基于PLC的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)

基于PLC的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問世以來，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。在本設(shè)計(jì)中介紹了國內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及PLC的研究發(fā)展趨勢，描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作原理和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過程。研究了基于PLC的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還研究了MCGS在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計(jì)了機(jī)械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。關(guān)鍵詞：機(jī)械手；PLC；MCGSDesignofManipulatorModelControlSystembasedonPLCAbstractInindustrialproductionandotherdomains,Becauseofthedemandsofthework,peoplewereusuallysubjectedtoendangerofheat,decayandpoisonousairetc.factor,thesefactorsincreasedthestrengthofworker'slabor,evenendangerlife.Sincethemanipulatorwasborn,thevariousdifficultproblemswereeasilysolved.InthisdesignthepresentconditionofresearchaboutdomesticandinternationalmanipulatoranddevelopmenttrendofresearchconcerningPLCwereintroduced.Theprincipleofworkandtheprocessofaction’srealizationofmanipulatorcontrolsystemweredescribed.ThedesignofmanipulatormodelcontrolsystembasedonPLCwasresearchedandMCGS’sapplicationinthemanipulatormodelcontrolsystemwasresearched.TheinterfaceofsupervisionforthemanipulatormodelcontrolsystemwasdesignedbyMCGS.Anintuitive,clearandaccuratemanipulatoroperatingstatewasprovided.Andthenvariouspossibilitiesformaintainandbreakdown’sdiagnosiswereprovided,thework’sefficiencyofsystemwasfullyelevated.Keywords:manipulator;PLC;MCGS目錄摘要 ⅠAbstract Ⅱ第一章緒論 圖3-6機(jī)械手的動(dòng)作示意圖脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)一正轉(zhuǎn)，機(jī)械手前伸，前伸到位時(shí)，碰到前限位開關(guān)，前伸停止。主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二同時(shí)輸入脈沖信號和電平信號，步進(jìn)電機(jī)二反轉(zhuǎn)，機(jī)械手下降。降到底時(shí)碰到下限位開關(guān)，下降停止，同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。放松后，主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二只輸入脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)二正轉(zhuǎn)，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升停止。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升停止。PLC向驅(qū)動(dòng)器一同時(shí)輸入脈沖信號和電平信號，步進(jìn)電機(jī)一反轉(zhuǎn)，橫軸后縮。機(jī)械手后縮，當(dāng)后縮到底時(shí)碰到后限位開關(guān)，然后主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二同時(shí)輸入脈沖信號和電平信號，步進(jìn)電機(jī)二反轉(zhuǎn)，機(jī)械手下降。下降到底時(shí)碰到下限位開關(guān)，下降停止，回到原點(diǎn)。至此，機(jī)械手經(jīng)過八步動(dòng)作完成一個(gè)循環(huán)[14]。3.3PLC程序設(shè)計(jì)3.3.1I/O點(diǎn)數(shù)的確定及PLC類型的選擇本次設(shè)計(jì)使用的是THWJX-1型機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。本裝置需采用晶體管輸出型可編程控制器，可同時(shí)輸出兩路脈沖到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。由于機(jī)械手系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)少，要求電氣控制部分體積小，成本低，并能夠用計(jì)算機(jī)對PLC進(jìn)行監(jiān)控和管理，該機(jī)械手的控制為純開關(guān)量控制，且I/O點(diǎn)數(shù)不多，僅需11個(gè)輸入點(diǎn)和9個(gè)輸出點(diǎn)，考慮留有一定的裕量。故選用日本三菱公司生產(chǎn)的多功能小型FX1N-24MT-D主機(jī)，該機(jī)輸入點(diǎn)為14個(gè)，輸出點(diǎn)為10個(gè)[15]。3.3.2PLC的I/O分配根據(jù)機(jī)械手動(dòng)作的要求及機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置說明指導(dǎo)，輸入、輸出點(diǎn)分配如表3-5所示。表3-5PLC的I/O分配表名稱輸入名稱輸出氣夾正轉(zhuǎn)限位X0驅(qū)動(dòng)器一PULY0氣夾反轉(zhuǎn)限位X1驅(qū)動(dòng)器二PULY1基座正轉(zhuǎn)限位X2驅(qū)動(dòng)器一DIRY2基座反轉(zhuǎn)限位X3驅(qū)動(dòng)器二DIRY3旋轉(zhuǎn)脈沖X4氣夾正MLY4X軸前限位X5氣夾反轉(zhuǎn)MRY5X軸后限位X6基座反轉(zhuǎn)MRY6Y軸上限位X7基座正轉(zhuǎn)MLY7Y軸上限位X10氣夾電磁閥YV+Y10啟動(dòng)按鈕X11復(fù)位按鈕X123.3.3編程指令的選擇方案一：使用起保停電路的編程方式。用輔助繼電器代表步，僅僅使用與觸電和線圈有關(guān)的指令。編出程序規(guī)范，具有易于閱讀和容易查錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)榇嬖诖罅康淖员３钟|點(diǎn)，使程序代碼較長。方案二：采用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式。這種編程方式與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，用它編制復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí)，會(huì)有很大幫助。方案三：采用STL指令的編程方式。STL指令（步進(jìn)梯形指令）是三菱廠家設(shè)計(jì)的專門用于順序控制的指令，使用該指令可以使編制順序控制程序更加方便，而且易于調(diào)試和維護(hù)，且代碼較短。經(jīng)論證本次設(shè)計(jì)采用的編程方式選用方案。3.3.4PLC程序的設(shè)（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。（3）利用普通二極管恰當(dāng)?shù)拇釉赑LC輸入回路中，防止信號干擾，使PLC輸入信號大大增強(qiáng)。2、電源接線電源是PLC引入干擾的主要途徑之一，PLC應(yīng)盡可能取用電壓波動(dòng)較小、波形畸變較小的電源，這對提高PLC的可靠性有很大幫助。PLC的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機(jī)等）分開。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，可編程序控制器供電回路一般可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、晶體管開關(guān)電源等。我們正是用了隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來抗干擾。隔離變壓器是初級和次級之間采用隔離屏蔽層，用漆包線或同等非導(dǎo)磁材料組成，電器回路上不允許短路，兩極各引出一個(gè)接地抽頭。初級與次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點(diǎn)位，接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點(diǎn)。在選用交流穩(wěn)壓器時(shí)，一般可按照實(shí)際最大需求容量的130%計(jì)算。這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助于穩(wěn)壓器工作可靠[16]。PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。由于本設(shè)計(jì)使用的是FX1N系列可編程控制器，所以有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入及傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。3、接地PLC外部電氣接線圖見附錄5。3.4.3機(jī)械手控制程序的調(diào)試在程序調(diào)試過程中出現(xiàn)了一系列的問題，但最終都一一解決了。在使用STL指令編程時(shí)，剛開始由于對STL指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯(cuò)誤，加上機(jī)械手模型裝置本身存在的一些問題，4.1.1MCGS的簡介MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(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、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、有良好的并行處理性能、有豐富生動(dòng)的多媒體畫面、開放式結(jié)構(gòu)、廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能、完善的安全機(jī)制、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報(bào)警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復(fù)雜的運(yùn)行流程、良好的可維護(hù)境關(guān)系圖由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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成，如圖4-2所示。主控窗口主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖4-2MCGS用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.1.3MCGS的主要特性和功能（1）簡單靈活的可視化操作界面。（2）實(shí)時(shí)性強(qiáng)、良好的并行處理性能。（3）豐富、95/98/NT視窗結(jié)構(gòu)，能夠快速構(gòu)造和生成數(shù)據(jù)管理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出等界面，輕松實(shí)現(xiàn)各種工程曲線、報(bào)表、數(shù)據(jù)瀏覽、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程采集、遠(yuǎn)程診斷等功能的先進(jìn)軟件。MCGS組態(tài)軟件采用Basic的腳本語言編程，有強(qiáng)大的圖形化流程策略組態(tài)工具，使編程工作降到最少，令用戶愛不釋手。MCGS全中文組態(tài)軟件能支持目前市場上絕大部分硬件，其網(wǎng)絡(luò)版更使“決勝千里之外”成為可能。4.1.5MCGS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)MCGS數(shù)據(jù)庫管理功能強(qiáng)大，分為數(shù)據(jù)前處理（可以對設(shè)備采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種數(shù)值處理）、數(shù)據(jù)后處理（可通過各種內(nèi)部函數(shù)、運(yùn)算符、腳本程序?qū)?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理（提供數(shù)據(jù)瀏覽，各種曲線、報(bào)表等功能構(gòu)件，對存盤數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、排序、運(yùn)算等操作），同時(shí)可以掛接外部數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)ODBC接口和OLE實(shí)時(shí)調(diào)用，可以和SOL、Server、Oracle、Access等數(shù)據(jù)庫相連，提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式，每種方法都可以獨(dú)立使用或組合使用。數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時(shí)以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)曲線可以動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù)，并可以設(shè)定上下限值和時(shí)間的長短，以便于用戶查詢，同時(shí)提供EXCEL報(bào)表和MCGS自由報(bào)表。4.1.6MCGS的作用MCGS全中文組4.2工程的建立與變量的定義4.2.1工程的建立首先雙擊桌面MCGS組態(tài)環(huán)境圖標(biāo)，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺(tái)。單擊文件菜單中“新建工程”選項(xiàng)，自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“新建工程0.MCG”。選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內(nèi)輸入“機(jī)械手控制系統(tǒng)”，點(diǎn)擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。如圖4-3所示。圖4-3MCGS工作臺(tái)窗口在MCGS中，變量也叫數(shù)據(jù)對象。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對象是構(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)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(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。4.2.2變量的分配在開始定義之前，我們先對系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。本系統(tǒng)至少需要16個(gè)變量，見表4-1。表4-1機(jī)械手控制系統(tǒng)變量分配表變量名類型初值注釋啟動(dòng)按鈕開關(guān)型0機(jī)械手啟動(dòng)控制信號，X11輸入，1有效復(fù)位按鈕開關(guān)型0機(jī)械手位控制信號，X12輸入，1有效夾緊開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——夾緊，輸出，0有效放松開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——放松，輸出，0有效上升開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——上升，輸出，0有效下降開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——下降，輸出，0有效前伸開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——前伸，輸出，0有效后縮開關(guān)型1機(jī)械手動(dòng)作控制——后縮，輸出，0有效X5開關(guān)型0X軸前限位，輸入，1有效，停止前伸X6開關(guān)型0X軸后限位，輸入，1有效，停止后縮X7開關(guān)型0Y軸上限位，輸入，1有效，停止上升X10開關(guān)型0Y軸下限位，輸入，1有效，停止下降工件夾緊標(biāo)志開關(guān)型0夾緊為1初始位置開關(guān)型1工件處于初始位置時(shí)為1垂直移動(dòng)量數(shù)值型0動(dòng)畫參數(shù)水平移動(dòng)量數(shù)值型0動(dòng)畫參數(shù)機(jī)械手動(dòng)作控制信號本身要求高電平，而開關(guān)量輸出通道是反相輸出，因此上升等幾個(gè)變量需設(shè)計(jì)為低電平有效，即送“0”動(dòng)作。4.2.3變量定義的步驟單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口頁，如圖4-4所示。窗口中列出了系統(tǒng)已有變量“數(shù)據(jù)對象”的名稱。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象?，F(xiàn)在要將表中定義的數(shù)據(jù)對象添加進(jìn)去。單擊工作臺(tái)右側(cè)“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加了一個(gè)新的數(shù)據(jù)對象，如圖4-5所示。選中該數(shù)據(jù)對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置”窗口。圖4-4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口圖4-5實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口圖4-6數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置窗口將“對象名稱”改為：啟動(dòng)按鈕；“對象初值”改為：0；“對象類型”選擇：開關(guān)型；在“對象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：機(jī)械手啟動(dòng)信號，X11輸入，1有效。單擊“確定”。如圖4-6所示。按照步驟2~5，根據(jù)上面列表，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對象。單擊“保存”按鈕。4.2.4設(shè)備與變量連接在工作臺(tái)“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入。點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”。單擊“設(shè)備工具箱”中的“設(shè)備管理”按鈕，彈出如圖4-7所示窗口。在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備”。圖4-7設(shè)備管理窗口雙擊“串口通訊父設(shè)備”，在下方出現(xiàn)串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)。雙擊串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)，將“串口通訊父設(shè)備”添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中。雙擊“PLC設(shè)備”，在下方出現(xiàn)“三菱”文件夾，雙擊“三菱”文件夾，出現(xiàn)“FX-232”，雙擊“FX-232”圖標(biāo)，將三菱“FX-232”添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中。單擊“確認(rèn)”，并保存。在工作臺(tái)“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標(biāo)進(jìn)入。設(shè)備被添加到設(shè)備組態(tài)窗口中，如圖4-8所示。雙擊“設(shè)備1-[三菱FX-232]”，進(jìn)入模擬設(shè)備屬性設(shè)置窗口，如圖4-9所示。單擊基本屬性頁中的“內(nèi)部屬性”選項(xiàng)，該項(xiàng)右側(cè)會(huì)出現(xiàn)圖標(biāo)，單擊此按鈕進(jìn)入“內(nèi)部屬性”設(shè)置。將：通道1、2的最大值分別設(shè)置為：10、12。圖4-8設(shè)備組態(tài)窗口圖4-9設(shè)備屬性設(shè)置窗口單擊“確認(rèn)”，完成“內(nèi)部屬性”設(shè)置。單擊“通道連接”標(biāo)簽，進(jìn)入通道連接設(shè)置。依次進(jìn)入通道連接，直至通道全部連接完成。進(jìn)入“設(shè)備調(diào)試”屬性頁，即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化。單擊“保存”按鈕。至此設(shè)備與變量（數(shù)據(jù)對象）的連接完成。圖4-10工作臺(tái)窗口4.3工程畫面的創(chuàng)建在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”、“窗口1”。如圖4-10所示。選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。圖4-11用戶窗口屬性設(shè)置將窗口名稱改為：封面窗口；窗口標(biāo)題改為：封面窗口；窗口位置選中“最大化顯示”、“固定邊”，窗口背景色選為藍(lán)色，其他不變，單擊“確定”。這時(shí)“封面窗口”底色變?yōu)樗{(lán)色。如圖4-11所示。選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。將窗口名稱改為：機(jī)械手監(jiān)控畫面；窗口標(biāo)題改為：機(jī)械手監(jiān)控畫面。窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”。在“用戶窗口”中，選中“封面窗口”，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。對“機(jī)械手監(jiān)控畫面”進(jìn)行同樣的設(shè)置。4.3.1封面窗口及監(jiān)控畫面的制作選中“封面窗口”的窗口標(biāo)題，單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo)，根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形。在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“歡迎進(jìn)入MCGS監(jiān)控系統(tǒng)”，按回車鍵或在窗口的任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢。圖4-12封面窗口選中文字框，作如下設(shè)置。點(diǎn)擊“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充。點(diǎn)擊“線色”按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。點(diǎn)擊“字符字體”按鈕，設(shè)置文字字體為：行楷；字型為：粗斜體；大小為：48。點(diǎn)擊“字符顏色”按鈕，將文字顏色設(shè)為：“紅色”。單擊“保存”，“封面窗口”畫面編輯完畢。如圖4-12所示。圖4-13對象元件管理選中“機(jī)械手監(jiān)控畫面”的窗口標(biāo)題，單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口，對“機(jī)械手監(jiān)控畫面”進(jìn)行相同的操作。單擊繪圖工具箱中的“插入元件”圖標(biāo)，彈出“對象元件管理”對話框，單擊“其他”文件夾，選中“機(jī)械手”元件，按“確定”按鈕把“機(jī)械手”元件添加到動(dòng)畫組態(tài)中?！皩ο笤芾怼比鐖D4-13所示。在圖4-12中，機(jī)械手的“封面窗口”中使用到了“進(jìn)入”和“退出”按鈕?！斑M(jìn)入”按鈕是用來進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境中“機(jī)械手監(jiān)控畫面”的，“退出”按鈕則是用來退出運(yùn)行環(huán)境的。“機(jī)械手監(jiān)控畫面”如圖4-14所示，設(shè)計(jì)了8個(gè)指示燈，代表機(jī)械手夾緊、放松、上升、下降、前伸、后縮等動(dòng)作。運(yùn)行時(shí)，指示燈隨機(jī)械手動(dòng)作變化做相應(yīng)指示。圖4-14機(jī)械手監(jiān)控畫面4.3.2運(yùn)行策略的建立及腳本程序的編寫1、運(yùn)行策略的建立進(jìn)入“運(yùn)行策略”窗口中，雙擊進(jìn)入“循環(huán)策略”窗口，如圖4-15所示。圖4-15循環(huán)策略窗口右鍵單擊點(diǎn)擊工具條，選中“新增策略行”，增加一策略行。單擊“策略工具箱”中的“腳本程序”將鼠標(biāo)指針移到策略塊圖標(biāo)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，添加腳本程序構(gòu)件。如圖4-16所示。圖4-16循環(huán)策略窗口2、機(jī)械手自動(dòng)控制的腳本程序的編寫。雙擊“腳本程序”工具條進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序。腳本程序如下：IF下降=0THEN垂直移動(dòng)量=垂直移動(dòng)量+1ENDIFIF上升=0THEN垂直移動(dòng)量=垂直移動(dòng)量-1ENDIFIF前伸=0THEN水平移動(dòng)量=水平移動(dòng)量+1ENDIFIF后縮=0THEN水平移動(dòng)量=水平移動(dòng)量-1ENDIFIF啟動(dòng)按鈕=1AND復(fù)位按鈕=0THEN定時(shí)器復(fù)位=0定時(shí)器啟動(dòng)=1ENDIFIF啟動(dòng)按鈕=0THEN定時(shí)器啟動(dòng)=0ENDIFIF復(fù)位按鈕=1AND計(jì)時(shí)時(shí)間>=44THEN定時(shí)器啟動(dòng)=0ENDIFIF定時(shí)器啟動(dòng)=1THENIF計(jì)時(shí)時(shí)間<5THEN下降=0放松=0EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<7THEN夾緊=0下降=1放松=1EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<12THEN工件夾緊標(biāo)志=1上升=0EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<22THEN前伸=0上升=1EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<27THEN下降=0前伸=1EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<29THEN放松=0下降=1夾緊=1EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<34THEN上升=0工件夾緊標(biāo)志=0EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間<44THEN后縮=0上升=1EXITENDIFIF計(jì)時(shí)時(shí)間>=44THEN后縮=1定時(shí)器復(fù)位=1EXITENDIFENDIFIF定時(shí)器啟動(dòng)=0THEN下降=1后縮=1上升=1前伸=1ENDIF4.4動(dòng)畫的連接畫面編輯好以后，需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對象即變量關(guān)聯(lián)起來，以便運(yùn)行時(shí)，畫面上的內(nèi)容能隨變量變化。4.4.1指示燈的動(dòng)畫連接雙擊啟動(dòng)指示燈，彈出“單元屬性設(shè)置”窗口。單擊“動(dòng)畫連接”選項(xiàng)卡，進(jìn)入該頁。圖4-17動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“>”按鈕。單擊“>”按鈕，彈出“動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口。單擊“屬性設(shè)置”選項(xiàng)卡，進(jìn)入該頁，如圖4-17所示。選中“可見度”選項(xiàng)卡，其他項(xiàng)不選。單擊“可見度”選項(xiàng)卡進(jìn)入該頁，如圖4-18所示。圖4-18動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置在“表達(dá)式”一欄，單擊“？”按鈕，彈出當(dāng)前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對象列表，雙擊“啟動(dòng)按鈕”。在“當(dāng)表達(dá)式非零時(shí)”一欄，選擇“對應(yīng)圖符可見”。單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“可見度”設(shè)置頁。單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫連接。單擊“保存”按鈕。依次對其他指示燈進(jìn)行設(shè)置，依照步驟1）~11）。經(jīng)過這樣的連接，當(dāng)按下機(jī)械手或畫面上的啟動(dòng)按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會(huì)改變，相應(yīng)指示燈也會(huì)出現(xiàn)亮滅的改變。4.4.2機(jī)械手的動(dòng)畫連接剛才圖4-14的畫面，只用8個(gè)指示燈對機(jī)械手的工作狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)畫顯示。如果讓機(jī)械手在畫面上動(dòng)起來，看起來就更真實(shí)、生動(dòng)了。為體現(xiàn)機(jī)械手上升、下降、前伸、后縮、夾緊、放松等動(dòng)作，圖中機(jī)械手、上工件、橫滑桿等部分需要隨動(dòng)作進(jìn)行水平移動(dòng)，上工件要做垂直移動(dòng)，氣夾還要張開、閉合。1、垂直移動(dòng)動(dòng)畫連接：在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”中增加一個(gè)新變量“垂直移動(dòng)量”，初值：0，類型：數(shù)值型。單擊“查看”菜單，選擇“狀態(tài)條”，在屏幕下方出現(xiàn)狀態(tài)條。狀態(tài)條左側(cè)文字代表當(dāng)前操作狀態(tài)，右側(cè)顯示被選中對象的坐標(biāo)和大小。估計(jì)總垂直移動(dòng)距離：在上工件底邊與下工件底邊之間畫一條直線，根據(jù)狀態(tài)條大小指示可知直線長度即總垂直移動(dòng)距離，垂直移動(dòng)距離為104。在腳本程序的開始處增加“動(dòng)畫控制”語句：IF下移=0THEN垂直移動(dòng)量=垂直移動(dòng)量+1ENDIFIF上升=0THEN垂直移動(dòng)量=垂直移動(dòng)量-1ENDIF變化率=1個(gè)相素/每次，即每執(zhí)行一次腳本程序，垂直移動(dòng)量加1或減1，當(dāng)然變化率也可以選大些或小些。計(jì)算垂直移動(dòng)一次腳本程序執(zhí)行次數(shù)：次數(shù)=下移時(shí)間（上升時(shí)間）/循環(huán)策略執(zhí)行間隔=5s/200ms=25次。計(jì)算：垂直移動(dòng)量的最大值=循環(huán)次數(shù)*

變化率=25*1=25。在機(jī)械手監(jiān)控畫面中選中并雙擊上工件，彈出“屬性設(shè)置”窗口。在“位置動(dòng)畫連接”一欄中選中“垂直移動(dòng)”，單擊“垂直移動(dòng)”選項(xiàng)卡，進(jìn)入該頁。按照圖4-19所示在“表達(dá)式”一欄填入：垂直移動(dòng)量。在垂直移動(dòng)連接欄填入各項(xiàng)參數(shù)。單擊“確認(rèn)”按鈕，存盤。進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，單擊“啟動(dòng)”按鈕，觀察動(dòng)作。圖4-19動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置2、水平移動(dòng)動(dòng)畫連接：水平移動(dòng)總距離的測量：在工件初始位置和移動(dòng)目的地之間畫一條直線，記下狀態(tài)條大小指示，此參數(shù)即為總水平移動(dòng)距離。移動(dòng)距離為180.在數(shù)據(jù)庫中增加一個(gè)變量：水平移動(dòng)量，數(shù)值型，初值為0。圖4-20動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置腳本程序中增加以下代碼：IF前伸＝0THEN水平移動(dòng)量=水平移動(dòng)量+1ENDIFIF后縮＝0THEN水平移動(dòng)量=水平移動(dòng)量-1ENDIF腳本程序執(zhí)行次數(shù)＝后縮時(shí)間（前伸時(shí)間）／循環(huán)策略執(zhí)行時(shí)間=10s/200s=50次。計(jì)算：水平移動(dòng)量的最大值=循環(huán)次數(shù)*變化率=50*1=50，即當(dāng)水平移動(dòng)量＝50時(shí)，水平移動(dòng)距離為180。如圖4-21所示對右滑桿、機(jī)械手、上工件、氣夾分別進(jìn)行水平動(dòng)畫連接。參數(shù)設(shè)置的意思是：當(dāng)水平移動(dòng)量=0時(shí)