2號教學(xué)樓綜合布線中心機房系統(tǒng)設(shè)計及機械手.

1、信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計說明書2021/2021學(xué)年第1學(xué)期課程名稱 ：綜合布線及樓宇監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計 題 目 ：2號教學(xué)樓綜合布線中心機房子系 統(tǒng)設(shè)計與機械手搬運單元控制組態(tài) 專業(yè)班級 ： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號 ： 指導(dǎo)教師 ： 劉增環(huán)、 設(shè)計周數(shù) ： 兩 周 設(shè)計成績 ： 目錄課程設(shè)計一：2號教學(xué)樓綜合布線中心機房子系統(tǒng)設(shè)計4一 設(shè)計概況4441.3 課程設(shè)計的任務(wù)51.4 課程設(shè)計的要求51.5 課程設(shè)計的原那么5二 綜合布線設(shè)計步驟62.1 2號建筑物的實地測量62.2 利用AUTOCAD進行綜合布線平面圖繪圖62.3 信息點的安放和走線62.4 布線材料的預(yù)算6

2、三 課程設(shè)計中系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計73.1 傳輸介質(zhì)選擇73.2 工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計73.3 水平子系統(tǒng)的設(shè)計73.3.1 其各樓層的信息點數(shù)量統(tǒng)計表沒有考慮余量的情況下83.3.2 對該各樓層的具體分析83.4 管理區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計93.5 干線子系統(tǒng)的設(shè)計93.6 設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計103.7 中心機房的位置選擇113.8 電氣保護11四 工程造價的預(yù)算12課程設(shè)計一 參考文獻(xiàn)12課程設(shè)計二：機械手搬運單元控制組態(tài)13一 課程設(shè)計的概述131.1 課程設(shè)計的目的131314二 系統(tǒng)設(shè)計142.1 系統(tǒng)分析142.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求142.3 下位機的程序設(shè)計14142.3.2 機械手搬運單元控制系

3、統(tǒng)圖如下列圖：152.3.3 機械手搬運單元下位機控制程序152.4 上位機的程序設(shè)計152.4.1設(shè)計思路：152.4.2 上位機變量分配表161618課程設(shè)計二 參考文獻(xiàn)21課程設(shè)計總結(jié)21課程設(shè)計一：2號教學(xué)樓綜合布線中心機房子系統(tǒng)設(shè)計一 設(shè)計概況綜合布線系統(tǒng)GCS集成了教學(xué)樓建筑物內(nèi)所有弱電布線，當(dāng)使用綜合布線系統(tǒng)時，計算機系統(tǒng)、用戶交換機系統(tǒng)以及局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配線1，是使用一套由公共配件所組成的配線系統(tǒng)綜合在一起。綜合布線系統(tǒng)可兼容各個不同廠家的語音、數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備；其開放的結(jié)構(gòu)可以作為各種不同工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)，不再需要為不同的設(shè)備準(zhǔn)備不同的配線零件以及復(fù)雜的線路標(biāo)志與管理線路圖表。G

4、CS使得配線系統(tǒng)將具有更大的適用性、靈活性，可以利用最低的本錢在最小的干擾下，進行工作地點上的終端設(shè)備的重新安排與規(guī)劃。根據(jù)國際電子工業(yè)協(xié)會(EIA)和國際電信工業(yè)協(xié)會(TIA)制定的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(EIA/TIA568A)，及中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會制定的標(biāo)準(zhǔn)?建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?，結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)由工作區(qū)子系統(tǒng)、配線(水平)子系統(tǒng)、干線(垂直)子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、進線間子系統(tǒng)七個子系統(tǒng)組成。其構(gòu)成圖如下列圖：圖1：結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)圖本設(shè)計中的2號教學(xué)樓由于屬于舊樓改造且規(guī)模一般，該系統(tǒng)只包含了工作區(qū)子系統(tǒng)、配線(水平)子系統(tǒng)、干線(垂直)子系統(tǒng)、設(shè)

5、備子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)。課程設(shè)計是對課程理論和課程實驗的綜合和補充。它主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運用已學(xué)過的理論和技能去分析和解決實際問題的能力，對加深課程理論的理解和應(yīng)用具有重要意義。本課程設(shè)計通過綜合利用所學(xué)綜合布線知識完成一項綜合布線工程的設(shè)計任務(wù)，研究確定實施方案并進行局部工程的實施，從而加深對弱電系統(tǒng)與綜合布線的原那么和特點，掌握知識與實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識和專業(yè)知識去解決實際工程設(shè)計問題的能力2。1.3 課程設(shè)計的任務(wù)根據(jù)2號教學(xué)樓的具體結(jié)構(gòu)，依據(jù)使用要求。確定中心機房的位置和信息網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對中心機房和主干線網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備進行選型，依據(jù)設(shè)定的信息點的數(shù)目，計算出所用線纜的數(shù)

6、量，進行本局部的工程造價，使用CAD繪制出相關(guān)的圖紙。利用實驗室的現(xiàn)有設(shè)備進行系統(tǒng)的模擬實驗。1.4 課程設(shè)計的要求 1 設(shè)計應(yīng)符合EIA/TLA-568民用建筑線纜標(biāo)準(zhǔn)3和IS0/IE011801國際標(biāo)準(zhǔn)；2 整個網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)符合實際的情況，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)合理、科學(xué)、具有先進技術(shù)；3 與學(xué)校校園網(wǎng)的接入方式要合理， 接入方式要符合電信科的要求；4 與各個水平子系統(tǒng)的連接方式要合理；1.5 課程設(shè)計的原那么在綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)遵循以下幾個需求和原那么：1實用性：布線系統(tǒng)能在現(xiàn)在和將來適應(yīng)技術(shù)的開展，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音通信。2靈活性：布線系統(tǒng)能滿足靈活通用的要求。任何一個信息插口，均能連接不同的設(shè)備，

7、如計算機，終端， 機，和 。并可連接不同類型的局域網(wǎng)。如：TOKEN RING網(wǎng)，ETHERNET網(wǎng)等。也可連接計算機終端設(shè)備實現(xiàn)異步通信。所有這些不同類型的連接方法均可通過在管理子系統(tǒng)中更改跳線來方便地實現(xiàn)。3模塊化：布線系統(tǒng)中，除固定于建筑物中的線纜外，其余所有接插件均是模塊化的標(biāo)準(zhǔn)件。4擴充性：布線系統(tǒng)是要能擴充的，以便將來要擴展時，可以方便地將設(shè)備擴充進去。5可靠性：該布線系統(tǒng)具有15-20年的使用壽命。6標(biāo)準(zhǔn)化：該布線系統(tǒng)的設(shè)計采用的是成熟的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。二 綜合布線設(shè)計步驟2.1 2號建筑物的實地測量設(shè)計的開始先進行建筑物的實地考察，對大概的布局進行觀察并做出配

8、線設(shè)備、中心機房等的位置和數(shù)量的記錄，再對建筑物的外圍進行尺寸的測量和記錄。完成后，對各個樓層的房間尺寸、門的大小進行測量，記錄相應(yīng)的門牌號和其功能，根據(jù)其功能為下一步的信息點安排做好準(zhǔn)備，并對各個子系統(tǒng)進行設(shè)計。2.2 利用AUTOCAD進行綜合布線平面圖繪圖利用所學(xué)過的AUTOCAD對2號教學(xué)樓一至五層進行綜合布線平面繪圖，主要反映各配線架的連接。其綜合布線平面圖如下：圖2：2號教學(xué)樓綜合布線平面圖2.3 信息點的安放和走線考察完建筑物后，進行信息點的繪制、安放，根據(jù)用戶需求和具體功能進行設(shè)計和安放，并選好配線間的位置，并進行布線的設(shè)計。2.4 布線材料的預(yù)算進行完整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)布線后，進行

9、布線的計算和信息模塊、配線架的計算等，并進行工程造價。三 課程設(shè)計中系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計3.1 傳輸介質(zhì)選擇在系統(tǒng)設(shè)計中首先要考慮的是選用哪一類傳輸介質(zhì)。結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)中常用有四種傳輸介質(zhì)可供選擇4：1CAT.3 (三類)非屏蔽雙絞線2 五類超五類非屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線3 (GigaSPEED)千兆比特六類4對非屏蔽雙絞線4 光纜根據(jù)2號教學(xué)樓的實際情況，采用星型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)布線的方式。3.2 工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計 按照GB50311-2007國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工作區(qū)是一個獨立的需要設(shè)置終端設(shè)備的區(qū)域。工作區(qū)應(yīng)由水平布線系統(tǒng)的信息插座延伸到終端設(shè)備處的連接電纜及適配器組成。在施工設(shè)計時，應(yīng)盡可能考慮用

10、戶對室內(nèi)布局的需要，同時也應(yīng)考慮從信息墻座連接應(yīng)用設(shè)備的方便和平安，信息插座與計算機設(shè)備的距離保持在5米范圍內(nèi)；本教學(xué)樓為辦公和實驗的場所，所以多采用墻上嵌入式安裝型插座，使用標(biāo)準(zhǔn)的86型86*86cm墻盒，其信息插座設(shè)計在距離地面30cm以上；少數(shù)采用桌上型墻座時應(yīng)考慮和辦公桌、實驗桌協(xié)調(diào)配合，同時更應(yīng)考慮安裝位置的平安性和可靠性；另外，在設(shè)計工作區(qū)的信息點的數(shù)量時應(yīng)在需求的根底上再考慮一定的余量，以滿足后續(xù)的需求。3.3 水平子系統(tǒng)的設(shè)計水平配線子系統(tǒng)由信息插座、信息插座至機房配線設(shè)備的電纜、和跳線組成。信息插座均為RJ-45制式。每一條數(shù)據(jù)水平雙絞線的長度均不應(yīng)超過90米。水平雙絞線布線

11、從房間內(nèi)的信息點引出并布到機房的配線機柜內(nèi)。整個布線為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接方式。該2號樓屬于舊建筑物，其采用護壁板管道布線方式。為了保證系統(tǒng)的平安可靠性，所有的配線設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須置于中心機房的機柜內(nèi)。根據(jù)原那么，水平子系統(tǒng)的設(shè)計為：1 水平銅纜采用100的超五類非屏蔽阻燃雙絞線。2 配線設(shè)備采用AMP的24口RJ-45配線架模塊和24口RJ-45+AUI集線器。3 信息點插座模塊采用AMP的超五類網(wǎng)絡(luò)模塊。4 面板采用AMP的單/雙孔86型面板。5 水晶頭的線序采用T568B。橙白 橙 綠白 藍(lán) 藍(lán)白 綠 棕白 棕3.3.1 其各樓層的信息點數(shù)量統(tǒng)計表沒有考慮余量的情況下建筑物網(wǎng)絡(luò)和信息點數(shù)量

12、統(tǒng)計表房間或者區(qū)域編號樓層編號01、0203、0405、0607、0809、1011、1213、1415、1617數(shù)據(jù)點合計語音點合計信息點合計數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點數(shù)據(jù)點語音點052222222211722222222117042222322211822223222118032122222211621222222116022232332312122323323121014222224412342222244123合計9595190表1：2號教學(xué)樓各樓層的信息點數(shù)量統(tǒng)計表3.3.2 對該各樓層的具體分析12號教學(xué)樓一層：

13、一個值班室、一個打印室、三個辦公室、六個實驗室，共配出四十六個信息點，考慮百分之三的余量時，共配出M=m+3%m=48個，選用兩個24口RJ-45配線架模塊、兩個24口RJ-45+AUI集線器一個48口的交換機。22號教學(xué)樓二層：一個實驗室、十二個辦公室，共配出四十二個信息點，考慮百分之三的余量時，共配出M=m+3%m=44個，選用兩個24口RJ-45配線架模塊、兩個24口RJ-45+AUI集線器和一個48口的交換機。32號教學(xué)樓三層：三個實驗室、九個辦公室，共配出三十二個信息點，考慮百分之三的余量時，共配出M=m+3%m=33個，選用兩個24口RJ-45配線架模塊、兩個24口RJ-45+AU

14、I集線器和一個48口的交換機。42號教學(xué)樓四層：一個辦公室、兩個教研室、一個工程圖書館、五個實驗室、九個辦公室，共配出三十六個信息點，考慮百分之三的余量時，共配出M=m+3%m=38個，選用兩個24口RJ-45配線架模塊、兩個24口RJ-45+AUI集線器和一個48口的交換機。52號教學(xué)樓五層：一個辦公室、九個實驗室，共配出三十四個信息點，考慮百分之三的余量時，共配出M=m+3%m=36個，選用兩個24口RJ-45配線架模塊、兩個24口RJ-45+AUI集線器和一個48口的交換機。6綜上述分析，考慮完余量之后的信息點總數(shù)為：48+44+33+38+36=199個，因此進行水平線纜的計算：經(jīng)測量

15、本教學(xué)樓東西長度為66m，離最遠(yuǎn)信息點距離為60m，離最近信息點距離為5m。平均電纜走線長度：S=0.55*60+5+6=41.75m 取42m；每箱可以拉線的根數(shù)：取7根；因此，整座樓共五層，共需要199/7=28.4(取29)箱；3.4 管理區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計管理間子系統(tǒng)設(shè)置在樓層配線房間，是水平系統(tǒng)電纜端接的場所，也是主干系統(tǒng)電纜端接的場所。用戶可以在管理間子系統(tǒng)中更改、增加、交接、擴展纜線。從而改變纜線路由。該設(shè)計的2號教學(xué)樓屬于舊樓改造，信息點密集，使用時間集中，樓道很長，每樓層均采取19寸壁掛式機柜直接明裝在樓道，其面積設(shè)為。壁掛式機柜一般在樓道安裝高度不小于米5。3.5 干線子系統(tǒng)的

16、設(shè)計垂直干線子系統(tǒng)由設(shè)備間子系統(tǒng)與管理間子系統(tǒng)的引入口之間的布線組成，采用大對數(shù)電纜或光纜。兩端分別連接在設(shè)備間和樓層配線間的配線架上。它是建筑物內(nèi)綜合布線的主饋纜線，是樓層配線間與設(shè)備間之間垂直布放纜線的統(tǒng)稱。本設(shè)計的2號教學(xué)樓采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線方式，采用100大對數(shù)超五類非屏蔽雙絞電纜，每層樓高4m，共需50m包括端接容差和裕量，跳線電纜，電纜井設(shè)在距離東門6m處，采用點對點端接，并配出200條電纜，干線電纜捆在支持用的鋼繩上鋼繩依靠墻上的金屬條固定。3.6 設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計 設(shè)備間主要安裝建筑配線設(shè)備(BD)。設(shè)備間內(nèi)安裝了計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、 程控交換機、建筑物自動化控制設(shè)備

17、等硬件設(shè)備。這些設(shè)備的運行需要相應(yīng)的溫度、濕度、供電、防塵等要求。本設(shè)計2號教學(xué)樓的系統(tǒng)設(shè)計中采用19寸的安裝機架， RJ-45配線模塊、四十八口交換機和二十四口的集線器等。1 溫濕度的選擇 設(shè)備間可以通過安裝降溫或加溫、加濕或除濕功能的空調(diào)設(shè)備來實現(xiàn)控制。選擇空調(diào)設(shè)備時，北方地區(qū)要全面具有降溫、升溫、除濕、加濕功能。根據(jù)設(shè)備間外圍結(jié)構(gòu)傳熱量，室內(nèi)工作人員發(fā)熱量，照明工具發(fā)熱量，室外補充新風(fēng)帶入熱量，按照總熱量的倍作為空調(diào)負(fù)荷量，據(jù)此選擇空調(diào)設(shè)備。設(shè)備間的溫濕度級別采用A級別A級溫度：夏季：224；冬季：184。濕度：40%65%。2 塵埃的要求 設(shè)備間內(nèi)的電子設(shè)備對塵埃要求較高，塵埃過高會影

18、響設(shè)備的正常工作，降低設(shè)備的工作壽命。設(shè)備間的塵埃指標(biāo)選擇B級B級：粒度；個數(shù)18000。3 照明的要求 為了方便工作人員在設(shè)備間內(nèi)操作設(shè)備和維護相關(guān)綜合布線器件，設(shè)備間內(nèi)必須安裝足夠照明度的照明系統(tǒng)，并配置應(yīng)急照明系統(tǒng)。 設(shè)備間內(nèi)距地面處，照明度不應(yīng)低于200lx。 設(shè)備間配備的事故應(yīng)急照明，在距地面處，照明度不應(yīng)低于5lx。4 噪聲的要求為了保證工作人員的身體健康，設(shè)備間內(nèi)的噪聲應(yīng)小于70dB。5 供電系統(tǒng)設(shè)備間供電電源：50Hz；220V/380V；相數(shù)：三相五線制或三相四線制/單相三線制。采用A級供電系統(tǒng)電壓變動：-5% +5%；頻率變動：-0.2% +0.2%波形失真率：5%，提供獨

19、立電源。6 設(shè)備間的設(shè)備管理設(shè)備間內(nèi)所有進出線裝置或設(shè)備應(yīng)采用不同色標(biāo)，以區(qū)別各類用途的配線區(qū)，方便線路的維護和管理。7 防火措施從設(shè)備間的配電盤到各種設(shè)備的供電電纜，應(yīng)為阻燃銅芯屏蔽電纜，設(shè)備間應(yīng)安裝相應(yīng)的消防系統(tǒng)，配備防火防盜門。對于A類平安設(shè)備間，其建筑物的耐火等級必須分別符合GB 50045-2001中規(guī)定的一級耐火等級。設(shè)備間內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報警裝置。在機房內(nèi)、工作房間、活動地板下、吊頂上方及易燃物附近都應(yīng)設(shè)置感煙和感溫探測器。A類設(shè)備間還內(nèi)設(shè)置二氧化碳自動滅火系統(tǒng)，并備有手提式二氧化碳滅火器。8 設(shè)備間的內(nèi)部裝飾 地面：為了方便敷設(shè)電纜線和電源線，設(shè)備間的地面最好采用抗靜電活動地板，其

20、接地電阻應(yīng)在之間。具體要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB6650-86。墻面：墻面應(yīng)選擇不易產(chǎn)生灰塵，也不易吸附灰塵的材料。目前大多數(shù)是在平滑的墻壁上涂阻燃漆，或在墻面上覆蓋耐火的膠合板。 頂棚：為了吸音及布置照明燈具，一般在設(shè)備間頂棚下加裝一層吊頂。吊頂材料應(yīng)滿足防火要求。目前，我國大多數(shù)采用鋁合金或輕鋼做龍骨，安裝吸音鋁合金板、阻燃鋁塑板、噴塑石英板等。3.7 中心機房的位置選擇結(jié)合實際情況，考慮用電纜的節(jié)約，把中心機房的位置設(shè)置在一樓119室。其設(shè)計要求均滿足設(shè)備間選擇的要求。 3.8 電氣保護1 過電壓保護綜合布線的過電壓保護可選用氣體放電管保護器或固體保護器，并將它并聯(lián)在被保護線路中。2 過電流

21、保護綜合布線的過流保護宜選用自復(fù)位的過流保護器，并將它串聯(lián)在被保護線路中。四 工程造價的預(yù)算該工程的造價預(yù)算只針對一局部系統(tǒng)的設(shè)計，其統(tǒng)計表如下：設(shè)備名稱數(shù)量單價元總價元面板199取20071400半蓋盒199取2003100墻盒398取40062400RJ-45插座模塊199*3=597取6001008024口RJ-45配線架10+193102324口RJ-45+AUI集線器10+15055019寸安裝機架5+11200072000電纜箱293501015048口交換機5+168408工程總造價：101111元表2：工程造價預(yù)算表課程設(shè)計一 參考文獻(xiàn)1韓寧，劉國林，?綜合布線? 北京：人民交

22、通出版社 20042黎連業(yè)， ?網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)與施工技術(shù)? 第二版 機械工業(yè)出版社 20033宋建峰，?綜合布線工程實用設(shè)計施工手冊? 中國建筑工業(yè)出版社 20004向忠宏，?綜合布線產(chǎn)品與案例? 人民郵電出版社 2003課程設(shè)計二：機械手搬運單元控制組態(tài)機械手在當(dāng)今工業(yè)中有著舉足輕重的作用, 是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置，是自動化生產(chǎn)過程中開展起來的一種新型裝置。按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推開工業(yè)生產(chǎn)的進一步開展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視

23、和歡送。實踐證明，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身平安，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的開展前途。因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。通過機械手可以顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機械手是行之有效的方法和途徑。而監(jiān)控組態(tài)軟件那么是通過力控軟件實現(xiàn)對硬件設(shè)備如PLC可編程控制器梯形圖組態(tài)等的控制，減小了系統(tǒng)開發(fā)難度，同時增加了相應(yīng)工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的靈活性和全面性。組態(tài)軟件的出現(xiàn)

24、使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。一 課程設(shè)計的概述1.1 課程設(shè)計的目的課程設(shè)計是學(xué)生完本錢學(xué)期教學(xué)方案的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運用所學(xué)過的根本理論、根本知識與根本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次根本訓(xùn)練。這對學(xué)生即將從事的相關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓都具有一定意義。培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識。在本設(shè)計中利用S7-200系列PLC的各種根本指令進行編寫程序，并能熟練掌握PLC編程軟件的編程方法和程序調(diào)試方法；學(xué)會并使用下位機編寫程序?qū)崿F(xiàn)機械手的控制，并能利用上位機進行通訊連

25、接實現(xiàn)實時監(jiān)控。1了解機械手搬運單元的控制方法和控制要求；2 確定監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案，利用組態(tài)軟件編制上位機監(jiān)控系統(tǒng)界面；3 建立實時數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)連接、數(shù)值標(biāo)定和相應(yīng)的編程；4 編制程序?qū)崿F(xiàn)對機械手搬運單元的監(jiān)控；1下位機與上位機都具有對機械手搬運單元啟?？刂乒δ埽?上位機能夠同步動畫顯示機械手搬運單元的動作過程；二 系統(tǒng)設(shè)計2.1 系統(tǒng)分析 將機械手的原點即原始狀態(tài)定位左位，高位，放松狀態(tài)。在原始狀態(tài)下，按下“啟動按鈕進入啟動狀態(tài)，工件開始右移，當(dāng)機械手檢測到下工作臺有工件時，機械手將向下運動，下降到低位，然后鎖緊夾爪；當(dāng)工件被夾住后，機械手上升，到達(dá)高位后，手臂向右移動。當(dāng)?shù)竭_(dá)右側(cè)后夾

26、爪向下并釋放工件，然后上升到高位左轉(zhuǎn)回到原始位置，將控制權(quán)交給下一單元。當(dāng)按下“復(fù)位鍵時，機械手回復(fù)到原始狀態(tài)。其動作邏輯關(guān)系圖如下：原位 下降夾緊上升 右移復(fù)位 左移 上升 夾緊放松 下降2.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求1機械夾爪上下運動2傳送帶上的傳感器檢測到有工件到位且有信號產(chǎn)生時，機械手下降3機械手臂左右擺動1804只有當(dāng)機械手臂下降到低端時才能作開合動作5按下復(fù)位按鈕時，整個狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)2.3 下位機的程序設(shè)計序號名稱地址注釋1啟動/停止開關(guān)2復(fù)位按鈕表1：內(nèi)存變量分配表2.3.2 機械手搬運單元控制系統(tǒng)圖如下列圖：圖1：機械手搬運單元控制系統(tǒng)圖2.3.3 機械手搬運單元下位機控制程序圖

27、2：機械手搬運下位機控制程序圖2.4 上位機的程序設(shè)計2.4.1設(shè)計思路：1初始狀態(tài)：機械手位于左側(cè)，高位，放松。當(dāng)下方有工件時，機械手開始工作。2工作狀態(tài)：手動按下啟動按鈕，機械手上下移位，當(dāng)檢測到工件到位時進行工件的搬運。3停止?fàn)顟B(tài)：手動按下停止按鈕，機械臂和機械手將停止工作，并停留在上一刻所工作的位置。4復(fù)位狀態(tài)：手動按下復(fù)位按鈕，工作狀態(tài)將會到初始狀態(tài)。2.4.2 上位機變量分配表序號變量名稱序號變量名稱1qd啟動/停止數(shù)據(jù)庫變量9cnt技術(shù)單元2dw工件是否到位10zy1開始向右移3gj1工件右移位11down2右側(cè)機械手下移4jxs機械手移位12up2右側(cè)機械手上移5jxb左側(cè)機械

28、臂上下移位13jxb2右側(cè)機械臂上下移位6down1左側(cè)機械手下移14gj2左側(cè)工件的顯隱狀態(tài)7up1左側(cè)機械手上移15gj3右側(cè)工件的顯隱狀態(tài)8zy機械手右移16fw復(fù)位狀態(tài)數(shù)據(jù)庫變量表2：上位機內(nèi)存變量分配表1初始狀態(tài)時界面狀態(tài)如圖3所示：圖3：機械手搬運單元初始狀態(tài)界面2按下啟動按鈕時的工作界面狀態(tài)如圖46所示：圖4：機械手搬運單元啟動狀態(tài)界面圖5：機械手搬運單元啟動狀態(tài)界面圖6：機械手搬運單元啟動狀態(tài)界面3按下復(fù)位按鈕時的界面狀態(tài)如圖7所示：圖7：機械手搬運單元復(fù)位狀態(tài)界面1進入程序qd.PV=0; /啟動為1，反之為0dw.PV=0;/工件到位為1，反之為0gj1.PV=0;/工件位

29、移jxs.PV=0;/機械手位移jxb.PV=0; down1.PV=0;/*up1.PV=0; zy.PV=0;cnt.PV=0;/計數(shù)單元，方便調(diào)試程序zy1.PV=0; /開始向右移動的標(biāo)志(數(shù)字量*)down2.PV=0; /*up2.PV=0; /*jxb2.PV=0; gj2.PV=0; /左塊顯示消失的標(biāo)志gj3.PV=1; /右塊消失顯示的標(biāo)志fw.PV=0; /復(fù)位2程序運行周期執(zhí)行(a) 啟動，工件右移且被機械手檢測到位IF qd.PV=1;THENgj1.PV=gj1.PV+10;ENDIFIF gj1.PV=100;THENdw.pv=1;down1.PV=1;ENDI

30、F(b) 機械手檢測到工件下降IF (down1.PV=1) &(qd.PV=1);THENjxs.PV=jxs.PV+20;jxb.PV=jxb.PV+20;ENDIF(c) 機械手抓緊工件上升IF (jxb.PV=100)&(qd.PV=1)&(down1.PV=1);THENup1.PV=1;down1.PV=0;dw.pv=0;gj2.PV=1;ENDIFIF (up1.PV=1)&(qd.PV=1);THENjxb.PV=jxb.PV-20;jxs.PV=jxs.PV-20;cnt.PV=cnt.PV+1;ENDIF(d) 機械手抓緊工件右移IF (cnt.PV=6)&(qd.PV=1);THENup1.PV=0;zy1.pv=1;ENDIFIF (zy1.pv=1)&(qd.PV=1);THENzy.PV=zy.PV+20;zy2.PV=zy2.PV+25;ENDIF(e) 機械手在右側(cè)下放IF (zy.PV=120)&(qd.PV=1);