(diào)試 6.4.1 使用設(shè)備使用設(shè)備 在調(diào)試中使用的是中國(guó).啟動(dòng)新科教電子儀器公司所生產(chǎn)的 XK-TPLC C 型可編程 PLC 控制儀。主機(jī)用的 CPU226，還用了 EM223 和 EM235 兩個(gè)擴(kuò)展模塊。 6.4.2

50、 調(diào)試過(guò)程調(diào)試過(guò)程 首先用電腦在 STEP-7-Micro/WIN 編程軟件中將編輯的梯形圖寫(xiě)入軟件中，然后點(diǎn)擊 運(yùn)行并對(duì)其指出的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，修改完最終運(yùn)行無(wú)誤后將其下載到可編程控制儀器中； 其次按照設(shè)計(jì)的要求接好線，確定無(wú)誤后按下啟動(dòng)按鈕。啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)上行、下行、左行、 右行燈均同時(shí)亮且一直亮著，這樣就不符合設(shè)計(jì)中八個(gè)動(dòng)作依次有序進(jìn)行操作的要求， 務(wù)必對(duì)其進(jìn)行修正。在這種情況下我采取了以下方案： 方案一：在沒(méi)有確定設(shè)備是否曾在問(wèn)題的情況下，首先我們對(duì)設(shè)備進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā) 現(xiàn)不曾在任何問(wèn)題，在這種情況下我選擇了再一次用先前的步驟來(lái)完成整個(gè)過(guò)程以確定 初次的接線過(guò)程是否有誤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的結(jié)果和先

51、前一樣出現(xiàn)燈均亮。這樣方案一就 以失敗告終。 方案二：通過(guò)對(duì)程序的再三檢查后，發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)語(yǔ)法上的錯(cuò)誤。會(huì)不會(huì)是運(yùn)行的 速度太快而出現(xiàn)一個(gè)周期接一個(gè)周期的快速運(yùn)行呢？在帶著這個(gè)問(wèn)題的情況下把程序的 每個(gè)動(dòng)作網(wǎng)絡(luò)多家了一個(gè) stop 指令加以驗(yàn)證，然后將程序?qū)懭?STEP-7-Micro/WIN 編程 軟件中運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果顯示沒(méi)有錯(cuò)誤；再下載到可編程控制儀后接好線按下啟動(dòng)按鈕， 發(fā)現(xiàn)指示燈會(huì)按照設(shè)計(jì)動(dòng)作的要求依次亮起而且程序也能按照設(shè)計(jì)的要求完成指定的單 周期和多周期操作。這樣利用方案二就完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)試。 第第 7 章章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 7.1 結(jié)論結(jié)論 在科技日益發(fā)達(dá)的今天，傳統(tǒng)的

52、生產(chǎn)已經(jīng)代替不了工業(yè)生產(chǎn)的要求，自動(dòng)化已經(jīng)成 為許多企業(yè)的核心。而身為一名學(xué)習(xí)自動(dòng)化的學(xué)生，我們更應(yīng)該對(duì)自動(dòng)化流水線控制系 統(tǒng)有一定的了解和認(rèn)識(shí)。然而，機(jī)械手是自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，我們 也應(yīng)該對(duì)其認(rèn)識(shí)與了解。 這個(gè)項(xiàng)目是我們對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線有了更加深入透徹的認(rèn)識(shí)，YL-335B 采用模塊組合 式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對(duì)獨(dú)立的模塊，并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，具 有較強(qiáng)的互換性?？筛鶕?jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合、安裝和調(diào)試，達(dá) 到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)。使我們?cè)谥R(shí)的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用，機(jī)械手是 其重要環(huán)節(jié)之一，PLC 的編程和組網(wǎng)能力，設(shè)備的安裝與調(diào)

53、試等方面有了質(zhì)的飛躍。同時(shí) 更加將我們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，鞏固并學(xué)到了在課堂上沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)。 此外，每天上班制的工作時(shí)間，使即將步入社會(huì)的我們打下了良好的基礎(chǔ)。對(duì)自己 嚴(yán)格要求是一種態(tài)度。這對(duì)我們以后的工作是有很好的幫助的。雖然在整個(gè)過(guò)程中，也 遭遇了挫折，但是，在老師和同組人員的幫助下，最終都能圓滿的解決。 7.2 不足之處及未來(lái)展望不足之處及未來(lái)展望 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我深刻的感到了理論和實(shí)踐之間的巨大差距極其之間的聯(lián)系。平 時(shí)理論知識(shí)學(xué)的還不錯(cuò)，但是在課程設(shè)計(jì)中并不能得心應(yīng)手，會(huì)遇到很多不會(huì)的操作， 這就需要加強(qiáng)實(shí)踐能力。在指導(dǎo)老師宋守云的悉心、耐心指導(dǎo)下，還有我們組同學(xué)的共 同努力奮斗下，進(jìn)行反復(fù)研究和討論完成的。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師始終給我 認(rèn)真的指導(dǎo)。老師嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度和敬業(yè)精神使我終身受益。 通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我重新學(xué)習(xí)了機(jī)械手、PLC、自動(dòng)化流水線控制系統(tǒng)、觸摸屏、 電子技術(shù)、組態(tài)軟件、人機(jī)界面、機(jī)電一體化等專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鍛煉了動(dòng)手操作能力、 綜合運(yùn)用能力。這也使我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，明確了以后需要學(xué)習(xí)的地方。要理論聯(lián) 系實(shí)際，勤思考，勤動(dòng)手，為日后的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 王承義機(jī)械手及其應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981，12-25 2 林春方. 可編程控制器原理及其應(yīng)用. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2004