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学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 上位机监控层采用组态王软件 K i n g v i e w提供逼真形象的 人机界面， 便于操作人员进行操作。 下位机 P L C和上位机 组态王 K i n g v i e w之 间的通讯 通过服务 器和 P P I 电缆实 现， 该技术可以达到本系统要求 ， 实现过程控制的链接和 嵌入。 P L C可以利用服务包向上位机提供数据服务 ，不但 可以将机械手的各个运行参数实时地采集 到组态王对应 的变量中，由组态王统一管理后给出系统各部分的运行 趋势 、 数据报表以及报警时间 ， 还可 以根据上位机 的指令 和一定的程序设置驱动 电机 ，从而使机械手执行相关 的 动作 。 4 系统的软件 4 ． J P L C的 I ／ O接 口设 计 表 1 输入端子分配 输人设备 S Q 1 S Q 2 S Q 3 S Q 4 S Q 5 S Q 6 输入端子 1 0 ．1 1 0 ． 2 1 0 ．3 1 0 ．4 1 0 ．5 1 0 ．6 输入设备 S Q 7 S Q 8 S B 1 S B 2 S B 3 S B 4 输入端子 I O ． 7 1 0 ． 8 1 0 ． O I 2 ． 1 I 2 ． 2 I 2 l3 输入 设备 S B 5 S B 6 S B 7 S B 8 S B 9 S B 1 0 输入端子 I 2 ．4 I 2 ． 5 I 2 ． 6 I 2 ． 7 I 3 ． 0 I 3 ． 1 输入设备 S B 1 1 S B 1 2 S B 1 3 S B 1 4 S B 1 5 S B 1 6 输入端子 I 3 ．2 I 3 ． 3 1 3 l4 I 3 ． 5 1 3 ． 6 1 3 ． 7 表 2 输出端子分配 输出 设备 输出端子 输出设备 输出端子 YV6 YV7 YV8 YV8 EL Q1 ． 2 Q 1 ．3 Qa ． 4 Q1 ． 5 Q1 ．6 机械手 的控制 可 以分为手动控制 和 自动控制这两种 方式。手动控制分 为手动和 回到原点 两种操作 ，自动操 作分为单步和连续 操作 。根据机械手 动作的要求 ，对输 入点和输 出点进行 分配。输入端子分 配 情 况 如 表 1所 示 ，输 出端子分配 情况表如表 2 所示。 其中 ， S Q 1 ～ S Q 8 分别为手部 、 小臂 、 大臂 以及腰部的 限位开关 ， 占用 8 个输人点 ； S B 1 、 S B 2 、 S B 3 、 S B 4 、 S B 1 5 分 别 为启动按钮 、 停止按钮 、 手动操作按钮 、 连续操作按钮 、 回原点按钮 ，占用 5 个输入点 ； S B 5 ～ S B 1 4分别为手爪 的 抓紧和放松 、 手部 的单步上升和下降 、 小臂的单步上升和 下降、 大臂的单步上升和下降、 腰部的单步左转和右转， 占用 l 0 个输入点 ； S B 1 6 为光 电工件检测开关 ， 占 1 个输 入点。 手动操作主要用于维修 ，可以用按钮对机械手 的每 一 个动作进行单独控制。 按下 回原点按钮 S B 1 5时， 机械手 自动回到原点 。 其 中， Y V1 ～ Y V 8分别 为手部 电机 的上转 和下转 、 小 臂 电机的上转和下转 、 大臂 电机的上转和下转 、 腰部电机 的左转和右转 ； Y V 9 为手爪夹紧； E L 为原点指示灯。 在选择 P L C的型式时，输入点和输出点的多少应考 虑工艺过程和控制要求变动对输入点的需要 ，应该考虑 1 5 ％的余量。 本机械手控制设备选择的 C P U为 S I M A T I C s 7 2 0 0 C P U 2 2 6 ，该 C P U集成有 2 4 个输入 和 1 6 个输出 点 ， 可以满足本设备的要求。 本机械手控制系统采用西门子 s 7 2 0 0 C N数字量输 入模块 E M2 2 1 ， 8 点输入 ， 分别为小臂单步上升、 小臂单 步下降 、 大臂单步上升 、 大臂单步下降 、 腰部单步左转 、 腰 仿囊 ， 建撰 I C AD I CA MI C AE I C AP P 制造业信息化 部单步右转 、 回原点 、 工件位置检测。 4 ． 2 上 位机 组 态设 计 本 系统 的上位 机采用 组态 王 K i n g v i e w进 行设 计 ， K i n g v i e w 6 ． 5 3 是一 款全中文的工业控制用组态软 件 ， 可 以运行于 Wi n d o w s 平台。组态王 K i n g v i e w 6 ． 5 3 具有 开放 性好 、 适应性强 、 易 于扩展 、 经济 、 开发周期短等很 多优 点， 尤其是它在 自动控制系统中能够发挥组态开发、 上传 下达的重要作用。 组态王软件包 由工程管理器 、 工程浏览 器 、 画面运行系统 、 信息窗 口这 四个部分组成。其 中工程 浏览器和画面运行系统是两个相互独立的 Wi n d o w s 应用 程序 ， 都可以单独使用。 通讯设备的参数设置 在组态王工程浏览器工程 目 录显示区， 通过“ 设备” 大纲项 目下的P L C与上位机所连 串口 C O M ， 对其进行参数设置。 P L C的通信参数应该与 组态王的设置一致 ， 同时 ， 组态王系统的 C O M1口设置要 和 P L C的一致 。 P L C采用默认的通信参数如下 数据位长 度为 7 位， 波特率为 9 6 0 O b p s ， 奇偶校验位为偶校验 ， 停止 位长度为 1 位。 设备之间的连接可以通过 P L C与计算机的连接专 用通信电缆，将 P L C通过编程口与上位计算机的串口 C O M 连接 ， 进行 串13 通讯 。完成通讯参数 的设置后 ， 就 可以设置组态王和 P L C之间的连接。 建立 数 据 库 数 据库是 联系下位机和 上位机 的桥梁 。选择 工程浏 览器的左侧大 纲项“ 数据库 ＼ 数据词 典” ， 在“ 变量属性 ” 对 话框里 面可 以创建机 械手控制 系统 的各个 数据变量 。根据机械 手的控制要求和组态 王画面中的控制要素 ， 可设计组态王工程 的变量 。 部分变 量如图 3 所示。其 中 x、 x 1 、 Y、 Yl 为备用变量 ， 可以在动 画连接时补充使用。 这些变量 与 P L C内 部的变量是一一对应 的， P L C的输 出输 入完全 由 组态 王内部的变量代替。 这样 ， P L C的实际输入输 出状态 就会全 部反映在 组态王监控界面上了。 设计 图形 界 面并建 立动画连接 组态画面如 图 4 所示。 图 4画面 中 的动画 连接均采用隐含连接方式，也就是当画面中的各个图素 隐含连接表达式为真时才将其显示出来 ，当表达式不成 立时则会 隐含。 机械工程师 2 0 1 1 年第8 期i 4 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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