基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計(論文)基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計PLCrobotcontrolsystemdesign黑體黑體小三，居中學生姓名學院名稱專業(yè)名稱指導教師年月日基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要自工業(yè)革命以來，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展，但高溫、腐蝕及有毒氣體給工作中的人們帶來的危害是難以估量的，自從機械手問世以來，這些危害也得到了妥善的解決。在本設(shè)計中首先闡述了課題的研究意義，介紹了國內(nèi)外機械手研究現(xiàn)狀及PLC的研究發(fā)展趨勢，描述了機械手控制系統(tǒng)的工作原理和動作實現(xiàn)過程，進一步研究了基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計，利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計了機械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(tài)，進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：機械手；PLC；MCGSDesignofManipulatorModelControlSystembasedonPLCAbstractSincetheindustrialrevolution,theindustrialproductionhasbeendevelopedbyleapsandbounds,butthehightemperature,corrosiveandtoxicgasespeopletoworktheharmisincalculable,sincetheadventofrobot,thesehazardshavealsobeenproperlyresolved.Inthisdesign,firstelaboratedtheresearchsignificance,introducedthedomesticandforeignmechanicalhandresearchstatusquoandthePLCresearchdevelopmenttrends,descriptionoftherobotcontrolsystemworkingprincipleandactionimplementationprocess,furtherstudyofthemechanicalhandbasedonthePLCcontrolsystemdesignuseconfigurationsoftwareMCGSdesignmodelofrobotcontrolsystemmonitoringinterface,moreintuitive,clear,accuraterobotrunningstate,andthusprovidesawiderangeofpossibilitiesforthemaintenanceandtroubleshooting,tofullyenhancetheworkefficiencyofthesystem.Keywords:manipulator;PLC;MCGS目錄摘要 ⅠAbstract Ⅱ第一章緒論 21.1課題研究目的及意義 21.2國內(nèi)外機械手研究概況 2第二章機械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡介 22.1機械手控制方式的選擇 22.1.1控制方式的分類 22.1.2PLC與工業(yè)控制計算機（IPC）和集散控制系統(tǒng)（DCS）的比較 22.1.3機械手控制方式的選定 22.2可編程序控制器簡介 22.2.1PLC的結(jié)構(gòu)……………………..…52.2.2PLC的特點 22.2.3PLC的主要功能 22.2.4PLC的經(jīng)濟分析 22.2.5PLC發(fā)展狀況及趨勢 2第三章機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 23.1機械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 23.1.1步進電機 23.1.2步進電機驅(qū)動器 23.1.3傳感器 23.1.4直流電機驅(qū)動單元 23.2機械手的動作實現(xiàn)過程 23.3PLC程序設(shè)計 23.3.1I/O點數(shù)的確定及PLC類型的選擇 23.3.2PLC的I/O分配 23.3.3編程指令的選擇 23.3.4PLC程序的設(shè)計 23.4PLC程序的調(diào)試 23.4.1PLC控制的安裝與布線 23.4.2機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖 23.4.3機械手控制程序的調(diào)試 2第四章MCGS在機械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 24.1MCGS的概述 24.1.1MCGS的簡介 24.1.2MCGS的構(gòu)成 24.1.3MCGS的主要特性和功能 24.1.4MCGS的編程語言 24.1.5MCGS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 24.1.6MCGS的作用 24.2工程的建立與變量的定義 24.2.1工程的建立 24.2.2變量的分配 24.2.3變量定義的步驟 24.2.4設(shè)備與變量連接 24.3工程畫面的創(chuàng)建 24.3.1封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 24.3.2運行策略的建立及腳本程序的編寫 24.4動畫的連接 24.4.1指示燈的動畫連接 24.4.2機械手的動畫連接 24.5組態(tài)運行 35第五章結(jié)論… 2參考文獻 2致謝 2附錄 2附錄1程序流程圖 2附錄2梯形圖 43附錄3指令表 45附錄4PLC外部電氣接線圖…………...48第一章緒論1.1課題研究目的及意義機械手是工業(yè)自動化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展機械手逐漸成為一門新興學科，并得到了較快的發(fā)展。機械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機加、噴漆、熱處理等各個行業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機械手由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視?？傊瑱C械手是提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個重要手段。國內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展。由于自動化可以節(jié)省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性，如通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程方法簡單易學，因此工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用PLC。機械手在美國、加拿大等國家應(yīng)用較多，如用果實采摘機械手來摘果實、裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用智能機器人等。我國自動化水平本身比較低，因此用PLC來控制的機械手還比較少。本次課題設(shè)計的機械手就是通過PLC來實現(xiàn)自動化控制的。通過此次設(shè)計可以更進一步學習PLC的相關(guān)知識，了解世界先進水平，盡可能多的應(yīng)用于實踐。1.2國內(nèi)外機械手研究概況目前機械手技術(shù)有了新的發(fā)展：出現(xiàn)了仿人型機械手、微型機械手和微操作系統(tǒng)（如細小工業(yè)管道機械手移動探測系統(tǒng)、微型飛行器等）、機械手化機器、智能機械手（不僅可以進行事先設(shè)定的動作，還可按照工作狀況相應(yīng)地進行動作，如回避障礙物的移動，作業(yè)順序的規(guī)劃，有效的動態(tài)學習等）。機械手的應(yīng)用領(lǐng)域正在向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)方向擴展，并且蓬勃發(fā)展的軍用機械手也將越來越多地裝備部隊[4][5]。國外方面：近幾年國外工業(yè)機械手領(lǐng)域有如下幾個發(fā)展趨勢。機械手性能不斷提高，而單機價格不斷下降；機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展；傳感器作用日益重要；虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制。國內(nèi)方面：目前在一些機種方面，如噴涂機械手、弧焊機械手、點焊機械手、搬運機械手、裝配機械手、特種機械手（水下、爬壁、管道、遙控等機械手）基本掌握了機械手操作機的設(shè)計制造技術(shù)，解決了控制驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計和配置，軟件的設(shè)計和編制等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了自動化噴漆線、弧焊自動線及其周邊配套設(shè)備的全套自動通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù)；在基礎(chǔ)元件方面，諧波減速器、機械手焊接電源、焊縫自動跟蹤裝置也有了突破。從技術(shù)方面來說，我國已經(jīng)具備了獨立自主發(fā)展中國機械手技術(shù)的基礎(chǔ)[6]。第二章機械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡介2.1機械手控制方式的選擇2.1.1控制方式的分類傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備自動控制主要由繼電器或分立的電子線路來實現(xiàn)，這種控制方式投資相對少一些，目前僅在一些舊式的、簡單的工業(yè)設(shè)備中還有一定市場，但該控制方式卻有以下致命缺陷：（1）僅適合于簡單的邏輯控制；（2）僅適合特殊的工程項目，而沒有通用性；（3）沒有改動和優(yōu)化的可能性。伴隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，我國工業(yè)領(lǐng)域的自動化已經(jīng)基本實現(xiàn)了從繼電器控制到計算機控制的轉(zhuǎn)變，計算機控制方式具有以下兩個特點：（1）硬件上至少有一個微處理器；（2）通過軟件實現(xiàn)控制思想。目前，工業(yè)自動化領(lǐng)域比較典型的控制方式有：（1）可編程序邏輯控制器（PLC）；（2）工業(yè)控制計算機（IPC）；（3）集散控制系統(tǒng)（DCS）。2.1.2PLC與工業(yè)控制計算機（IPC）和集散控制系統(tǒng)（DCS）的比較1、各自技術(shù)發(fā)展的起源計算機是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標準化程度高，兼容性強，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強、模型復雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。集散系統(tǒng)從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要應(yīng)用在工序控制上，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。2、相同點在微電子技術(shù)發(fā)展的背景下，從硬件的角度來看，PLC、工業(yè)計算機、集散系統(tǒng)(DCS)之間的差別正在縮小，都將由類似的一些微電子元件、微處理器、大容量半導體存儲器和I/O模件組成。編程方面也有很多相同點。3、不同點由于PLC和計算機屬于兩類產(chǎn)品，經(jīng)過幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點和軟件工具，實際上它們的區(qū)別仍然存在?？偟膩碚f，在選擇控制器時，首先要從工程要求、現(xiàn)場環(huán)境和經(jīng)濟性等方面考慮。沒有哪種控制器是絕對完善的，也沒有哪種產(chǎn)品絕對差，只能說根據(jù)不同的環(huán)境選擇更適用的產(chǎn)品[7]。2.1.3機械手控制方式的選定PLC實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，其控制功能基本都是通過設(shè)計軟件來實現(xiàn)的，這種軟件是利用PLC廠商提供的指令系統(tǒng)，根據(jù)機械設(shè)備的工藝流程來設(shè)計。PLC自問世以來，經(jīng)過20多年的發(fā)展，在美國、歐洲、日本等工業(yè)發(fā)達國家已成為重要產(chǎn)業(yè)，當前，PLC在國際市場上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用PLC設(shè)計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強抗各種干擾的能力。編程安裝使用簡便、低價格長壽命。比之單片機，它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。PLC的下端（輸入端）為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計算機。人們在應(yīng)用它時，可以不必進行計算機方面的專門培訓，就能對可編程控制器進行操作及編程，用來完成各種各樣的復雜程度不同的工業(yè)控制任務(wù)。2.2可編程序控制器簡介可編程序控制器（ProgrammableLogicController）簡稱PLC或PC，是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微計算機技術(shù)使之功能不斷增強，逐漸適應(yīng)復雜的控制任務(wù)。2.2.1PLC的結(jié)構(gòu)PLC和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴展單元和其他外圍設(shè)備組成。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成[9]。其結(jié)構(gòu)簡圖如下：外設(shè)I/O接口外設(shè)I/O接口輸出部件存儲器EPROM微處理器運算器控制器電源輸入部件I/O擴展接口I/O擴展單元受控元件輸入信號外部設(shè)備圖2-1PLC硬件結(jié)構(gòu)圖2.2.2PLC的特點可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。國內(nèi)外現(xiàn)有的機械手系統(tǒng)，它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現(xiàn)代化工業(yè)機械手系統(tǒng)中應(yīng)用更為普遍。其主要原因是因為PLC具有以下優(yōu)點：1、靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費時費力。如果因為工藝上的稍許變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進行布線、焊接、固定等工作，浪費了大量的人力、物力和時間。而可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。2、可靠性高、抗干擾能力強對于機械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標，如何能在各種工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題?，F(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作，在其設(shè)計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。3、操作方便、維修容易PLC采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶十分方便的讀懂程序和編寫、修改程序。對于使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經(jīng)短期的學習就可以使用。2.2.3PLC的主要功能PLC是一種應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化(FA)和計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)內(nèi)占重要地位。PLC系統(tǒng)主要有以下功能：多種控制功能；數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能；通信聯(lián)網(wǎng)功能；輸入、輸出接口調(diào)理功能；人機界面功能；編程、調(diào)試功能。PLC的重量、體積、功耗和硬件價格一直在降低，雖然軟件價格占的比重有所增加，但是各廠商為了競爭也相應(yīng)地降低了價格。另外，采用PLC還可以大大縮短設(shè)計、編程和投產(chǎn)周期，使總價格進一步降低。PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求[11]。2.2.4PLC的經(jīng)濟分析綜上所述，在各種環(huán)境中，使用PLC控制機構(gòu)設(shè)備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過程的自動化控制將越來越廣泛。對PLC的經(jīng)濟分析，應(yīng)從以下幾方面考慮：1、從影響成本的各個因素綜合考慮對目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來說，有三種類型：①繼電器控制；②半導體器件控制；③PLC控制。價格僅是選擇PLC品牌的一個因素，而可靠性是選擇控制裝置時需要考慮的又一個重要因素。2、從設(shè)計、生產(chǎn)周期長短考慮不論是對舊設(shè)備進行改造，還是設(shè)計新的生產(chǎn)機械設(shè)備。毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計周期越短越好，甚至希望邊設(shè)計、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟效益。如果把這些要求得以實現(xiàn)，繼電器或半導體都不能滿足，而PLC則完全可以實現(xiàn)。這是因為使用PLC不必改動外部設(shè)備接線，只要對軟件進行一些改變就可以了。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟又簡捷，可以達到事半功倍的效果。2.2.5PLC發(fā)展狀況及趨勢現(xiàn)代PLC的發(fā)展主要有兩個趨勢：一是向體積更小、速度更快、功能更強和價格更低的微小型方面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展[12]。1、大型網(wǎng)絡(luò)化主要是朝DCS方向發(fā)展，使其具有DCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強是PLC發(fā)展的一個重要方面，向下可將多個PLC、I/O框架相連，向上與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)、MAP網(wǎng)等相連構(gòu)成整個工廠的自動化控制系統(tǒng)。2、多功能隨著自調(diào)整、步進電機控制、位置控制、伺服控制等模塊的出現(xiàn)，使PLC控制領(lǐng)域更加寬廣。第三章機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1機械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述本課題設(shè)計使用的是西門子S7-200型機械手實物教學實驗裝置。機械手實物教學模型的機械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸、氣夾等機械部件組成；電氣方面有步進電機、直流電機、步進電機驅(qū)動器、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥等電子器件組成。該模型是PLC技術(shù)、位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)有機結(jié)合成一體的教學儀器。3.1.1步進電機采用二相八拍混合式步進電機來控制機械手的動作，相比直流電機有更好的制動效果，又加上滾珠絲桿和滑桿配合，使機械手的運動更加穩(wěn)定。主要特點：體積小，具有較高的起動和運行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。本模型中采用串聯(lián)型接法，其電氣接線圖如圖3-1所示：圖3-1步進電機電氣接線圖3.1.2步進電機驅(qū)動器步進電機驅(qū)動器主要有電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分等。驅(qū)動器參數(shù)如下表3-1、表3-2、表3-3、表3-4所示。PLC控制器與步進電機驅(qū)動器連接及工作原理，如圖3-2所示。步進電機驅(qū)動器有電源輸入部分、信號輸入部分、信號輸出部分等，利用驅(qū)動器可以很方便的對步進電機的轉(zhuǎn)速、方向進行控制。驅(qū)動器電源由面板上電源模塊提供，驅(qū)動器信號端采用+24V供電，需加1.5K限流電阻（見圖3-2中1.5K電阻）。驅(qū)動器輸入端為低電平有效。PLC通過控制其輸出點來控制驅(qū)動器光耦的開合，當PLC輸出線圈得電表3-1電氣規(guī)格說明最小值典型值最大值單位供電電壓182440V均值輸出電流0.2111.50A邏輯輸入電流61530mA步進脈沖響應(yīng)頻率——100kHz脈沖低電平時間5—1μs表3-2電流設(shè)定電流值SW1SW2SW30.21AOFFONON0.42AONOFFON0.63AOFFOFFON0.84AONONOFF1.05A0FFONOFF1.26AONOFFOFF1.50AOFFOFFOFF表3-3細分設(shè)定細分倍數(shù)步數(shù)/圈（1.8Ｏ整步）SW4SW5SW61200ONONON2400OFFONON4800ONOFFON81600OFFOFFON163200ONONOFF326400OFFONOFF6412800OFFONOFF由外部確定動態(tài)改細分/禁止工作OFFOFFOFF表3-4接線信號描述信號功能PUL脈沖信號：上升沿有效，每當脈沖由低變高時電機走一步DIR方向信號：用于改變電機轉(zhuǎn)向，TTL平驅(qū)動OPTO光耦驅(qū)動電源ENA使能信號：禁止或允許驅(qū)動器工作，低電平禁止GND直流電源地+V直流電源正極，典型值+24VA+電機A相A-電機A相B+電機B相B-電機B相時，晶體管導通，相應(yīng)的觸電輸出低電平，使驅(qū)動器光耦導通，當PLC輸出線圈失電時，晶體管關(guān)斷，使驅(qū)動器光耦截止。另外若不采用驅(qū)動器，而采用PLC輸出觸點直接驅(qū)動步進電機，會占用很多的輸出觸點，同時給編程帶來不便。圖3-2PLC控制器與步進電機驅(qū)動器連接及工作原理3.1.3傳感器本裝置中使用的傳感器有接近開關(guān)和行程開關(guān)。基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)限位采用接近開關(guān)（金屬傳感器），通過調(diào)整基座和氣夾上的金屬塊的位置，可以在一定范圍內(nèi)改變基座圖3-3傳感器工作原理圖和氣夾的旋轉(zhuǎn)角度。機械手的伸縮、升降均采用行程開關(guān)來限位，并通過改變行程開關(guān)的位置來調(diào)節(jié)橫軸和豎軸的運動范圍。1、接近開關(guān)：接近開關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍色接電源的負極、黑色為輸出信號，當與檔塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。與PLC之間的接線圖如下，當傳感器動作時，輸出端對地接通。PLC內(nèi)部光耦與傳感器電源構(gòu)成回路，PLC信號輸入有效，工作原理如圖3-3所示。2、行程開關(guān)：當檔塊碰到開關(guān)時，常開點閉合。3.1.4直流電機驅(qū)動單元本裝置中直流電機驅(qū)動模塊是由兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機的轉(zhuǎn)動方向的，從而實現(xiàn)基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)。本模型所用輸入、輸出均為低電平有效。其中IN端接PLC的輸出端口，OUT端接模型的信號輸入端。COM端接PLC的傳感器電源負端。電平轉(zhuǎn)換板原理圖如圖3-4所示。圖3-4電平轉(zhuǎn)換板原理圖3.2機械手的動作實現(xiàn)過程機械手的全部動作由步進電機和直流電機進行驅(qū)動控制。機械手結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-5所示。步進電機的運動需要驅(qū)動器，有脈沖輸入時步進電機才會動作，且每當脈沖由低變高時步進電機走一步；改變電機轉(zhuǎn)向時，需要加方向信號。機械手的上升/下降、前伸/后縮動作就是通過控制這兩個步進電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的?；D(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)和氣夾正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)是通過兩個繼電器的吸合與斷開來控制直流電機的轉(zhuǎn)動方向來實現(xiàn)的。機械手的放松/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥控制。當該線圈通電時，機械手放松；該線圈斷電時，機械手夾緊[13]。打開電源，按下起動按鈕時，開機復位。機械手的動作示意圖如圖3-6所示機械手若不在原點則PLC向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉(zhuǎn)，橫軸后縮。當后縮到位時碰到后限位開關(guān)，然后主機向驅(qū)動器二輸入脈沖信號，步進電機二正轉(zhuǎn)，機械手上升。上升到底時碰到上限位開關(guān)，上升停止，回到原點。主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉(zhuǎn)，機械手下降。降到底時碰到下限位開關(guān)，下降停止，氣夾電磁閥斷電，機械手夾緊。夾緊后，主機向驅(qū)動器二只輸入脈沖信號，步進電機二正轉(zhuǎn)，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。PLC向驅(qū)動器一只輸入圖3-5機械手結(jié)構(gòu)示意圖圖3-6機械手的動作示意圖脈沖信號，步進電機一正轉(zhuǎn)，機械手前伸，前伸到位時，碰到前限位開關(guān)，前伸停止。主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉(zhuǎn)，機械手下降。降到底時碰到下限位開關(guān)，下降停止，同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，主機向驅(qū)動器二只輸入脈沖信號，步進電機二正轉(zhuǎn)，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。PLC向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉(zhuǎn)，橫軸后縮。機械手后縮，當后縮到底時碰到后限位開關(guān)，然后主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉(zhuǎn)，機械手下降。下降到底時碰到下限位開關(guān)，下降停止，回到原點。至此，機械手經(jīng)過八步動作完成一個循環(huán)[14]。3.3PLC程序設(shè)計3.3.1I/O點數(shù)的確定及PLC類型的選擇本次設(shè)計使用的是西門子S7-200型機械手實物教學實驗裝置。本裝置需采用晶體管輸出型可編程控制器，可同時輸出兩路脈沖到步進電機驅(qū)動器，控制步進電機運行。由于機械手系統(tǒng)的輸入/輸出點少，要求電氣控制部分體積小，成本低，并能夠用計算機對PLC進行監(jiān)控和管理，該機械手的控制為純開關(guān)量控制，且I/O點數(shù)不多，僅需11個輸入點和9個輸出點，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，該機輸入點為14個，輸出點為10個[15]。3.3.2PLC的I/O分配根據(jù)機械手動作的要求及機械手實物教學實驗裝置說明指導，輸入、輸出點分配如表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)動器一PULY0氣夾反轉(zhuǎn)限位X1驅(qū)動器二PULY1基座正轉(zhuǎn)限位X2驅(qū)動器一DIRY2基座反轉(zhuǎn)限位X3驅(qū)動器二DIRY3旋轉(zhuǎn)脈沖X4氣夾正轉(zhuǎn)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啟動按鈕X11復位按鈕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的優(yōu)點，但因為存在大量的自保持觸點，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)換實現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴格的對應(yīng)關(guān)系，用它編制復雜的順序功能圖的梯形圖時，會有很大幫助。方案三：采用STL指令的編程方式。STL指令（步進梯形指令）是三菱廠家設(shè)計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，且代碼較短。經(jīng)論證本次設(shè)計采用的編程方式選用方案三。3.3.4PLC程序的設(shè)計程序流程圖見附錄1、順序功能圖見附錄2、梯形圖見附錄3、指令表見附錄4。3.4PLC程序的調(diào)試由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的控制裝置，因此一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但環(huán)境過于惡劣、電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，都將不能保證PLC正常、安全、可靠的運行。因此，討論PLC設(shè)計調(diào)試就具有十分重要的意義。3.4.1PLC控制的安裝與布線1、輸入接線（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。（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?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。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)備或強干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機等）分開。為了提高整個系統(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磁材料組成，電器回路上不允許短路，兩極各引出一個接地抽頭。初級與次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點位，接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點。在選用交流穩(wěn)壓器時，一般可按照實際最大需求容量的130%計算。這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助于穩(wěn)壓器工作可靠[16]。3、接地正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。所以我們給可編程控制器接上了專用接地線。3.4.2機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖PLC外部電氣接線圖見附錄4。3.4.3機械手控制程序的調(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，剛開始由于對STL指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯誤，加上機械手模型裝置本身存在的一些問題，所以在調(diào)試程序時，機械手動作不符合控制要求。經(jīng)過不斷查閱資料，研究、改進，最終程序調(diào)試成功。機械手運行良好，動作正確、符合控制要求。第四章MCGS在機械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用4.1MCGS的概述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)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(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、實時性強、有良好的并行處理性能、有豐富生動的多媒體畫面、開放式結(jié)構(gòu)、廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能、完善的安全機制、強大的網(wǎng)絡(luò)功能、多樣化的報警功能、支持多種硬件設(shè)備、方便控制復雜的運行流程、良好的可維護性和可擴充性、設(shè)立對象元件庫組態(tài)工作簡單方便、能實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理等等[17]。4.1.2MCGS的構(gòu)成MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶引用系統(tǒng)。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖4-1所示。組態(tài)環(huán)境：組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)運行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫圖4-1組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境關(guān)系圖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）實時性強、良好的并行處理性能。（3）豐富、生動的多媒體畫面。（4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。4.1.4MCGS的編程語言MCGS全中文組態(tài)軟件，采用C++語言編制，核心為組態(tài)結(jié)構(gòu)。構(gòu)架合理、連接靈活，結(jié)構(gòu)層次清晰，方便用戶的定制開發(fā)。它是基于WIN95/98/NT視窗結(jié)構(gòu)，能夠快速構(gòu)造和生成數(shù)據(jù)管理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等界面，輕松實現(xiàn)各種工程曲線、報表、數(shù)據(jù)瀏覽、遠程通訊、遠程采集、遠程診斷等功能的先進軟件。4.1.5MCGS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)MCGS數(shù)據(jù)庫管理功能強大，分為數(shù)據(jù)前處理（可以對設(shè)備采集進來的數(shù)據(jù)進行多種數(shù)值處理）、數(shù)據(jù)后處理（可通過各種內(nèi)部函數(shù)、運算符、腳本程序?qū)崟r采集的數(shù)據(jù)進行處理）、實時數(shù)據(jù)處理（提供數(shù)據(jù)瀏覽，各種曲線、報表等功能構(gòu)件，對存盤數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行查詢、排序、運算等操作），同時可以掛接外部數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)ODBC接口和OLE實時調(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，每種方法都可以獨立使用或組合使用。4.1.6MCGS的作用MCGS全中文組態(tài)軟件是真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線程，提供近百種繪圖工具和基本圖符。使用ActiveDLL把設(shè)備驅(qū)動掛接在系統(tǒng)之中，支持數(shù)據(jù)采集板、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它支持ActiveX控件，包括溫控曲線、實時曲線、計劃曲線、歷史曲線、XY曲線、實時報表、歷史報表、單行報表、配方管理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計、多媒體輸出等眾多構(gòu)件。工程組態(tài)軟件MCGS的最大優(yōu)點是組態(tài)方便，它融會了中外工控組態(tài)軟件的眾多長處，只要是稍具外語常識，即可以方便組態(tài)[18]。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，進入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺。單擊文件菜單中“新建工程”選項，自動生成新建工程，默認的工程名為：“新建工程0.MCG”。選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內(nèi)輸入“機械手控制系統(tǒng)”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。如圖4-3所示。圖4-3MCGS工作臺窗口4.2.2變量的分配在開始定義之前，我們先對系統(tǒng)進行分析，確定需要的變量。本系統(tǒng)至少需要16個變量，見表4-1。表4-1機械手控制系統(tǒng)變量分配表變量名類型初值注釋啟動按鈕開關(guān)型0機械手啟動控制信號，X11輸入，1有效復位按鈕開關(guān)型0機械手復位控制信號，X12輸入，1有效夾緊開關(guān)型1機械手動作控制——夾緊，輸出，0有效放松開關(guān)型1機械手動作控制——放松，輸出，0有效上升開關(guān)型1機械手動作控制——上升，輸出，0有效下降開關(guān)型1機械手動作控制——下降，輸出，0有效前伸開關(guān)型1機械手動作控制——前伸，輸出，0有效后縮開關(guān)型1機械手動作控制——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為1垂直移動量數(shù)值型0動畫參數(shù)水平移動量數(shù)值型0動畫參數(shù)機械手動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，因此上升等幾個變量需設(shè)計為低電平有效，即送“0”動作。4.2.3變量定義的步驟單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”選項卡，進入“實時數(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)對象添加進去。單擊工作臺右側(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實時數(shù)據(jù)庫窗口圖4-5實時數(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：機械手啟動信號，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“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標進入。點擊工具條中的“工具箱”圖標，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。雙擊串口通訊父設(shè)備圖標，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，將三菱“FX-232”添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中。單擊“確認”，并保存。在工作臺“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標進入。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-[西門子S7-200]”，進入模擬設(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，該項右側(cè)會出現(xiàn)圖標，單擊此按鈕進入“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”，完成“內(nèi)部屬性”設(shè)置。單擊“通道連接”標簽，進入通道連接設(shè)置。依次進入通道連接，直至通道全部連接完成。進入“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”，窗口背景色選為藍色，其他不變，單擊“確定”。這時“封面窗口”底色變?yōu)樗{色。如圖4-11所示。選中“窗口1”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設(shè)置”。將窗口名稱改為：機械手監(jiān)控畫面；窗口標題改為：機械手監(jiān)控畫面。窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認”。在“用戶窗口”中，選中“封面窗口”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項，將該窗口設(shè)置為運行時自動加載的窗口。對“機械手監(jiān)控畫面”進行同樣的設(shè)置。4.3.1封面窗口及監(jiān)控畫面的制作選中“封面窗口”的窗口標題，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(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“標簽”按鈕，鼠標的光標呈“十字”形，在窗口頂端中心位置拖拽鼠標，根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形。在光標閃爍位置輸入文字“歡迎進入MCGS監(jiān)控系統(tǒng)”，按回車鍵或在窗口的任意位置用鼠標點擊一下，文字輸入完畢。圖4-12封面窗口選中文字框，作如下設(shè)置。點擊“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充。點擊“線色”按鈕，設(shè)置文字框的邊線顏色為：沒有邊線。點擊“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“機械手監(jiān)控畫面”的窗口標題，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口，對“機械手監(jiān)控畫面”進行相同的操作。單擊繪圖工具箱中的“插入元件”圖標，彈出“對象元件管理”對話框，單擊“其他”文件夾，選中“機械手”元件，按“確定”按鈕把“機械手”元件添加到動畫組態(tài)中。“對象元件管理”如圖4-13所示。在圖4-12中，機械手的“封面窗口”中使用到了“進入”和“退出”按鈕?！斑M入”按鈕是用來進入MCGS運行環(huán)境中“機械手監(jiān)控畫面”的，“退出”按鈕則是用來退出運行環(huán)境的?！皺C械手監(jiān)控畫面”如圖4-14所示，設(shè)計了8個指示燈，代表機械手夾緊、放松、上升、下降、前伸、后縮等動作。運行時，指示燈隨機械手動作變化做相應(yīng)指示。圖4-14機械手監(jiān)控畫面4.3.2運行策略的建立及腳本程序的編寫1、運行策略的建立進入“運行策略”窗口中，雙擊進入“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”將鼠標指針移到策略塊圖標上，單擊鼠標左鍵，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、機械手自動控制的腳本程序的編寫。雙擊“腳本程序”工具條進入腳本程序編輯環(huán)境，編輯腳本程序。腳本程序如下：IF下降=0THEN垂直移動量=垂直移動量+1ENDIFIF上升=0THEN垂直移動量=垂直移動量-1ENDIFIF前伸=0THEN水平移動量=水平移動量+1ENDIFIF后縮=0THEN水平移動量=水平移動量-1ENDIFIF啟動按鈕=1AND復位按鈕=0THEN定時器復位=0定時器啟動=1ENDIFIF啟動按鈕=0THEN定時器啟動=0ENDIFIF復位按鈕=1AND計時時間>=44THEN定時器啟動=0ENDIFIF定時器啟動=1THENIF計時時間<5THEN下降=0放松=0EXITENDIFIF計時時間<7THEN夾緊=0下降=1放松=1EXITENDIFIF計時時間<12THEN工件夾緊標志=1上升=0EXITENDIFIF計時時間<22THEN前伸=0上升=1EXITENDIFIF計時時間<27THEN下降=0前伸=1EXITENDIFIF計時時間<29THEN放松=0下降=1夾緊=1EXITENDIFIF計時時間<34THEN上升=0工件夾緊標志=0EXITENDIFIF計時時間<44THEN后縮=0上升=1EXITENDIFIF計時時間>=44THEN后縮=1定時器復位=1EXITENDIFENDIFIF定時器啟動=0THEN下降=1后縮=1上升=1前伸=1ENDIF4.4動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，以便運行時，畫面上的內(nèi)容能隨變量變化。4.4.1指示燈的動畫連接雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設(shè)置”窗口。單擊“動畫連接”選項卡，進入該頁。圖4-17動畫組態(tài)屬性設(shè)置單擊“組合圖符”，出現(xiàn)“？”、“>”按鈕。單擊“>”按鈕，彈出“動畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口。單擊“屬性設(shè)置”選項卡，進入該頁，如圖4-17所示。選中“可見度”選項卡，其他項不選。單擊“可見度”選項卡進入該頁，如圖4-18所示。圖4-18動畫組態(tài)屬性設(shè)置在“表達式”一欄，單擊“？”按鈕，彈出當前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對象列表，雙擊“啟動按鈕”。在“當表達式非零時”一欄，選擇“對應(yīng)圖符可見”。單擊“確認”按鈕，退出“可見度”設(shè)置頁。單擊“確認”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動指示燈的動畫連接。單擊“保存”按鈕。依次對其他指示燈進行設(shè)置，依照步驟1）~11）。經(jīng)過這樣的連接，當按下機械手或畫面上的啟動按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會改變，相應(yīng)指示燈也會出現(xiàn)亮滅的改變。4.4.2機械手的動畫連接剛才圖4-14的畫面，只用8個指示燈對機械手的工作狀態(tài)進行了動畫顯示。如果讓機械手在畫面上動起來，看起來就更真實、生動了。為體現(xiàn)機械手上升、下降、前伸、后縮、夾緊、放松等動作，圖中機械手、上工件、橫滑桿等部分需要隨動作進行水平移動，上工件要做垂直移動，氣夾還要張開、閉合。1、垂直移動動畫連接：在“實時數(shù)據(jù)庫”中增加一個新變量“垂直移動量”，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)文字代表當前操作狀態(tài)，右側(cè)顯示被選中對象的坐標和大小。估計總垂直移動距離：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距離，垂直移動距離為104。在腳本程序的開始處增加“動畫控制”語句：IF下移=0THEN垂直移動量=垂直移動量+1ENDIFIF上升=0THEN垂直移動量=垂直移動量-1ENDIF變化率=1個相素/每次，即每執(zhí)行一次腳本程序，垂直移動量加1或減1，當然變化率也可以選大些或小些。計算垂直移動一次腳本程序執(zhí)行次數(shù)：次數(shù)=下移時間（上升時間）/循環(huán)策略執(zhí)