摘 要本文介绍如何采用可编程控制器（简称PLC）控制机械手的自动控制系统。要求机械手能够区分三种货物，并将其放到指定的箱内。设计从三个方面着手，即PLC硬件、软件、实时监控系统。本文第一部分根据机械手六个动作的控制需要，介绍了PLC的有关内容，对PLC控制系统的硬件组成，系统硬件选型作了描述。第二部分针对机械手能够区分三种不同大小的货物，并能将其放到相应的箱内的要求，完成软件的设计及编程调试，并对机械手的区分抓取、搬运、区分存放三个过程作了分析。第三部分主要是实时监控系统设计，完成了上位机与PLC的连接以及世纪星主画面的制作。本文设计的机械手控制系统利用PLC应用软件实现自动控制和世纪星仿真组态监控软件构成可视画面。机械手在对三种货物进行区分的同时还能够对其进行相应的存放，并且运动灵活。通过软硬件的配合与调试，成功的实现了利用PLC对机械手的控制，达到工业设计的要求实现工业设计的自动化。关键词：可编程控制器；世纪星组态软件；机械手；自动控制AbstractThis paper describes how to use programmable logic controller (PLC) control manipulator automatic control system. Asked manipulator can distinguish three types of goods, and into the designated box. Design proceed from three aspects, namely PLC hardware, software, real-time monitoring system.According to the first part of this mechanical hand control of six of the need for action on the contents of the PLC, the PLC control system hardware, system hardware Selection described. The second part against manipulator can distinguish three different sizes of cargo and can put it up on the corresponding box on the request, to complete the design and programming software debugging and manipulator of the distinction between crawl, handling, storage distinction between the three An analysis of the process. The third part is real-time monitoring system design, completed the PC and PLC connectivity and the Xingzhu screen production.In this paper, the design of the robot control system software applications using PLC automatic control and the simulation-monitoring software configuration a visual screen. Manipulator in the three goods, while also able to distinguish between their corresponding storage, movement and flexibility. Through the co-ordination and debugging of hardware and software, the successful realization of the use of the PLC manipulator control, industrial design to the demands of industrial design automation.Keywords: ProgrammableController; Century-configurationsoftware; robot; Automatic Control目 录1 引 言11.1 PLC的应用背景21.2 设计目的21.3 设计思路22 机械手控制系统的设计方案和资源配置32.1 机械手动控制系统的设计要求3 分拣货物过程32.2 机械手控制系统的资源配置6 器件选用6 PLC控制系统的组成7 PLC硬件系统配置83 机械手控制系统的软件设计和调试93.1 编程软件93.1.1 编程软件介绍9 程序的下载、安装和调试93.2 I/O地址分配10 输入部分10 输出部分103.3 系统程序的具体分析11 机械手控制过程中的指令介绍11 源程序分析124 实时监控系统的设计与调试154.1 实时监控系统软件的概述及选择154.2 画面的设计15 世纪星与PLC的连接15 串行通信协议164.2.3 变量的定义17 应用程序命令语言18 可视画面19结 论22参考文献23致 谢24附 录251 引 言 在全面现代化的今天，机械手的应用越来越多。它可以代替人力劳动，并能够大大的提高效率，所以机械手出现在各个领域。以往设计的机械手的种类很多，最简单的例如塔吊。稍微复杂点的有能取代人工在各个冲压工位上进行物料冲压、搬运、上下料等任务的机械手；能够代替人工喷漆机械手；有搬运货物，装卸集装箱的机械手；还有相对体形较小巧用于小物件简单加工的机械手等等。这些机械手都具有运动灵活，能够对物体进行搬运或者对物体进行简单重复的加工。在这当中有很多机械手是由传统继电器控制的，这样的机械手接线复杂，维修量大，费工费时。并且用继电器控制的系统可靠性差，灵活度底，抗干扰能力差。PLC是综合了继电器和接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使得PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点：可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，使用方便；采用模块化结构，使系统组合灵活方便；编程语言简单、易学，便于掌握；系统设计周期短；对生产工艺改变适应性强；安装简单，调试方便、维护工作量小。本文设计的机械手吸取以往经验,除了有以往机械手运动灵活，能够搬运货物等的功能外，还能够对货物的的大小进行区分，并能够放到相应的箱内。这个似乎令机械手具有了思想，能充分的体现自动控制，响应时代的发展。PLC控制，可以在060度的温度范围，90%以下的相对湿度下工作，可以在电网电压波动、频率变化、机械振动和冲击、电磁干扰等恶劣复杂的工业环境下正常工作。并且免配线更解决了继电器控制所出现的问题。设计从硬件、软件、实时监控系统三个方面着手，根据设计的要求,对硬件进行相应的选型,利用软件编写控制程序,实时监控构成可视画面。通过软硬件之间的配合与调试，从而达到工业设计的要求，实现工业设计的自动化。1.1 PLC的应用背景随着科学技术的发展，PLC广泛应用在机械制造、化工、冶金、交通、电子、电力、纺织、印刷、建筑、轻工机械、包装机械等众多的工业领域中。它适应高新技术的潮流，并与计算机辅助设计与加工、机器人一起被称为当代工业自动化的三大支柱。与其它编程器和传统的继电器相比较，它可以使接线大为简化，不但安装十分方便，而且保证了可靠性，减少了维修量，提高了工效。它的高可靠性、高抗干扰性、高灵活性适应了现代社会的发展，在一些复杂的工艺中PLC更加的重要。在机械手的控制中它的应用更为广泛1。1.2 设计目的 在经济高速发展的今天，机械手的应用越来越广泛，为了以科技代替劳动力，提高生产效率，各种各样的机械手出现在各个生产领域。本文通过用PLC编程控制和组态软件的可视化，实现机械手自动化的同时为机械手注入思想，使它有一定的分辨能力。在简化接线，保证可靠性的前提下提高工作效率，扩展应用领域。1.3 设计思路 本文利用PLC控制的机械手，是根据当今技术的发展以及自动控制在工业中的广泛应用，特别是机械手动作的灵活性和它所从事工作的复杂程度而设计的。设计中机械手主要任务可分两部分。第一部分是区分货物。当启动按钮接通后，机械手臂能够向下运行，在下行过程中有三个位置开关，根据下行的深度也就是货物高度的不同，压合开关的个数也不同，从而根据压合开关的情况可区分出大小不同的货物。第二部分是存放货物，区分出货物后进行向右移动，移动过程中仍有三个位置开关，根据货物的类型压合相应的开关后则下行存放到相应的箱子内。系统的控制要从PLC硬件、软件、和实时监控系统三方面进行设计。根据机械手的具体动作和特点，对PLC硬件进行选型并利用相应的软件进行程序设计同时利用组态软件使画面可视，从而最大限度地满足被控制对象和用户的控制要求，在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单，保证控制系统安全可靠，灵活适用。2 机械手控制系统的设计方案和资源配置2.1 机械手动控制系统的设计要求 根据机械手控制系统的工艺要求，工作特点，机械手在下降过程中根据压合下行位置开关SQ1、SQ2、SQ3情况的不同对三种不同大小的货物进行分捡，分捡后压合下限开关SQ4则机械手上行有，遇到上限开关SQ5后右移进行对货物的存放。根据下行过程中压合开关情况的不同相应的接通SQ6（小货开关）、SQ7（中货开关）、SQ8（大货开关）三个右行位置开关中的一个，将货物存放到相应的货物箱内。机械手示意图如图2.1所示。图2.1 机械手示意图 机械手工作过程1、 机械手的启动当机械手处于起始位置（即SQ5压合），按下启动按钮，则机械手下行。2、 区分货物下行过程中有SQ1、SQ2、SQ3三个下行位置开关，如果下行过程中手臂压合三个开关，则遇到的是最小货物，如果只压合SQ1、SQ2则遇到的是中等货物，如果只压合SQ1则证明遇到的是最大的货物。下行程序如图2.2所示。 3、