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1、组态控制技术组态控制技术组态控制技术组态控制技术Chap 9Chap 9：机械手控制系统机械手控制系统 工程分析工程分析1 建立工程建立工程2 制作工程画面制作工程画面3定义数据对象定义数据对象4 动画连接动画连接5 机械手最终效果图机械手最终效果图9.1 工程分析工程分析n在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以在开始组态工程之前，先对该工程进行剖析，以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。能及如何实现这些功能。n工程框架：工程框架：n1、 1个用户窗口：机械手控制系统个用户窗口：机械手控制系统n2、 定时器构件的使用定时
2、器构件的使用n3、 3个策略：启动策略、退出策略、循环策略个策略：启动策略、退出策略、循环策略9.1 工程分析工程分析n数据对象：数据对象：9.1 工程分析工程分析图形制作：图形制作：机械手控制系统窗口机械手控制系统窗口1 1、机械手及其台架及工件、机械手及其台架及工件2 2、启动和复位按钮、启动和复位按钮3 3、上移、下移、左移、右移、启动、复位指示灯、上移、下移、左移、右移、启动、复位指示灯 9.1 工程分析工程分析流程控制：流程控制：按启动按钮后，机械手下移按启动按钮后，机械手下移5S5S夹紧夹紧2S2S上升上升5S5S右移右移10S10S下移下移5S5S放松放松2S2S上移上移5S5S
3、左移左移10S10S（S S为秒），最后回到原始位置，为秒），最后回到原始位置，自动循环。自动循环。松开启动按钮，机械手停在当前位置。松开启动按钮，机械手停在当前位置。按下复位按钮后，机械手在完成本次操作后，回按下复位按钮后，机械手在完成本次操作后，回到原始位置，然后停止。到原始位置，然后停止。松开复位按钮，退出复位状态。松开复位按钮，退出复位状态。 9.2 建立工程建立工程1 1 鼠标单击文件菜单中鼠标单击文件菜单中“新建工程新建工程”选项，如果选项，如果MCGSMCGS安装在安装在D D盘根目录下，则会在盘根目录下，则会在D D：MCGSWORKMCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工
4、程名为：下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工新建工程程X.MCGX.MCG”(X(X表示新建工程的顺序号，如：表示新建工程的顺序号，如：0 0、1 1、2 2等等) )2 2 选择文件菜单中的选择文件菜单中的“工程另存为工程另存为”菜单项，弹菜单项，弹出文件保存窗口。出文件保存窗口。3 3 在文件名一栏内输入在文件名一栏内输入“机械手控制系统机械手控制系统”，点，点击击“保存保存”按钮，工程创建完毕。按钮，工程创建完毕。 n9.3.1 建立画面建立画面n1 在在“用户窗口用户窗口”中单击中单击“新建窗口新建窗口”按钮，建立按钮，建立“窗窗口口0”。n2 选中选中“窗口窗口0”，单击，单
5、击“窗口属性窗口属性”，进入，进入“用户窗口用户窗口属性设置属性设置”。n3 将窗口名称改为：将窗口名称改为：机械手控制机械手控制；窗口标题改为：；窗口标题改为：机械机械手控制手控制；窗口位置选中；窗口位置选中“最大化显示最大化显示”，其它不变，单击，其它不变，单击“确认确认”。n4 在在“用户窗口用户窗口”中，选中中，选中“机械手控制机械手控制”，点击右键，点击右键，选择下拉菜单中的选择下拉菜单中的“设置为启动窗口设置为启动窗口”选项，将该窗口设选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。置为运行时自动加载的窗口。 9.3 制作工程画面制作工程画面9.3.2 编辑画面编辑画面 选中选中“机械手
6、控制机械手控制”窗口图标，单击窗口图标，单击“动画动画组态组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。，进入动画组态窗口，开始编辑画面。 （1）利用）利用 图标制作工程标题：图标制作工程标题：机械手控制系机械手控制系统，统，属性依然设置为：属性依然设置为：无填充、无边线、宋体无填充、无边线、宋体蓝色蓝色26号字。号字。 （2）画地平线：利用画图工具）画地平线：利用画图工具 拖拽出一条一拖拽出一条一定长度的直线，调整线的长度、位置、粗细。定长度的直线，调整线的长度、位置、粗细。颜色为黑色。颜色为黑色。 9.3 制作工程画面制作工程画面9.3.2 编辑画面编辑画面（3）画矩形：单击绘图工具箱中的）画矩
7、形：单击绘图工具箱中的“矩形矩形”工具工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字十字”形。在形。在窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一个一定窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一个一定大小的矩形。大小的矩形。 将其属性设置为：将其属性设置为：填充色蓝色、填充色蓝色、无边线。无边线。 单击窗口其他任何一个空白地方，结束第单击窗口其他任何一个空白地方，结束第1个矩形的编辑。个矩形的编辑。依次画出机械手画面依次画出机械手画面9个矩形部个矩形部分（分（7个蓝色，个蓝色，2个红色）个红色）。单击。单击“保存保存”按钮。按钮。 9.3 制作工程画面制作工程画面9.3.3 构件的选取构件的选取
8、 （1）机械手的绘制：单击插入元件按钮，在）机械手的绘制：单击插入元件按钮，在“对对象元件列表象元件列表”中的中的“其他其他”，展开该列表项，展开该列表项，单击单击“机械手机械手”，单击，单击“确定确定”按钮。按钮。 在机械手被选中的情况下，单击在机械手被选中的情况下，单击“排列排列”菜单，选择菜单，选择“旋转旋转”“右旋右旋90度度”，使机械，使机械手旋转手旋转90度。调整位置和大小。度。调整位置和大小。在机械手上面在机械手上面输入文字标签输入文字标签“机械手机械手”。单击。单击“保存保存”按钮。按钮。 9.3 制作工程画面制作工程画面9.3.3 构件的选取构件的选取 （2） 画机械手左侧和
9、下方的滑杆：利用画机械手左侧和下方的滑杆：利用“插入插入元件元件”工具，选择工具，选择“管道管道”元件库中的元件库中的“管道管道95”和和“管道管道96”，分别画出两个滑杆，将大小，分别画出两个滑杆，将大小和位置调整好。和位置调整好。9.3 制作工程画面制作工程画面9.3.3 构件的选取构件的选取 （3）画指示灯：需要启动、复位、上、下、左、）画指示灯：需要启动、复位、上、下、左、右、夹紧、放松右、夹紧、放松8个指示灯显示机械手的工作状个指示灯显示机械手的工作状态。选用态。选用MCGS元件库中提供的元件库中提供的指示灯指示灯2。 （4）画按钮：单击画图工具箱的）画按钮：单击画图工具箱的“标准按
10、钮标准按钮” 工具，在画图中画出一定大小的按钮。调整其工具，在画图中画出一定大小的按钮。调整其大小和位置。大小和位置。 9.3 制作工程画面制作工程画面n前面我们已经讲过，实时数据库是前面我们已经讲过，实时数据库是MCGS工程的工程的数据交换和数据处理中心。数据交换和数据处理中心。 n定义数据对象的内容主要包括：定义数据对象的内容主要包括：n1)指定数据变量的名称、类型、初始值和数值指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围范围n2)确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。周期、存盘的时间范围和保存期限等。 9.4 定义数据
11、对象定义数据对象9.4 定义数据对象定义数据对象n以数据对象以数据对象“垂直移动量垂直移动量”为例，介绍一下定义为例，介绍一下定义数据对象的步骤：数据对象的步骤：n1 单击工作台中的单击工作台中的“实时数据库实时数据库”窗口标签窗口标签 。n2 单击单击“新增对象新增对象” 按钮，在窗口的数据对象按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象列表中，增加新的数据对象。n3 双击选中对象，打开双击选中对象，打开“数据对象属性设置数据对象属性设置” 。n4 将对象名称改为：将对象名称改为：垂直移动量垂直移动量；对象类型选；对象类型选择：择：数值型数值型；在对象内容注释输入框内输入：；在对象内容注释
12、输入框内输入：“控制构件上下运动的参量控制构件上下运动的参量”，单击，单击“确认确认”。 9.4 定义数据对象定义数据对象n本样例中需要制作动画效果的部分包括：本样例中需要制作动画效果的部分包括：n1按钮的开停及指示灯的变化。按钮的开停及指示灯的变化。n2机械手的动画效果。机械手的动画效果。 9.5 动画连接动画连接n9.5.1按钮的开停及指示灯的变化按钮的开停及指示灯的变化n1 按钮的动画连接：双击按钮的动画连接：双击“启动启动”按钮，弹出按钮，弹出“属性设置属性设置”窗口，单击窗口，单击“操作属性操作属性”选项卡，选项卡，显示该页。选中显示该页。选中“数据对象值操作数据对象值操作”。单击第
13、单击第1个下拉列表的个下拉列表的“”按钮按钮，弹出按钮动作下拉，弹出按钮动作下拉菜单，单击菜单，单击“取反取反”。单击第单击第2个下拉列表的个下拉列表的“？”按钮按钮，弹出当前用户定义的所有数据对象，弹出当前用户定义的所有数据对象列表，双击列表，双击“启动启动”。用同样的方法建立复位。用同样的方法建立复位按钮与对应变量之间的动画连接。单击按钮与对应变量之间的动画连接。单击“保存保存”按钮。按钮。 9.5 动画连接动画连接n9.5.1按钮的开停及指示灯的变化按钮的开停及指示灯的变化n2 指示灯的动画连接：双击启动指示灯，弹出指示灯的动画连接：双击启动指示灯，弹出“单单元属性设置元属性设置”窗口。
14、单击窗口。单击“动画连接动画连接”选项卡，进选项卡，进入该页，如图所示。单击入该页，如图所示。单击“三维圆球三维圆球”，出现，出现“？”和和“”按钮。按钮。单击单击“”按钮按钮，弹出，弹出“动画组态动画组态属性设置属性设置”窗口。单击窗口。单击“属性设置属性设置”选项卡，进入选项卡，进入该页。单击该页。单击“可见度可见度”选项卡，进入该页。在选项卡，进入该页。在“表表达式达式”一栏，单击一栏，单击“？”按钮，弹出当前用户定义按钮，弹出当前用户定义的所以数据对象列表，的所以数据对象列表，双击双击“启动启动”（也可在这一（也可在这一栏直接输入文字：启动）。在栏直接输入文字：启动）。在“当表达式非零
15、时当表达式非零时”一栏，选择一栏，选择“对应图符可见对应图符可见”。9.5 动画连接动画连接n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n1垂直移动动画连接垂直移动动画连接。单击。单击“查看查看”菜单，选菜单，选择择“状态条状态条”，在屏幕下方出现状态条，在屏幕下方出现状态条，状态状态条左侧文字代表当前操作状态，右侧显示被选条左侧文字代表当前操作状态，右侧显示被选中对象的位置坐标和大小中对象的位置坐标和大小。在上工件底边与下。在上工件底边与下工件底边之间画出一条直线，根据状态条大小工件底边之间画出一条直线，根据状态条大小指示可知直线总长度，假设为指示可知直线总长度，假设为72个像素。个像素
16、。在机在机械手监控画面中选中并双击上工件械手监控画面中选中并双击上工件，弹出，弹出“属属性设置性设置”窗口。在窗口。在“位置动画连接位置动画连接”一栏中选一栏中选中中“垂直移动垂直移动”。 9.5 动画连接动画连接n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n单击单击“垂直移动垂直移动”选项卡，进入该页，在选项卡，进入该页，在“表表达式达式”一栏填入：一栏填入：垂直移动量垂直移动量。在。在垂直移动连垂直移动连接接栏填入各项参数：栏填入各项参数：当垂直移动量当垂直移动量=0时，向下时，向下移动距离移动距离=0；当垂直移动量；当垂直移动量=25时，向下移动时，向下移动距离距离=72。单击。单击
17、“确认确认”按钮，存盘。按钮，存盘。（垂直（垂直移动量的最大值移动量的最大值=循环次数循环次数*变化率变化率=25*1=25；循环次数；循环次数=下移时间（上升时间）下移时间（上升时间）/循环策略循环策略执行间隔执行间隔=5s/200ms=25次。变化率为每执次。变化率为每执行一次脚本程序垂直移动量的变化，本例中为行一次脚本程序垂直移动量的变化，本例中为1。）。） 9.5 动画连接动画连接n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n2 垂直缩放动画连接。选中下滑杆，测量其长垂直缩放动画连接。选中下滑杆，测量其长度。在下滑杆顶边与下工件顶边之间画直线，度。在下滑杆顶边与下工件顶边之间画直线
18、，观察长度。观察长度。垂直缩放比例垂直缩放比例=直线长度直线长度/下滑杠长下滑杠长度，本例假设为度，本例假设为200。选中并双击下滑杆选中并双击下滑杆，弹出，弹出属性设置窗口，单击属性设置窗口，单击“大小变化大小变化”选项卡，进选项卡，进入该页。入该页。变化方向选择向下变化方向选择向下。变化方式为缩放变化方式为缩放。输入参数的意义：输入参数的意义：当垂直移动量当垂直移动量=0时，长度时，长度=初值的初值的100%；当垂直移动量；当垂直移动量=25时，长度时，长度=200%。 9.5 动画连接动画连接下杆垂直缩放的设置下杆垂直缩放的设置n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n3水平移动
19、动画连接。在工件初始位置和移动水平移动动画连接。在工件初始位置和移动目的地之间画一条直线，目的地之间画一条直线，记下状态条大小指示记下状态条大小指示，此参数即为总水平移动距离，假设移动距离为此参数即为总水平移动距离，假设移动距离为180。脚本程序执行次数脚本程序执行次数=左移时间（右移时间）左移时间（右移时间）/循环策略执行间隔循环策略执行间隔=10s/200ms=50次。次。水水平移动量的最大值平移动量的最大值=循环次数循环次数*变化率变化率=50*1=50，当水平移动量，当水平移动量=50时，水平移动时，水平移动距离为距离为180。9.5 动画连接动画连接n9.5.2 构件移动动画连接构件
20、移动动画连接 n按图对右滑杆、机械手、上工件分别进行水平按图对右滑杆、机械手、上工件分别进行水平移动动画连接。参数设置的意思是：当水平移移动动画连接。参数设置的意思是：当水平移动量动量=0时，向右移动距离为时，向右移动距离为0；当水平移动量；当水平移动量=50时，向右移动距离为时，向右移动距离为180。 9.5 动画连接动画连接左杆水平移动的设置左杆水平移动的设置 n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n4 水平缩放动画连接。估计或画线计算左滑杆水平缩放动画连接。估计或画线计算左滑杆水平缩放比例，假设为水平缩放比例，假设为300。n设定参数。填入各个参数，并注意变化方向和设定参数。填
21、入各个参数，并注意变化方向和变化方式选择。当水平移动参数变化方式选择。当水平移动参数=0时，长度为时，长度为初值的初值的100%；当水平移动参数；当水平移动参数=50时，长度时，长度为为300%。单击。单击“确认确认”按钮，存盘。按钮，存盘。 9.5 动画连接动画连接左杆缩放设置左杆缩放设置n9.5.2 构件移动动画连接构件移动动画连接 n5 工工件件移移动动动动画画的的实实现现。选选中中下下工工件件，在在“属属性性设设置置”页页中中选选择择进进入入“可可见见度度”页页，在在表表达达式式一一栏栏填填入入：工工件件夹夹紧紧标标志志；当当表表达达式式非非零零时时，选选择择：对对应应图图符符不不可可
22、见见。意意思思是是：当当工工件件夹夹紧紧标标志志=1时时，下下工工件件不不可可见见；工工件件夹夹紧紧标标志志=0时时，下下工工件件可可见见。选选中中并并双双击击上上工工件件，将将其其可可见见度度属属性性设设置置为为与与下下工工件件相相反反，即即当当工工件件夹夹紧紧标标志志非零时，对应图符可见。存盘调试。非零时，对应图符可见。存盘调试。9.5 动画连接动画连接n9.5.3 控制程序的编写控制程序的编写 n1 定定时时器器的的使使用用。单单击击“运运行行策策略略”选选项项卡卡，进进入入“运运行行策策略略”页页。选选中中“循循环环策策略略”，单单击击右右侧侧“策策略略属属性性”按按钮钮，弹弹出出“策
23、策略略属属性性设设置置”窗窗口口。在在“定定时时循循序序执执行行，循循环环时时间间ms”一栏，填入一栏，填入200。单击。单击“确认确认”按钮。按钮。 9.5 动画连接动画连接n9.5.3 控制程序的编写控制程序的编写 n选选中中“循循环环策策略略”，单单击击右右侧侧“策策略略组组态态”按按钮钮，弹弹出出“策策略略组组态态：循循环环策策略略”窗窗口口。单单击击“工工具具箱箱”按按钮钮，弹弹出出“策策略略工工具具箱箱” 。在在工工具具栏栏找找到到“新新增增策策略略行行”按按钮钮，单单击击，在在循循环环策策略略窗窗口口出出现现了了一一个个新新策策略略，如如图图所所示示。在在“策策略略工工具具箱箱”
24、选选中中“定定时时器器”，光光标标变变为为小小手手形形状状，单单击击新新增增策策略略行行末末端端的的方方块块，定定时时器器被被加到该策略加到该策略 。 9.5 动画连接动画连接n9.5.3 控制程序的编写控制程序的编写 n定定时时器器的的功功能能分分为为，启启停停功功能能：在在需需要要的的时时候候被被启启动动，在在需需要要的的时时候候被被停停止止。计计时时功功能能：启启动动后后进进行行计计时时。计计时时时时间间设设定定功功能能，即即可可以以根根据据需需要要设设定定时时计计时时。状状态态报报告告功功能能：即即是是否否到到设设定定时时间间。复复位位功功能能：即即在在需需要要的的时时候候重重新新开开
25、始始记记时时。双双击击新新增增策策略略行行末末端端的的定定时时器器方方块块，出现定时器属性设置。出现定时器属性设置。 9.5 动画连接动画连接n9.5.3 控制程序的编写控制程序的编写 n在在“设设定定值值”栏栏填填入入：12，代代表表设设定定时时间间为为12s。在在“当当前前值值”栏栏，填填入入：计计时时时时间间。在在“计计时时条条件件”一一栏栏，直直接接或或操操作作“？”按按钮钮填填入入：定定时时器器启启动动。则则计计时时时时间间超超过过设设定定时时间间时时，“时时间间到到”变变量量将将为为1，定定时时器器开开始始计计时时；为为0时时，停停止止计计时时。在在“复复位位条条件件”一一栏栏，填
26、填入入：定定时时器器复复位位。在在“计计时时状状态态”一一栏栏，直直接接或或操操作作“？”按按钮钮填填入入：时时间间到到。则则计计时时时时间间超超过过设设定定时时间间时时，“时时间间到到”变变量量将将为为1，否否则则为为0。在在“内内容容注注释释”一一栏栏，填填入入：定定时时器器。单单击击“确认确认”按钮。按钮。 9.5 动画连接动画连接 计时器值的设定计时器值的设定 9.5.4 利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制 n从组态环境进入循环策略组态窗口从组态环境进入循环策略组态窗口,如图所示。如图所示。 9.5 动画连接动画连接9.5.4 利用定时器和
27、脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制 n单单击击工工具具栏栏“新新增增策策略略行行”按按钮钮，在在定定时时器器下下增增加加一一行行新新策策略略。选选中中策策略略工工具具箱箱的的“脚脚本本程程序序”，光光标标变变为为手手形形。单单击击新新增增策策略略行行末末端端的的小小方方块块，脚脚本本程程序序被被加加到到该该策策略略。双双击击“脚脚本本程程序序”策策略略行行末末端端的的方方块块。出出现现脚脚本本程程序序编编辑辑窗口。输入如下的程序清单。窗口。输入如下的程序清单。 9.5 动画连接动画连接9.5 动画连接动画连接程序清单如下：程序清单如下：IF 下移下移=0 TH
28、EN垂直移动量垂直移动量=垂直移动量垂直移动量+1ENDIFIF 上移上移=0 THEN垂直移动量垂直移动量=垂直移动量垂直移动量-1ENDIFIF 右移右移=0 THEN水平移动量水平移动量=水平移动量水平移动量+1ENDIFIF 左移左移=0 THEN水平移动量水平移动量=水平移动量水平移动量-1ENDIFIF 启动启动=1 AND 复位复位=0 then定时器复位定时器复位=0定时器启动定时器启动=1ENDIF9.5.4 利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制9.5 动画连接动画连接IF 启动启动=0 THEN定时器启动定时器启动=0ENDIFi
29、f 复位复位=1 and 计时时间计时时间44 then定时器启动定时器启动=0endifif 定时器启动定时器启动=1 thenif 计时时间计时时间5 then下移下移=0exitENDIFif 计时时间计时时间=7 then夹紧夹紧=0下移下移=1exitENDIF9.5.4 利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制9.5 动画连接动画连接if 计时时间计时时间=12 then上移上移=0工件夹紧标志工件夹紧标志=1exitendifif 计时时间计时时间=22 then右移右移=0上移上移=1exitendifif 计时时间计时时间=27 the
30、n下移下移=0右移右移=1EXITENDIFIF 计时时间计时时间=29 THEN放松放松=0下移下移=1EXITENDIFIF 计时时间计时时间=34 THEN上移上移=0放松放松=1工件夹紧标志工件夹紧标志=0EXITENDIF9.5.4 利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制9.5 动画连接动画连接IF 计时时间计时时间44 THEN左移左移=1定时器复位定时器复位=1垂直移动量垂直移动量=0水平移动量水平移动量=0EXITENDIFENDIFIF 定时器启动定时器启动=0THEN下移下移=1上移上移=1左移左移=1右移右移=1ENDIF。9.5.4 利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制本本 讲讲 内内 容容 到到 此此 结结 束束
