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PLC和组态王软件在机械手控制系统中的应用


网络出版时间:2014-07-10 09:25 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20140710.0925.072.html

软件应用

? Software Application
PLC 和组态王软件在机械手控制系统中的应用
文/吴慧君1 张丽萍1 柳溪2

对 PLC 和组态王软件相结合 用于机械手控制系统的设计思想 作了简单介绍,对系统的硬件组 成和软件编程原理作了详细阐述。 现场应用情况表明,该系统工作 可靠,维修方便,应用广泛。

表 1:PLC 输入输出点数分配表 名称 机械手上升按钮 机械手下降按钮 机械手左移按钮 机械手右移按钮 机械爪抓紧按钮 机械爪放松按钮 自动程序启动按钮 自动程序停止按钮 回原点启动按钮 输入点 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X016 X017 X015 名称 手动模式选择 回原点模式选择 单步运行选择 单周期选择 连续运行选择 上限位 下限位 左限位 右限位 输入点 X010 X011 X012 X013 X014 X021 X020 X023 X022 名称 左行控制 右行控制 上行控制 下行控制 机械爪抓紧放松 输出点 Y004 Y003 Y002 Y000 Y001

【关键词】PLC 组态王软件 机械手 顺序控制

1 系统介绍
本系统以简单的平面机械手为研究对象, 用三菱 PLC 与组态王软件完成了平面内机械 手抓取产品并移动至新位置的控制。该系统作 为自动化生产线的一部分,控制简单,维修方 便,工作可靠,适用范围广。本研究以 PLC 为核心,应用 PLC 中方便指令以及顺序控制 法设计完成机械手的手动、自动和回原点功能 控制,并用组态王软件完成控制系统的组态及 运行监控等功能。 机械手运行过程是:初始状态时,机械 手位于原位,上限位、左限位动作,机械手处 于放松状态;自动运行时,机械手下降至下限 位,机械爪动作,抓紧工件并在 0.5S 后上升; 上升到最上方后,上限位动作,机械手转为右 行;右限位动作,机械手下降;下降到最低处, 下限位动作,机械手松开,将工件放下;0.5S 后重新上升,左行回到原点位置。

2 控制系统的硬件设计
本系统采用的 PLC 为三菱公司的 FX2N32MR ; PLC 编程及组态王软件在 PC 机上实现 ; 机械手的上下左右移动根据实际需求采用三相 异步电动机和螺旋传动方式实现;机械手抓紧 放松用液压传动方式实现;机械手位置信息由 光电传感器测得。 PLC 输入输出点数分配如表 1,其中机械 手操纵按钮都可用组态模拟,所以不用实际硬

摘 要

械手,输出变量用于对机械手的运行状态进行 监控。下图是组态变量的分配、数据类型和连 接设备。

4 PLC程序设计
根据要求, 机械手控制分为手动、 回原点、 自动控制三个部分。因此,将程序分为手动程 序、回原点程序、自动控制程序和状态初始化 程序四个部分,其中状态初始化程序主要包括 原点位置检测和使用 IST 指令状态初始化两部 分。单步、单周期和连续运行时都执行自动控 制程序。部分机械手控制梯形图如图 3。

图 2:组态变量

5 结束语
随着自动化技术的发展,PLC 作为一种 高可靠性,低成本,灵活通用的控制器越来越 多的应用于工业生产中,在各种工业控制中应 用广泛。本文提供了一种用 PLC 实现机械手 控制的方法, 并对其进行了组态, 使其实用性、 可扩展性大大增强,在实际生产中得以验证。

参考文献
[1] 陈金艳 , 王浩 . 可编程控制器技术及应用 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2010. [2] 穆亚辉 . 组态软件实用技术 [M]. 河南 : 黄河水利出版社 ,2012. [3] 华满香 . 电气控制及 PLC 应用 [M]. 北京 : 北京大学出版社 ,2009. [4]FX2N 用户手册 [K].2005.

图 3:部分梯形图 件连线,机械手上下左右限位和机械爪控制输 出需要连接到 PLC。

3 组态软件设计
3.1 组态界面设计 组态界面主要分四个部分,总开关、运 动模式选择、手动控制按钮以及机械手状态监 控。 3.2 组态变量分配 组态变量与 PLC 变量保持一致,分为输 入变量和输出变量,输入变量主要用于控制机 图 1:组态动画界面

作者简介
吴慧君(1986-),女,山东省青州市人。大 学本科学历。现为潍坊工程职业学院助教。研 究方向为电气自动化。

作者单位
1. 潍 坊 工 程 职 业 学 院  山 东 省 潍 坊 市  262500 2. 国网山东青州市供电公司 山东省潍坊市 262500

108 ? 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering


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