課程設(shè)計(jì)說明書(2015/2016學(xué)年第一學(xué)期)課程名稱:綜合布線及樓宇監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)題目:2號教學(xué)樓綜合布線中心機(jī)房子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與機(jī)械手搬運(yùn)單元控制組態(tài)專業(yè)班級:電氣工程及其自動(dòng)化班學(xué)生姓名:學(xué)號:指導(dǎo)教師:李兵楊怡君韓曉鴻等設(shè)計(jì)周數(shù):兩周設(shè)計(jì)成績:2016年1月14日目錄目錄 1課程設(shè)計(jì)一:2號教學(xué)樓綜合布線中心機(jī)房子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2一設(shè)計(jì)概況 21.1系統(tǒng)組成 21.2課程設(shè)計(jì)的目的 21.3課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 31.4課程設(shè)計(jì)的要求 31.5課程設(shè)計(jì)的原則 3二綜合布線設(shè)計(jì)步驟 42.12號建筑物的實(shí)地測量 42.2利用AUTOCAD進(jìn)行綜合布線平面圖繪圖 4三課程設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 43.1傳輸介質(zhì)選擇 43.2工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 43.3水平子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 53.3.1其各樓層的信息點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表(沒有考慮余量的情況下) 53.3.2對該各樓層的具體分析 63.4管理區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 73.5干線子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 73.6設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 73.7中心機(jī)房的位置選擇 9四工程造價(jià)的預(yù)算(供參考) 9參考文獻(xiàn) 10課程設(shè)計(jì)二:機(jī)械手搬運(yùn)單元控制組態(tài) 10一課程設(shè)計(jì)的概述 101.1課程設(shè)計(jì)的目的 101.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 11二系統(tǒng)設(shè)計(jì) 112.1系統(tǒng)分析 112.2系統(tǒng)的技術(shù)要求 112.3上位機(jī)的程序設(shè)計(jì) 112.3.1設(shè)計(jì)思路: 112.3.2監(jiān)控界面狀態(tài) 122.3.3監(jiān)控組態(tài)程序清單 12參考文獻(xiàn) 14課程設(shè)計(jì)總結(jié) 14課程設(shè)計(jì)一:2號教學(xué)樓綜合布線中心機(jī)房子系統(tǒng)設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)概況1.1系統(tǒng)組成綜合布線系統(tǒng)(GCS)集成了教學(xué)樓建筑物內(nèi)所有弱電布線,當(dāng)使用綜合布線系統(tǒng)時(shí),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、用戶交換機(jī)系統(tǒng)以及局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配線,是使用一套由公共配件所組成的配線系統(tǒng)綜合在一起。綜合布線系統(tǒng)可兼容各個(gè)不同廠家的語音、數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備;其開放的結(jié)構(gòu)可以作為各種不同工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn),不再需要為不同的設(shè)備準(zhǔn)備不同的配線零件以及復(fù)雜的線路標(biāo)志與管理線路圖表。GCS使得配線系統(tǒng)將具有更大的適用性、靈活性,可以利用最低的成本在最小的干擾下,進(jìn)行工作地點(diǎn)上的終端設(shè)備的重新安排與規(guī)劃。根據(jù)國際電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)和國際電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)制定的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(EIA/TIA568A),及中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)由工作區(qū)子系統(tǒng)、配線(水平)子系統(tǒng)、干線(垂直)子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、進(jìn)線間子系統(tǒng)七個(gè)子系統(tǒng)組成。其構(gòu)成圖如下圖：圖1:結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)圖本設(shè)計(jì)中的2號教學(xué)樓由于屬于舊樓改造且規(guī)模一般,該系統(tǒng)只包含了工作區(qū)子系統(tǒng)、配線(水平)子系統(tǒng)、干線(垂直)子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)。1.2課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是對課程理論和課程實(shí)驗(yàn)的綜合和補(bǔ)充。它主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過的理論和技能去分析和解決實(shí)際問題的能力,對加深課程理論的理解和應(yīng)用具有重要意義。本課程設(shè)計(jì)通過綜合利用所學(xué)綜合布線知識(shí)完成一項(xiàng)綜合布線工程的設(shè)計(jì)任務(wù),研究確定實(shí)施方案并進(jìn)行部分工程的實(shí)施,從而加深對弱電系統(tǒng)與綜合布線的原則和特點(diǎn),掌握知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)去解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的能力。1.3課程設(shè)計(jì)的任務(wù)根據(jù)2號教學(xué)樓的具體結(jié)構(gòu),根據(jù)使用要求,確定中心機(jī)房的位置和信息網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對中心機(jī)房和主干網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備進(jìn)行選型,根據(jù)設(shè)定的信息點(diǎn)的數(shù)目,計(jì)算出所用線纜數(shù)量,進(jìn)行本部分的工程造價(jià)。1.4課程設(shè)計(jì)的要求(1)設(shè)計(jì)應(yīng)符合EIA/TLA-568民用建筑線纜標(biāo)準(zhǔn)[3]和IS0/IE011801國際標(biāo)準(zhǔn);(2)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)符合實(shí)際的情況,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)合理、科學(xué)、具有先進(jìn)技術(shù);(3)與學(xué)校校園網(wǎng)的接入方式要合理,電話接入方式要符合電信科的要求；(4）與各個(gè)水平子系統(tǒng)的連接方式要合理;（5）課程設(shè)計(jì)報(bào)告書寫規(guī)范,文字通順,圖表清晰。數(shù)據(jù)完整,結(jié)論；1.5課程設(shè)計(jì)的原則在綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下幾個(gè)需求和原則:(1)實(shí)用性:布線系統(tǒng)能在現(xiàn)在和將來適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展,能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音通信。(2)靈活性:布線系統(tǒng)能滿足靈活通用的要求。任何一個(gè)信息插口,均能連接不同的設(shè)備,如計(jì)算機(jī),終端,傳真機(jī),和電話。并可連接不同類型的局域網(wǎng)。所有這些不同類型的連接方法均可通過在管理子系統(tǒng)中更改跳線來方便地實(shí)現(xiàn)。（3)模塊化:布線系統(tǒng)中,除固定于建筑物中的線纜外,其余所有接插件均是模塊化的標(biāo)準(zhǔn)件。(4)擴(kuò)充性：布線系統(tǒng)是要能擴(kuò)充的,以便將來要擴(kuò)展時(shí),可以方便地將設(shè)備擴(kuò)充進(jìn)去。(5）可靠性:該布線系統(tǒng)具有15-20年的使用壽命。（6）標(biāo)準(zhǔn)化:該布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是成熟的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。二綜合布線設(shè)計(jì)步驟2.12號建筑物的實(shí)地測量設(shè)計(jì)的開始先進(jìn)行建筑物的實(shí)地考察,對大概的布局進(jìn)行觀察并做出配線設(shè)備、中心機(jī)房等的位置和數(shù)量的記錄,再對建筑物的外圍進(jìn)行尺寸的測量和記錄。完成后,對各個(gè)樓層的房間尺寸、門的大小進(jìn)行測量,記錄相應(yīng)的門牌號和其功能,根據(jù)其功能為下一步的信息點(diǎn)安排做好準(zhǔn)備,并對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2利用AUTOCAD進(jìn)行綜合布線平面圖繪圖利用所學(xué)過的AUTOCAD對2號教學(xué)樓(一至五層)進(jìn)行綜合布線平面繪圖,主要反映各配線架的連接。其綜合布線平面圖如下:圖2:2號教學(xué)樓綜合布線平面圖三課程設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1傳輸介質(zhì)選擇五類(超五類)非屏蔽雙絞線。根據(jù)2號教學(xué)樓的實(shí)際情況,采用星型拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)布線的方式。3.2工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照GB50311-2007國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,工作區(qū)是一個(gè)獨(dú)立的需要設(shè)置終端設(shè)備的區(qū)域。工作區(qū)應(yīng)由水平布線系統(tǒng)的信息插座延伸到終端設(shè)備處的連接電纜及適配器組成。在施工設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能考慮用戶對室內(nèi)布局的需要,同時(shí)也應(yīng)考慮從信息墻座連接應(yīng)用設(shè)備的方便和安全,信息插座與計(jì)算機(jī)設(shè)備的距離保持在5米范圍內(nèi)；本教學(xué)樓為辦公和實(shí)驗(yàn)的場所,所以多采用墻上嵌入式安裝型插座,使用標(biāo)準(zhǔn)的86型（86*86cm）墻盒,其信息插座設(shè)計(jì)在距離地面30cm以上；少數(shù)采用桌上型墻座時(shí)應(yīng)考慮和辦公桌、實(shí)驗(yàn)桌協(xié)調(diào)配合,同時(shí)更應(yīng)考慮安裝位置的安全性和可靠性；另外,在設(shè)計(jì)工作區(qū)的信息點(diǎn)的數(shù)量時(shí)應(yīng)在需求的基礎(chǔ)上再考慮一定的余量,以滿足后續(xù)的需求。3.3水平子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平(配線)子系統(tǒng)由信息插座、信息插座至機(jī)房配線設(shè)備的電纜、和跳線組成。信息插座均為RJ-45制式。每一條數(shù)據(jù)水平雙絞線的長度均不應(yīng)超過90米。水平雙絞線布線從房間內(nèi)的信息點(diǎn)引出并布到機(jī)房的配線機(jī)柜內(nèi)。整個(gè)布線為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接方式。該2號樓屬于舊建筑物,其采用護(hù)壁板管道布線方式。為了保證系統(tǒng)的安全可靠性,所有的配線設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須置于中心機(jī)房的機(jī)柜內(nèi)。根據(jù)原則,水平子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為：(1)水平銅纜采用100Ω的超五類非屏蔽阻燃雙絞線。(2)配線設(shè)備采用AMP的24口RJ-45配線架模塊和24口RJ-45+AUI集線器。(3)信息點(diǎn)插座模塊采用AMP的超五類網(wǎng)絡(luò)模塊。(4)面板采用AMP的單/雙孔86型面板。(5）水晶頭的線序采用T568B。(橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕）3.3.1其各樓層的信息點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表(沒有考慮余量的情況下)建筑物網(wǎng)絡(luò)和信息點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表房間或者區(qū)域編號樓層編號01.0203.0405.0607.0809.1011.1213.1415.1617數(shù)據(jù)點(diǎn)合計(jì)語音點(diǎn)合計(jì)信息點(diǎn)合計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)語音點(diǎn)052222222211722222222117042222322211822223222118032122222211621222222116022232332312122323323121014222224412342222244123合計(jì)9595190表1:2號教學(xué)樓各樓層的信息點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表3.3.2對該各樓層的具體分析(1)2號教學(xué)樓一層:一個(gè)值班室、一個(gè)打印室、三個(gè)辦公室、六個(gè)實(shí)驗(yàn)室,共配出四十六個(gè)信息點(diǎn),考慮百分之三的余量時(shí),共配出M=m+3%m=48(個(gè)),選用兩個(gè)24口RJ-45配線架模塊、兩個(gè)24口RJ-45+AUI集線器一個(gè)48口的交換機(jī)。(2)2號教學(xué)樓二層:一個(gè)實(shí)驗(yàn)室、十二個(gè)辦公室,共配出四十二個(gè)信息點(diǎn),考慮百分之三的余量時(shí),共配出M=m+3%m=44(個(gè)),選用兩個(gè)24口RJ-45配線架模塊、兩個(gè)24口RJ-45+AUI集線器和一個(gè)48口的交換機(jī)。(3)2號教學(xué)樓三層:三個(gè)實(shí)驗(yàn)室、九個(gè)辦公室,共配出三十二個(gè)信息點(diǎn),考慮百分之三的余量時(shí),共配出M=m+3%m=33(個(gè)),選用兩個(gè)24口RJ-45配線架模塊、兩個(gè)24口RJ-45+AUI集線器和一個(gè)48口的交換機(jī)。(4）2號教學(xué)樓四層:一個(gè)辦公室、兩個(gè)教研室、一個(gè)工程圖書館、五個(gè)實(shí)驗(yàn)室、九個(gè)辦公室,共配出三十六個(gè)信息點(diǎn),考慮百分之三的余量時(shí),共配出M=m+3%m=38(個(gè)）,選用兩個(gè)24口RJ-45配線架模塊、兩個(gè)24口RJ-45+AUI集線器和一個(gè)48口的交換機(jī)。（5）2號教學(xué)樓五層:一個(gè)辦公室、九個(gè)實(shí)驗(yàn)室,共配出三十四個(gè)信息點(diǎn),考慮百分之三的余量時(shí),共配出M=m+3%m=36（個(gè)）,選用兩個(gè)24口RJ-45配線架模塊、兩個(gè)24口RJ-45+AUI集線器和一個(gè)48口的交換機(jī)。（6）綜上述分析,考慮完余量之后的信息點(diǎn)總數(shù)為:48+44+33+38+36=199（個(gè)）,因此進(jìn)行水平線纜的計(jì)算:經(jīng)測量本教學(xué)樓東西長度為66m,離最遠(yuǎn)信息點(diǎn)距離為60m,離最近信息點(diǎn)距離為5m。平均電纜走線長度:S=0.55*(60+5)+6=41.75m(取42m);每箱可以拉線的根數(shù):305/42=7.26m（取7根）;因此,整座樓共五層,共需要199/7=28.4(取29)箱；3.4管理區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理間子系統(tǒng)設(shè)置在樓層配線房間,是水平系統(tǒng)電纜端接的場所,也是主干系統(tǒng)電纜端接的場所。用戶可以在管理間子系統(tǒng)中更改、增加、交接、擴(kuò)展纜線。從而改變纜線路由。該設(shè)計(jì)的2號教學(xué)樓屬于舊樓改造,信息點(diǎn)密集,使用時(shí)間集中,樓道很長,每樓層均采取19寸壁掛式機(jī)柜直接明裝在樓道,其面積設(shè)為1.8m2。壁掛式機(jī)柜一般在樓道安裝高度不小于1.8米[5]。3.5干線子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)垂直干線子系統(tǒng)由設(shè)備間子系統(tǒng)與管理間子系統(tǒng)的引入口之間的布線組成,采用大對數(shù)電纜或光纜。兩端分別連接在設(shè)備間和樓層配線間的配線架上。它是建筑物內(nèi)綜合布線的主饋纜線,是樓層配線間與設(shè)備間之間垂直布放纜線的統(tǒng)稱。本設(shè)計(jì)的2號教學(xué)樓采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線方式,采用100Ω大對數(shù)超五類非屏蔽雙絞電纜,每層樓高4m,共需50m（包括端接容差和裕量,跳線）電纜,電纜井設(shè)在距離東門6m處,采用點(diǎn)對點(diǎn)端接,并配出200條電纜,,干線電纜捆在支持用的鋼繩上鋼繩依靠墻上的金屬條固定。3.6設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)備間主要安裝建筑配線設(shè)備(BD)。設(shè)備間內(nèi)安裝了計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電話程控交換機(jī)、建筑物自動(dòng)化控制設(shè)備等硬件設(shè)備。這些設(shè)備的運(yùn)行需要相應(yīng)的溫度、濕度、供電、防塵等要求。本設(shè)計(jì)2號教學(xué)樓的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用19寸的安裝機(jī)架,RJ-45配線模塊、四十八口交換機(jī)和二十四口的集線器等。(1)溫濕度的選擇設(shè)備間可以通過安裝降溫或加溫、加濕或除濕功能的空調(diào)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)控制。選擇空調(diào)設(shè)備時(shí),北方地區(qū)要全面具有降溫、升溫、除濕、加濕功能。根據(jù)設(shè)備間外圍結(jié)構(gòu)傳熱量,室內(nèi)工作人員發(fā)熱量,照明工具發(fā)熱量,室外補(bǔ)充新風(fēng)帶入熱量,按照總熱量的1.1倍作為空調(diào)負(fù)荷量,據(jù)此選擇空調(diào)設(shè)備。設(shè)備間的溫濕度級別采用A級別A級（溫度:夏季:22±4；冬季:18±4。濕度:40%~65%)。(2)塵埃的要求設(shè)備間內(nèi)的電子設(shè)備對塵埃要求較高,塵埃過高會(huì)影響設(shè)備的正常工作,降低設(shè)備的工作壽命。設(shè)備間的塵埃指標(biāo)選擇B級（B級：粒度>0.5；個(gè)數(shù)<18000)。(3)照明的要求為了方便工作人員在設(shè)備間內(nèi)操作設(shè)備和維護(hù)相關(guān)綜合布線器件,設(shè)備間內(nèi)必須安裝足夠照明度的照明系統(tǒng),并配置應(yīng)急照明系統(tǒng)。設(shè)備間內(nèi)距地面0.8m處,照明度不應(yīng)低于200lx。設(shè)備間配備的事故應(yīng)急照明,在距地面0.8m處,照明度不應(yīng)低于5lx。(4)噪聲的要求為了保證工作人員的身體健康,設(shè)備間內(nèi)的噪聲應(yīng)小于70dB。(5)供電系統(tǒng)設(shè)備間供電電源:50Hz;220V/380V;相數(shù):三相五線制或三相四線制/單相三線制。采用A級供電系統(tǒng)（電壓變動(dòng):-5%~+5%;頻率變動(dòng):-0.2%~+0.2%波形失真率：<±5%),提供獨(dú)立電源。(6)設(shè)備間的設(shè)備管理設(shè)備間內(nèi)所有進(jìn)出線裝置或設(shè)備應(yīng)采用不同色標(biāo),以區(qū)別各類用途的配線區(qū),方便線路的維護(hù)和管理。(7)防火措施從設(shè)備間的配電盤到各種設(shè)備的供電電纜,應(yīng)為阻燃銅芯屏蔽電纜,設(shè)備間應(yīng)安裝相應(yīng)的消防系統(tǒng),配備防火防盜門。對于A類安全設(shè)備間,其建筑物的耐火等級必須分別符合GB50045-2001中規(guī)定的一級耐火等級。設(shè)備間內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警裝置。在機(jī)房內(nèi)、工作房間、活動(dòng)地板下、吊頂上方及易燃物附近都應(yīng)設(shè)置感煙和感溫探測器。A類設(shè)備間還內(nèi)設(shè)置二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng),并備有手提式二氧化碳滅火器。(8)設(shè)備間的內(nèi)部裝飾地面:為了方便敷設(shè)電纜線和電源線,設(shè)備間的地面最好采用抗靜電活動(dòng)地板,其接地電阻應(yīng)在0.1-1000MΩ之間。具體要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB6650-86。墻面:墻面應(yīng)選擇不易產(chǎn)生灰塵,也不易吸附灰塵的材料。目前大多數(shù)是在平滑的墻壁上涂阻燃漆,或在墻面上覆蓋耐火的膠合板。頂棚：為了吸音及布置照明燈具,一般在設(shè)備間頂棚下加裝一層吊頂。吊頂材料應(yīng)滿足防火要求。目前,我國大多數(shù)采用鋁合金或輕鋼做龍骨,安裝吸音鋁合金板、阻燃鋁塑板、噴塑石英板等。3.7中心機(jī)房的位置選擇結(jié)合實(shí)際情況,考慮用電纜的節(jié)約,把中心機(jī)房的位置設(shè)置在一樓119室。其設(shè)計(jì)要求均滿足設(shè)備間選擇的要求。四工程造價(jià)的預(yù)算該工程的造價(jià)預(yù)算只針對一部分系統(tǒng)的設(shè)計(jì),其統(tǒng)計(jì)表如下:設(shè)備名稱數(shù)量單價(jià)(元）總價(jià)(元）面板199(取200）71400半蓋盒199(取200）15.53100墻盒398(取400）62400RJ-45插座模塊199*3=597(取600）16.81008024口RJ-45配線架10+193102324口RJ-45+AUI集線器10+15055019寸安裝機(jī)架5+11200072000電纜(箱）293501015048口交換機(jī)5+168408工程總造價(jià):101111（元）參考文獻(xiàn)[1]韓寧,劉國林,《綜合布線》北京:人民交通出版社2004[2]黎連業(yè),《網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)與施工技術(shù)》第二版機(jī)械工業(yè)出版社2003[3]宋建峰,《綜合布線工程實(shí)用設(shè)計(jì)施工手冊》中國建筑工業(yè)出版社2000[4]向忠宏,《綜合布線產(chǎn)品與案例》人民郵電出版社2003[5]劉化君,《綜合布線系統(tǒng)》機(jī)械工業(yè)出版社2004.7課程設(shè)計(jì)二:機(jī)械手搬運(yùn)單元控制組態(tài)機(jī)械手在當(dāng)今工業(yè)中有著舉足輕重的作用,是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物,能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能,用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置,是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備,對實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實(shí)踐證明,它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化,能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全,它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作,更顯示其優(yōu)越性,有著廣闊的發(fā)展前途。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長期頻繁、單調(diào)的操作,采用機(jī)械手是行之有效的方法和途徑。而監(jiān)控組態(tài)軟件則是通過力控軟件實(shí)現(xiàn)對硬件設(shè)備（如PLC（可編程控制器）梯形圖組態(tài)等）的控制,減小了系統(tǒng)開發(fā)難度,同時(shí)增加了相應(yīng)工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和全面性。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能,構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。一課程設(shè)計(jì)的概述1.1課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是學(xué)生完成本學(xué)期教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論、基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。這對學(xué)生即將從事的相關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓都具有一定意義。

培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力。1.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(1)了解機(jī)械手搬運(yùn)單元的控制方法和控制要求;(2)確定監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案,利用組態(tài)軟件編制上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)界面;(3)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,進(jìn)行數(shù)據(jù)連接、數(shù)值標(biāo)定和相應(yīng)的編程；(4)編制程序?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械手搬運(yùn)單元的監(jiān)控;（5）選擇合適的通訊協(xié)議,實(shí)時(shí)下位機(jī)與上位機(jī)數(shù)據(jù)交換;（6）對本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié),撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；二系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)分析將機(jī)械手的原點(diǎn)(即原始狀態(tài))定位左位,高位,放松狀態(tài)。在原始狀態(tài)下,按下"啟動(dòng)"按鈕進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài),工件開始右移,當(dāng)機(jī)械手檢測到下工作臺(tái)有工件時(shí),機(jī)械手將向下運(yùn)動(dòng),下降到低位,然后鎖緊夾爪;當(dāng)工件被夾住后,機(jī)械手上升,到達(dá)高位后,手臂向右移動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)右側(cè)后夾爪向下并釋放工件,然后上升到高位左轉(zhuǎn)回到原始位置,將控制權(quán)交給下一單元。當(dāng)按下"復(fù)位"鍵時(shí),機(jī)械手回復(fù)到原始狀態(tài)。其動(dòng)作邏輯關(guān)系圖如下:原位→下降→夾緊→上升→右移↑(復(fù)位)↓左移←上升←夾緊←放松←下降2.2系統(tǒng)的技術(shù)要求(1)機(jī)械夾爪上下運(yùn)動(dòng)（2)傳送帶上的傳感器檢測到有工件到位且有信號產(chǎn)生時(shí),機(jī)械手下降(3)機(jī)械手臂左右擺動(dòng)(180°)(4)只有當(dāng)機(jī)械手臂下降到低端時(shí)才能作開合動(dòng)作（5）按下復(fù)位按鈕時(shí),整個(gè)狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)2.3上位機(jī)的程序設(shè)計(jì)2.3.1設(shè)計(jì)思路:(1)初始狀態(tài):機(jī)械手位于左側(cè),高位,放松。當(dāng)下方有工件時(shí),機(jī)械手開始工作。(2)工作狀態(tài):手動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕,機(jī)械手上下移位,當(dāng)檢測到工件到位時(shí)進(jìn)行工件的搬運(yùn)。（3）停止?fàn)顟B(tài):手動(dòng)按下停止按鈕,機(jī)械臂和機(jī)械手將停止工作,并停留在上一刻所工作的位置。（4）復(fù)位狀態(tài)：手動(dòng)按下復(fù)位按鈕,工作狀態(tài)將會(huì)到初始狀態(tài)。2.3.2監(jiān)控界面狀態(tài)(1)初始狀態(tài)時(shí)界面狀態(tài)如圖3所示:2.3.3監(jiān)控組態(tài)程序清單(1)進(jìn)入程序IFqidongTHEN

IFxuanze==0THEN

IFyidong<18THEN

yidong=yidong+3;

ELSE

IF(yidong==18)&&(yidong1<120)THEN

yidong1=yidong1+30;

ELSE

xianshi1=1;

IFyidong2<100THEN

yidong=yidong+17;

yidong2=yidong2+20;IFyidong2>=60THEN

xianshi=0;

yidong3=yidong2;

ELSE

ENDIF

ELSE

IFyidong1==0THEN

xianshi2=0;

IFyidong5<100THEN

xuanze=1;

yidong5=yidong5+10;

ENDIF

ELSE

yidong4=yidong4+30;

yidong1=yidong1-30;

ENDIF

ENDIF

ENDIF

ENDIF

ELSE

IF(yidong1==120)&&(yidong==103)THEN

yidong5=yidong5+10;

IFyidong2==0THEN

xianshi1=0;

q=0;

w=e;

ELSE

yidong2=yidong2-20;

// IFyidong2>60THEN

yidong3=yidong2;

// ELSE

// ENDIF