mcgs机械手控制实例

组态控制技术陈俊[e-mail]9：机械手控制系统工程分析1建立工程2制作工程画面3定义数据对象4动画连接5机械手最终效果图9.1工程分析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、需实现的功能及如何实现这些功能。工程框架：1、1个用户窗口：机械手控制系统2、定时器构件的使用3、3个策略：启动策略、退出策略、循环策略9.1工程分析数据对象：9.1工程分析图形制作：机械手控制系统窗口1、机械手及其台架及工件2、启动和复位按钮3、上移、下移、左移、右移、启动、复位指示灯9.1工程分析流程控制：按启动按钮后，机械手下移5S——夹紧2S——上升5S——右移10S——下移5S——放松2S——上移5S——左移10S（S为秒），最后回到原始位置，自动循环。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，回到原始位置，然后停止。松开复位按钮，退出复位状态。9.2建立工程[1]鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在D盘根目录下，则会在D：\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)[2]选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。[3]在文件名一栏内输入“机械手控制系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。9.3.1建立画面[1]在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。[2]选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。[3]将窗口名称改为：机械手控制；窗口标题改为：机械手控制；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。[4]在“用户窗口”中，选中“机械手控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。9.3制作工程画面9.3.2编辑画面选中“机械手控制”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。（1）利用图标制作工程标题：机械手控制系统，属性依然设置为：无填充、无边线、宋体蓝色26号字。（2）画地平线：利用画图工具拖拽出一条一定长度的直线，调整线的长度、位置、粗细。颜色为黑色。9.3制作工程画面9.3.2编辑画面（3）画矩形：单击绘图工具箱中的“矩形”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字”形。在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。将其属性设置为：填充色蓝色、无边线。单击窗口其他任何一个空白地方，结束第1个矩形的编辑。依次画出机械手画面9个矩形部分（7个蓝色，2个红色）。单击“保存”按钮。9.3制作工程画面9.3.3构件的选取（1）机械手的绘制：单击插入元件按钮，在“对象元件列表”中的“其他”，展开该列表项，单击“机械手”，单击“确定”按钮。在机械手被选中的情况下，单击“排列”菜单，选择“旋转”——“右旋90度”，使机械手旋转90度。调整位置和大小。在机械手上面输入文字标签“机械手”。单击“保存”按钮。9.3制作工程画面9.3.3构件的选取（2）画机械手左侧和下方的滑杆：利用“插入元件”工具，选择“管道”元件库中的“管道95”和“管道96”，分别画出两个滑杆，将大小和位置调整好。9.3制作工程画面9.3.3构件的选取（3）画指示灯：需要启动、复位、上、下、左、右、夹紧、放松8个指示灯显示机械手的工作状态。选用MCGS元件库中提供的指示灯2。（4）画按钮：单击画图工具箱的“标准按钮”工具，在画图中画出一定大小的按钮。调整其大小和位置。9.3制作工程画面前面我们已经讲过，实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心。定义数据对象的内容主要包括：1)指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围2)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。9.4定义数据对象9.4定义数据对象以数据对象“垂直移动量”为例，介绍一下定义数据对象的步骤：[1]单击工作台中的“实时数据库”窗口标签。[2]单击“新增对象”按钮，在窗口的数据对象列表中，增加新的数据对象。[3]双击选中对象，打开“数据对象属性设置”。[4]将对象名称改为：垂直移动量；对象类型选择：数值型；在对象内容注释输入框内输入：“控制构件上下运动的参量”，单击“确认”。9.4定义数据对象本样例中需要制作动画效果的部分包括：1．按钮的开停及指示灯的变化。2．机械手的动画效果。9.5动画连接9.5.1按钮的开停及指示灯的变化[1]按钮的动画连接：双击“启动”按钮，弹出“属性设置”窗口，单击“操作属性”选项卡，显示该页。选中“数据对象值操作”。单击第1个下拉列表的“▼”按钮，弹出按钮动作下拉菜单，单击“取反”。单击第2个下拉列表的“？”按钮，弹出当前用户定义的所有数据对象列表，双击“启动”。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“保存”按钮。9.5动画连接9.5.1按钮的开停及指示灯的变化[2]指示灯的动画连接：双击启动指示灯，弹出“单元属性设置”窗口。单击“动画连接”选项卡，进入该页，如图所示。单击“三维圆球”，出现“？”和“”按钮。单击“”按钮，弹出“动画组态属性设置”窗口。单击“属性设置”选项卡，进入该页。单击“可见度”选项卡，进入该页。在“表达式”一栏，单击“？”按钮，弹出当前用户定义的所以数据对象列表，双击“启动”（也可在这一栏直接输入文字：启动）。在“当表达式非零时”一栏，选择“对应图符可见”。9.5动画连接9.5.2构件移动动画连接[1]垂直移动动画连接。单击“查看”菜单，选择“状态条”，在屏幕下方出现状态条，状态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。在上工件底边与下工件底边之间画出一条直线，根据状态条大小指示可知直线总长度，假设为72个像素。在机械手监控画面中选中并双击上工件，弹出“属性设置”窗口。在“位置动画连接”一栏中选中“垂直移动”。9.5动画连接9.5.2构件移动动画连接单击“垂直移动”选项卡，进入该页，在“表达式”一栏填入：垂直移动量。在垂直移动连接栏填入各项参数：当垂直移动量=0时，向下移动距离=0；当垂直移动量=25时，向下移动距离=72。单击“确认”按钮，存盘。（垂直移动量的最大值=循环次数*变化率=25*1=25；循环次数=下移时间（上升时间）/循环策略执行间隔=5s/200ms=25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1。）9.5动画连接9.5.2构件移动动画连接[2]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，观察长度。垂直缩放比例=直线长度/下滑杠长度，本例假设为200。选中并双击下滑杆，弹出属性设置窗口，单击“大小变化”选项卡，进入该页。变化方向选择向下。变化方式为缩放。输入参数的意义：当垂直移动量=0时，长度=初值的100%；当垂直移动量=25时，长度=200%。9.5动画连接下杆垂直缩放的设置9.5.2构件移动动画连接[3]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，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180。脚本程序执行次数=左移时间（右移时间）/循环策略执行间隔=10s/200ms=50次。水平移动量的最大值=循环次数*变化率=50*1=50，当水平移动量=50时，水平移动距离为180。9.5动画连接9.5.2构件移动动画连接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：当水平移动量=0时，向右移动距离为0；当水平移动量=50时，向右移动距离为180。9.5动画连接左杆水平移动的设置9.5.2构件移动动画连接[4]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300。设定参数。填入各个参数，并注意变化方向和变化方式选择。当水平移动参数=0时，长度为初值的100%；当水平移动参数=50时，长度为300%。单击“确认”按钮，存盘。9.5动画连接左杆缩放设置9.5.2构件移动动画连接[5]工件移动动画的实现。选中下工件，在“属性设置”页中选择进入“可见度”页，在表达式一栏填入：工件夹紧标志；当表达式非零时，选择：对应图符不可见。意思是：当工件夹紧标志=1时，下工件不可见；工件夹紧标志=0时，下工件可见。选中并双击上工件，将其可见度属性设置为与下工件相反，即当工件夹紧标志非零时，对应图符可见。存盘调试。9.5动画连接9.5.3控制程序的编写[1]定时器的使用。单击“运行策略”选项卡，进入“运行策略”页。选中“循环策略”，单击右侧“策略属性”按钮，弹出“策略属性设置”窗口。在“定时循序执行，循环时间[ms]”一栏，填入200。单击“确认”按钮。9.5动画连接9.5.3控制程序的编写选中“循环策略”，单击右侧“策略组态”按钮，弹出“策略组态：循环策略”窗口。单击“工具箱”按钮，弹出“策略工具箱”。在工具栏找到“新增策略行”按钮，单击，在循环策略窗口出现了一个新策略，如图所示。在“策略工具箱”选中“定时器”，光标变为小手形状，单击新增策略行末端的方块，定时器被加到该策略。9.5动画连接9.5.3控制程序的编写定时器的功能分为，启停功能：在需要的时候被启动，在需要的时候被停止。计时功能：启动后进行计时。计时时间设定功能，即可以根据需要设定时计时。状态报告功能：即是否到设定时间。复位功能：即在需要的时候重新开始记时。双击新增策略行末端的定时器方块，出现定时器属性设置。9.5动画连接9.5.3控制程序的编写在“设定值”栏填入：12，代表设定时间为12s。在“当前值”栏，填入：计时时间。在“计时条件”一栏，直接或操作“？”按钮填入：时间到。则计时时间超过设定时间时，“时间到”变量将为1，定时器开始计时；为0时，停止计时。在“复位条件”一栏，填入：定时器复位。在“计时状态”一栏，直接或操作“？”按钮填入：时间到。则计时时间超过设定时间时，“时间到”变量将为1，否则为0。在“内容注释”一栏，填入：定时器。单击“确认”按钮。9.5动画连接计时器值的设定9.5.4利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制从组态环境进入循环策略组态窗口,如图所示。9.5动画连接9.5.4利用定时器和脚本程序实现机械手的定时控制单击工具栏“新增策略行”按钮，在定时器下增加一行新策略。选中策略工具箱的“脚本程序”，光标变为手形。单击新增策略行末端的小方块，脚本程序被加到该策略。双击“脚本程序”策略行末端的方块。出现脚本程序编辑窗口。输入如下的程序清单。9.5动画连接9.5动画连接程序清单如下：IF下移=0THEN垂直移动量=垂直移动量+1ENDIFIF上移=0THEN垂直移动量=垂直移动量-1ENDIFIF右移=0THEN水平移动量=水平移动量+1ENDIFIF左移=0THEN水平移动量=水平移动量-1ENDIFIF启动=1AND复位=0then定时器复位=0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9.5动画连接IF启动=0THEN定时器启动=0ENDIFif复位=1and计时时间44then定时器启动=0endifif定时器启动=1thenif计时时间5then下移=0exitENDIFif计时时间=7then夹紧=0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9.5动画连接if计时时间=12then上移=0工件夹紧标志=1exitendifif计时时间=22then右移=0上移=1exitendifif计时时间=27then下移=0右移=1EXITENDIFIF计时时间=29THEN放松=0下移=1EXITENDIFIF计时时间=34THEN上移=0放松=1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9.5动画连接IF计时时间=44THEN左移=0上移=1EXITENDIFIF