PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的集成運用

王善威 金秀縣職業技術學校

一、引言

現今工業機器人是集機械、電子、控制、傳感、人工智能等多學科現今技術于一體的自動化裝備[1]，但是工業機器人的兼容性不強，無法實現與其他設備數據交換通訊。PLC技術因具有良好的控制性能和抗干擾性能[2]，而廣泛應用于各種工業控制場合。但是由于其本身不具備人機交互功能，在工藝參數較多，需要人機交互時，使用具有觸摸操作功能的觸摸屏（TouchPanelMonitor）就是一種很好的選擇。在工控系統中PLC與觸摸屏很早已經實現數據通訊。在機器人系統中，通過與觸摸屏和PLC結合使用，能夠促進自動化集成控制，實現智能制造。下面，本文將進一步闡述PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的集成運用。

二、工業機器人的應用

就現階段而言，隨著社會經濟的發展，對于機器人的應用越來越廣泛，其中對于工業領域的應用也是如此。工業機器人的應用不僅能夠促進工業的發展，而且在一定程度上也能夠減少工業實際操作過程中的錯誤。在當今社會，工業機器人技術和產業迅速發展，在生產中應用日益廣泛，已成為現代制造生產中重要的高度自動化裝備。就現階段而言，工業機器人在工業領域中的應用變得廣泛，就比如機械加工行業、電子電氣行業等一些工業領域。在工業生產的過程中也可以看到工業機器人的身影，這類機器人就有弧焊機器人、點焊機器人等。

三、PLC控制器的特性概述

可編程控制器是數字運算操作系統，并且該項設計的主要目的是為了促進工業的發展。其主要利用可編程序的存儲器，并使用該項技術進行內部計算以及完成順序控制和定時的指令，從而使得控制器的作用能夠得到充分發揮。除此之外，在進行輸入輸出時，所采用的模式是數字式，這樣能夠更好的促進PLC控制器對工業生產過程的控制。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，其具有繼電接觸控制系統中機械觸點不可比擬的優越性，可靠性高、功耗低、通用性和靈活性搶的優點。除此之外，還具有操作簡單，編程通俗易懂、功能性強，且具有價格等優勢。在對PLC控制器使用的過程中，如果在對其進行調整時，不需要計算機知識就能對其進行調試，從而使得PLC控制器能夠快速運用到工業發展過程中。另外，PLC控制器也具有配套齊全的特點，因此，在對其進行使用時，相關工作人員可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器，這在一定程度上能夠節約準備時間。

四、觸摸屏在工業系統的運用

隨著社會經濟的發展，智能手機被廣泛應用，其中觸摸屏也被人們所熟知。而觸摸屏具有輸入簡單、方便操作的優點，因此，在工業中，觸摸屏也被廣泛應用。在工業控制領域，觸摸屏與傳統的鼠標相比具有很大的優勢。設計人員可以設計相關軟件，從而使得部分專業素養較低的工作人員在對工業環節進行操作時，可以不具備相關的工業知識，只需要根據觸摸屏上的提示來進行操作，這在一定程度上方便了用戶。另外，觸摸屏也可以與其他相關設備相結合，從而使得相關工作人員在進行數據采集時，能夠快速得到準確數據。觸摸屏在工業領悟中的應用，在一定程度上為相關工作人員的工作提供了便利，從而使得工業能夠更好的發展。由此可見，工業領域的研究者要對其進行重視，從而使得工業可以迎來以此改革。

五、PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的運用對策

（一）硬件設計

在工業機器人控制系統中，機器人的硬件部分為機器人本體、控制柜（包括I/O板在內）、示教器、工具（夾具、爪具、焊槍等）。工業機器人提供了豐富的I/O通訊接口[3]，可以實現與PLC輸入、輸出連接。PLC控制器可以連接執行裝置電磁閥、指示燈、蜂鳴器等輸出信號；并連接開關按鈕、傳感器等輸入信號。PLC通過RS485通訊線與觸摸屏連接，可以把PLC的輸入、輸出信號狀態集合在觸摸屏上，可以實現監控和控制，方便實現工業生產中自動化控制。

PLC與觸摸屏在工業機器人系統關系如圖1-1所示，PLC通過I/O通訊與機器人系統的控制柜I/O板通訊，可以實現PLC驅動輸出負載，比如電磁閥、指示燈以及PLC可以通過開關、按鈕、傳感器發出的信號控制機器人動作，觸摸屏可以實時監控PLC、工業機器人的狀態，以及關聯PLC信號，實現遠程監控和遠程控制，以及整個控制系統的故障反饋等。

通過結合PLC結構簡單、抗干擾能力強、編程簡單等特點，結合工業機器人的通用性和擬人化，可以提高工業機器人在生產過程的效率，易于實現自動化控制，以及工序的拓展，降低設計成本。

圖1-1 PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的集成運用系統圖

（二）機器人軟件設計

機器人軟件部分主要體現在機器人程序和機器人系統參數，根據機器人的控制要求和工作流程來設計程序，科學使用機器人的編程指令，要考慮手動與自動狀態，工作與待機狀態，正常與故障狀態下程序如何控制機器人的動作；系統參數要根據機器人的型號、現場環境、工件、工具、生產技術要求來選擇設計。要充分考慮生產過程所遇到的各種情況，避免干涉，要安全有效完成工作內容，避免意外故障的延工。程序設計完成需要現場反復調試無誤后，才應用。工業機器人可以通過示教器手動編程，或者通過廠家自行設計的編程軟件，編寫程序。

（三）科學應用PLC控制技術

在PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的應用中，相關工作人員要科學的運用PLC控制技術。根據圖1-1來說，工業發展中所用到的機器人都具有獨立性，可以控制本體各軸的協調運作，對于整個工作工序所涉及的電機、氣閥、信號燈以及傳感器等控制，PLC則有很大的優勢。除此之外，由于技術的不斷發展，控制系統的要求也將會不斷地提高，今后控制系統發展和完善的需要，PLC的輸入/輸出模塊、I/O點數和內存容量，可以通過拓展模塊增加，以滿足今后生產的發展和工藝的改進。

（四）觸摸屏增強人機交換能力

在工業生產中，觸摸屏的作用是無可代替的，它是目前實現人機交換最主要的設備，它可以代替鼠標和鍵盤，觸目屏有很強的人機交換功能，可以通過它給控制系統發各種指令，同時還能把生產現場的數據反饋到屏幕中，在中控室就可以知道生產情況，方便用戶遠程監控。它的界面可以根據生產要求設計，畫面內容豐富，控制界面可以切換，一臺觸目屏可以同時監控多個設備的狀態，在故障日記生成，方便收集數據，而且觸目屏控制界面還可以增加修改，可滿足后期工藝改進的變化。

六、總結

通過把PLC與觸摸屏在工業機器人系統中的集成運用，充分發揮其各自優點，可以實現有效的自動化控制集成化，從而使得機器人控制能夠更好的運用到工業發展中，以此來促進工業的發展。