基于PLC及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程機(jī)械手控制系統(tǒng)

滕筱茜

摘要：文章以生產(chǎn)線常用機(jī)械手為研究對(duì)象，以PLC技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制的智能化機(jī)械手控制系統(tǒng)。創(chuàng)新點(diǎn)是引入網(wǎng)絡(luò)繼電器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、智能化機(jī)械手控制。在設(shè)計(jì)出控制總體系統(tǒng)圖基礎(chǔ)上，分別對(duì)軟件和硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試。結(jié)果表明，系統(tǒng)可以保證機(jī)械手準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械手;PLC;C#;網(wǎng)絡(luò)繼電器;控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP241? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1007-9416（2019）02-0000-00

0 引言

本機(jī)械手控制系統(tǒng)，除了具備現(xiàn)有機(jī)械手功能，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。突破傳統(tǒng)PLC控制機(jī)械手輸入信號(hào)獲取的局限性，工作人員直接編寫計(jì)算機(jī)程序，由程序發(fā)出控制信號(hào)，控制機(jī)械手的運(yùn)行。工作人員在安全區(qū)域內(nèi)，通過(guò)操作電腦，即可遠(yuǎn)程控制機(jī)械手在危險(xiǎn)、無(wú)人值守等惡劣環(huán)境中代替人穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)以PLC技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行、調(diào)試和分析，系統(tǒng)出色地完成預(yù)設(shè)功能，為現(xiàn)代化工業(yè)控制打下基礎(chǔ)。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

智能化機(jī)械手控制系統(tǒng)如圖1所示，主要包括：PLC控制模塊、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)繼電器、機(jī)械手設(shè)備、位置開關(guān)等。與現(xiàn)有機(jī)械手最大的區(qū)別，是應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)繼電器。由C#軟件編寫控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)繼電器的遠(yuǎn)程控制，將網(wǎng)絡(luò)繼電器與PLC的輸入端相連，由網(wǎng)絡(luò)繼電器給PLC提供輸入信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的遠(yuǎn)程控制。與按鈕、傳感器或觸摸屏提供輸入信號(hào)相比，網(wǎng)絡(luò)繼電器提供的輸入信號(hào)由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程控制，更加智能化。

2 網(wǎng)絡(luò)（WIFI）繼電器

網(wǎng)絡(luò)（WIFI）繼電器可理解成一種遠(yuǎn)程控制的智能化開關(guān)，通過(guò)編寫程序和網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本系統(tǒng)選用海凌科HLK-SW16 網(wǎng)絡(luò)繼電器遠(yuǎn)程控制wifi模塊，模塊工作穩(wěn)定性高。

該模塊是一款專業(yè)的遠(yuǎn)程控制終端，擴(kuò)展方便，可多級(jí)聯(lián)網(wǎng)。是一個(gè)實(shí)現(xiàn)tcp穿越網(wǎng)關(guān)并與遠(yuǎn)程設(shè)備建立通信的連接，它可以在不修改原有通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)客戶端與設(shè)備的直連。與傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)域名加路由器端口映射方式相比，具有不可比擬的優(yōu)越性。本模塊實(shí)現(xiàn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或路由器內(nèi)網(wǎng)控制繼電器模塊，從而進(jìn)行遠(yuǎn)程控制電器開關(guān)。

本系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)繼電器的功能和特點(diǎn)，將其與PLC相連接。只要在電腦上操作即可發(fā)出或改變控制信號(hào)，從而控制機(jī)械手的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的智能化、遠(yuǎn)程化控制。

3 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)選用三菱系列FX2N48MR PLC，編程采用 GX Developer 編程軟件。其中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制應(yīng)用高級(jí)指令PLSY、PLSR等實(shí)現(xiàn)。

（1）系統(tǒng)的工作流程。按下啟動(dòng)按鈕，檢測(cè)到工件，機(jī)械手右轉(zhuǎn)。到達(dá)右限位時(shí)停止并下降，到達(dá)下限位時(shí)，抓緊物件，隨后上升，到達(dá)上限位時(shí)，左轉(zhuǎn)。到達(dá)左限位下降，到達(dá)下限位放開物件，并上升，返回原來(lái)狀態(tài)，循環(huán)工作。每?jī)蓚€(gè)狀態(tài)之間均通過(guò)定時(shí)器設(shè)定一個(gè)時(shí)間。

（2）硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)I/O分配，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的 PLC外圍接線圖，如圖 2 所示。其中網(wǎng)絡(luò)繼電器與PLC輸入端相聯(lián)。

（3）C#界面設(shè)計(jì)。界面（見圖3）以圖像的方式提供信息，直觀、形象，操作人員可快速實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定，從而根據(jù)控制要求，實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程控制機(jī)械手的運(yùn)行。

（4）機(jī)械手的夾手C#控制程序：

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)是在應(yīng)用 PLC 技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與計(jì)算機(jī)互聯(lián)，而設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程、智能化機(jī)械手控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制機(jī)械手代替人在各種環(huán)境中平穩(wěn)、準(zhǔn)確運(yùn)行。經(jīng)實(shí)踐，系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行良好，應(yīng)用價(jià)值較高。本文給出了總體設(shè)計(jì)方案及軟硬件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，調(diào)試結(jié)果表明，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，工作可靠，可供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]霍罡，樊曉兵.歐姆龍CP1H PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

Design of Manipulator Control System Based on PLC and Internet of Things

TENG Xiao-qian

（Xinhuigangzhou Vocational School of Jiangmen City，Jiangmen Guangdong? 529000）

Absrtact：This paper takes the manipulator of production line as the research object， and takes PLC technology and IOT technology as the core， designs the manipulator control system . The innovation is the introduction of network relay. On the basis of designing the overall control system diagram， the software and hardware are designed. The results show that the system can ensure the accurate and stable operation of the manipulator and achieve the control goal.

Key words： manipulator;PLC;C#;Network relay;control system