大学基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计

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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，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)

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)