搬运机械手PLC控制系统设计.pdf

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1、2016年1月25日第33卷第1期通馋电．潦技术TelecomPowerTechnologyJan．25，2016，V01．33No．1文章编号：1009—3664(2016)01—0065—02中图分类号：TP241．3文献标识码：A滋懿彝鳓搬运机械手PLC控制系统设计刘伟(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：PLC是一种具有很高可靠性的通用工业控制平台。基于西门子200系列的PLC，文章介绍一种搬运机械手控制系统的设计方案，并给出了详细的硬件设计和PLC程序。另外，用组态软件实

2、现控制系统的仿真。该系统具有稳定性高，连接简单和低功耗的优点，可用于教学实践和_r-,_lk生产中。关键词：PLC；机械手；组态DesignofPI。CControllingSystemofTransportationManipulatorLIUwei(CollegeofInternetofThings，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：PLCisonetypeOfgeneralindustrialcontrolplatforrfts、^ri

3、thhighreliability．BasedonthePLCofSIMENSSIMATICS7—200series，thispaperintroducesacontrolschemeofthemanipulatortransportationcontrolsystem．ThehardwaredesignandPLCprogramsaregivenindetails．Inaddition，theconfigurationsimulationofthecontrolsystemisperformed

4、bytheapplicationofviewsoftware．Withadvantagesofhighreliability，simpleconnectionand10Wpowercon-sumption，thissystemcanbewidelyusedinteachingpracticeandindustrialapplications．Keywords：PLC；manipulator；configuration0引言机械手是生产机械化自动化发展过程中出现的新型设备。它能模仿手臂的一些功能，例

5、如，根据一个固定的顺序，抓握、移动、放置物体。机械手的运用可以减少工人工作中的重复性动作，而且可以代替人在危险的环境中工作，在保护人身安全方面有重要的意义。文中根据机械手的控制要求设计了搬运机械手的PLC控制系统。机械手的水平和垂直位移结构由气缸驱动。PLC按一定的逻辑顺序控制相应的电磁阀来实现机械手的动作。这种控制系统可用于各种工业生产线来完成两工位之间的零件搬运，实现生产自动化。1控制要求分析机械手的组态控制界面如图1所示。机械手可以将工件从平台A移动到平台B。图1机械手组态控制界面收稿日期：

6、2015—10—09作者简介：刘伟(1989一)，男，江苏南京人，硕士研究生，研究方向：电力电子与电力传动。为了满足生产要求，设计了四种工作模式，分别为单步模式、步进模式、单周期模式和连续模式。在操作界面上点击相应的开关按钮可选择对应的工作模式。单步模式可以手动操作机械手的每一个动作，维护设备时经常在这种模式下。循环模式分为8步一个循环，包括下降、夹紧、上升、前伸、下降、释放、上升、缩回，开始工作时必须保证机械手处于初始位置。单周期模式下机械手自动从初始位置开始运行，执行完一个周期动作后停止。当选

7、择步进模式时，机械手根据命令每次只执行一个动作。气缸分别由两个双线圈电磁阀控制，这样可以执行上／下、左／右动作。例如，一旦控制下降动作的电磁阀线圈得电，机械手下降，即使线圈失电，现有的状态仍然被保持直到相反方向上的线圈得电。另外，手爪的运动用单线圈电磁阀来控制。手爪设计为当线圈得电夹紧，失电松开。为了精确运动到目标工位，在目标位置处安装四个相应的限位开关，检测机械手是否运动到目标位置，并给PLC发送信号。2PLC硬件设计2．1选择PLC型号PLC是一种工业控制系统，它的控制对象通常为工业生产设备。

8、PLC通过I／O接口模块实现与工业生产过程的连接。I／O接口有多种类型包括开关量输人输出模块、模拟量输入输出模块以及一些特殊模块。根据控制要求分析，该系统为一个顺序控制系统。考虑需要的I／O点数，采用西门子S7—200小型PLC。该PLC集成了14个输入、10个输出，共24个数字I／O接口，且I／O接口可以轻松拆卸。此外，PLC的输入接口接受传感器和开关按钮的信号，输出接口输出信号控制设备。典型的交流I／O信号为24V～240V，直流I／O信号为5～24V。EM211模块用作数字扩