基于PLC及物联网技术的远程机械手控制系统

滕筱茜

摘要：文章以生产线常用机械手为研究对象，以PLC技术和物联网技术为核心，设计远程控制的智能化机械手控制系统。创新点是引入网络继电器，实现远程、智能化机械手控制。在设计出控制总体系统图基础上，分别对软件和硬件进行设计、运行、调试。结果表明，系统可以保证机械手准确、稳定运行，实现控制目标。

关键词：机械手;PLC;C#;网络继电器;控制系统

中图分类号：TP241    文献标识码：A        文章编号：1007-9416（2019）02-0000-00

0 引言

本机械手控制系统，除了具备现有机械手功能，还可实现远程控制。突破传统PLC控制机械手输入信号获取的局限性，工作人员直接编写计算机程序，由程序发出控制信号，控制机械手的运行。工作人员在安全区域内，通过操作电脑，即可远程控制机械手在危险、无人值守等恶劣环境中代替人稳定运行。整个系统以PLC技术和物联网技术为核心，经过大量的实验、运行、调试和分析，系统出色地完成预设功能，为现代化工业控制打下基础。

1系统总体设计

智能化机械手控制系统如图1所示，主要包括：PLC控制模块、计算机、网络继电器、机械手设备、位置开关等。与现有机械手最大的区别，是应用了网络继电器。由C#软件编写控制程序实现对网络继电器的远程控制，将网络继电器与PLC的输入端相连，由网络继电器给PLC提供输入信号，从而实现机械手的远程控制。与按钮、传感器或触摸屏提供输入信号相比，网络继电器提供的输入信号由计算机实时、远程控制，更加智能化。

2 网络（WIFI）继电器

网络（WIFI）继电器可理解成一种远程控制的智能化开关，通过编写程序和网络传输实现远程控制。本系统选用海凌科HLK-SW16 网络继电器远程控制wifi模块，模块工作稳定性高。

该模块是一款专业的远程控制终端，扩展方便，可多级联网。是一个实现tcp穿越网关并与远程设备建立通信的连接，它可以在不修改原有通信协议的基础上，实现网络客户端与设备的直连。与传统的动态域名加路由器端口映射方式相比，具有不可比拟的优越性。本模块实现通过互联网或路由器內网控制继电器模块，从而进行远程控制电器开关。

本系统应用网络继电器的功能和特点，将其与PLC相连接。只要在电脑上操作即可发出或改变控制信号，从而控制机械手的运行，实现机械手的智能化、远程化控制。

3 PLC系统设计

本系统选用三菱系列FX2N48MR PLC，编程采用 GX Developer 编程软件。其中对步进电机的控制应用高级指令PLSY、PLSR等实现。

（1）系统的工作流程。按下启动按钮，检测到工件，机械手右转。到达右限位时停止并下降，到达下限位时，抓紧物件，随后上升，到达上限位时，左转。到达左限位下降，到达下限位放开物件，并上升，返回原来状态，循环工作。每两个状态之间均通过定时器设定一个时间。

（2）硬件设计。根据I/O分配，结合现场实际情况，设计出系统的 PLC外围接线图，如图 2 所示。其中网络继电器与PLC输入端相联。

（3）C#界面设计。界面（见图3）以图像的方式提供信息，直观、形象，操作人员可快速实现参数设定，从而根据控制要求，实时、远程控制机械手的运行。

（4）机械手的夹手C#控制程序：

5 结语

本系统优势是在应用 PLC 技术的基础上，创新性引入物联网技术，与计算机互联，而设计的远程、智能化机械手控制系统。实现远程控制机械手代替人在各种环境中平稳、准确运行。经实践，系统现场运行良好，应用价值较高。本文给出了总体设计方案及软硬件的实现细节，调试结果表明，系统设计合理，工作可靠，可供参考。

参考文献

[1]霍罡，樊晓兵.欧姆龙CP1H PLC应用基础与编程实践[M].北京：机械工业出版社，2008.

Design of Manipulator Control System Based on PLC and Internet of Things

TENG Xiao-qian

（Xinhuigangzhou Vocational School of Jiangmen City，Jiangmen Guangdong  529000）

Absrtact：This paper takes the manipulator of production line as the research object， and takes PLC technology and IOT technology as the core， designs the manipulator control system . The innovation is the introduction of network relay. On the basis of designing the overall control system diagram， the software and hardware are designed. The results show that the system can ensure the accurate and stable operation of the manipulator and achieve the control goal.

Key words： manipulator;PLC;C#;Network relay;control system