1、 1 毕毕 业业 论论 文文 题题 目目 MCGS 监控监控 PLC 控制机械手控制机械手 学生姓名 指导教师 院 系 电子计算机系 专 业 电气自动化 级 别 20 年 月 日 2 摘摘 要要 我们生活在一个科学技术飞速发展的社会。在科技进步的同时，各种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，为生产的顺和利快速进行带来 了极大的方便。尤为明显的是在工业及军事领域内，存在着很多不便于人类操纵的环节，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， 工业化进程中，在特殊环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。 在本
2、设计中介绍了国内外机械手研究现状及 PLC 的发展趋势，描述了机械手控制系统的工作 原理和动作实现过程，还研究了 MCGS 在机械手控制系统中的应用。本毕业设计主要设计基于 PLC 的机械手模型控制系统，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，提高了系统 的工作效率。 关键词关键词：机械手，PLC，MCGS 3 目录目录 第一章 绪 论 . 3 1.1 课题背景 . 4 1.2 设计目的和意义 . 4 1.3 本文主要工作 . 5 第 2 章可编程序逻辑控制器（PLC）和机械手概述 6 2
3、.1 可编程序逻辑控制器（PLC） 6 2.1.1 PLC 的结构 . 6 2.1.2 PLC 的发展历程 . 7 2.1.3 PLC 的硬件 . 8 2.1.4 PLC 的主要特点 9 2.1.5 FX2N 系列 PLC 介绍 . 10 2.2 机械手 11 2.2.1 机械手概述 11 2.2.2 机械手的工作原理 11 2.2.3 机械手的发展趋势 12 第三章 系统设计 13 3.1 系统方案分析设计 13 3.1.1 控制要求 13 3.1.2 方案设计 13 3.2 硬件设计 15 3.2.1 输入/输出端子地址分配 . 15 3.2.2 PLC 接线图 15 3.3 系统程序设计
4、 16 3.3.1 常用编程方法介绍 16 3.3.2 流程图 17 3.3.3 梯形图 17 3.4 MCGS 组态软件 21 3.4.1 MCGS 组态软件结构 . 21 3.4.3 工程的建立和变量的定义 24 3.4.4 动画连接 27 3.4.5 调试 31 第四章 系统的调试及设计总结 . 32 4.1 系统调试 . 32 结 论 . 33 参考文献 34 致 谢 . 35 第一章 绪 论 4 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，
5、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 CAD/CAM、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
6、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
