计算机在机械手远程控制系统中的应用模板.doc
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1、计算机在机械手远程控制系统中的应用计算机-PLC在机械手远程控制系统中的应用当今社会, 科学技术飞速发展, 人类活动给世界带来了巨大的改变。在科技进步的同时, 以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。机械手在不同的作业场合, 特别是在特殊的环境背景下, 为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处, 尤为明显的是在工业及军事领域内。工业中大量的生产活动, 存在着很多不便于人类操纵的环节, 特别是在工作环境较危险的情况下, 如果使用具有远程控制功能的机械手, 则能够增加系统的安全性, 大大的节约损耗, 提高效率。可见, 在自动化、 工业化进程中, 在特殊背景环境
2、中使用机械手已成为一种必然的趋势。2、 控制系统组成2.1 系统组成本控制系统中选用三菱公司的FX2N系列PLC, 控制结构采用主从式, 以一台上位计算机为主站, 实现对远程机械手工作过程的监控; 以PLC为从站, 作为前端控制器, 实现对机械手的现场控制。将计算机的串口与FX-485PC-IF的RS232C的接口连接, FX-485PC-IF的RS422/485的接口与FX2N-485BD连接, 完成RS232与RS485之间电平转换。FX2N-485BD作为PLC的通信扩展模块, 实现PLC与上位机的串行通信。PLC将上位机发送过来的控制信息转换成控制命令, 驱动机械手动作; PLC再将机
3、械手的工作状态, 经过串行通信传递给上位机, 由上位机监视机械手的工作过程。上位机软件以实时动画的形式, 向操作人员提供机械手的运动情况, 实现操作过程的可视化。系统组成原理如图1所示。图1 系统组成原理图2.2 控制方式系统设有三种控制方式: 远程分步动作控制、 远程循环动作控制和现场手动控制, 前两种控制方式在上位机监控界面上进行操作控制, 后一种控制方式在工业现场经过手动实现控制。2.2.1 远程分步动作控制在上位机监控界面分步动作控制区, 经过选择”启动”、 ”停止”、 ”上升”、 ”下降”、 ”左移”、 ”右移”、 ”松开”、 ”夹紧”、 ”制动”等命令按钮, 即可实现相应的动作。操
4、作人员根据监控软件的实时监视动画, 任意组合九种动作, 实现对机械手的远程分步动作控制。2.2.2 远程循环动作控制在上位机监控界面循环动作控制区, 选择”启动”按钮, 机械手从起始位置开始, 按如图2所示流程自动地、 连续不断地循环动作, 直到按下”停止”按钮。按下”停止”按钮后, 机械手完成一个周期的动作后, 回到起始位置停止。图2 循环动作顺序图2.2.3 现场手动控制在工业现场, 经过选择机械手控制箱上的各种命令按钮, 可实现对机械手的控制。此项控制主要用于机械手的安装调试, 以及远程通信线路出现故障时能够在现场有效的控制机械手。3、 PLC控制系统设计3.1 硬件设计控制系统的PLC
5、选用日本三菱公司的FX2N-48MR, 该产品具有24点输入, 24点输出, 用于对机械手的控制, PLC外部IO地址分配如表1所示。 表1 机械手远程控制系统IO地址分配表输入端有8个按钮, 用于现场手动控制; 1个2档选择开关, 用于远程现场控制选择; 4个限位开关, 用于控制机械手上、 下、 左、 右的极限位置。输出端有6个电磁阀, 控制机械手上升、 下降、 左移、 右移、 松开、 夹紧。为避免断开电流时电磁阀会在其两端产生极高的感应电压, 在每个电磁阀线圈两端并联续流二极管。3.2 软件设计按照机械手的动作先后顺序, 在远程现场控制信号的作用下, 根据内部状态和时间顺序, 机械手内部各
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