三菱PLC和MCGS的机械手组态

基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223YV1YV2基于PLC和MCGS的机械手模拟控制作者：孙旭威指导老师：顾珉一、实验目的PLC构成机械手控制系统二、实验内容．控制要求起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环．I/O分配入输出动按钮SB1：I0.0上升YV1：Q0.1止按钮SB2：I0.5下降YV2：Q0.2升限位SQ1：I0.1左转YV3：Q0.3降限位SQ2：I0.2右转YV4：Q0.4转限位SQ3：I0.3夹紧YV5：Q0.5转限位SQ4：I0.4传送带A：Q0.6电开关PS：I0.6传送带B：Q0.7．按图所示的梯形图输入程序。．调试并运行程序。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223三、PLC程序基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223四、MCGS组态控制4.1工程的建立与变量的定义4.1.1工程的建立首先双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，屏幕中间窗口为工作台。1)单击文件菜单中“新建工程”选项，自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程0.MCG”。2)选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。3)在文件名一栏内输入“机械手控制系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。如图4-1所示。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-1MCGS工作台窗口MCGS中，变量也叫数据对象。实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。定义数据对象的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。4.1.2变量定义的步骤1）单击工作台中的“实时数据库”选项卡，进入“实时数据库”窗口页，如图4-2所示。窗口中列出了系统已有变量“数据对象”的名称。其中一部分为系统内部建立的数据对象。现在要将表中定义的数据对象添加进去。2）单击工作台右侧“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加了一个新的数据对象，如图4-3所示。3）选中该数据对象，按“对象属性”按钮，或双击选中对象，则打开“数据对象属性设置”窗口。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-2实时数据库窗口图4-3实时数据库窗口4.1.3设备与变量连接工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。点击工具条中的“工具箱”图标，打开“设备工具箱”。单击“设备工具箱”中的“设备管理”按钮，弹出如图4-4所示窗口。在可选设备列表中，双击“通用设备”。图4-4设备管理窗口击“串口通讯父设备”，在下方出现串口通讯父设备图标。双击串口通讯父设备图标，将“串口通讯父设备”添加到右侧选定设备列表中。双击“PLC设备”，在下方出现“三菱”文件夹，双击“三菱”文件夹，出现“FX-232”，双击“FX-232”图标，将三菱“FX-232”添加到右侧选定设备列表中。单击“确认”，并保存。在工作台“设备窗口”中双击“设备窗口”图标进入。设备被添加到设备组态窗口中，如图4-5所示。双击“设备1-[三菱FX-232]”，进入模拟设备属性设置窗口，如图4-6所示。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223击基本属性页中的“内部属性”选项，该项右侧会出现图标，单击此按钮进入“内部属性”设置。将：通道1、2的最大值分别设置为：10、12。图4-5设备组态窗口图4-6设备属性设置窗口击“确认”，完成“内部属性”设置。击“通道连接”标签，进入通道连接设置。依次进入通道连接，直至通道全部连接完成。进入“设备调试”属性页，即可看到通道值中数据在变化。单击“保存”按钮。至此设备与变量（数据对象）的连接完成。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-7工作台窗口4.2工程画面的创建“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”、“窗口1”。如图4-7所示。中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。图4-8用户窗口属性设置4.2.1封面窗口及监控画面的制作中“封面窗口”的窗口标题，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。光标闪烁位置输入文字“欢迎进入MCGS监控系统”，按回车键或在窗口的任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。中文字框，作如下设置。击“填充色”按钮，设定文字框的背景颜色为：没有填充。击“线色”按钮，设置文字框的边线颜色为：没有边线。击“字符字体”按钮，设置文字字体为：行楷；字型为：粗斜体；大小为：48。击“字符颜色”按钮，将文字颜色设为：“红色”。单击“保存”，“封面窗口”画面编辑完毕。如图4-9所示。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-9对象元件管理图4-9中，机械手的“封面窗口”中使用到了“进入”和“退出”按钮。“进入”按钮是用来进入MCGS运行环境中“机械手监控画面”的，“退出”按钮则是用来退出运行环境的。“机械手监控画面”如图4-10所示，设计了8个指示灯，代表机械手夹紧、放松、上升、下降、前伸、后缩等动作。运行时，指示灯随机械手动作变化做相应指示。图4-10机械手监控画面4.2.2运行策略的建立及脚本程序的编写入“运行策略”窗口中，双击进入“循环策略”窗口，如图4-11所示。图4-11循环策略窗口基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223键单击点击工具条，选中“新增策略行”，增加一策略行。单击“策略工具箱”中的“脚本程序”将鼠标指针移到策略块图标上，单击鼠标左键，添加脚本程序构件。如图4-12所示。图4-12循环策略窗口4.3动画的连接面编辑好以后，需要将画面与前面定义的数据对象即变量关联起来，以便运行时，画面上的内容能随变量变化。4.3.1指示灯的动画连接击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。击“动画连接”选项卡，进入该页。图4-13动画组态属性设置基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-14动画组态属性设置4.3.2机械手的动画连接才图4-14的画面，只用8个指示灯对机械手的工作状态进行了动画显示。如果让机械手在画面上动起来，看起来就更真实、生动了。为体现机械手上升、下降、前伸、后缩、夹紧、放松等动作，图中机械手、上工件、横滑杆等部分需要随动作进行水平移动，上工件要做垂直移动，气夹还要张开、闭合。、垂直移动动画连接：“实时数据库”中增加一个新变量“垂直移动量”，初值：0，类型：数值型。击“查看”菜单，选择“状态条”，在屏幕下方出现状态条。状态条左侧文字代表当前操作状态，右侧显示被选中对象的坐标和大小。计总垂直移动距离：在上工件底边与下工件底边之间画一条直线，根据状态条大小指示可知直线长度即总垂直移动距离，垂直移动距离为104。脚本程序的开始处增加“动画控制”语句：F下移=0THEN直移动量=垂直移动量+1NDIFF上升=0THEN直移动量=垂直移动量-1NDIF化率=1个相素/每次，即每执行一次脚本程序，垂直移动量加1或减1，当然变化率也可以选大些或小些。算垂直移动一次脚本程序执行次数：次数=下移时间（上升时间）/循环策略执行间隔=5s/200ms=25次。算：垂直移动量的最大值=循环次数*变化率=25*1=25。机械手监控画面中选中并双击上工件，弹出“属性设置”窗口。“位置动画连接”一栏中选中“垂直移动”，单击“垂直移动”选项卡，进入该页。照图4-15所示在“表达式”一栏填入：垂直移动量。在垂直移动连接栏填入各项参数。单击“确认”按钮，存盘。入运行环境，单击“启动”按钮，观察动作。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223图4-15动画组态属性设置、水平移动动画连接：平移动总距离的测量：在工件初始位置和移动目的地之间画一条直线，记下状态条大小指示，此参数即为总水平移动距离。移动距离为180.数据库中增加一个变量：水平移动量，数值型，初值为0。图4-16动画组态属性设置本程序中增加以下代码：F前伸＝0THEN平移动量=水平移动量+1NDIFF后缩＝0THEN平移动量=水平移动量-1NDIF基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威200706050223本程序执行次数＝后缩时间（前伸时间）／循环策略执行时间=10s/200s=50次。算：水平移动量的最大值=循环次数*变化率=50*1=50，即当水平移动量＝50时，水平移动距离为180。图4-17所示对右滑杆、机械手、上工件、气夹分别进行水平动画连接。数设置的意思是：当水平移动量=0时，向右移动距离为0；当水平移动量＝50时，向右移动距离为180。3、工件移动动画的实现：实时数据库中填加一个变量：工件夹紧标志，初值：0，类型：开关。脚本程序中加入两条语句：F夹紧=1THEN件夹紧标志=1‘处于夹紧状态NDIFF放松=1THEN件夹紧标志=10‘处于放松状态NDIF4-17动画组态属性设置中下工件，在“属性设置”页中选择可见度。入“可见度”页，在表达式一栏填入：工件夹紧标志；当表达式非零时，选择：对应图符不可见。意思是：当工件夹紧标志＝1时，下工件不可见；当工件夹紧标志＝0时，下工件可见。如图4-17所示。中并双击上工件，将其可见度属性设置为与下工件相反，即当工件夹紧标志非零时，对应图符可见。如图4-18所示。基于PLC和MCGS的机械手模拟控制孙旭威2007060502234-18动画组态属性设置4.4组态运行存所有组态设置，然后关闭组态监控程序。将PLC程序下传到PLC装置中并让其运行，切换到离线状态，然后启动MCGS，进入组态工程运行界面。在运行中通过对按钮的操作可检测所编程序的正确与否。经过运行测试，该组态监控软件可对机械手控制系统的动作过程进行有效监控，PLC程序达到了控制要求。五、结论用组态软件MCGS对机械手控制系统进行监控，可以以最少的人员配置来加强对机械手的管理，提供较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。MCGS是一种比较新颖的软件，将MCGS应用于机械手的自动控制对我来说是一次新的体验。本文中介绍的机械手模型控制系统对于教学有很好的辅助作用。机械手控制技术是一项综合型的技术，机械手控制系统又是一个复杂的随机系统，本次设计的机械手模型控制系统与真正的机械手控制系统之间还有很大的差距。由于对组态软件MCGS掌握的不熟练，软件的一些功能没有能应用到监控系统中。另外，本文中的机械手模型控制系统比较简单，还需要不断改进和加强。