运用组态王软件操作机械手完整

沈阳理工大学实践创新设计1前言在当今社会，科学技术发展迅猛，而组态软件在工控自动化领域发展中也得到很快的提高。由于工业自动化水平的迅速提高，计算机的广泛运用，人们对工业自动化的要求也越来越高。而组态软件又有延续性和可扩充性，易学易用性和通用性，使得组态软件得到长足的发展。本设计是运用组态王软件来完成机械手的模拟操作，不仅能够对机械手进行监控，而且能够进行模拟控制。我们通过模拟机械手画图，做变量，编写程序，来实现机械手的模拟操作。其中运用动画的效果去模拟机械手的运作，降低了学习的难度，而且可以很大程度上吸收经验，掌握知识。在接到本次创新实践的任务后，我首先进行了选题。我选择了利用组态王软件模拟机械手工作的题目。在进一步学习组态王软件后，我又从各方面收集了机械手的工作原理和过程的相关文件，只有对软件和工作原理充分认识以后，编程以及其他工作才会更顺利。当然，学习和调试的过程并不是相当的顺利，中间还是出现了很多小插曲，例如编程的失误，动画设计的缺陷等，虽然到最后成功完成，但离不开老师的悉心指导，谢谢老师。沈阳理工大学实践创新设计2目录前言........................................................................................................错误!未定义书签。目录.......................................................................................................................................2第一章组态软件及组态王软件.........................................................................................31.1组态软件简介................................................................................................................31.2组态王软件的特点........................................................................................................3第二章机械手的概述.........................................................................................................42.1机械手简介...................................................................................................................42.2机械手的组成...............................................................................................................4第三章机械手的总体设计.................................................................................................53.1课程设计的主要内容....................................................................................................5第四章机械手的设计过程.................................................................................................54.1数据变量的建立............................................................................................................54.2系统程序的编制...........................................................................................................74.3动画连接.......................................................................................................................84.4最终动画效果...............................................................................................................9结束语.................................................................................................................................12参考文献.............................................................................................................................13沈阳理工大学实践创新设计3第一章组态软件及组态王软件1.1组态软件简介在当今社会，随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，在工控自动化领域中，人们对自动化的要求越来越高，组态软件的发展也是非常迅速的。组态软件，又称为组态监控软件系统软件。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称运动系统。1.2组态王软件的特点1.丰富的I/O。将组态王和驱动程序整合在一起，通用性强，含有多种I／O驱动程序，能与较多的PLC通信，并且通信可靠。2.报警和事件系统。组态王报警系统具有方便、灵活、可靠、易于扩展的特点。组态王分布式报警管理提供多种报警管理功能。包括：基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、新增死区和延时概念等功能，以及通过网络的远程报警管理。组态王还可以记录应用程序事件和操作员操作信息。报警和事件具有多种输出方式：文件、数据库、打印机和报警窗，并且可以利用控件等工具轻松浏览和打印报警数据库的内容。3.安全系统。组态王采用分级和分区保护的双重保护策略，对新增用户组和安全区管理、999个不同级别的权限和64个安全区形成双重保护，另外组态王能记录程序运行中操作员的所有操作。沈阳理工大学实践创新设计4第二章机械手的概述2.1机械手简介机械手现在已经应用于各行各业中，无论是在工地，港口还是各种各样的生产过程中，都涉及到机械手的操作。它是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。2.2机械手的组成沈阳理工大学实践创新设计5机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。第三章机械手的总体设计3.1课程设计的主要内容1.安装组态王软件，通过课上的学习和查阅图书和上网等途径熟悉所用组态软件的操作，并自己进行简单的程序模拟实验。2.查看有关参考书籍，查阅相关文献资料，独立设计基于组态软件的机械手的控制方案。3.根据实际系统的要求，进行简单的画面设计与编辑，简单控制程序的编写，设定动画连接等功能。4.进行程序的运行，调试与改进。第四章机械手的设计过程4.1数据变量的建立数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量名称、类型、初始值和数值范围，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沈阳理工大学实践创新设计6等。数据对象有I／O开关型、I／O数值型、I／O字符型、内存开关型等8种类型。不同类型的数据对象，属性不同，用途也不同。建立工程如图4-1所示4-1建立工程本设计的数据变量定义如图4-24-2数据词典的定义沈阳理工大学实践创新设计74.2系统程序的编制通过定义的数据词典，编制机械手运行的程序，系统的程序如下：if(\\本站点\启动==1){{\\本站点\时间=\\本站点\时间+1;}if(\\本站点\时间=5){\\本站点\垂直移动=\\本站点\垂直移动+10;\\本站点\向下亮灯=1;}if(\\本站点\时间5&&\\本站点\时间=10){\\本站点\垂直移动=\\本站点\垂直移动-10;\\本站点\垂直移动1=\\本站点\垂直移动1+10;\\本站点\向下亮灯=0;\\本站点\向上亮灯=1;}if(\\本站点\时间10&&\\本站点\时间=50){\\本站点\水平移动=\\本站点\水平移动+10;\\本站点\水平移动1=\\本站点\水平移动1+10;\\本站点\水平移动2=\\本站点\水平移动2+10;\\本站点\向上亮灯=0;\\本站点\向右亮灯=1;}if(\\本站点\时间50&&\\本站点\时间=55){\\本站点\垂直移动=\\本站点\垂直移动+10;\\本站点\垂直移动1=\\本站点\垂直移动1-10;\\本站点\向右亮灯=0;\\本站点\向下亮灯=1;}if(\\本站点\时间55&&\\本站点\时间=60){\\本站点\垂直移动=\\本站点\垂直移动-10;\\本站点\向下亮灯=0;\\本站点\向上亮灯=1;}if(\\本站点\时间60){\\本站点\水平移动=\\本站点\水平移动-10;\\本站点\水平移动1=\\本站点\水平移动1-10;\\本站点\向上亮灯=0;\\本站点\向左亮灯=1;}沈阳理工大学实践创新设计8if(\\本站点\时间100){\\本站点\水平移动1=0;\\本站点\时间=0;\\本站点\向左亮灯=0;}}else{\\本站点\垂直移动=0;\\本站点\垂直移动1=0;\\本站点\启动=0;\\本站点\水平移动=0;\\本站点\水平移动1=0;\\本站点\向上亮灯=0;\\本站点\向下亮灯=