大学基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计
毕业设计--基于PLC的机械手控制系统设计
设计题目基于PLC的机械手控制系统设计摘要【摘要】工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
ABSTRACTManipulator hand and arm can imitate the certain movements function, according to fixed program to grab, transporting or operating tool for automatic operation of the device. It can replace the hard labor in order to realize people the mechanization of manufacturing and automation, can in harmful environment operation to protect the personal safety and so widely used.The type of manipulator, according to drive mode can be divided into hydraulic, pneumatic, electric and mechanical manipulator; According to applicable range can be divided into robots for and general manipulator two; According to the trajectory control mode can be divided into position control and continuous track control robots.The design of the manipulator and add plane rotation type and structure, the action of the manipulator by pneumatic cylinder driving, pneumatic cylinder of the corresponding electromagnetic valve to control, electromagnetic valve controlled by PLC. Drive the implementation of the component finish, can very convenient embedded in all kinds of industrial production line. Manipulator used PLC control, and has high reliability, change program flexible, and other advantages, whether for time control or travel control or mixed control, can be set to realize through PLC program. According to the order of the manipulator action can modify the program, so that more of the manipulator strong generality.Keywords: manipulator electromagnetic valve PLC目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (4)1.1机械手的概述 (4)1.1.1机械手的简介 (4)1.1.2机械手的类型 (4)第二章机械手总体方案的设计 (4)2.1机械手的工作过程及控制要求 (5)2.1.1 机械手的基本结构 (5)2.1.2机械手的控制要求 (7)2.2.3 机械手的控制方案设计 (9)2.2.4 机械手的手部结构 (9)2.2.5机械手的主要参数..................................................................... 错误!未定义书签。
基于MCGS的机械手控制系统
长沙航空职业技术学院（2012届）毕业设计（论文）基于MCGS的机械手控制系统2012年 5月目录封面 (1)摘要 (4)1绪论 (6)1.1课题研究的目的及意义 (6)1.2国内外机械手研究状况 (6)2机械手控制方式的选择和可编程序控制器介绍 (8)2.1机械手控制方式的选择 (8)2.1.1控制方式的分类 (8)2.2传感器 (8)2.2.1行程开关 (8)2.2.2压力传感器 (9)3 MCGS在机械手控制中的作用 (11)3.1MCGS的概述 (11)3.1.1 MCGS的简介 (11)3.1.2 MCGS的构成 (11)3.1.3 MCGS主要特性和功能 (12)3.1.4 MCGS的编程语言 (13)3.1.5 MCGS的数据结构 (13)3.1.6 MCGS的作用 (14)3.2工程的建立与变量的定义 (14)3.2.1工程的建立 (14)3.2.2变量的分配 (15)3.2.3变量的定义步骤 (17)3.2.4设备与变量连接 (19)3.3工程画面的建立 (22)3.3.1监控画面的制作 (24)3.3.2运行策略的建立及脚本程序的编写 (26)3.4动画的连接 (31)3.4.1指示灯的动画连接 (31)3.4.2机械手的动画连接 (33)3.5组态运行 (37)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录A 系统流程图 (41)附录B 硬件接线图 (42)摘要MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
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。
基于MCGS的机械手控制系统设计
无锡职业技术学院毕业实践任务书课题名称基于MCGS的机械手控制系统设计指导老师徐颖秦职称高级工程师专业名称电气工程与自动化班级生产自动化20831 学生姓名资亚云学号课题需要完成的任务：机械手臂是目前在机械技术领域中应用最广泛的自动化机械装置，尽管其形态各异，但都有一个共同特点，就是能够接受指令，精确地定位到空间上的某一点进行作业。
本课题的主要研究目标是基于MCGS组态软件的机械手控制系统设计。
主要任务如下：1.机械手MCGS自动控制系统的控制要求。
2.控制方案的确定，PLC型号的选择，输入/输出的定义。
3.绘制原理图，完成软件编程。
课题计划:11年2月27日-----------11年3月5日了解工艺过程和控制要求。
11年3月6 日------------11年3月30日完成计划。
11年4月1日-------------11年4月15日完成毕业论文。
计划答辩时间：2011年4月16日--------20日自动控制技术系（部、分院）2011年01月19日外文翻译Configuration softwareConfiguration software, also called configuration monitoring software system software. Translation from English SCADA, namely Supervisory Control and Data Acquisition (Data Acquisition and monitoring Control). It is to point to some data acquisition and process control of special software. They are at the automatic control system monitoring layer level of software platform and development environment, use flexible configuration mode, to provideusers with rapid build industrial automatic control system monitoring function, general level of software tools. Configuration software application field is very wide, can be applied to power system, water supply system, petroleum, chemical field data acquisition and monitoring control and process controletc. In power System and electrified railway on dynamic System (also called far, Remote Terminal Unit RTU System).Configuration software in China is a conventional concepts, and no clear definition, it can be understood as "configuration type monitoring software". "Configuration (Configure)" is the meaning of "Configure", "set", "Settings" meaning such as, refers to the user through similar "building blocks" simple ways to complete your needs the software function, without the need to write computer program, and also is the so-called "configuration". It is sometimes called "second development", configuration software is referred to as "second development platform". "Monitoring (Supervisory Control)", namely "monitoring and Control", it is to point to through computer signals of automation equipment or process monitoring, Control and management Configuration software is a professional. A configuration software can only suitable for some areas of application. Configuration concept first appeared in industrial computer control. Such as distributed control system (DCS) configuration, PLC (programmable controller) ladder diagram configuration. The man-machine interface generation software called industrial control configuration software. In other industries have configuration concepts such as AutoCAD, PhotoShop, etc. The difference is, industrial control formation in the configuration result is used in real-time monitoring. Outwardly, configuration tool to run the program is to execute their specific tasks. Industrial control configuration software also provides programming method, are generally built-in compilation system that provides such BASIC language, some support VB, now some configuration software even support c # high-level language. Configuration software are mostly support various mainstream g-kong equipment and standard communication protocol, and usually should provide无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）distributed data management and network function. Corresponding to the original HMI (man-machine Interface software, Human Machine with), the concept of configuration software or a user can quickly to establish their own HMI software tools or development environment. The configuration software before the emergence of the field of industrial automation users through manual or entrust a third party to write HMI application, long development time, low efficiency, poor reliability, Or purchase of special industrial control system, usually is a closed system, the choice is small, often cannot meet the demand, it is difficult to with the outside world to upgrade and data interaction by adding features serious limitations. Configuration software user can use the emergence of configuration software functions, to construct a set of the most suitable application system. With its rapid development, the real-time database, real-time control, SCADA, communications and networking, open data interface, for I/O devices widespread support has become its main content control configuration software will continue to be with new contents.Foreign configuration software: 1, Wonderware InTouch: (the world wide company) is Invensys PLC "production management" of a operation units, is a leading global provider of industrial automation software. The Wonderware InTouch software is the earliest entering into China configuration software. In the late 1980s and early 1990s, based on the Windows3.1 InTouch software made us, and refreshing InTouch provided a lot of library. However, the early InTouch software adopts DDE way and the driver communication, performance is poorer, the latest InTouch7.0 edition has completely based on 32-bit Windows platforms, and provides the OPC support. 2, WinCC: Siemens automation and drives group (A&D) is the largest of Siemens ag, the group is one of Siemens industrial areas of important component. Simens of WinCC and a set of complete configuration development environment, Simens provider class C language script, including a debugging environment. WinCC embedded OPC support, and can be used for distributed system configuration. But WinCC structure is more complex, users had better after Simens training in order to master WinCC applications.Domestic brand configuration software 1. ShiJiXing: by Beijing century long autumn technology Co., LTD. Development. Product sales since 1999. 2. 3d force control: by Beijing 3d force control technology Co., LTD develop core software products, founded in 1992. 3. KingView KingView: by Beijing and control technology development Co., LTD, development, the company was founded in 1997, is currently in the domestic software market plays a certain status. 4. Realinfo: by zijin bridge zijinbridge software technology Co., LTD develop, this company is by petrochina daqing petrochemical factory was invested. 5. The MCGS: by Beijing kunlun tong state automation software technology Co., LTD. Is mainly on the market development, tie-in hardware sales. 6. Still have Controx (open content), easy control, etcConfiguration software features With the industrial automation level rapidly increase, computers in industry wide application of industrial automation, people on the demand is higher and higher, a wide variety of control equipment and process monitoring device in the industrial fields of application, make the traditional industrial control software already cannot satisfy the customers' different requirements. In the development of traditional industrial control software, when industrial controlled object once has changed, he must modify source program of the control system, which causes the development cycle is long, Has developed successfully g-kong software and since each control project of different and make its repeat utilization rate is very low, resulting in its price is very expensive, During the revision control software source code, if the original programming staff for job change and leave, it must be with other personnel or novice on the alteration of the source program, thereby is rather difficult. General industrial automation configuration software appear to solve the practical engineering problems may provide a new method, because it can well solve the traditional industrial control software problems, users can under our own control object and control the purpose of arbitrary configuration, finishes final automatic control engineering. Configuration (Configuration) for modular combinations. General configuration software main features: (1) the continuity and scalability. By general configuration software applications, when the site (including hardware equipment or system structure) or user demand change, need not be many changes and conveniently accomplish software update and upgrade, (2) encapsulation (yi), gm easy-to-use configuration software can complete functionality all in a user-friendly way packaged and for the user, do not need to grasp too much programming language technology (don't even need programming technology), can perform well in a complicated engineering all the required function; (3) generality, each user according to engineering practice, use general configuration software provides the bottom of the equipment (PLC, intelligent instruments, intelligent module, boards, inverter, etc.) I/O is, open database and picture production tools, can finish an animation effects, real-time data processing, the history data and curve coexist, with multimedia capability and network function of engineering, not affected by trade restrictions.Monitor configuration software is increasingly becoming the automation无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）hardware vendor for the key The whole of automation systems, software proportion gradually enhance, although configuration software just one part, but because of the penetration ability, extensible, in recent years whittled away many special software market. Therefore, monitoring configuration software has high industrial correlativeness degree is the automation systems into high-end application, expand the market share important bridge. In this thought are driven by Siemens WinCC achieve great success in the market. At present, the international famous industrial automation manufacturers such as Rockwell, GE Fanuc, of Honeywell, Siemens, ABB, schneider, the invensys etc are developed their own configuration software. Monitor configuration software in DCS operating station software proportion is increasing day by day After FOXBORO after Euro therm (Europe), etc PCS7 Delta V, DCS system in use generic control configuration software as operation station. At the same time, domestic DCS manufacturer also began to try to use the monitoring configuration software as operation station. In universities and research institutes, more and more people begin to engage in monitoring configuration software related technical research From domestic automation industry academic periodicals run, the configuration software and its is closely related to the new technology as the core research shows ascendant trend, many researchers exist is configuration software technology development and innovation important active factors, also can certain accumulate many technical achievements. Whether technological achievements or researchers will follow the pyramids, the law of from foundation to high-end formed transfer. These researchers and their research for monitoring configuration software vendors to develop new products, and provided the beneficial experience for reference, and develops their ideas. Linux based monitoring configuration software and related technology is rapidly developing, many manufacturers are launched mature commodities, the pattern of configuration software industry will have a far-reaching impact.组态软件组态软件，又称组态监控软件系统软件。
基于MCGS的机械手系控制系统设计
毕业设计（论文）材料之二（1）安徽工程大学机电学院本科毕业设计（论文）专业：自动化题目：基于MCGS的机械手控制系统设计作者姓名：导师及职称：导师所在单位：电气工程学院年月日安徽工程大学机电学院本科毕业设计（论文）任务书2013届自动化专业学生姓名：Ⅰ毕业设计（论文）题目中文：基于MCGS的机械手控制系统设计英文：Manipulator control system design based on MCGSⅡ原始资料[1]王月芹.基于PLC的气动机械手控制系统设计[J].机电产品开发与创新，2012(05)：133-135[2]郭洪武.浅析机械手的应用与发展趋势[J].中国西部科技，2012(10)[3]徐玲.基于MCGS组态软件气动机械手PLC控制系统设计[J].伺服控制，2012(01)：51-53[4]李景魁.基于PLC的机械手控制系统设计[J].煤矿机械,2012(10):147-148[5]刘小春.基于MCGS的PLC仿真实训系统的设计与实现[J].自动化技术与应用，2012(10)：46-57[6]吴青萍.基于MCGS软件的机械手控制系统研制[J].液压与气动.2010(10)，61-63Ⅲ毕业设计（论文）任务内容1、课题研究的意义：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研究逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。
机械手非常广泛地应用在锻压、热处理、冲压、焊接、装配、锻造、机加、喷漆等不同行业。
特别是在高温、笨重、有毒、危险、多粉尘、放射性等恶劣的复杂劳动环境中，由于机械手具有显著的优点而受到广泛重视。
总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动生活条件，减轻工人劳动强度和实现现代化的工业生产自动化的一个主要手段。
不论国际还是国内的相关企业和机构都非常重视它的研究应用和发展。
2、本课题研究的主要内容：本课题主要研究的是基于MCGS的机械手控制系统的设计，包括硬件的设计和软件的设计。
(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计
基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计姓名：学院：专业：班级：学号：指导教师：完成时间：基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计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；MCGSDesign of Manipulator Model Control System based on PLCAbstractIn industrial production and other domains, Because of the demands of the work, people were usually subjected to endanger of heat, decay and poisonous air etc. factor, these factors increased the strength of worker's labor, even endanger life. Since the manipulator was born, the various difficult problems were easily solved.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 b reakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated.Key words: manipulator; PLC; MCGS(完整word版)基于PLC及MCGS组态的机械手模型控制系统的设计目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (2)1.1 课题研究目的及意义 (2)1.2 国内外机械手研究概况 (2)1.3 课题研究的内容 (2)第二章机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介 (4)2.1 机械手控制方式的选择 (4)2.1.1 控制方式的分类 (4)2.1.2 PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DCS）的比较 (4)2.1.3 机械手控制方式的选定 (5)2.2 可编程序控制器简介 (6)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)第三章机械手模型控制系统的设计 (9)3.1 机械手控制系统构件概述 (9)3.1.1 步进电机 (10)3.1.2 步进电机驱动器 (10)3.1.3 传感器 (12)3.1.4 直流电机驱动单元 (12)3.2 机械手的动作实现过程 (13)3.3 PLC程序设计 (14)3.3.1 I/O点数的确定及PLC类型的选择 (14)3.3.2 PLC的I/O分配 (15)3.3.3 编程指令的选择 ............................................................. 错误!未定义书签。
基于MCGS的机械手系统控制毕业设计
目录摘要 (3)1 前言 (3)2 MCGS组态软件概述 (4)2.1 MCGS组态软件的基本特点和功能 (4)2.2 MCGS的分类和发展 (5)2.3 MCGS的编程语言 (6)2.4 MCGS的数据结构 (7)2.5 MCGS的作用 (7)3MCGS组态设计 (8)3.1 建立画面 (8)3.1.1 建立画面的方法 (8)3.1.2 定义组态变量 (9)3.1.3 变量类型 (9)3.1.4 开关型变量的建立 (10)3.1.5 数值型变量的建立 (10)3.1.6 动画设计 (11)3.2 脚本程序设计与调试 (12)3.2.1 脚本程序设计 (12)3.2.2 调试 (16)3.3 MCGS手动控制设计 (16)3.3.1 MCGS工程的建立和变量的定义 (16)3.3.2 变量定义的步骤 (18)3.3.3 动画的制作及链接 (19)3.3.4 调试 (22)4 机械手的验证 (23)4.1机械手手动画面的验证 (23)4.1.1手动画面的进入 (23)4.1.2 夹紧效果 (24)4.1.3 上移效果 (24)4.1.4 右移效果 (25)4.1.5 下移效果 (25)4.1.6 放松效果 (26)4.2机械手自动画面的验证 (26)4.2.1机械手自动监控画面 (26)4.2.2机械手自动控制移动画面 (27)4.3 PLC的验证 (27)4.3.1定时器 (27)4.3.2指示灯显示 (27)4.4验证结果 (28)5 结论 (29)6 参考文献 (30)7 致谢 (31)基于MCGS的机械手系统控制摘要：MCGS是一种用于快速构造和生成嵌入式计算机监控系统的组态软件，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。
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，在自动化领域有着广泛的应用，机械手控制系统具体的实现是利用PLC控制，通过PLC控制，使得机械手能够按照一定的模式动作，经过调试，最终可以可靠运行。
基于MCGS的机械手仿真控制系统设计
[4]Omnivision Technologies Inc. OV9650 Color CMOS SXGA
(1.3MegaPixel) CAMERACHIPTM with OmniPixelTM Technology
[EB/OL]./supplier_detail.aspx?modv=2&cid=Om -
包板或实验板，经历插接、焊接、调试等工作，加深对理论知识的理解， 出一个公平合理的评价。
锻炼动手能力。
6.结束语
4.结合知识传授和能力培养的实践教学
如何提高学生综合应用能力和设计创新能力是目前高校工科学生
实践教学是对课堂教学的补充，是对课堂项目任务的进一步扩 的培养所面临的一个困境。我院单片机课程组在教学过程中，不断摸
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科技信息
图 4 脚本程序编写
3.结束语 本仿真控制系统经过测试，基于 5 种工作方式的机械手控制系统 能在不借助于 PLC 实物的控制下达到理想的控制效果，对实物的实际 运行可以达到很好的预演效果。
参考文献 [1]吴青萍.基于 MCGS 软件的机械手控制系统研制[J].液压与气 动,2010(10). [2]李素芳,黄广霞.基于 MCGS 组态软件的机械手模拟控制系统 [J].机电产品开发与创新,2010(02). [3]杨洁霞.基于 MCGS 组态对机械手模拟现场工作的实现[J].安徽 职业技术学院学报,2010(02). [4]范小兰,赵春锋.基于 PLC 的机械手控制在 MCGS 中的实现[J]. 制造业自动化,2012(18). [5]MCGS 培训教程[M].北京:北京昆仑通态自动化软件科技有限 公司,2000.
本门课程开设了 10 个独立实验，与课堂授课内容相对应。实验指
基于plc的机械手控制系统设计(毕业设计)
Xinyu University毕业设计(论文)基于PLC的机械手控制系统设计****:***学号:**********专业:电气工程及其自动化指导教师:谢富珍副教授学院:电气与电子工程江西·新余独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。
其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。
本毕业设计（论文）成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的，成果归新余学院所有。
特此声明。
作者签名（手写）：签名日期：年月日版权使用授权书本毕业设计（论文）作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。
作者签名（手写）：指导教师签名（手写）：日期：年月日日期：年月日论文题目：基于PLC的机械手控制系统设计专业：电气工程及其自动化学生姓名：何友良指导教师：谢富珍副教授摘要随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
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（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，MCGSABSTRACTIn 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)2.1.4 PLC的主要特点 (6)2.1.5 FX2N系列PLC介绍 (7)2.2 机械手 (9)2.2.1 机械手概述 (9)2.2.2机械手的工作原理 (9)2.2.3机械手的发展趋势 (10)第三章系统设计 (11)3.1 系统方案分析设计 (11)3.1.1控制要求 (11)3.1.2 方案设计 (11)3.2 硬件设计 (13)3.2.1 输入输出端子地址分配 (13)3.2.2 PLC接线图 (13)3.3 系统程序设计 (14)3.3.1 常用编程方法介绍 (14)3.3.2流程图 (16)3.3.3梯形图 (17)3.3.4 语句表 (20)3.4 MCGS组态软件 (21)3.4.1 MCGS 组态软件结构功能特点 (22)3.4.2 工程的建立和变量的定义 (26)3.4.3 动画连接 (29)3.4.5 调试 (34)第四章系统的调试及设计总结 (35)4.1 系统调试 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录1 FX2N基本指令 (39)第一章绪论1.1 课题背景随着计算机技术的飞速发展，PLC（即可编程逻辑编程器的简称）已经进入日常生产、生活的各个方面，PLC的应用在各行各业已成为必不可少的内容。
PLC作为通用的工业计算机，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。
PLC 从诞生至今，仅有30年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并与CADCAM、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱。
在现代工业中生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
随着工业化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱，无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。
同时，现在生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射和污染的场合，应用更为广泛。
在我国，近几年来也有较快发展，并取得一定效果，受到机械工业和铁路部门的重视。
本次课题主要是应用三菱公司FX2N系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等；电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
1.2设计目的和意义科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期的缩短，更新换代速度加快。
然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。
目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。
为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的的发展趋势。
自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。
自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。
重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国际民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。
支撑发展就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支持经济社会的持续协调发展。
引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。
这一方针是我国半个世纪科技发展实践经验的概括总结，是面想未来，实现中华民族伟大复兴的重要抉择。
科技人才是提高自主创新能力的关键所在。
要把创造良好环境和条件，培养和凝聚各类科技人才特别是优秀拔尖人才，充分调动广大科技人员的积极性和创造性，作为科技工作的首要任务，努力开创人才辈出、人尽其才、才尽其用的良好局面，努力建设一支与经济社会发展和国防建设相适用的规模宏大、结构合理的高素质科技人才队伍，为我国科学技术发展提供充分的人才支撑和智力保证。
1.3 本文主要工作第一章：绪论介绍该课题背景，对该系统的设计目的和意义做简单介绍第二章：系统介绍可编程逻辑控制器 MCGS组态软件和机械手第三章：系统方案的分析设计及程序的设计第四章：系统的调试及设计总结第2章可编程序逻辑控制器（PLC）和机械手概述2.1 可编程序逻辑控制器（PLC）2.1.1 PLC的结构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(IO)部件、电源部件、编程器、IO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。