摘要
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC研究he发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。
关键词：机械手；PLC；MCGS
Abstract
In industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.
In the following essay, situations of manipulator research at home and abroad are introduced, also including the research and development trend of PLC control system. Meanwhile, it describes the working principle of manipulator control system and action process. What is more, control system of manipulator model basing on PLC is designed, and also studies the MCGS’s application in manipulator control system. And I design manipulator model control system monitoring by MCGS, which provides intuitive, clear and accurate interface on the running state for manipulators. Therefore, it opens up possibility for fault diagnosis and services, which makes further improvements on the efficiency of the system eventually.
Keywords: Manipulator; PLC; MCGS
目录
1 绪论 (1)
1.1课题研究的目的及意义 (1)
1.2国内外机械手研究概况 (1)
2 机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介 (3)
2.1机械手控制方式的选择 (3)
2.1.1 控制方式的分类 (3)
2.1.2 PLC与工业控制计算机和集散控制系统的比较 (3)
2.1.3 机械手控制方式的选择 (4)
2.2可编程序控制器简介 (5)
2.2.1 PLC的结构 (5)
2.2.2 PLC的特点 (6)
2.2.3 PLC的主要功能 (8)
2.2.4 PLC的经济分析 (8)
2.2.5 PLC发展状况及趋势 (9)
3 机械手自动控制系统的设计 (11)
3.1PLC控制系统设计原则与内容 (11)
3.2PLC的选型 (11)
3.2.1 PLC性能与任务相适应 (11)
3.2.2 PLC处理速度要求 (12)
3.2.3 PLC应用系统结构的要求 (12)
3.3传感器 (12)
3.3.1 行程开关 (12)
3.3.2 压力传感器 (13)
3.4分检系统结构 (14)
3.5分检系统工作原理 (15)
3.6PLC程序设计 (15)
3.6.1 PLC的I/O分配 (15)
3.6.2 PLC编程指令的选择 (16)
3.6.3 PLC程序的设计 (16)
3.6.4 PLC硬件接线图 (16)
4 MCGS在机械手控制中的应用 (17)
4.1MCGS的概述 (17)
4.1.1 MCGS的简介 (17)
4.1.2 MCGS的构成 (17)
4.1.3 MCGS主要特性和功能 (18)
4.1.4 MCGS的编程语言 (18)
4.1.5 MCGS的数据结构 (19)
4.1.6 MCGS的作用 (19)
4.2工程的建立与变量的定义 (19)
4.2.1 工程的建立 (19)
4.2.2 变量的分配 (20)
4.2.3 变量定义的步骤 (21)
4.2.4 设备与变量连接 (23)
4.3工程画面的建立 (25)
4.3.1 封面窗口及监控画面的制作 (26)
4.3.2 运行策略的建立及脚本程序的编写 (29)
4.4动画的连接 (32)
4.4.1 指示灯的动画连接 (32)
4.4.2 机械手的动画连接 (34)
4.5组态运行 (37)
5 结论 (38)
致谢 (39)
参考文献 (40)
附录A 英文原文 (41)
附录B 汉语翻译 (46)
附录C 系统流程图 (49)
附录D 系统顺序功能图 (50)
附录E 梯形图 (51)
附录F 硬件接线图 (58)
1 绪论
1.1 课题研究的目的及意义
机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。国内外都十分重视它的应用和发展。
可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一[1]。
由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。我国自动化水平本身比较低，因此用PLC 来控制的机械手还比较少。本次课题设计的机械手就是通过PLC来实现自动化控制的。通过此次设计可以更进一步学习PLC的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用于实践。
MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域中有着广泛的应用[2]。本设计通过MCGS组态软件对机械手进行监控，将机械手的动作过程进行了动画显示，使机械手的动作过程更加形象化。
1.2 国内外机械手研究概况
机械手自二十世纪六十年代初问世以来，经过40多年的发展，现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。目前，正式投入使用的绝大部分机械手属于第一代机械手，即程序控制机械手。这代机械手基本上采用点位控制系统，没有感觉外界环境信息的感觉器官，主要用于焊接、喷漆和上下料。第二代机械手具有感觉器官，仍然以程
序控制为基础，但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。这代机械手通常采用接触传感器一类的简单传感装置和相应的适应性算法。现在，第三代机械手正在第一、第二代机械手的基础上蓬勃发展起来，它是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为做出自主决策能力的智能化机械手。它能识别景物，具有触觉、视觉、力觉、听觉、味觉等多种感觉，能实现搜索、追踪、辨色识图等多种仿生动作，具有专家知识、语音功能和自学能力等人工智能[3]。
目前机械手技术有了新的发展：出现了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统(如细小工业管道机械手移动探测系统、微型飞行器等)、机械手化机器、智能机械手(不仅可以进行事先设定的动作，还可按照工作状况相应地进行动作，如回避障碍物的移动，作业顺序的规划，有效的动态学习等)。机械手的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩展，并且蓬勃发展的军用机械手也将越来越多地装备部队[4][5]。
国外方面：近几年国外工业机械手领域有如下几个发展趋势。机械手性能不断提高，而单机价格不断下降；机械结构向模块化、可重构化发展；控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展；传感器作用日益重要；虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制。
国内方面：目前在一些机种方面，如喷涂机械手、弧焊机械手、点焊机械手、搬运机械手、装配机械手、特种机械手(水下、爬壁、管道、遥控等机械手)基本掌握了机械手操作机的设计制造技术，解决了控制驱动系统的设计和配置，软件的设计和编制等关键技术，还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、协调控制技术；在基础元件方面，谐波减速器、机械手焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破。从技术方面来说，我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础[6]。
2 机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介
2.1 机械手控制方式的选择
2.1.1 控制方式的分类
传统的工业设备自动控制主要由继电器或分立的电子线路来实现，这种控制方式投资相对少一些，目前仅在一些旧式的、简单的工业设备中还有一定市场，但该控制方式却有以下致命缺陷：(1)仅适合于简单的逻辑控制；(2)仅适合特殊的工程项目，而没有通用性；(3)没有改动和优化的可能性。
伴随着工业自动化技术的迅速发展，我国工业领域的自动化已经基本实现了从继电器控制到计算机控制的转变，计算机控制方式具有以下两个特点：(1)硬件上至少有一个微处理器；(2)通过软件实现控制思想。
目前，工业自动化领域比较典型的控制方式有：(1)可编程序逻辑控制器(PLC)；(2)工业控制计算机(IPC)；(3)集散控制系统(DCS)。
2.1.2 PLC与工业控制计算机和集散控制系统的比较
1、各自技术发展的起源
计算机是为了满足快速大量数据处理要求的设备。硬件结构方面，总线标准化程度高，兼容性强，软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速、实时性强、模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。
集散系统从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统，所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势，初期主要用在连续过程控制，侧重回路调节功能。PLC是由继电器逻辑系统发展而来，主要应用在工序控制上，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。
近年来随着微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和通信技术等的发展，PLC在技术和功能上发生了飞跃。在初期逻辑运算的基础上，增加了数值运算、闭环调节等功能，增加了模拟量和PID调节等功能模块；运算速度提高，CPU的能力赶上了工业控制计算机；通信能力的提高发展了多种局部总线和网络(LAN)，因而也可构成为一个集散系统。特别是个人计算机也被吸收到PLC系统中。PLC在过程控制的发展将是一智能变送器和现场总线，暨向下拓展功能，开放总线。
2、相同点
在微电子技术发展的背景下，从硬件的角度来看，PLC、工业计算机、集散系统(DCS)之间的差别正在缩小，都将由类似的一些微电子元件、微处理器、大容量半导体存储器和I/O模件组成。编程方面也有很多相同点。
3、不同点
由于PLC和计算机属于两类产品，经过几十年的发展都形成了自身的装置特点和软件工具，实际上它们的区别仍然存在。
PLC用编程器或计算机编程，编程语言是梯形图、功能块图、顺序功能表图和指令表等。集散系统自身或用计算机结构形成组态构成开发系统环境。
特别需要提出的是，PLC与STD总线工控机的区别，无论从维修、安装和模件功能都很相似。PLC更适用于黑模式下运行，但在线运行时若要进行较大的程序修改，其能力略逊于STD工控机，但是从开关量控制而言，PLC的性能优于STD工控机。
总的来说，在选择控制器时，首先要从工程要求、现场环境和经济性等方面考虑。没有哪种控制器是绝对完善的，也没有哪种产品绝对差，只能说根据不同的环境选择更适用的产品[7]。
2.1.3 机械手控制方式的选择
PLC实现的自动控制系统，其控制功能基本都是通过设计软件来实现的，这种软件是利用PLC厂商提供的指令系统，根据机械设备的工艺流程来设计。
PLC自问世以来，经过20多年的发展，在美国、欧洲、日本等工业发达国家已成为重要产业，当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用PLC 设计自动控制系统已成为世界潮流。
PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力。编程安装使用简便、低价格长寿命。比之单片机，它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程控制器进行操作及编程，用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制任务。
PLC具有很多的优点。机械手控制系统若采用PLC控制，体积小、重量轻、控制方式灵活、可靠性高、操作简单、维修容易。由于PLC所具有的灵活性、模块化、易于扩展等特点，可以根据现场要求实现机械手的不同工作要求。机械手采用PLC控制
技术，可以大大提高该系统的自动化程度，减少了大量的中间继电器、时间继电器和硬件接线，提高了控制系统的可靠性。同时，用PLC控制系统可方便地更改生产流程，增强控制功能。综上所述，机械手的控制方式选择PLC控制。
2.2 可编程序控制器简介
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置，是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适应复杂的控制任务。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一。PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平，PLC装置已成为自动化系统的基本装置[8]。
2.2.1 PLC的结构
PLC结构可分为整体式、模块式和叠装式。
(1)整体式PLC 整体式PLC是将电源、CPU、I/O部件都集中在一个机箱内。其结构紧凑、体积小、价格低。一般小型PLC采用这种结构。例如，美国GE公司的GE-I/J 系列PLC为整体式结构。
(2)模块式PLC 模块式结构是将PLC各部分分成若干个单独的模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块和各种功能模块。模块式PLC由机架和各种模块组成。模块式PLC 配置灵活，装配方便，便于扩展和维修。例如，西门子公司的S7-300 PLC、S7-400 PLC 采用模块式结构形式。
(3)叠装式PLC 将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。它除了基本单元外还有扩展模块和特殊功能模块，配置比较方便。例如，西门子公司的S7-200 PLC就是叠装式结构形式。
PLC和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。PLC的硬件系统由微处理器(CPU)、存储器(EPROM，ROM)、输入输出(I/O)部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线、数据总线)连接而成[9]。其结构简图如下：
图2.1 PLC硬件结构图
PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合，通常可分为系统程序和用户程序两大部分。系统程序是每一个PLC成品必须包括的部分，由PLC厂家提供，用于控制PLC本身的运行，系统程序固化在EPROM中。用户程序是由用户根据控制需要而编写的程序。硬件系统和软件系统组成了一个完整的PLC系统，他们是相辅相成，缺一不可的。
2.2.2 PLC的特点
可编程序控制器是一种以微机处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。国内外现有的机械手系统，它们的控制形式大都采用可编程序控制器控制，特别是在智能化要求程度高容量大的现代化工业机械手系统中应用更为普遍。其主要原因是因为PLC具有以下优点：
1、灵活、通用、功能齐全
在继电器控制系统中，使用的控制器件是大量的继电器，整个系统是根据设计好的电器控制图，由人工布线、焊接、固定等手段组装完成的，其过程费时费力。如果因为工艺上的稍许变化，需要改变电器控制系统的话，那么原先的整个电器控制系统将被全部拆除，而重新进行布线、焊接、固定等工作，浪费了大量的人力、物力和时间。而可编程控制器是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的，如果控制功能需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。而且，同一台可编程控制器还可以用
于不同的控制对象，只要改变软件就可以实现不同的控制要求，因此具有很大的灵活性、通用性。
2、可靠性高、抗干扰能力强
对于机械手系统来说，可靠性、抗干扰能力是非常重要的指标，如何能在各种工作环境和条件(如电磁干扰、低温潮湿、灰尘超高温等)下，平稳可靠的工作，将故障率降至最低，是研制每一种控制系统必须考虑的问题。现代PLC采用了集成度很高的微电子器件，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠性程度是使用机械触点的继电器所无法比拟的。为了保证PLC能在恶劣的工业环境可靠的工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施，使其可以适应恶劣的工业应用环境。
3、操作方便、维修容易
PLC采用电气操作人员熟悉的梯形图和功能助记符编程，使用户十分方便的读懂程序和编写、修改程序。用梯形图编程出错率比汇编语言低得多。PLC还可以采用面向控制过程的控制系统流程图编程和语句表达方式编程。梯形图、流程图、语句表之间可有条件地相互转换，使用极其方便。对于使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识。工程师编好的程序十分清晰直观，只要写好操作说明书，操作人员经短期的学习就可以使用。这是PLC能够迅速普及和推广的重要原因之一。
4、功能强
现代PLC不仅具有条件控制、计时、计数和步进等控制功能，而且还能完成A/D、D/A转换、数字运算和数据处理以及通信联网和生产过程监控等。因此，它既可控制开关量，又可控制模拟量；既可控制一个机械手，又可控制一个机械手群；既可控制简单系统，又可控制复杂系统；既可现场控制，又可远程控制。
5、体积小、重量轻和易于实现机电一体化
由于PLC采用了半导体集成电路。因此具有体积小、重量轻、功耗低的特点。且PLC是为工业控制设计的专用计算机，其结构紧凑、坚固耐用、体积小巧，并由于具备很强的可靠性和抗干扰能力，使之易于装入机械设备内部，因而成为实现机电一体化十分理想的控制设备[10]。
同样，可编程序控制器控制也有其不足的地方，在性价比上要高于继电器控制和单片机控制，其开发潜力要差于单片机，并且通用性不好，不同厂家的可编程序控制器以及其附属单元都是固定专用等等。
6、网络通信
PLC提供标准通信接口，可以方便地进行网络通信。
2.2.3 PLC的主要功能
PLC是一种应用面很广、发展非常迅速的工业自动化装置，在工厂自动化(FA)和计算机集成制造系统(CIMS)内占重要地位。
PLC系统主要有以下功能：
(1)多种控制功能；
(2)数据采集、存储与处理功能；
(3)通信联网功能；
(4)输入、输出接口调理功能；
(5)人机界面功能；
(6)编程、调试功能。
PLC的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的比重有所增加，但是各厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用PLC还可以大大缩短设计、编程和投产周期，使总价格进一步降低。PLC产品面临现场总线的发展，将再次革新，满足工业与民用控制的更高需求[11]。
2.2.4 PLC的经济分析
综上所述，在各种环境中，使用PLC控制机构设备，生产流水线和生产过程的自动化控制将越来越广泛。
对PLC的经济分析，应从以下几方面考虑：
1、从影响成本的各个因素综合考虑
对目前生产设备控制装置来说，有三种类型：
(1)继电器控制；
(2)半导体器件控制；
(3)PLC控制。
价格仅是选择PLC品牌的一个因素，而可靠性是选择控制装置时需要考虑的又一个重要因素。
2、从设计、生产周期长短考虑
不论是对旧设备进行改造，还是设计新的生产机械设备。毫无疑问，生产、设计周
期越短越好，甚至希望边设计、边安装、边调试和边生产，特别是产品更新换代，生产工艺改造，不需改动现有生产设备及其外部接线，就能马上组织生产，这不仅节约了劳动力，而且新产品能尽快投入市场。这无疑给企业增加了活力，提高了经济效益。如果把这些要求得以实现，继电器或半导体都不能满足，而PLC则完全可以实现。这是因为使用PLC不必改动外部设备接线，只要对软件进行一些改变就可以了。也就是说只要改变梯形图，按照新工艺要求重新输入新程序或修改原程序即可。这既经济又简捷，可以达到事半功倍的效果。
据调查，目前我国70%的机械生产设备，都是采用继电器进行控制的，除了可靠性差外，程序设计也很繁杂。从方案的确立到技术条件的设计以及施工的设计，图面的工作量很大，这势必造成设计周期长。而采用PLC控制可以大大缩短设计周期，甚至有些文件资料也不必绘制成图。设计人员完全可以利用编程器上屏幕显示来输入，或修改程序使得梯形图能准确无误地反映生产要求。编程人员也可根据新产品对生产提出的新工艺要求，重新编写程序并把它存储在EPROM模块中去，需要加工哪种产品的程序，操作人员可以随时调用，这既简单、方便又保密。
2.2.5 PLC发展状况及趋势
PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进了它们的发展。PLC的发展速度十分惊人，目前用可编程序控制器世纪自动控制系统已成为世界潮流。
现代PLC的发展主要有两个趋势：一是向体积更小、速度更快、功能更强和价格更低的微小型方面发展；二是向大型网络化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面发展，以适应不同场合和不同要求的控制需要。
1、大型网络化
为适应大规模控制系统的需求，大型PLC向着大存储容量、高速度、高性能、增加I/O点数的方向发展。主要表现在以下几个方面：
(1)增强网络通信功能
PLC将具有计算机集散控制系统(DCS)的功能。网络化和强化通信能力是PLC发展的一个重要趋势。PLC构成的网络可将多个PLC、I/O框架相连，同时可与工业计算机、以太网、MAP网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。
(2)发展智能模块
为了满足各种特殊功能的需要，各种智能模块层出不穷。智能模块是以微处理器为基础的功能部件，它们的CPU与PLC的CPU并行工作，占用主机的CPU时间很少，有利于提高PLC的扫描速度和完成特殊的控制要求。
(3)外部故障诊断功能
PLC广泛应用了自诊断技术、冗余技术、容错技术，不断提高PLC的可靠性。同时，PLC还不断提高外部诊断功能。
(4)实现软件、硬件标准化
长期以来PLC的研制走的是专门化道路，使其在获得成功的同时也带来许多的不便。PLC的硬件和软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。在硬件方面各厂家的CPU 和I/O模块互不通用，通信网络和通信协议往往也是专用的。在软件方面，各厂家的PLC 的编程语言和指令系统的功能和表达方式也不一致，甚至差异很大，因而各厂家的PLC 互不兼容。因此制定PLC的国际标准已是今后发展的趋势。
2、小型化
发展小型PLC，其目的是为了占领广大的、分散的、中小型工业控制场合，使PLC 不仅成为继电气控制柜的替代物，而且超过继电器控制系统的功能。小型、超小型、微小型PLC不仅便于机电一体化，也是实现家庭自动化的理想控制器。小型PLC向着简易化、体积小、功能强、价格低的方向发展。随着PLC技术的提高，目前已将原有大、中型PLC的功能移植到小型机上，使之具有灵活的组态特性[13]。
3 机械手自动控制系统的设计
3.1 PLC控制系统设计原则与内容
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。
最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序简化外部接线及操作方式。
为保证控制系统的安全、可靠，同时采取“软件兼施”的办法。
考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，如果事先留有裕量，则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品质量和安全为目标，则应将系统可靠性作为设计的重点，设计考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。
3.2 PLC的选型
以满足控制要求为前提，PLC选型时应选择最佳的性能与价格比，具体考虑以下几点。
3.2.1 PLC性能与任务相适应
对于开关量控制的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC(如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC)就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。
对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC(如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC)。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。
3.2.2 PLC处理速度要求
PLC工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求教高，不允许有教大的滞后时间。例如，PLC的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间。
3.2.3 PLC应用系统结构的要求
上一章已经知道PLC的结构分为整体式、模块式和叠装式三种。整体式结构把PLC 的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。叠装式将整体式和模块式结合起来。在使用时，应按实际具体情况进行选择。
结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。
3.3 传感器
本设计中使用的传感器有控制机械手行程位置的行程开关和用于检测大小球的压力传感器。
3.3.1 行程开关
行程开关又称限位开关，可以安装在相对静止的物体(如固定架、门框等，简称静物)上或者运动的物体(如行车、门等，简称动物)上。当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。
行程开关主要用于将机械位移转变成电信号，使电动机的运行状态得以改变，从而控制机械动作或用作程序控制。
行程开关分为直动式、滚动式和微动式三种。直动式行程开关的优点是结构简单，成本低，但容易烧蚀触头；滚动式行程开关克服了直动式行程开关的缺点，但其结构复杂，价格也较高，所以选择微动式行程开关体积小，动作灵敏，适用于小型机构中使用。
本设计选用LX19-K行程开关。LX19系列行程开关，适用于交流50Hz，电压至380V，直流电压至220V，约定发热电流至5A的控制电路中，动作行程1.5~3.5 mm，作控制运动机构的行程和变换其运动方向或速度之用。
3.3.2 压力传感器
力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。在选择压力传感器时应遵循以下几个原则。
1、根据测量对象与测量环境确定传感器类型
要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量。
2、灵敏度选择
通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
3、频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。
4、线性范围
传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。
但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。
5、稳定性
传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。
在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。
传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。
在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。
结合以上几点，选择US300高性能不锈钢压力传感器，其具有高精度(0.1%Span、响应频率最大值1KHz)、工作温度范围宽(-40℃~125℃)、结构小巧、超稳定(长期稳定性1年)等特点，被广泛应用于高级HV AC控制、空压机、过程控制、水压监测等。
3.4 分检系统结构
如图3.1所示，分检大小球控制系统主要由各种限位开关、捡球装置、横梁、大小球缸组成，其中捡球装置内部有两台电动机，一台控制捡球平板装置上升和下降，一台控制捡球装置在横梁上左行和右行。
图3.1 分检球装置结构图 3.5 分检系统工作原理
当分检球装置停在左限位处时，按下启动按钮，机械手下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限位开关时，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈(KM)通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力传感器(US300)通过吸球压力的输出判断是吸住的大球还是小球，如果压力感应器的输出断开，说明吸住的是大球，而如是闭合的，则说明吸住的是小球。当吸住钢球后，捡球平板上升，碰到上限位开关后开始右行。右侧有两个限位开关，分别为大球位右限位开关和小球位右限位开关。在右行的过程中，如果吸住的是大球，则要到碰到大球右限位开关才停止右行，下降到下限位开关位置，电磁线圈断电释放钢球，然后上升到上限位开关位置停止上升，开始左行，碰到左限位开关停止左行；而如果吸住的是小球，则在右行的时候碰到小球右限位开关停止右行，下降到下限位开关时停止下行，电磁线圈断电释放钢球，然后上升到上限位开关停止上升，开始左行，到左限位开关停止左行，重新开始新一轮捡球过程，如此反复执行。(吸球时间为2s ，释放球时间也为2s)
3.6 PLC 程序设计
3.6.1 PLC 的I/O 分配
根据机械手的动作要求及所选的PLC 型号，输入、输出点分配如表3.1所示。
大球缸 小球缸
大球右限位 小球右限位
表3.1 PLC的I/O分配表
3.6.2 PLC编程指令的选择
方案一：使用基本逻辑指令编程方式。用置位和复位指令，对机械手的动作进行置位和复位，编出程序规范，具有易于阅读和容易查错的优点，但程序代码较长，动作间易起冲突。
方案二：采用以转换为中心的编程方式。采用顺序控制继电器(SCR)指令编程，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，控制程序清晰、明了，统一性强，尤其适合初学者使用。
方案三：采用移位寄存器指令的编程方式。移位寄存器(SHRB)指令把输入端(DATA)的数值移入移位寄存器，并进行移位。移位寄存器指令可用来进行顺序控制、物流及数据流控制。
经实践，本次设计采用的编程方式选用方案二，采用顺序控制继电器(SCR)指令编程。
3.6.3 PLC程序的设计
程序流程图见附录C、顺序功能图见附录D、梯形图见附录E。
3.6.4 PLC硬件接线图
PLC硬件接线图见附录F
自动化专业综合设计报告 设计题目：机械手的模拟控制 所在实验室：PLC实验室 指导教师：由枫秋 学生姓名韩璐 班级文自082-1 学号200890517106 撰写时间：2012-03-1 成绩评定：
一、设计目的 用PLC设计机械手的模拟控制。 二、设计要求 有一机械手，有手动操作和自动操作两种方式，其控制要求如下： （1）按动启动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A 才停止。 （2）当光电开关PS检测到工件时，机械手臂先下降，下降到位后机械手夹紧工件，2S后开始上升，而机械手臂保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位后机械手松开，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运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止……循环。 （3）手动操作，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点。 （4）自动停止时有两种情况，一种是停在当前位置，当下一次启动时从当前位置继续进行，另一种是按下停止按钮时，不马上停止而是一个周期结束后停在原点位置。 三、设计内容 1、输入输出分配表 机械手的输入信号主要有启动开关、停止开关、检测信号PS、上升限位开关、下降限位开关、左转限位开关、右转限位开关、手动下降开关、手动上升开关、手动左转开关、手动右转开关共十个输入信号，机械手中各个输入按钮和限位开关在PLC 控制中对应的端口号如表1所示 机械手的输出信号主要有传送带A运行、传送带B运行、机械手下降、机械手上升、机械手左转、机械手右转、机械手夹紧共七个输出信号，机械手各输出信号在PLC 控制中对应的端口号如表2所示
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
MCGS报告--机械手20 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 组态软件与触摸屏控制技术课程 设计报告书 题目：机械手动作的模拟的MCGS界面控制设计 二级学院（直属学部）：电子信息与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化班级：10电一 学生姓名：宋林倩学号：10020320 指导教师姓名：史建平职称：副教授 2013年11月08日
第1章绪论 1.1现实应用的机械手 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 1.2机械手的优势 机械手可以减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升工厂形象。 多关节机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要，对多关节手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手
臂也突破了传统的概念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而根据不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。 1.3机械手的应用领域 工业制造领域： 主要让机器人在机械制造业中代替人完成大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、舰船制造及某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）的制造等。化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装等工作，也有部分是由机器人完成的。 军事领域： 主要让机器人执行一些自动的侦察与控制任务，尤其是一些相对较为危险的任务，比如，无人侦察机、拆除炸弹的机器人及扫雷机器人等。机器人还可以代替士兵去完成那些不太复杂的工程及后勤任务，从而使战士从繁重的工作中解脱出来，去从事更加重要的工作。 娱乐领域： 机器人在娱乐领域的应用十分广泛，比如，机器人足球大赛、机器人弹钢琴和机器人宠物等。 医疗领域： 机器人主要用来辅助护士进行一些日常的工作，比如，帮助医生运送用药品及自动监测病房内的空气质量，等等。宜用机器人还可以协助医生完成一些难度较高的手术，例如，眼部手术、脑部手术等。美国还发明了一种可以进入人体血管的微型机器人，帮助医生在病人的血管内灭杀病毒。
压力加工设备控制系统设计 实训报告 （机械手动作的模拟） 学院：机械工程学院 专业：机械设计与制造及其自动化 班级：机械1002班 学号：101201210 姓名：李保琳 同组学生：吉灵龙、刘伟峰、孙武亮 洪敏、黄鹏、黄橙、沈斌 扬州大学机械工程学院 2013年12月30日
实训课题机械手动作的模拟 一、实训目的 用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。 二、实训设备（包括实验面板图） 1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 2、PC/PPI编程电缆一根 3、锁紧导线若干 三、输入/输出接线端口分配表
电气接线图： 四、控制动作分析 图中为一个将工件由A 处传送到B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为： 原位 → 下降 → 夹紧 →上升 → 右移 ↑ ↓ 左移 ← 上升 ← 放松 ← 下降 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 I0.1 I0.0 I0.2 I0.3 I0.4 L2 L1 M1 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL SD SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 V+ COM V C V C S7-200 CN PLC 机械手
MCGS组态课程设计 题目基于组态软件MCGS的机械手 学号P091812830 姓名戚飞 同组人张雷、侯腾飞、龚友兵、韦善树、王洪特专业班级09级电气工程及其自动化（1）班 学院电气工程学院 指导教师王彩霞 成绩
1章绪论 组态软件的作用 随着中国改革开放的深入，人们对软件的认识有了重大改变，现在组态软件已在中国市场确立了其应有的地位。并逐步进入了上升期，组态软件将在其中扮演重要的佳品、角色。中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件。了那个一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。随着经济水平的提升信息化社会将为组态软件带来更多的市场商机。 组态软件是数据采集与过程控制的专业软件，它们是在自动控制监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面，期与设置的各种软件模块可以非常容易的完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件。 第2章组态软件 2.1 组态软件的概念 MCGS组态软件是在指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满
足使用者要求的目的，也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，他主要应用于工业自动化领域，但有不仅仅局限于此。伴随这集散行控制系统但额出现，组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在这两大类可变因素：一是操作人员需求得变化；二是被控对象状态的变化。而组态软件正是在保持组态软件平台执行代码不变的基础上，通过改变软件配置信息适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。 2.2 组态软件的组成 2.3 组态软件的特点 1.功能多样 2.丰富的画面显示组态功能 3.多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享 第3章组态动画连接 3.1 MCGS实时数据库的概述 MCGS中的数据不通于传统意义上的数据或变量，它不只包含了变量的数值特征，还将与数据相关的其他属性及对数据的操作方法封装在一起，作为一个整体，以对象的形式提供数据服务。这种把数值、属性和方法定义成
P L C机械手动作的模拟集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
目录 一、摘要 (1) 二、控制要求 (2) 三、控制原理介绍及图示 (3) 1、机械手动作的模拟实验面板图 (3) 2、输入/输出接线列表 (3) 3、控制过程 (3) 四、控制方案 (5) 1、工作过程分析 (5) 2、梯形图 (6) 五、运行调试 (9) 六、小结 (10)
七、参考文献 (11)
一、摘要 随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及。 机械手：mechanicalhand，也被称为自动手，autohand 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危
实训四机械手的模拟控制 一、实验目的 用PLC构成机械手控制系统 二、实验内容 1. 控制要求 按起动后，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开始运转，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 2. I/O分配 输入输出 启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5 停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6 上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7 下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y4 3.用梯形图设计程序。 4.调试并运行程序 5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。 （实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果） 实训四机械手的模拟控制 一、实验目的 用PLC构成机械手控制系统 二、实验内容 1. 控制要求 按起动后，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开始运转，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 2.I/O分配 输入输出 启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5 停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6 上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7 下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y4 3.用梯形图设计程序。 4.调试并运行程序 5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。 （实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果）
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 （2011届） 毕业设计（论文） 基于MCGS和PLC的机械手控制系统设 计 学院（部）：电气与信息工程学院 专业：机电一体化技术 2011年6月
摘要 当今社会，科学技术飞速发展，人类活动给世界带来了巨大的改变。在科技进步的同时，以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。机械手在不同的作业场合，尤其是在特殊的环境背景下，为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处，尤为明显的是在工业及军事领域内。工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制功能的机械手，则可以增加系统的安全性，大大的节约损耗，提高效率。可见，在自动化、工业化进程中，在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词：机械手，PLC，MCGS
ABSTRACT In today's society, science and technology rapid development, activities create world a the meanwhile, technological progress in various controllers different types of manipulator with its outstanding performance more and more used by people. The different occasions manipulator, especially in the special environment context for the activity quickly smoothly caused great convenience and benefit, particularly obvious in the industrial and military field. Industrial large Numbers of production activity, there are many not it is easy for a business environment is dangerous situation, if use automation, the process of industrialization, in special background environment using manipulator inevitable trend. . In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the process of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched and MCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and breakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated. Key words: manipulator，PLC，MCGS目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2设计目的和意义 (1) 1.3 本文主要工作 (2) 第2章可编程序逻辑控制器（PLC）和机械手概述 (3) 2.1 可编程序逻辑控制器（PLC） (3) 2.1.1 PLC的结构 (3) 2.1.2 PLC的发展历程 (4) 2.1.3 PLC的硬件 (5)
设计报告应包括以下几点: PLC 课程设计课题舞台灯光的模拟及机械 手的模拟控制工程设计 院系电子信息工程学院专业电气自动化（船舶电气）班级电气095 姓名 学号 完成日期2011年9月25日指导教师 实训地点
论文概述： 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源； b. 中央处理单元(CPU)； c、存储器； d、输入输出接口电路； e、功能模块; f、通信模块。 PLC作为一种特殊形式的计算机控制装置, 比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着广泛的应用，而本文所介绍的舞台灯光和机械手程序，就是其中典型的代表。 课题一：舞台灯光的模拟控制 一、课程设计目的与要求： 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到十分广泛地应用。从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到分散式网络化控制系统，PLC都承担着及其重要的角色。从应用的角度来说，学习PLC技术不仅要靠掌握系统配置和编制程序的方法，更需要通过具体的编程操作实践训练，系统集成（PLC外部接线、输入信号处理、输出控制对象、功能模块组装）实训，系统的调试、纠错和运行等实践环节，才能不断加深对PLC指令功能及特点的理解和认识，掌握编程方法，提高编程技巧，真正具备PLC技术的综合应用和设计能力。 二、设计内容及控制要求（流程图及文字说明） （1）本实验是用PLC构成舞台灯光控制系统，按启动按钮，按以下规律显示： 1--2--3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-......-1-12-123-1234 -......至全亮间隔1S闪烁3次,78-6789-5678910-全亮闪烁3次,1-13-135-......至奇数灯全亮，2-24-246......至偶数灯全亮，116-215-314- (78) 78-69-510-……-116 如此循环。 以上闪烁以间隔一秒为准。 按下停止按钮，程序马 上停止运行。 （2）舞台灯光的 模拟实验面板图
机械手动作的模拟 控制要求 图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为： 机械手动作的模拟实验面板图： 此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。 输入/输出接线列表] 工作过程分析： 当机械手处于原位时，上升限位开关I0.2、左限位开关I0.4均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5线圈接通，原位指示灯亮。 按下启动按钮，SB1置“1”，产生移位信号，M10.0的“1”态移至M101，下降阀输出继电器I0.0接通，执行下降动作，由于上升限位开关U0.2断开，M10.0置“0”，原位指示灯灭。 当下降到位时，下限位开关SQ1接通，产生移位信号，M10.0的“0”态移位到M10.1，下降阀Q0.0断开，机械手停止下降，M10.1的“1”态移到M10.2，M20.0线圈接通，M20.0
动合触点闭合，夹紧电磁阀Q0.1接通，执行夹紧动作，同时启动定时器T37，延时1.7秒。 机械手夹紧工件后，T0动合触点接通，产生移位信号，使M10.3置“1”，“0”态移位至M102.，上升电磁阀YQ0.2接通，I0.1断开，执行上升动作。由于使用S指令，M20.0线圈具有自保持功能，Q0.1保持接通，机械手继续夹紧工件。 当上升到位时，上限位开关I0.2接通，产生移位信号，“0”态移位至M10.3，Q0.2线圈断开，不再上升，同时移位信号使M10.4置“1”，Q0.4断开，右移阀继电器Q0.3接通，执行右移动作。 待移至右限位开关动作位置，I0.3动合触点接通，产生移位信号，使M10.3的“0”态移位到M10.4，Q0.3线圈断开，停止右移，同时M10.4的“1”态已移到M10.5，Q0.0线圈再次接通，执行下降动作。 当下降到使I0.1动合触点接通位置，产生移位信号，“0”态移至M10.5，“1”态移至M10.6，Q0.0线圈断开，停止下降，R指令使M20.0复位，Q0.1线圈断开，机械手松开工件；同时T38启动延时1.5秒，T1动合触点接通，产生移位信号，使M10.6变为“0”态，M10.7为“1”态，Q0.2线圈再度接通，I0.1断开，机械手又上升，行至上限位置，I0.2触点接通，M10.7变为“0”态，M11.2为“1”态，I0.2线圈断开，停止上升，Y004线圈接通，X003断开，左移。 到达左限位开关位置，X004触点接通，M11.2变为“0”态，M11.3为“1”态，移位寄存器全部复位，Q0.4线圈断开，机械手回到原位，由于I0.2、I0.4均接通，M10.0又被置“1”，完成一个工作周期。 再次按下启动按钮，将重复上述动作。
一、实验目的 通过使用MCGS组态软件完成六个项目，来了解软件的特点和功能，并学习利用工控组态软件设计计算机控制系统的方法、原则和步骤：包括依据系统的工艺特点和控制要求，绘制完整的动画界面；定义合理的数据对象并进行相应的动画连接；完成一定的脚本程序已达到控制策略定位要求。学会综合调试的方法，并对存在的问题以修正。 二、实验设备 pc机一台；MCGS组态软件。 三、实训内容（项目） 机械手控制系统 （1）控制要求 一个简单的机械手应具有启停、移动和抓放功能。具体控制要求是：按下启动按钮后，机械手下移5s→加紧2s→上升5s→右移10s→下移5s→放松2s→上移5s→左移10s，最后回到原始位置，自动循环。 松开启动按钮，机械手停在当前位置。 按下复位按钮后，机械手完成本次操作后，回到原始位置，然后停止。 松开复位键，退出复位状态。ㄛ （2）实时数据库
（3）控制画
（4）策略
. 脚本程序： '*************动画控制语句**************- IF 右移阀=0 THEN 水平移动量=水平移动量+1 ENDIF IF 左移阀=0 THEN 水平移动量=水平移动量-1 ENDIF IF 下移阀=0 THEN 垂直移动量=垂直移动量+1 ENDIF IF 上移阀=0 THEN 垂直移动量=垂直移动量-1 ENDIF '************定时器控制************************************** IF 启动按钮=1 AND 复位按钮=0 THEN 定时器复位=0 定时器启动=1'如果启动按钮=1且复位按钮=0，则启动定时器工作 ENDIF IF 启动按钮=0 THEN 定时器启动=0'只要启动按钮=0，立刻停止定时器工作 ENDIF IF 复位按钮=1 AND 计时时间 >44 THEN 定时器启动=0 ENDIF ******************运行控制********************************************************* IF 定时器启动=1 THEN IF 计时时间 < 5 THEN 定时器复位=0 下移阀=0 EXIT ENDIF IF 计时时间< 7 THEN 加紧阀=0 下移阀=1
机械手的模拟控制 图7-29为传送工件的某机械手的工作示意图，其任务是将工件从传送带A 搬运到传送带B。 1.控制要求 按起动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到物体，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运行直到光电开关PS再次检测到物体，才停止……循环。 机械手的上升、下降和左转、右转的执行，分别由双线圈二位电磁阀控制汽缸的运动控制。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，保持现有的动作状态。当上升电磁阀通电时，机械手上升。同样左转/右转也是由对应的电磁阀控制。夹紧/放松则是由单线圈的二位电磁阀控制汽缸的运动来实现，线圈通电时执行夹紧动作，断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左/右移动，因此在左右转动时用上限条件作为联锁保护。由于上下运动，左右转动采用双线圈两位电磁阀控制，两个线圈不能同时通电，因此在上/下、左/右运动的电路中须设置互锁环节。 为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。光电开关PS负责检测传送带A上的工件是否到位，到位后机械手开始动作。 2. I/O分配 输入输出 起动按钮： I0.0 上升YV1：Q0.1 停止按钮： I0.5 下降YV2：Q0.2 上升限位SQ1：I0.1 左转YV3：Q0.3 下降限位SQ2：I0.2 右转YV4：Q0.4 左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：Q0.5 右转限位SQ4：I0.4 传送带A：Q0.6 光电开关 PS： I0.6 传送带B：Q0.7
目录 1．简介22 1.1课题概况22 1.2设计要求22 1.3设计内容22 2．系统总体方案设计33 2.1总体方案选择说明33 2.2控制方式选择33 2.3操作界面设计（其它图见附录）44 3.PLC控制系统的硬件设计44 3.1 PLC的选型44 3.2 I/O点数的估算55 3.3 I/O分配表55 3.4电气原理图设计55 3.5电气元件明细表55 4. PLC控制系统程序设计66 4.1 状态分配表66 4.2 机械手控制程序顺序功能图(或流程图)设计66 4.3 控制程序设计思路66 5．系统调试及结果分析1111 5.1 系统梯形图1111 5.2 结果分析1515 5.3调试过程中问题及解决方法1515 6．系统的使用说明书1515 7．课程设计体会1616 8．参考文献1616 9．附录1717
1．简介 1.1课题概况 一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成，当某个电磁阀线圈通电，就一致保持现有的机械动作，如果线圈断电则停止机械动作。例如下降的电磁阀通电，机械手下降，如线圈断电，则停止现有的下降动作，直到通电后继续下降；当此电磁阀相反方向的线圈通电时则进行上升的机械动作。另外夹紧/放松有单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行加紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，启动按钮SB1、停止按钮SB2,SA1为单次工作和循环工作的选择开关，SA2为手动工作和自动工作选择开关。启动按钮SB1按下后开始工作，有八个动作，如下所示： 原位→下降→夹紧→上升→右移 ↑↓ 左移←上升←放松←下降 1.2设计要求 (1)初始状态：机械手运行前，处于原位状态。 (2)由SA2开关选择自动或手动工作。自动工作有单次循环工作和重复循环工作两种流程；手动工作状态时，按下启动按钮，只能单步运行：按下启动按钮则运行一步，下一步运行需要再按一次启动按钮。 (3)启动操作：按下启动按钮SB1，机械手按如表所示的工作流程运行。 (4)停止工作：按下停止按钮SB2后，立即停止运行，按下启动按钮SB1又能继续运行。 1.3设计内容 该机械手分为自动工作与手动工作： 一、自动工作： (1)单次循环：按下启动按钮→下降（YV1）→下降到位，夹紧（YV2）延时4s→上升（YV3）→上升到位，右移（YV4）→右移到位，下降（YV1）→下降到位，放松延时3s→上升（YV3）→上升到位，左移（YV5）→左移，到达原位→停止工作 (2)重复循环：按下启动按钮→下降（YV1）→下降到位，夹紧（YV2）延时4s→上升（YV3）→上升到位，右移（YV4）→右移到位，下降（YV1）→下降到位，放松延时3s→上升（YV3）→上升到位，左移（YV5）→左移，到达原位 按以上步骤循环三次。 二、手动工作： 单步运行：按下启动按钮→下降（YV1）到位停止→按下启动按钮→夹紧(YV2)延时2s→按下启动按钮→上升（YV3）到位停止→按下启动按钮（以此类推）……
PLC 控制机械手设计与模拟调试 设计任务和要求如下: 1、任务：机械原点高在可动部分左上方，即压下左限开关和上限开关。并且工作钳处于放松状态；上升、下降和左、右移动由电磁阀驱动气缸来实现的；当工件处于工作台B 上方准备下放时，为确保安全，用光电开关检测工作台B 有无工件，只在无工件时才发出下放信号；机械手工作循环为：启动---->下降---->夹紧--→上升---->右行---->下降---->放松---->上升---->左行---->原点。 2、要求： （1） 电气原理图设计，工作方式设置为自动循环和点动两种。 （2） PLC 梯形图设计，工作方式设置为自动循环、点动、单周循环和步进四种。 （3） 有必要的电气保护和联锁。 （4） 自动循环时应按上述顺序动作。 启动---->下降---->夹紧--→上升---->右行---->下降---->放松---->上升---->左行 ---->原点。 夹紧 放松 SQ5 x5SQ6 x6 机械手运行模拟图
I/O 接线图 左行 右行上升放松/夹紧下降自动起动 停止 手动单步单周回原点连续回原点起动手动上升手动下降手动左移手动右移手动放松手动夹紧左限位右上限位右下限位右限位左上限位左下限位
I/O分配表
梯形图
(1)回原点方式 按住X21，按一下X25→ Y0断电，停止下降；Y2通电，上升；→上升到位即压下X5→Y3断电，停止右移；Y4通电，左移→左移到位即压下X6 →停止。 (2)手动方式 按住X20，原位（按X2、X6），①按X14→ Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；松开X14，②按X10→Y1通电，夹紧；松开X10，③按X15 → Y2通电，上升（Y1保持通电，保持夹紧）→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；松开X15，④按X12→ Y3通电，右移（Y1保持通电，保持夹紧）→右移到位即压下X3→松开X12，B处无工件，即按下X0，⑤按X14→ Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降；松开X14，⑥按X11→Y1断电，放松；松开X11，⑦按X15 → Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升；松开X15，⑧按X13→ Y4通电，左移→左移到位即压下X6→Y4断电，停止。 (3)单步方式 按住X22，原位（按X2、X6），按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→按一下X26→Y1通电，夹紧→延时1秒→按一下X26→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→按一下X26→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→按一下X26→Y1复位，放松→延时1秒→按一下X26→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→按一下X26→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→停止。 (4)单周方式 按住X23，按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→Y1通电，夹紧→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→B处无工件，即按下X0，Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→Y1复位，放松→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→停止。（一周） (5)自动方式 按住X24，按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→Y1通电，夹紧→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→B处无工件，即按下X0，Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→Y1复位，放松→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→Y0．．通电，下降 ．．．．．（下一个循环）。 无论什么时候，按X27，将停止。
PLC课程设计 机械手的模拟控制 组员：高真齐 侯毛威 学号：1315020427 1315020423 指导教师：徐承韬 2016年5月27日
引言 在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。 可编程逻辑控制器，即PLC，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。 关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器 目录
PLC课程设计 (1) 引言 (2) 一：设计任务书 (4) 1.1 控制要求 (4) 1.2设计要求 (4) 二：硬件电路设计和描述 (4) 2.1. I/O分配 (4) 2.2 PLC外围接线图 (5) 三：软件设计流程及描述 (6) 3.1 流程图 (6) 3.2 功能图 (7) 3.3 工作方式 (7) 四：PLC控制程序 (8) 4.1 梯形图 (8) 4.2 梯形图说明 (12) 4.3 I/O 分配表 (12) 五．设计心得 (13) 参考文献 (14)
B A SB1 SB2 SQ1 SQ2SQ3SQ4 YV1YV2 YV3 YV5 PS YV4 一：设计任务书 1.1 控制要求 按起动后，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 1.2设计要求 1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC 硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制机械手的模拟控制PLC 应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。 3) 编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。 ② 基于PLC 的机械手的模拟控制电气控制系统电路图。 ③ PLC 控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。 ⑥ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明 书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。 二：硬件电路设计和描述 2.1. I/O 分配 输入 输出
题目名称基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统学生姓名梁兆福 学号 0812043005 系、专业工业电气081 指导教师马聪
设计题目: 基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真 设计条件：要求利用组态软件MCGS仿真满足控制要求的机械手自动分拣监控系统的运行过程。 设计任务： 机械手分拣系统主要由三个机械手和一条传送带组成，三个机械手的功能分别是上料，正品捡拾和次品捡拾，在每个机械手旁边都有料盒，上料机械手按照一定要求将待分拣产品放在传送带上，分拣机械手是按照检测结果将产品分类，分别放入各自身旁的料盒中，传送带按一定速度运转，其上安装三个间隔相同的位置传感器，第一个位置传感器旁装有产品质量传感器，用来判断到来的产品是否合格，第二个和第三个位置传感器分别放置在两个分拣机械手附近，当传感器感应到产品到时可发出信号驱动相应的机械手动作。 控制要求如下： 1．传送带按间歇方式工作，除在上料和产品捡拾时处于停滞状态，其他时间连续运转。 2.初始时，传送带停止，上料机械手实现上料操作，完成后启动传送带；当产品运行到位置传感器1时，传送带停止，进行产品质量检测，判断是否合格，同时上料机械手再上料，完成后启动传送带。 3.两个产品同时分别到达位置传感器1和位置传感器2，传送带停止，系统判断位置传感器2处的产品是否合格，如合格驱动正品机械手动作，如不合格，正品机械手不动作，等该产品到达位置传感器3时次品机械手动作，位置传感器1处的产品接受质量检测，记录该产品的质量信息，同时上料机械手再进行上料，完成后启动传送带。 毕业设计（论文）内容包括： 1）组态监控画面的设计及实时数据库的构建。 2）脚本程序的设计思路及流程图。 3）脚本软件的编程及设计要求的实现。
机械手模型控制系统设计 摘要：机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。本装置实现了机械手的自动控制，具体包括开机自复位以及自动完成生产所需的目标操作，并且实现暂停后可继续操作。本装置采用PLC控制，可通过调整机械手的限位开关来调整机械手的活动范围，具体机械手的运作通过控制电机的正反转来实现机械手的前伸和缩回，上升和下降，手的正反转，底盘的正反转以及通过电磁阀来实现机械手的张开和闭合，并通过MCGS组态软件监视和控制。 关键词：机械手；步进电机；直流电机；PLC ；MCGS Design of Manipulator Model Control System Abstract：In automatic manipulator is used in the production process of a kind of has crawled and mobile workpiece function of automatic device.This device realizes the automatic control of the manipulator, specific include boot from dangerous and automatically complete the required for production target operation, and realize suspended after can continue to operate.The device is controlled by PLC,through the adjustment of the manipulator limit switches to adjust manipulator range of activities, and the specific operation of the manipulator by controlling motor are turning and reversal of the manipulator stretch and realize before covering,Up and down, hands are turning and reverse, chassis are turning and reverse and through the electromagnetic valve to realize open and close of the manipulator, and through the MCGS software to monitoring and control. Keywords：Manipulator;Stepping motor;Dc motor;PLC;MCGS;