PLC和触摸屏在机械手臂控制系统中的应用研究

摘 要：对PLC和触摸屏在机械手臂控制系统中的应用进行研究，能够有效提高机械手臂控制系统的应用效率。基于此，本文首先将对机械手臂控制系统的功能进行介绍。其次，对PLC在机械手臂控制系统中的应用进行研究。最后，对触摸屏在机械手臂控制系统中的应用进行分析。

关键词：PLC；触摸屏；机械手臂控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.121

0 前言

随着科技的不断进步，人们对机械手臂的应用范围也逐渐扩大。由于机械手臂在实际应用的过程中具结构简单、重量较轻、运行质量高以及可靠性强等特点，被人们广泛应用在实际生活中。PLC和触摸屏是机械手臂控制系统中的主要组成部分，所以对二者的应用进行研究，能够对机械手臂控制系统的运行状态进行深入的了解。

1 机械手臂控制系统的功能介绍

机械手臂在实际应用的过程中主要是将货物根据合格与否进行搬运以及分类。为了确保对机械手臂進行有效的控制，在设计过程中要求机械手臂控制系统具备以下功能。第一，单次运行，指的是机械手臂能够一次性的完成指定动作。第二，连续运行，指的是机械手臂能够连续的进行工作。第三，用户权限设定，指的是没有经过授权的人不可以对机械手臂进行控制，避免操作故障引起的事故。第四，报警系统，当机械手臂出现运行故障时，能够及时发出警报信号，对操作人员进行提醒。

2 PLC在机械手臂控制系统中的应用

2.1 PCL在机械手臂控制系统程序设计中的应用

在对机械手臂控制系统的程序进行设计的过程中，可以通过PLC设置编程软件，对控制系统中硬件的配置、参数的设计、通讯系统的组合以及系统安全性测试等方面进行完善。并且利用软件中的管理系统对以上项目进行集中管理，并且安装了与外界进行连接的接口，确保能够及时与外界信息进行交换。另外，PLC程序中设置了多种编程语言，方便不同用户对其进行控制，其中包括梯形图、功能块图以及结构化语言控制系统等[1]。

2.2 PCL在机械手臂控制系统数据通信中的应用

由于机械手臂在运行的过程中需要根据系统发出的信号进行操作，一旦在接收数据的过程中出现失误，就会导致整个机械手臂控制系统的运行出现失误。所以，数据通信在机械手臂控制系统中起着至关重要的作用。利用PLC控制系统，将数据信号从主站传递到单元站中，再将信号从单元站传递到机械手臂控制系统中。通过这种方式能够在提高数据传递速度的同时，进一步提高数据传递的质量，避免在数据通信过程中出现误差。

2.3 PCL在机械手臂控制系统程序开发中的应用

PLC在机械手臂程序开发中的应用主要分为四个方面，第一方面，确定地址的分配。第二方面，明确程序结构。第三方面，对各个程序模块进行编写。第四方面，对最终的程序系统进行验证。地址的分配主要包括开关量地址以及模拟地址两部分，在输入信号的过程中，除了要对原件中的信号进行输入之外，还要对触摸屏的信号进行输入。程序结构主要包括初始化结构、逻辑控制结构以及动态画面的切换。在对程序进行编写时，首先要对机械手臂控制系统的要求进行分析。其次，根据程序之间的逻辑关系编写相应的程序。最后，建立程序防干扰系统。

3 触摸屏在机械手臂控制系统中的应用

3.1 触摸屏在机械手臂控制监控系统中的应用

监控系统对于机械手臂控制系统的正常运行来说起到保护作用，机械手臂控制监控系统主要可分为四种类型，其中包括单步监控系统、连续监控系统、故障监控系统以及用户监控系统。单步监控系统主要对机械手臂的单步运行进行实时监控，故障监控系统主要对机械手臂的运行状态进行监管，在发生故障时，触摸屏将故障产生的部位进行显示，方便维修人员对其进行及时维修。

3.2 触摸屏在机械手臂控制系统通讯调试中的应用

机械手臂通讯调试系统主要通过PLC编程系统发出调试指令。指令内容主要包括指令发出的地址、数据的地址以及数据信息的长度三方面内容。机械手臂的读取系统在对发出指令进行数据读取后，将指令内容传递到触摸屏的显示系统中，通过触摸屏对通讯信息进行监控。

3.3 触摸屏在机械手臂控制系统画面设计中的应用

触摸屏在实际应用的过程中省略了繁琐的设计项目，简化了在对其进行实际操作过程中的操作步骤。其中包括一些多余的按钮、计数器等，简化步骤的同时降低了触摸屏在运行过程中出现故障的概率。同时，触摸屏在画面设计的过程中设置了多种密码保护装置，可以满足不同用户在不同环境中对密码保护系统的不同需求，进一步保障了用户的使用安全。另外，触摸屏中安装了报警系统，一旦机械手臂的控制系统出现故障，触摸屏周围的报警灯会及时亮起，对管理人员发出警报。并且触摸屏与监控系统相连接，二者之间能够实现双向控制，即触摸屏显示监控系统中的监控画面，通过对触摸屏的操作可以对监控画面进行控制。触摸屏在内部还安装了机械手臂控制系统的操作方法以及正确的操作流程，使操作人员以及管理人员在对其进行维修管理的过程中能够有正确的依据进行操作，简化了操作步骤以及维修步骤[2]。

4 结论

随着人们对机械手臂控制系统运行质量的要求越来越高，如何将PLC以及触摸屏有效应用到机械手臂的控制系统中去，成为有关人员重点关注的问题。本文通过对PLC以及触摸屏在机械手臂控制系统中的应用进行研究，提高了机械手臂控制系统运行质量的同时也提高了其运行安全效率。由此可以看出，对PLC以及触摸屏在机械手臂控制系统中的应用进行研究，能够为PLC以及触摸屏在机械手臂控制系统中的应用和发展奠定基础。

参考文献：

[1]魏萍，江剑.嵌入式PLC与触摸屏在筑路机械控制系统中的应用[J].仪表技术，2013（12）：49-51.[2017-08-22].

[2]吴卫荣，丁慎平，邓玲黎.PLC和触摸屏在AGV控制系统中的应用[J].现代制造工程，2012（12）：115-119.[2017-08-22]

作者简介：王贞玉（1988-），女，山东高密人，硕士研究生，助教，研究方向：自动化控制与机器人技术。endprint