工业组态控制技术（第2版） 课件 项目5 机械手组态监控系统

任务1基于组态软件的机械手监控系统设计项目五机械手组态监控系统技能点知识点掌握机械手组态画面绘制、I/O设备定义、I/O变量

定义、动画连接、脚本语言编写；2.掌握机械手的组态监控工程的调试、故障排除。1.能独立创建并实现机械手组态工程；2.能调试且实现机械手组态画面状态监控。一、任务引入机械手工作原理描述为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如手动和自动(包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态等)工作方式。某机械手用来将工件从A点搬运到B点（本任务实现自动工作方式）。

（一）能力目标1.能独立创建并实现机械手组态工程；2.能调试且实现机械手组态画面状态监控。（二）知识目标1.掌握机械手组态画面绘制、I/O设备定义、I/O变量定义、动画连接、脚本语言编写；2.掌握机械手的组态监控工程的调试、故障排除。（三）仪器设备计算机、MCGS嵌入版组态软件7.7。（四）变量定义二、任务分析三、任务资讯

1.创建一个机械手组态工程；

2.自行设计组态监控画面；3.脚本命令语言编程实现机械手各种动画效果。

（1）缩放动画连接（2）水平移动、垂直移动动画连接

主体绘制完成后，需进行按钮和指示灯绘制。按钮用来实现机械手各动作的启动，指示灯用来显示机械手已左转还是右转。如图所示。

动画连接

机械手各动作是使用开关量进行控制，要使“左转”启动按钮、“右转”启动按钮、“伸出”“缩回”等按钮在运行时能起到真实作用，需要对按钮属性进行定义，双击“右转”按钮，选择抬起功能“基本属性”中数据对象值操作为清零，并在其后输入我们实时数据库中定义的变量“zuo”；选择按下功能“基本属性”中数据对象值操作为置1，并在其后输入我们实时数据库中定义的变量“you”。其他按钮设置与“右转”按钮设置相同。弹出对话框如图所示。

脚本语言编写

双击工作台的空白处，将会弹出用户窗口属性设置，这时第一种方法我们可以直接在空白处编写脚本程序，第二种方法可以点击打开脚本程序编辑器，里面带有系统辅助脚本程序，这样在脚本程序编辑器里进行程序编写比较方便。循环时间默认是1000ms，时间太短，容易导致程序检测不到按钮，时间太长浪费时间，为了节约时间我们一般会改为100ms。四、任务实施

1.创建工程路径;

2.创建组态画面;

3.构造数据库;

4.建立动画连接;5.运行和调试。五、检查与评价

结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩，展示学生优秀设计作品，激发学生学习热情。形成性考核六、课堂小结

1.回顾课堂内容，强调重点，掌握难点；2.布置课下作业。项目五机械手组态监控系统任务2基于PLC和组态软件的机械手

监控系统设计技能点知识点（1）掌握机械手控制系统的硬件接线；（2）掌握机械手控制系统的通信方式；（3）掌握机械手控制系统的组态设计方法。1.能进行机械手控制系统的构建；2.能调试且实现机械手PLC组态监控工程。一、任务引入使用三菱FX2N-48MRPLC控制机械手动作，同时用MCGS组态软件监控机械手动作过程。组态软件显示机械手动作过程：按下启动按钮后，旋转气缸右转，右转到位，悬臂气缸伸出；伸出到位后，手臂气缸伸出；手臂气缸伸出到位，手爪抓紧；抓紧到位，手臂缩回；缩回到位，悬臂气缸缩回；缩回到位，旋转气缸手左转；左转到位，悬臂气缸伸出；伸出到位，手臂气缸下降；下降到位，手爪松开；松开到位，手臂气缸上升；上升到位，悬臂气缸缩回；缩回到位，机械手右转，不断进行循环，直到按下停止按钮。。二、任务资讯

1.基于西门子S7-200PLC设备实现机械手组态监控系统设计；2.创建一个机械手组态工程；

3.自行设计组态监控画面；4.脚本命令语言编程实现机械手各种动画效果。三、任务分析1.能力目标（1）初步具备简单工程的分析能力；（2）初步具备机械手控制系统的构建能力；（3）增强独立分析、综合开发研究、解决具体问题的能力；（4）初步具备对机械手控制系统的设计能力；（5）初步具备对机械手控制系统的分析能力；（6）初步具备对机械手控制系统的组态能力；（7）初步具备对机械手控制系统的统调能力。2.知识目标（1）掌握机械手控制系统的控制要求；（2）掌握机械手控制系统的硬件接线；（3）掌握机械手控制系统的通信方式；（4）掌握机械手控制系统的控制原理；（5）掌握使用组态王创建工程的方法；（6）掌握机械手控制系统设备连接的设置方法；（7）掌握机械手控制系统的组态设计方法；理实一体化教学环节机械手控制，设置一个启动开关、停止开关。当按下启动开关“SB1”之后，信号灯控制系统开始工作，首先南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮。当按下停止开关“SB2”后，信号控制系统停止，所有信号灯灭。基于三菱PLC的机械手控制系统理实一体化教学任务见表。

环节一机械手控制系统的控制要求环节二机械手控制系统实训设备的基本配置及控制接线图环节三机械手控制系统的组成及控制原理环节四机械手控制系统的组态环节五机械手控制系统的调试四、任务实施

1.创建工程路径;

2.创建组态画面;

3.构造数据库;

4.建立动画连接;5.运行和调试。

我们首先进行设备窗口的设置。在进行组态设计时，为了使PLC能够与触摸屏经RS-485线连接成功，在进行界面绘制前务必先进行设备窗口设置。鼠标左键单击工作台上“设备窗口”。双击“设备窗口”，进入绘制界面。点击鼠标右键，选择设备工具箱，进行串口设备选择与设置。

在进行串口选择与设置时，我们先鼠标左键双击选择“通用串口父设备”，然后再选择“三菱FX系统编程口”（以三菱FX2N为例）。组态软件与PLC通信建立机械手控制系统数据词典组态机械手控制系统实训设备的基本配置三菱系列PLC（FX2N）PC/PPI通信电缆

MCGS嵌入版组态软件7.7计算机

连接导线

（一）设计机械手监控系统工程输入输出序号地址说明序号地址说明1X0启动按钮1Y0驱动旋转气缸左转2X1停止按钮2Y1驱动旋转气缸右转3X2旋转气缸右限位3Y2驱动悬臂气缸伸出4X3旋转气缸左限位4Y3驱动悬臂气缸缩回5X4悬臂气缸伸出限位5Y4驱动手臂气缸伸出6X5悬臂气缸缩回限位6Y5驱动手臂气缸缩回7X6手爪气缸夹紧限位7Y6驱动手爪气缸夹紧8X7手爪气缸松开限位8Y7驱动手爪气缸松开9X10手臂气缸伸出限位

10X11手臂气缸缩回限位

（二）PLC控制程序编写根据工作任务描述，使用4个二位五通双控电磁阀分别驱动机械手的4个气缸，确定PLC输入/输出元件地址分配如表所示。

写出机械手动作流程如下：

初始位置→启动→旋转气缸右转→悬臂伸出→手臂伸出→手爪抓紧→手臂缩回→悬臂缩回→旋转气缸右转→悬臂伸出→