基于PLC 的工业机械手无线遥控系统 高波,冯开林,张志兵.pdf

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1、基于PLC的工业机械手无线遥控系统高波，冯开林，张志兵，郑娟娟（山东科技大学，山东青岛266510）摘要：针对多关节工业机械手的比例和开关控制，以PLC作为其控制器，通过无线数传模块进行数据传输，实现远程无线遥控操作。手持操作器采用16位单片机，对检测到的按钮和摇杆操作进行数据编码后通过无线的方式发送至PLC，PLC对其解码后获得指令实现对机械手各关节运动的控制。该方案成本低，具有良好的通用性和可扩展性。关键词：无线遥控；无线数传模块；PLC；机械手中图分类号：TP872文献标识码：BTHEWIRELESSREMOTECONTROLSYSTEMFORINDUSTRIAL

2、MECHANICALARMBASEDONPLCGaoBo，FengKailin，ZhangZhibing，ZhengJuanjuan（ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266510，China）Abstract：Intheproportioncontrolandswitchcontrolofarticulatedindustrialmechanicalarm,thePLCisadoptedasthecontroller,andawirelessdatatransmissionmoduleisintroduce

3、dtodesignthewirelessremotecontrolsystem.Thehandmanipulatorisdesignedwitha16-bitsinglechip.Thebuttonmanipulationandrockermanipulationaredetectedandcodedasadata,andthedataistransmittedtothePLCwirelessly.ThePLCcontrolsthemechanicalarmbydecodingthedata.Thisschemehasalowercostandbetterversati

4、lityandexpansibility.Keywords：wirelessremotecontrol；wirelessdatatransmissionmodule；PLC；industrialmechanicalarm0.前言可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种适用性强的工业用控制器，广泛应用于各类工业生产线，移动机械设备的控制等环境较恶劣的工业场合。其工作性能稳定，可扩展性强，应用简便。根据不同的模块配置，可以进行逻辑及算数运算，对数字开关量、模拟量等进行控制和采集，同时具有丰富的总线接口形式，可以利用公开的协议

5、与不同设备构成复杂的系统。在我们所研制的工业机械手中，各关节由比例阀或开关阀构成开环液压控制回路，实现比例调速或开关动作，因此我们选用了西门子的S7-200系列PLC[1][2]作为其控制器。在一些环境复杂的应用场合，尤其是对于移动机械设备，控制系统的布线受到诸多限制，操作人员与控制系统的位置安排不方便。因此，具有高度灵活性的无线遥控操作系统的应用得到了推广。目前工业上应用的无线遥控操作系统一般采用无线电数字传输方式。一些芯片厂商如Infineon、Micrel、RFMonolithics、Melexis、CML、ATMEL等也都推出了各种适应[3]于不同场合和要求的R

6、F芯片。无线数传模块是一种集成式的专用于无线数据收发的模块，可直接通过数据总线与其它控制、采集等模块连接完成无线数据收发功能，广泛应用于工业遥控、遥测，无线抄表，自动化数据采集等场合。具有可靠性高，功耗低，协议透明使用方便等优点。传输距离可以达到几十至上百米，有些甚至可以到上千米的距离。目前很多厂商推出了工业化、系列化的产品，可以根据不同的使用场合和要求选择合适的产品。目前一些厂家推出了专用的基于嵌入式处理器的工业用无线遥控器，其性能优异，集成度高。如HBC、JAY等，应用于混凝土泵车、装载机等场合。但由于其一般针对专用工程设备，不具有较好的通用性及可扩展性，且主要是国

7、外厂家，价格高昂，其应用推广受到限制。在我们研制的多关节工业机械手中，采用PLC作为其主控制器，完成对液压泵站和各关节液压阀的开关及比例控制，实现机械手的基本功能。采用无线数传模块通过无线通信方式收发数字信号，实现远程无线遥控功能，所设计的手持遥控器的输入开关量及模拟量由16位单片机采集并编码输出。1.总体方案该机械手用于巷道内进行混凝土喷浆作业，有自动和手动操作两种模式。自动模式下，PLC控制机械手各关节按程序预定的轨迹运动，调整机械手末端的方位与角度，使喷浆喷头按设定轨迹运动，且始终垂直于受喷的巷道面，完成巷道表面的喷浆作业。手动模式