PLC氣動(dòng)臂操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

劉宏文

摘 要：在對(duì)氣動(dòng)臂進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究的過(guò)程中，應(yīng)用PLC能夠?qū)崿F(xiàn)氣動(dòng)臂和注塑機(jī)兩者之間的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)兩者之間的智能化生產(chǎn)與互動(dòng)機(jī)制構(gòu)建。但是，在對(duì)氣動(dòng)臂以繼電器作為運(yùn)行核心進(jìn)行設(shè)計(jì)與構(gòu)造的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)在使用的過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題。為了設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，且操作更加方便的機(jī)械臂，研究將結(jié)合PLC氣動(dòng)臂的操作系統(tǒng)做出深入的探索和分析。

關(guān)鍵詞：PLC;氣動(dòng)臂;系統(tǒng)開(kāi)發(fā);應(yīng)用方法

現(xiàn)階段機(jī)械氣動(dòng)臂在操作過(guò)程中主要發(fā)生的問(wèn)題有：氣動(dòng)臂失靈、氣動(dòng)臂靈活度降低、氣動(dòng)臂碰撞損壞、氣動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)軌道偏差、氣動(dòng)臂設(shè)備變形等等。此類(lèi)問(wèn)題是影響工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的關(guān)鍵要素，同時(shí)也是制約氣動(dòng)臂應(yīng)用范圍不斷拓展的主要問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，研究將從氣動(dòng)臂的操作系統(tǒng)方面對(duì)其進(jìn)行構(gòu)造，通過(guò)對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)量的判斷與應(yīng)用，以及對(duì)PLC型號(hào)的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與使用。

一、氣動(dòng)臂的操作系統(tǒng)構(gòu)成

PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的整體控制系統(tǒng)是基于以下部分構(gòu)建而成的：第一是對(duì)PLC控制器的應(yīng)用;第二是對(duì)I/O接線端子的應(yīng)用;第三是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸電纜的應(yīng)用;第四是對(duì)開(kāi)關(guān)的控制應(yīng)用。基于以上是個(gè)環(huán)節(jié)，PLC機(jī)械氣動(dòng)臂便可以實(shí)現(xiàn)靈活的操作以及正確的使用，且能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)提供有效的幫助。其中，PLC主要對(duì)電磁閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制，以此實(shí)現(xiàn)氣缸和負(fù)壓發(fā)生器模塊的正確運(yùn)動(dòng)。所以，PLC作為指令發(fā)出的單元，能夠?qū)φ麄€(gè)控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的指令。在PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械手臂和吸盤(pán)的工作需要基于傳感器開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)的反饋，只有這樣才能確保傳感器對(duì)PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的有效監(jiān)控與管理，以及對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方法的實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)。具體流程為：控制開(kāi)關(guān)——啟動(dòng)PLC控制器——經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜——經(jīng)過(guò)I/O接線端子——經(jīng)過(guò)電磁閥組——經(jīng)過(guò)氣缸和負(fù)壓發(fā)生器——經(jīng)過(guò)氣動(dòng)臂和吸盤(pán)——經(jīng)過(guò)接近開(kāi)關(guān)——回到I/O接線端子——回到數(shù)據(jù)傳輸電纜——回到PLC控制器。

二、準(zhǔn)確判斷I/O點(diǎn)數(shù)量

在研究和應(yīng)用PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的過(guò)程中，需要重點(diǎn)針對(duì)信號(hào)的傳遞對(duì)其進(jìn)行處理和控制。在這一過(guò)程中，要應(yīng)用到多個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制，且所有開(kāi)關(guān)和信號(hào)均為PLC機(jī)械氣動(dòng)臂后期應(yīng)用的工具。其中，“按鈕”信號(hào)主要用來(lái)控制PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)軌跡;“確認(rèn)”信號(hào)主要用來(lái)測(cè)試PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)實(shí)施狀況，并且會(huì)第一時(shí)間將之反饋給PLC控制器，進(jìn)而對(duì)其作出數(shù)據(jù)的分析與調(diào)整。另外，還涉及到應(yīng)用“開(kāi)始”信號(hào)開(kāi)關(guān)、“重啟”信號(hào)開(kāi)關(guān)、“位置”信號(hào)開(kāi)關(guān)以及“停止”信號(hào)開(kāi)關(guān)等。通過(guò)對(duì)不同開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，能夠?qū)LC機(jī)械氣動(dòng)臂作出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)整和干預(yù)，且可以對(duì)氣缸和負(fù)壓發(fā)生器進(jìn)行有效的管理與控制，實(shí)現(xiàn)電磁閥對(duì)信號(hào)輸入輸出的準(zhǔn)確性不受影響。所以，在對(duì)PLC機(jī)械氣動(dòng)臂進(jìn)行操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建的時(shí)候，務(wù)必要確定清楚I/O點(diǎn)的具體數(shù)量，并且在必要時(shí)候需要預(yù)留備用點(diǎn)，這樣能夠保證PLC機(jī)械氣動(dòng)臂在工作的過(guò)程中做到萬(wàn)無(wú)一失。一般情況，輸入點(diǎn)數(shù)量會(huì)控制在22以下，輸出點(diǎn)數(shù)量會(huì)控制在11以下。

三、正確選取PLC類(lèi)型

在進(jìn)行PLC機(jī)械氣動(dòng)臂操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的時(shí)候，務(wù)必要對(duì)PLC控制器進(jìn)行型號(hào)的選擇，以此實(shí)現(xiàn)型號(hào)與氣動(dòng)臂能夠保持相互對(duì)應(yīng)。在此，需要結(jié)合輸入點(diǎn)數(shù)量對(duì)其進(jìn)行判斷，如果輸入點(diǎn)大于22，輸出點(diǎn)大于11的時(shí)候，需要選擇西門(mén)子廠家生產(chǎn)的27-300PLC控制器，同時(shí)還需要應(yīng)用到兩個(gè)SM323擴(kuò)展組塊。如果系統(tǒng)的輸入點(diǎn)為22，輸出點(diǎn)是16，那么需要采用48kb的可儲(chǔ)存設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行計(jì)時(shí)器數(shù)量的設(shè)計(jì)，且需要保證計(jì)時(shí)器的數(shù)量在64——128之間。通過(guò)該方法的應(yīng)用，能夠在確定I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上確定對(duì)相關(guān)PLC控制器型號(hào)的應(yīng)用和選擇。

四、操作程序設(shè)計(jì)方法

通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)理念，對(duì)PLC機(jī)械氣動(dòng)臂進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的分析為：第一是公共程序模塊;第二是手動(dòng)程序模塊，第三是自動(dòng)程序模塊。基于以上三大模塊，能夠?qū)LC機(jī)械氣動(dòng)臂的操作程序進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，且可以保證PLC機(jī)械氣動(dòng)臂在后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中的質(zhì)量與安全性不受影響。結(jié)合PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的動(dòng)作，可以對(duì)其進(jìn)行IST指令的開(kāi)發(fā)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的有效控制。同時(shí)需要將設(shè)備中的繼電器進(jìn)行特殊輔助繼電器的分配與處理。在該方法的應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以幫助繼電器回歸到原始狀態(tài)，進(jìn)而能夠?qū)φ麢C(jī)進(jìn)行開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的合理控制。另外，在對(duì)三大模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要考慮到設(shè)計(jì)的步驟與流程，突出相鄰工序的銜接性，實(shí)現(xiàn)PLC機(jī)械氣動(dòng)臂的靈活性提升與發(fā)展。

綜上所述，隨著當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展速度不斷加快，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，PLC作為一種全新的技術(shù)為多個(gè)行業(yè)提供了有效的幫助與支撐。通過(guò)對(duì)PLC的應(yīng)用，能夠有效提升氣動(dòng)臂的工作效能，且可以有效簡(jiǎn)化氣動(dòng)臂的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，完善氣動(dòng)臂在工業(yè)生產(chǎn)與制造領(lǐng)域當(dāng)中的高效應(yīng)用價(jià)值。

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