基于组态软件的机械手监控系统的设计

1、基于组态软件的机械手监控系统的设计机械设计制造及其自动化专业 xxx摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的开展状况。论述了一种基于P LC控制的气动机械手的功能及工作原理，给出了气动系统的设计方案，详细阐述了控制系统的软硬件设计。另外，还主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王。编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN编程软件，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态软件组态王设计人机界面，实现了机械手实时动作的监控。关键词机械手；PLC；组态软件；组

2、态王 Manipulator Based on Configuration Software Monitoring SystemMechanical Design , Manufacturing and Automation Major JIAO Shi-guangAbstract: This paper introduces the concept of industrial robots, robot formation and classification of degrees of freedom manipulator and the coordinate form of the c

3、haracteristics of pneumatic technology, PLC control features and state of development at home and abroad. Paper based on PLC control Pneumatic Manipulator function and working principle, given the design of pneumatic system, described in detail the control system hardware and software design.In addi

4、tion, it mainly introduces the Siemens S7-200 series of programmable controllers and sub-controlled companies Kingview configuration software. Programming programming software called STEP 7-Micro WIN programming software, making programs more concise, more desirable speed. Wang design using configur

5、ation software configuration man-machine interface to achieve real-time manipulator control action.Key words: Manipulator; PLC; Configuration software; Kingview目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc261696279 1 绪论 PAGEREF _Toc261696279 h 1 HYPERLINK l _Toc261696280 1.1 中国工业机器人现状与前景 PAGEREF _Toc26169628

6、0 h 1 HYPERLINK l _Toc261696281 1.1.1 机械手监控的意义 PAGEREF _Toc261696281 h 1 HYPERLINK l _Toc261696282 1.1.2 组态王组态软件在监控系统中的应用 PAGEREF _Toc261696282 h 1 HYPERLINK l _Toc261696283 1.2 基于组态王机械手监控系统的组成 PAGEREF _Toc261696283 h 2 HYPERLINK l _Toc261696284 1.3 本设计的主要工作 PAGEREF _Toc261696284 h 2 HYPERLINK l _To

7、c261696285 2 机械手系统的总体设计 PAGEREF _Toc261696285 h 2 HYPERLINK l _Toc261696286 2.1 机械手的硬件设计及工作原理 PAGEREF _Toc261696286 h 2 HYPERLINK l _Toc261696287 2.2 系统工作方式设计 PAGEREF _Toc261696287 h 3 HYPERLINK l _Toc261696288 2.3 机械手控制系统的组成 PAGEREF _Toc261696288 h 3 HYPERLINK l _Toc261696289 2.4 PLC I/O分配表 PAGEREF

8、 _Toc261696289 h 4 HYPERLINK l _Toc261696290 2.5 控制系统总体接线图 PAGEREF _Toc261696290 h 4 HYPERLINK l _Toc261696291 3. PLC控制系统设计 PAGEREF _Toc261696291 h 5 HYPERLINK l _Toc261696292 3.1 PLC的选型 PAGEREF _Toc261696292 h 5 HYPERLINK l _Toc261696293 3.2 电源局部 PAGEREF _Toc261696293 h 5 HYPERLINK l _Toc261696294

9、3.3 PLC控制系统的软件设计 PAGEREF _Toc261696294 h 6 HYPERLINK l _Toc261696295 3.3.1 编程软件的安装与工程的组成 PAGEREF _Toc261696295 h 6 HYPERLINK l _Toc261696296 3.3.2 通信参数的设置与在线连接的建立 PAGEREF _Toc261696296 h 6 HYPERLINK l _Toc261696297 3.3.3 程序的编写与传送 PAGEREF _Toc261696297 h 8 HYPERLINK l _Toc261696298 3.3.4 编写与传送用户程序 PA

10、GEREF _Toc261696298 h 8 HYPERLINK l _Toc261696299 3.4 程序的编制 PAGEREF _Toc261696299 h 9 HYPERLINK l _Toc261696300 3.5 用编程软件监控与调试程序 PAGEREF _Toc261696300 h 11 HYPERLINK l _Toc261696301 4 组态软件的工程设计与实现 PAGEREF _Toc261696301 h 12 HYPERLINK l _Toc261696302 组态软件的介绍与开展 PAGEREF _Toc261696302 h 12 HYPERLINK l

11、_Toc261696303 4.2 制作一个工程的一般过程 PAGEREF _Toc261696303 h 13 HYPERLINK l _Toc261696304 建立机械手组态工程 PAGEREF _Toc261696304 h 13 HYPERLINK l _Toc261696305 新建一个工程 PAGEREF _Toc261696305 h 13 HYPERLINK l _Toc261696306 4.3.2 创立机械手组态画面 PAGEREF _Toc261696306 h 14 HYPERLINK l _Toc261696307 4.3.3 定义IO设备 PAGEREF _Toc

12、261696307 h 16 HYPERLINK l _Toc261696308 4.3.4 构造数据库 PAGEREF _Toc261696308 h 16 HYPERLINK l _Toc261696309 4.3.5 建立动画连接 PAGEREF _Toc261696309 h 17 HYPERLINK l _Toc261696310 4.3.6 运行和调试 PAGEREF _Toc261696310 h 20 HYPERLINK l _Toc261696311 5 组态与PLC的连接 PAGEREF _Toc261696311 h 20 HYPERLINK l _Toc26169631

13、2 组态与PLC的连接 PAGEREF _Toc261696312 h 20 HYPERLINK l _Toc261696313 机械手的动作实现 PAGEREF _Toc261696313 h 21 HYPERLINK l _Toc261696314 结束语 PAGEREF _Toc261696314 h 23 HYPERLINK l _Toc261696315 参考文献 PAGEREF _Toc261696315 h 24 HYPERLINK l _Toc261696316 附录 PAGEREF _Toc261696316 h 24 HYPERLINK l _Toc261696317 致谢

14、 PAGEREF _Toc261696317 h 251 绪论1.1 中国工业机器人现状与前景工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品开展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身平安，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产本钱，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人

15、类的生产和生活方式。从近几年世界机器人推出的产品来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向开展，其开展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。 机械手监控的意义随着工业自动化程度的提高，机械手的应用领域越来越广。机械手能模拟人的手臂的局部动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具。机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度、提高生产效率。目前，对机械手的控制可采用以下几种方式： 1用继电器控制，这

16、种控制系统故障率高、控制方式不灵活且功率消耗大，已逐渐被人们所淘汰；2用微机控制，虽然它在智能控制方面有较强大的功能，但它的抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，广泛应用也不太容易；3PLC控制，此控制系统具有运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强、能经受恶劣环境的考验等优越性，已经成为在机械手控制系统中使用最多的控制方式。 组态王组态软件在监控系统中的应用它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上

17、传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。1.2 基于组态王机械手监控系统的组成该设计主要是利用PLC来对机械手进行运动控制，系统主要由机械、电气、监控控制三大局部组成。目前机械手的驱动局部多用气压或液压驱动，考虑到本设计主要是用于小

18、型的工件，所以本设计采用了气压的驱动方式。在监控方面，利用人机界面的方式，用组态王组态软件来监控机械手的各个动作。1.3 本设计的主要工作 本设计的主要研究工作包括： 1机械手具有启动、停止、复位、移动和抓放功能。2启动、停止手动控制，移动和抓放功能由气缸控制，可实现抓紧、放开、上移、下移、收入、伸出、左右摆动功能。3机械手循环工作过程由S7-200 PLC进行控制。4组态画面仿真机械手实际运行过程。5计算机、PLC及机械手模型连接，使监控系统正常运行。2 机械手系统的总体设计2.1 机械手的硬件设计及工作原理机械手操作目标是将被加工工件从右工作台搬运到左工作台，如图1所示。机械手由初始位开始

19、运动，要把右盘处工件搬到左盘以下系统的设计都是以此假设为根底的，机械手具有伸/缩臂、升/降臂、摆臂、夹紧、放松等根本功能。机械手的全部动作由气缸驱动，气缸由电磁阀控制。电磁阀由PLC程序控制。对于上升/下降、伸臂/缩臂、左摆/右摆，其运动由双线圈两位电磁阀控制。对于夹紧/放松，机械手的夹紧/放松由一个单线圈两位置电磁阀控制，当该线圈通电时,机械手夹紧，该线圈断电时,机械手放松。图1 机械手工作示意图2.2 系统工作方式设计 1运行方式设计：基于机械手的工作要求，PLC控制系统的运行方式包括自动运行方式和手动运行方式2种。2停止方式设计：考虑到机械手的工作环境，控制系统的停止方式应该包括正常停止

20、、暂时停止、紧急停止3种。2.3 机械手控制系统的组成 系统主要由机械、电气、控制三大局部组成。其机械局部主要是机械手装置，由气缸、支承装载工件的机构组成。电气局部有检测传感器6个限位开关、电磁控制阀(其中3个双线圈电磁阀和1个单线圈电磁阀)，汽缸(3个滑动缸，1个摆动缸)，。控制局部选用S7-200CPU226可编程控制器。 PLC I/O分配表 见下表1输入输出设备名称地址号设备名称地址号伸臂行程开关伸臂电磁阀缩臂行程开关缩臂电磁阀上行程开关上升电磁阀下行程开关下降电磁阀左摆行程开关左摆电磁阀右摆行程开关右摆电磁阀手动按钮夹紧电磁阀自动按钮复位按钮启动按钮停止按钮点动上升按钮点动下降按钮点

21、动伸臂按钮点动缩臂按钮点动夹紧按钮点动左摆按钮点动右摆按钮表1 I/O设备分配图2.5 控制系统总体接线图图2 I/O接线图图2 I/O接线图3. PLC控制系统设计PLC控制系统主要由硬件和软件两局部组成，以下将分别详细介绍。3.1 PLC的选型 PLC是用来执行具体的控制，具体的工艺要求和具体的工作环境决定了如何具体选择PLC的系统配置和I/O模块。一般从PLC的内存容量大小和PLC的CPU最多能支持1/0点数多少这两个方面来考虑，下面结合本系统来具体介绍PLC的选型过程：PLC所需的I/O点个数 输人信号端:6个检测机械手运动状态的行程开关信号，分别用来控制机械手臂的伸缩极限、升降极限、

22、摆臂摆动极限。7个手动控制的按钮开关，分别控制上升/下降、伸臂/缩臂、左摆/右摆和夹紧。另外根据系统控制的要求，需要1个开始和1个停止按钮信号开关，还需要2个控制机械手运行方式的自动/手动按钮开关和一个复位按钮。即共有18个输入信号，且均为开关量。 输出信号端:用来驱动三个气缸及夹紧/放松的电磁阀需要7个输出信号。也就是，本控制系统有18个输入信号，7个输出信号，并考虑到今后调整和扩充，一般应加上10%15%的备用量。 3.2 电源局部 PLC一般使用220V的交流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V等直流电源，使PLC能正常工作。电源部件的位置形式可有多种，

23、对于整体式结构的PLC，通常电源封装到机壳内部；对于模块式PLC有的采用单独电源模块，有的将电源与CPU封装到一个模块中。本文中的电源属于上述最后一种情况。3.3 PLC控制系统的软件设计 系统采用STEP7Micro/WIN32编程软件进行编程。它是西门子公司专门为S7-200系列可编程控制器设计开发的。 .1 编程软件的安装与工程的组成 1编程软件的安装 安装编程软件的计算机应为Windows操作系统，为了实现PLC与计算机的通信，必须配备一条PC/PPI电缆或PPI多主站电缆。 2.工程的组成 图3是版编程软件的界面，工程包括以下根本组件：1程序快，2数据块，3系统快，4符号表，5状态表

24、，6交叉引用表，7工程中各局部的参数设置。图3 编程软件界面3.3.2 通信参数的设置与在线连接的建立1. 通信设置PLC软件的通讯设置包括：图4传输速率即波特率设置。串行通信方式设置如ppi、usb等。最高站地址可编程控制器PLC地址，固定值2.超时时间设置。通信串口设置，与PLC 接入的电脑并行串口一致。本站地址设置，与PLC外接口保持一致。图4 通信设置2 通信调试1.在STEP 7-Micro/WIN中，点击浏览条中的通讯图标，或从菜单项选择择检视 组件 通讯。图5 图5 通信调试 2.从通讯对话框的右侧窗格，单击显示双击刷新的蓝色文字。如果成功地在个人计算机与设备之间建立了通讯，会显

25、示一个设备列表及其模型类型和站址。STEP 7-Micro/WIN在同一时间仅与一个PLC通讯。会在PLC周围显示一个红色方框，说明该PLC目前正在与STEP 7-Micro/WIN通讯。您可以双击另一个PLC，更改为与该PLC通讯。如以下图所示：图6 图6 通信调试3.3.3 程序的编写与传送1编程的准备工作 在为控制系统编制程序前，首先创立一个工程。执行菜单命令“文件“新建，或者点击工具条最左边的“新建工程按钮，生成一个新的工程。执行菜单命令“文件 “另存为，可以修改工程的名称和工程文件所在的文件夹。 执行菜单命令“文件 “翻开，或者直接点击对应的翻开按钮，可以翻开已有的工程。工程存放在扩

26、展名为mwp的文件中。 2.设置PLC的型号 在给PLC编程之前，应正确的设置其型号，执行菜单命令“PLC “类型出现如图7的对话框。如果已经建立，单击确定，如果不知道PLC的型号，单击“读取PLC，然后在单击确定。图7 PLC类型选择3.3.4 编写与传送用户程序 1.编写用户程序 选择梯形图语言编写用户程序。梯形图程序被划分为假设干个网络，一个网络中只能有一块独立电路，有时一条指令也算一个网络。如果一个网络中有两个独立的电路时，在编译时将会显示“无效网络或网络太复杂无法编译。 2.下载程序到PLC 计算机与PLC建立起通信连接后，可以将程序下载到PLC中。 单击工具栏中的“下载按钮，出现如

27、图8所示的对话框，单击下载，开始下载数据。图8 下载程序到PLC下载应在STOP模式进行，下载时可以将CPU自动切换到STOP模式，下载结束后可以自动转换到RUN模式。3.4 程序的编制由于本控制系统为开关量的顺序控制，本文采用逻辑流程图设计程序。梯形图编程语言(LD)， 该语言习惯上叫梯形图。梯形图沿袭了继电一接触器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制电路根底上演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用得最多的一种PLC编程语言。PLC的梯形图是形象化的编程语言，梯形图左右两端的母线是不接任何电源的。梯形图中并没有真实的物理

28、电流流动，而仅仅是概念电流(虚电流)，或称为假想电流。把PLC梯形中左边母线假想为电源相线，而把右边母线假想为电源零线，假想电流只能从左向右流动，层次改变只能先上后下。假想电流是执行用户程序时满足输出执行条件的形象理解。本论文的控制对象是具有搬运功能的机械手，可以完成8个根本动作，上移、下移、伸出、收入、抓紧、放松、左摆、右摆。机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。限位开关检测机械手是否到达固定位置。可编程控制器(PLC)控制每个机械手的动作，实现机械手的自动运行。本论文可编程控制器(PLC)选用西门子SIEMENS公司S7-200系列的CPU226，机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过

29、中间继电器对电磁阀加以控制。 机械手的动作顺序依次是：伸出 下移 抓起 右摆 伸出 下移 放下 上移编程时，需要考虑到机械手能否在任何位置复位即回到初始位置，上电清零保证机械手初始状态始终为关闭。以下程序可以实现：当按下上电，机械手状态清零，接着按下开始，机械手处于准备状态，当按下运行后，程序开始运行，机械手动作按照上面的动作顺序依次执行，执行完程序后，按下复位按钮，机械手回到初始状态，等待下一次命令。该机械手控制程序较复杂， 运用模块化设计思想，采用“化整为零 的方法， 将机械手控制程序分为： 公用程序、手动程序和自动程序， 分别编出这些程序段后， 再“积零为整， 用条件跳转指令进行选择，

30、该控制程序运行效率高，可读性好。整个程序流程图如图9所示。初始化启动自动/手动手动程序自动程序停止复位图9 程序流程图 下面这段程序为手动方式下的程序。 自动方式控制程序在编程时应设置一些必要的联锁，例如上升与下降之间，以防止功能相反的两个输出同时为ON。自动方式流程图如图10所示。图10 自动程序流程图完整程序清单见附录3.5 用编程软件监控与调试程序 用编程软件把程序写好后，把程序下载到PLC中，在菜单命令中选择“调试“开始程序状态监控，可以用程序状态监控功能监控程序运行状况。如果想在软件上进行强制改变数值，在运行模式下，可以对程序中的某些变量强制性地赋值。用鼠标右键单击状态表中的某个操作

31、数，从弹出的对话框中可以选择对该操作数的强制或取消强制。如图11所示。图11 通过强制V、M、T或C，强制功能可以用来模拟逻辑条件。通过强制I/O点，可以用来模拟物理条件。在写入或者强制输出时，如果S7-2OO与其他设备相连，可能导致系统出现无法预料的状况，引起人员伤亡或设备损坏，只有合格人员才能进行强制操作。本程序也通过软件进行了调试，使用强制条件使程序运行一遍，其试验结果正确，如图12所示。图12 编程软件监控4 组态软件的工程设计与实现组态软件的介绍与开展组态控制技术是一种计算机控制技术。利用组态控制技术构成的计算机测控系统与一般的计算机测控系统在结构上没有本质的区别，它们都由被控对象、

32、传感器、IO接口、计算机和执行机构几局部组成。组态(configuration)的意思就是模块的任意组合。采用组态技术构成的计算机系统在硬件设计上除采用工业PC机外，系统大量采用各种成熟通用的IO接口设备和现场设备，根本上不再需要单独进行具体电路设计。这不仅节约了硬件开发时间，更提高了工控系统的可靠性。组态软件实际上是一个专为工控开发的工具软件，它为用户提供了多种通用工具模块，用户不需要掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术)，就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。同时，用组态软件开发的系统具有与Windows一致的图形化操作界面，非常便于生产和组织与管理。一般来说，只要采用PC，选

33、择通用接口部件和组态软件，这样构成的系统都是基于组态控制技术的。“组态王是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以中文操作系统作为其操作平台，具有图形功能完备，界面一致友好，易学易用的特点。该软件包由工程管理器(ProjManager)、工程浏览器(TouchExplorer)、画面运行系统(TouchVew)三局部组成。ProjManager用于新建工程、工程管理，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据字典的导入和导出。TouchExplorer是“组态王软件的核心局部和管理开发系统，是应用工程的开发环境，内嵌画面开发系统，可完成对画面的设计、动画的连接等工作。To

34、uchVew是“组态王软件的实时运行环境，用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O效劳程序的数据交换,通过实时数据库管理从一组工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。在TouchExplorer的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在TouchVew运行环境中才能运行。4.2 制作一个工程的一般过程建立新组态王工程的一般过程是： 1.设计图形界面定义画面 2.定义设备 3.构造数据库定义变量 4.建立动画连接 5.运行和调试 需要说明的是，这五个步骤并不是完全独立的，事实

35、上，这四个局部常常是交错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时，要依照此过程考虑三个方面： 图形 用户希望怎样的图形画面？也就是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。 数据 怎样用数据来描述工控对象的各种属性？也就是创立一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性，比方温度，压力等。 连接 数据和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。4.3建立机械手组态工程4.3.1新建一个工程组态王提供新建工程向导。利用向导新建工程，使用户操作更简便、简单。单击菜单栏“文件新建工程命令或工

36、具条“新建按钮或快捷菜单“新建工程命令后，弹出“新建工程向导一对话框，如图13所示。 图13 新建工程4.3.2 创立机械手组态画面进入组态王开发系统后，就可以为每个工程建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。这些画面都是由“组态王提供的类型丰富的图形对象组成的。系统为用户提供了矩形圆角矩形、直线、椭圆圆、扇形圆弧、点位图、多边形多边线、文本等根本图形对象，及按钮、趋势曲线窗口、报警窗口、报表等复杂的图形对象。提供了对图形对象在窗口内任意移动、缩放、改变形状、复制、删除、对齐等编辑操作，全面支持键盘、鼠标绘图，并可提供对图形对象的颜色、线型、填充属性进行改变的操作工具

37、。 该机械手的组态画面不同于一般监控系统的组态画面，一般组态监控画面多采用平面的二维视角来实现，该机械手组态画面采用立体的画面去监控，画面画起来比传统的平面画面麻烦。进入开发系统后，首先要画的是机械手的支架，支架是用几个平面的四边行组合而成，画好后给人一种立体的效果，见图14。图14然后是画机械手的悬臂梁，因为机械手在工作过程中有很多状态，但是在监控画面中不能实现机械臂的连续动作，所以，只截取了机械手的几个重要状态去监控，每个状态都要画出相应的画面，这个过程比拟复杂，需要一个一个的画，如图15。图15最后，画机械手和工件，同样，机械手和工件也是用一些简单平面画面组合，最后显示一个立体效果，最终

38、画好后如以下图16所示。图164.3.3 定义IO设备 组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机PLC、仪表、模块、板卡、变频器等，它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。 只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。为方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导引导用户一步步完成设备的连接。 本例中使用仿真PLC和组态王通信。仿真PLC可以模拟PLC为组态王提供数据。假设仿真PLC连接在计算机的COM1口。4.3.4 构造数据库 数据库是“组态王

39、软件的核心局部，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在TouchVew运行时，它含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。本课题所用到的变量建立好入以下图17所示。图174.3.5 建立动画连接定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在

40、画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值。“组态王提供了21种动画连接方式：属性变化 线属性变化、填充属性变化、文本色变化 位置与大小变化 填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动 值输出 模拟值输出、离散值输出、字符串输出 值输入 模拟值输入、离散值输入、字符串输入 特殊 闪烁、隐含、流动仅适用于立体管道 滑动杆输入 水平、垂直 命令语言 按下时、弹起时、按住时 一个图形对象可以同时定义多个连接，组合成复杂的效果，以便满足实际中任意的动画显示需要，以下图18为动画连接对话框。图18最后，回到开发系统页面，单击右键，选择“画面属性，然后单击“命令语言，看到如

41、图19所示对话框。图19在编辑框处输入命令语言：if(本站点伸出开关=1)本站点伸出=本站点伸出+10; 本站点机械手=本站点机械手+10;else 本站点伸出=本站点伸出-30;本站点机械手=本站点机械手-30;if(本站点下移=1)本站点隐含=3;本站点机械手状态1=本站点机械手状态1+10;if(本站点夹紧开关=1)本站点隐含=7;本站点夹紧=本站点夹紧+1;if(本站点左摆开关=1)本站点隐含=11;if(本站点右摆摆开关=1)本站点隐含=14;if(本站点放开开关=1)本站点夹紧1=本站点夹紧1+1;本站点夹紧2=本站点夹紧2+5;if(本站点收入开关=1)本站点隐含=17;本站点中

42、间状态6=本站点中间状态6+5;4.3.6 运行和调试 组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件切换到 View菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面翻开命令，从“翻开画面窗口选择“Test画面。显示出组态王运行系统画面，即可看到矩形框和文本在动态变化。如图20所示。图20 运行调试5 组态与PLC的连接组态与PLC的连接包括以下几个方面：一、西门子(SIEMENS)S7200(PPI)通讯协议概述 组态王支持和西门子(SIEMENS)的S7200 PLC使用PPI协议的连接。本协议采用串行通讯，占用计算机的串口和PLC的编程口(PPI)。一

43、条PPI电缆只能连接一台PLC。 二、系统连接图可以按以下图将组态王和西门子 S7200 PLC连接，构成一个控制系统。通过S7200专用通讯电缆连接S7200 PLC 西门子S7200 PLC使用专用的通讯电缆连接，连接方式见上图。 三、通讯参数设置 参数设置：西门子 S7200 PLC的数据位、校验位、停止位是8偶1，地址、波特率需要在软件STEP 7 Micro DOS/WIN中设置。四、组态王设置 在设备里面点击COM1，点击新建设备，出现设备配置向导对话框，按照里面提供的型号选择S7-200系列PLC，通信状态选择PPI, 为设备选择连接串口，假设为COM1，单击“下一步， 填写设备

44、地址，假设为1，单击“下一步， 设置通信故障恢复参数(一般情况下使用系统默认设置即可)，单击“下一步， 请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成。 设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC。在定义数据库变量时，只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。机械手的动作实现1 制作好的组态画面进行动画连接好，并将PLC的编程口与计算机串口进行连接，如图21所示。并将PLC的通信参数与组态王设置一致，PLC采用默认的通信方式，即波特率：9600bps，数据长度：7位，停止位长度：1位，奇偶校验位：偶校验，同时组态王系统的COM1口要与PLC一致。图212 输入程序，将设计好的PLC程序