PLC与触摸屏在工业机器人系统中的集成运用

王善威 金秀县职业技术学校

一、引言

现今工业机器人是集机械、电子、控制、传感、人工智能等多学科现今技术于一体的自动化装备[1]，但是工业机器人的兼容性不强，无法实现与其他设备数据交换通讯。PLC技术因具有良好的控制性能和抗干扰性能[2]，而广泛应用于各种工业控制场合。但是由于其本身不具备人机交互功能，在工艺参数较多，需要人机交互时，使用具有触摸操作功能的触摸屏（TouchPanelMonitor）就是一种很好的选择。在工控系统中PLC与触摸屏很早已经实现数据通讯。在机器人系统中，通过与触摸屏和PLC结合使用，能够促进自动化集成控制，实现智能制造。下面，本文将进一步阐述PLC与触摸屏在工业机器人系统中的集成运用。

二、工业机器人的应用

就现阶段而言，随着社会经济的发展，对于机器人的应用越来越广泛，其中对于工业领域的应用也是如此。工业机器人的应用不仅能够促进工业的发展，而且在一定程度上也能够减少工业实际操作过程中的错误。在当今社会，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。就现阶段而言，工业机器人在工业领域中的应用变得广泛，就比如机械加工行业、电子电气行业等一些工业领域。在工业生产的过程中也可以看到工业机器人的身影，这类机器人就有弧焊机器人、点焊机器人等。

三、PLC控制器的特性概述

可编程控制器是数字运算操作系统，并且该项设计的主要目的是为了促进工业的发展。其主要利用可编程序的存储器，并使用该项技术进行内部计算以及完成顺序控制和定时的指令，从而使得控制器的作用能够得到充分发挥。除此之外，在进行输入输出时，所采用的模式是数字式，这样能够更好的促进PLC控制器对工业生产过程的控制。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，其具有继电接触控制系统中机械触点不可比拟的优越性，可靠性高、功耗低、通用性和灵活性抢的优点。除此之外，还具有操作简单，编程通俗易懂、功能性强，且具有价格等优势。在对PLC控制器使用的过程中，如果在对其进行调整时，不需要计算机知识就能对其进行调试，从而使得PLC控制器能够快速运用到工业发展过程中。另外，PLC控制器也具有配套齐全的特点，因此，在对其进行使用时，相关工作人员可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器，这在一定程度上能够节约准备时间。

四、触摸屏在工业系统的运用

随着社会经济的发展，智能手机被广泛应用，其中触摸屏也被人们所熟知。而触摸屏具有输入简单、方便操作的优点，因此，在工业中，触摸屏也被广泛应用。在工业控制领域，触摸屏与传统的鼠标相比具有很大的优势。设计人员可以设计相关软件，从而使得部分专业素养较低的工作人员在对工业环节进行操作时，可以不具备相关的工业知识，只需要根据触摸屏上的提示来进行操作，这在一定程度上方便了用户。另外，触摸屏也可以与其他相关设备相结合，从而使得相关工作人员在进行数据采集时，能够快速得到准确数据。触摸屏在工业领悟中的应用，在一定程度上为相关工作人员的工作提供了便利，从而使得工业能够更好的发展。由此可见，工业领域的研究者要对其进行重视，从而使得工业可以迎来以此改革。

五、PLC与触摸屏在工业机器人系统中的运用对策

（一）硬件设计

在工业机器人控制系统中，机器人的硬件部分为机器人本体、控制柜（包括I/O板在内）、示教器、工具（夹具、爪具、焊枪等）。工业机器人提供了丰富的I/O通讯接口[3]，可以实现与PLC输入、输出连接。PLC控制器可以连接执行装置电磁阀、指示灯、蜂鸣器等输出信号；并连接开关按钮、传感器等输入信号。PLC通过RS485通讯线与触摸屏连接，可以把PLC的输入、输出信号状态集合在触摸屏上，可以实现监控和控制，方便实现工业生产中自动化控制。

PLC与触摸屏在工业机器人系统关系如图1-1所示，PLC通过I/O通讯与机器人系统的控制柜I/O板通讯，可以实现PLC驱动输出负载，比如电磁阀、指示灯以及PLC可以通过开关、按钮、传感器发出的信号控制机器人动作，触摸屏可以实时监控PLC、工业机器人的状态，以及关联PLC信号，实现远程监控和远程控制，以及整个控制系统的故障反馈等。

通过结合PLC结构简单、抗干扰能力强、编程简单等特点，结合工业机器人的通用性和拟人化，可以提高工业机器人在生产过程的效率，易于实现自动化控制，以及工序的拓展，降低设计成本。

图1-1 PLC与触摸屏在工业机器人系统中的集成运用系统图

（二）机器人软件设计

机器人软件部分主要体现在机器人程序和机器人系统参数，根据机器人的控制要求和工作流程来设计程序，科学使用机器人的编程指令，要考虑手动与自动状态，工作与待机状态，正常与故障状态下程序如何控制机器人的动作；系统参数要根据机器人的型号、现场环境、工件、工具、生产技术要求来选择设计。要充分考虑生产过程所遇到的各种情况，避免干涉，要安全有效完成工作内容，避免意外故障的延工。程序设计完成需要现场反复调试无误后，才应用。工业机器人可以通过示教器手动编程，或者通过厂家自行设计的编程软件，编写程序。

（三）科学应用PLC控制技术

在PLC与触摸屏在工业机器人系统中的应用中，相关工作人员要科学的运用PLC控制技术。根据图1-1来说，工业发展中所用到的机器人都具有独立性，可以控制本体各轴的协调运作，对于整个工作工序所涉及的电机、气阀、信号灯以及传感器等控制，PLC则有很大的优势。除此之外，由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，今后控制系统发展和完善的需要，PLC的输入/输出模块、I/O点数和内存容量，可以通过拓展模块增加，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

（四）触摸屏增强人机交换能力

在工业生产中，触摸屏的作用是无可代替的，它是目前实现人机交换最主要的设备，它可以代替鼠标和键盘，触目屏有很强的人机交换功能，可以通过它给控制系统发各种指令，同时还能把生产现场的数据反馈到屏幕中，在中控室就可以知道生产情况，方便用户远程监控。它的界面可以根据生产要求设计，画面内容丰富，控制界面可以切换，一台触目屏可以同时监控多个设备的状态，在故障日记生成，方便收集数据，而且触目屏控制界面还可以增加修改，可满足后期工艺改进的变化。

六、总结

通过把PLC与触摸屏在工业机器人系统中的集成运用，充分发挥其各自优点，可以实现有效的自动化控制集成化，从而使得机器人控制能够更好的运用到工业发展中，以此来促进工业的发展。