MCGS组态机械手操作系统

实训报告MCGS组态机械手控制系统李明哲普11生产过程自动化1.实训目的依托机械手操作系统，全面掌握MCGS组态软件开发项目的一般方法。2.实训要求1）熟悉机械手操作系统的背景及MCGS的监控要求规划。2）熟悉和掌握MCGS环境结构及安装过程。3）掌握MCGS建立机械手操作系统工程的方法。4）掌握定义数据变量的方法。5）掌握动画连接的方法。6）掌握设备连接的方法。7）掌握编写控制流程的方法。8）掌握报警显示的方法。9）掌握报表输出的方法。10）掌握曲线显示的方法。11）掌握设置安全机制方法。3.实训步骤1.MCGS工程的建立和变量的定义(1)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。(2)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”。(3)选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。(4)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。如图所示。在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。变量的分配在开始定义之前，我们先对系统进行分析，确定需要的变量。本系统至少需要16个变量，见表3。表3变量分配表名字类型注释垂直移动量数值型定时器复位开关型控制定时器复位定时器启动开关型控制定时器的启动，1启动，0停止放松开关型放松阀开关型机械手动作控制—放松阀，输出，1有效复位按钮开关型机械手复位控制信号，SB2输入，1有效工件夹紧标志开关型计时时间数值型代表定时器计时时间夹紧开关型夹紧阀开关型机械手动作控制—夹紧阀，输出，1有效启动按钮开关型机械手启动控制信号，SB1输出，1有效上行开关型上移阀开关型机械手动作控制—上移罚，输出，1有效时间到开关型定时器定时时间到为1，否则为0水平移动量数值型下行开关型下移阀开关型机械手动作控制—下移阀，输出，1有效右工件开关型右行开关型右移阀开关型机械手动作控制—右移阀，输出，1有效左行开关型左移阀开关型机械手动作控制—左移阀，1有效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4.23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。(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。3.动画的制作及链接1、指示灯的动画连接(1)双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。(2)单击“动画连接”选项卡，进入该页。(3)单击“组合图符”，出现“？”、“”按钮。(4)单击“”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页。(5)选中“可见度”选项卡，其他项不选。(6)单击“可见度”选项卡进入该页。(7)在“表达式”一栏，单击“？”按钮，弹出当前用户定义的所有数据对象列表，双击“启动按钮”。(8)在“当表达式非零时”一栏，选择“对应图符可见”。(9)单击“确认”按钮，退出“可见度”设置页。(10)单击“确认”按钮，退出“单元属性设置”窗口，结束启动指示灯的动画连接。(11)单击“保存”按钮。(12)依次对其他指示灯进行设置，依照步骤（1~11）。经过这样的连接，当按下机械手或画面上的启动按钮后，不但相应变量的值会改变，相应指示灯也会出现亮灭的改变。1、垂直移动动画连接：(1)在“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。(2)单击“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。(3)估计总垂直移动距离：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。(4)在脚本程序的开始处增加“动画控制”语句：IF下移=0THEN垂直移动量=垂直移动量+1ENDIFIF上升=0THEN垂直移动量=垂直移动量-1ENDIF变化率=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。计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。(1)计算：垂直移动量的最大值=循环次数*变化率=25*1=25。(2)在机械手监控画面中选中并双击上工件，弹出“属性设置”窗口。(3)在“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。(4)按图所示在“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。(5)进入运行环境，单击“启动”按钮，观察动作。动画组态属性设置4.24动画属垂直性设2、水平移动动画连接：(1)水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.在数据库中增加一个变量：水平移动量，数值型，初值为0。(2)脚本程序中增加以下代码：IF前伸＝0THEN水平移动量=水平移动量+1ENDIFIF后缩＝0THEN水平移动量=水平移动量-1ENDIF(1)脚本程序执行次数＝后缩时间（前伸时间）／循环策略执行时间=10s/200s=50次。(2)计算：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。(3)如图4-21所示对右滑杆、机械手、上工件、气夹分别进行水平动画连接。参数设置的意思是：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。(4)进入运行环境调试。3、工件移动动画的实现：(1)在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。(2)在脚本程序中加入两条语句：IF夹紧=1THEN工件夹紧标志=1‘处于夹紧状态ENDIFIF放松=1THEN工件夹紧标志=10‘处于放松状态ENDIF(1)选中下工件，在“属性设置”页中选择可见度。(2)进入“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4-24所示。(1)选中并双击上工件，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，对应图符所示。(2)存盘，进入运行环境调试。(3)删去画面中不需要的图符。4.调试存所有组态设置，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。如图所示。5.机械手手动画面的验证1.手动画面的进入在工作台的用户窗口点击“机械手手动控制系统”进入系统。进入结果如图所示。2.下移效果在手动控制系统中，点击“下移”按钮，机械手开始向下移动。当移至工件上时，机械手自动停止。效果如图所示。3.夹紧效果当机械手下移停止后，点击“夹紧”按钮，机械手将工件夹紧，效果如图所示。4.上移效果当机械手抓紧工件后，点击“上移”按钮，机械手向上移动，效果如图所示。5.右移效果当机械手上移停止后，点击“右移”按钮，机械手向右移动，效果如图所示。6.下移效果机械手在加紧工件的情况下开始向下移动，下移效果类似于图5.12下移效果。在此不重复。7.放松效果当机械手下移停止后，点击“放松”按钮，机械手放松，工件放至又工作台上，效果如图所示。5.2机械手自动画面的验证6.机械手自动监控画面如图所示。4.实训结果利用组态软件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。5.实训体会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。