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PLC实现对简易机械手的控制设计
3动作时序设计
根据对机械手的顺序动作要求可作出如下所示的机械手动作流程图参见图2。流程设计使用iec61131-3标准顺序功能图sfc语言描述。
4 plc硬件设计
4.1 plc的选型
根据系统的设计要求，选用omron公司生产的cpm1a-20cdr-a小型机。该机体积小，功能强、配有标准通讯接口便于计算机对plc进行监控和管理。使用cqm1-pro01手持式编程器可以方便的在生产现场进行维护和监控。该机输入点为12，输出点为8。
4.2 i/o点编号分配
根据机械手动作流程图，可以确定电气控制系统的i/o点分配，如附表所示。
1引言
简易机械手在各类全自动和半自动生产线上应用得十分广泛，主要用于零部件或成品在固定位置之间的移动，替代人工作业，实现生产的自动化控制。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构，各动作由plc控制电磁阀驱动气动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。图1为机械手移动物品示意图。
2 功能与动作流程设计
2.1功能设计
图1中机械手的任务是将传送带a上的物品搬运到传送带b。为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关sq1、sq2、sq3、sq4、sq5，对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位，并发出动作到位的输入信号。机械手的起、停由sb1（启动）、sb2（停止）按钮控制。
传送带a、b由电动机拖动。传送带a上装有光电开关sp，检测到物品，传送带a停止。传送带b连续运转，将物品送至后工序，不需要用plc控制。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由气动元件（气缸）执行，由六个相应的电磁阀驱动，统一由plc控制。
2.2动作流程设计
机械手及传送带a顺序动作的要求是：
（1）按下起动按钮sb1时，机械手系统工作。首先上升电磁阀通电，手臂上升，至上升限位开关动作；
（2）左转电磁阀通电，手臂左转，至左转限位开关动作；
（3）下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作；
（4）启动传送带a运行，由光电开关sp检测传送带a上有无物品送来，若检测到物品，则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作；
（5）手臂再次上升，至上升限位开关再次动作；
（6）右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作；
（7）手臂再次下降，至下降限位开关再次动作；
（8）放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程。
（9）按下停止按钮sb2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手按停止前的动作继续工作
基于S7-200PLC的物流控制实验装置的组态
4.3组态软件的设计
组态王6.5是国产组态软件中成熟的组态工具，由亚控科技发展有限公司出品。启动组态王后，建立一个物流控制的工程，点击com1选择siemens的s7-200plc的i/o设备，然后设置通信，一般有两种方式：pc/ppi电缆，连接pg/pc的串行通信口和cpu通信；pg/pc上安装cp卡，通过mpi电缆连接cpu通信口，本文采用后一种通信方式。
然后在数据字典里分别根据plc的i/o来设置必要的数据变量，由于组态王6.5是商业软件，数据字典里可用的数据变量数也是受限的，根据需要来选择合适的版本。
点击画面来设计组态画面，组态工具功能强大的特点是能将上位机的画面，通过通信，来实时展现设备动态，从而来实现监控。
以辊道输送机为例，进入文件夹里的画面选项，制作辊道输送机的主画面。主要的动画有辊道的进货、出货，正/反转，货物的连续运送和速度调节。画面上装有起/制动按钮和手动/自动按钮，还有三个画面之间的切换按钮，可以方便的在三个画面之间方便的切换，状态显示指出了颜色传感器、铁磁传感器、扫描仪和多个位置传感器的实时状态。如图5所示。
类似的，同样建立了机械手和堆垛机的主画面。机械手的动作拆分为几个部分，分别为取货，旋转臂和放货。三个画面依次动作，来完成一个完整的机械手控制。画面设置了起/制动按钮，手动/自动按钮，状态显示指出了当前处于的工作状态。堆垛机的组态较为复杂，大体上分为进货和出货两个方面。进货时，堆垛机先得到关于左右货架的相关信息（货位是否满/左或右货架），货物经堆垛机从货台水平叉起，在水平限位开关的控制下沿x轴作水平移动寻址；到达相应的x值后，在垂直限位开关的控制下沿y轴作垂直寻址，在到达正确位置后，在入库认址开关的作用下，将货物放在指定货架。出货的过程与此相反。
在完成画面组态后，还进行的了实时数据库和历史数据库的设计，实时数据库中的取得的数据采用经验模型分析后决定是否产生预警信号，提醒操作人员，历史数据库中的数据则定期打印以作为整个系统运行检验数据。由于系统考虑到将来的扩展，预留了一些接口，以提供二次开发，延长系统生命周期和减少二次开发成本。
5结束语
本文针对实际项目中的一整套的物流控制装置，采用plc加外扩模块和cp网卡的形式组成现场总线，以提高系统运行的可靠性和稳定性，使用组态王针对系统进行的实时在线监控，可以实现实时监控和一定程度的预警，提供历史数据报表，并可针对将来的需求进展扩展
