基于组态的机械手控制系统课程设计.docVIP

第1章 绪论 1.1 组态王软件简介 本系统采集控制软件选用中国本土软件厂商北京亚控科技发展有限公司生 产的，国内最早的商用组态软件“组态王” 。截止到 2009 年底， “组态王”已在 国内装机量有 10 万套，成功地应用于我国工业领域的各行各业，例如石油、化 工、电力、冶金、造纸、橡胶、环保、机械制造等等，在中国使用的监控软件中， 组态王拥有国内最多的用户。像国外众多的软件一样，组态王软件也经过了一个 发展例程： 1995 年——组态王 V1.01996 年——组态王 V1.2 1997 年——组态王 V1.511998 年——组态王 V2.01999 年——组态王 V5.1 2000 年——组态王 V5.1 for Internet2001 年——组态王 V6.0、组态王电力专业版 6.0 2002 年——组态王 V6.022003 年——组态王 V6.5 2005 年——组态王 V6.512006 年——组态王 V6.522007 年——组态王 V6.53(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。 1.3 用途 在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC , C , FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。 组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。 (2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。机械手是一种能模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。可编程控制器是以微处理技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器。它在工业现场中对机械手能起到有效而灵活的控制。可编程控制器和监控系统的通讯，往往需要采用高级语言编程实现，对用户有着很高的要求。这需要用户必须熟悉互联的可编程控制器及其网络采用的通讯协议，严格按照通讯协议规定为计算机编写通讯程序。然而，用户希望监控系统具有界面简单、便于操作、实时性好、开发周期短和可移植性强等特点。组态技术在数据处理、网络通讯和图形界面等方面给监控系统提供了有力的支持。机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成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