西门子6ES7332-5HF00-0AB0功能介绍

传统的自动控制装配在机械手控制进程中，由于靠得住性差，故障多、维修坚苦等缘由，已不能知足机械手控制的需求.以多关节机械手为研究对象，采用西门子S7—200可编程控制器(PLC)对其机电驱动装配进行顺序控制，可以较好的解决这一问题，文章具体计议了多关节机械手系统的机械结构.工作原理及PLC系统控制，给出了PLC控制中若干关头问题的解决方案，实践证实，该控制系统有用地提高了系统的抗干扰能力，实现了系统的智能化和柔性化.
　　关头词：机械手：PLC;控制系统
　　s7.200 PLC(Program Logic Controler)是德国西门子公司生产的小型可编程控制器，具有的可扩大性、价格低廉、指令功能壮大，十分适合在机械手控制系统中运用.但一般在工业机械人执行机械手机构多为外形简单的夹钳式、托持式、吸附式等结构，其结构和抓握方针物的原理决议了其有限的抓握功能.随着机械人运用范围的日益扩年夜和向智能化、拟人化标的目的的成长，其手部也有多指多关节的拟人化要求;另外在工伤、事故中断手的残疾人也需要功能价格比高的多关节机械手.为此我们研制出一套新的基于s7.200 PLC的多关节机械手控制系统，该系统动作简洁：线路设计合理、具有较强的抗干扰能力，保证了系统运行的靠得住性，下降了维修率，提高了工作效率.由于PLC控制受情况的限制，在使用进程中会受各类干扰，影响系统的靠得住性，是以必需接纳各类抗干扰措]沲’以提高控制系统的靠得住性机械结构.多指多关节的机械结构是Zui理想的机械人手爪，其每一个手指的名r5,-关节都各有一台自力的机电驱动，并配有传感和控制系统，使手爪能完全模拟人手动作.当抓取的方针物各边外形与手爪中心不合错误称时，每一个手指各关节的弯曲水平可以分歧，手爪对被抓物体的外形具有顺应性.先接触物体的手指其指关节发生较年夜的抗力而不能弯曲，而其他未接触到物体的手指将继续弯曲，直到每—个手指都接触物体.
　　2 PLC控制系统设计
　　1.1整体设计
　　PLC控制系统设计时不能过度依靠PLC本体，使用外部继电器能够完成控制要求的，应使用外部继电器.系统机电采用自耦降压启动，由于设计时取消外部时间继电器，采用启动旌旗灯号直接输进PLC，经PLC内部计时器输出运行旌旗灯号，启动时间难于切确肯定，而且负荷变化将引发启动时间变化，从而当用户想要调整启动时间时就比力坚苦，‘需要具有PLC编程常识及相关编程工具，而一般的用户或电工其实不具有这样的条件，是以采用PLC内部计时器作为启动时间控制就颇费周折，也晦气于现场控制及往后维护.PLC的自动控制法式的编写方很多，凭据多关节机械手的特点，要求每—个动作严酷按顺序执行，是以采用步进指令编写，以保证机械手的运行有条不素.在顺序及联锁控制中，触及平行并联关系的机号，斟酌到操作上的便当，让PLC能自动选择运行机电，利便机电在运行进程中能够有选择的运行.联锁关系为四级，见图1所示，前两级中有并列选择运行的机电(D1，D2，D3，D4).

     1.引 言
    当今，在自动化的产业生产中，变频控制往往与计算机远程控制相联系在一起，从而实现电机的远程变频控制。可编程序控制器系统不仅可作为单一的机电控制设备，而且作为通用的自动控制设备，也被大量地用于过程产业的自动控制。欧姆龙Zui新推出的可编程控制器SYSMAC CP1H，具有“高度扩张性”的端子台型一体化[1]。与以往产品CPM2A 40 点输进输出型为相同尺寸，但处理速度可达到约10倍的性能。本课题通过控制机（即为PLC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的指令，使变频调速器带动振动磨电机按输进的速度和时间运转。基于OMRON PLC的链接通讯（有通讯协议），我们采用功能强大的Visual C++6.0语言来实现这种小型集散控制系统的上、下位机的通讯和友好的监控界面，实现了上位机与PLC间的通讯。
2.通讯软件的设计
    在本项目中，上位机选用计算机, 下位机选用日本Omron公司的CP1H系列XA40DR-A可编程序控制器。在计算机外设中，RS-232串口由于其组成方式简单，编程控制方便而成为应用Zui为广泛的I/O通道之一。32 位下串口通讯程序通常采用两种方法实现:一是利用ActiveX控件; 二是使用API通讯函数。使用ActiveX控件, 程序实现非常简单, 结构清楚,缺点是欠灵活; 使用API通讯函数的优缺点则基本上相反[2]。VC++6.0的MSComm是Microsoft 公司提供的简化bbbbbbs 下串行通讯编程的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法,笔者采用了这种方法。其端口接线见附图。

2.1 上位机与PLC的通讯协议
    HOST bbbb系统使用HOST bbbb 通讯协议进行通讯,上位机具有传送优先权,总是首先发出命令并启动通讯,HOST bbbb 通讯单元收到命令交由PLC执行,然后将执行结果返回上位机,两者以帧为单位轮流交换数据。
2.2 上位机的PLC链接通讯
    通讯时一组传送的数据称为块,它是命令或响应的单位,从上位机发送到HOSTbbbb 单元的数据称为命令块,相应的,从HOSTbbbb单元发送到上位机的数据称为响应块。多点通讯时,单帧发送的Zui大数据块为131 个字符,因此当一个数据块含有132 个或更多字符时,要分成两帧或多帧进行发送。多帧发送时中间帧的格式为:正文、FCS、分界符。起始帧、中间帧的长度为131 ,结束帧的长度Zui多为131 个字符。
    Omron系列的PLC 通过RS232 口与主机通讯有两种方式,第一种是由上位机向PLC 发送初始命令,第二种是由PLC 向上位机发送初始命令[3]。在监测系统中一般采用第一种方式。有关通讯协议如下所述:
2.2.1上位机→PLC 的命令格式
    其中:
    （1）@为起始标志符;
    （2）N2 、N1 为PLC 节点标志码,由两位十进制数表示,它们用来指定与上位机通讯的PLC。而PLC 自己的通讯节点码可由它的DM6648 和DM6653 来设置;
    （3）CMD2 、CMD1 为两字节命令码;
    （4）MT 为命令内容,用来设置具体的命令参数;
    （5）V2、V1 为两字节的帧校验码,它是从开始符“@”到MT码结束的所有字符的ASCII 码按位异或的结果; 帧校验和是一个转换成2 个ASCII 字符的8 位数据。它把帧中每一个字符顺序地进行异或操纵而得到的结果,即把帧的第一个字符到正文结束的所有字符转换成二进制形式的ASCII 码后,逐个异或而得到的[4]。当发送命令时,将其加在命令格式中,作为帧的一部分发送到接收端。当接收数据时,按上述步骤重新计算FCS ,当计算结果与数据块中所带的FCS 相同时,说明传输无误,否则,说明接收到的数据不正确。
    （6）“＊”和“CR”两字符表示命令结束。
    例如，@00WD00060500表示写一个数500到节点为0的PLC的DM0006中。
2.2.2 PLC→上位机的响应格式

    其中S2 、S1 为命令结束状态码,如00 表示正常结束,01 表示RUN 模态下PLC 无法完成上位机命令,其余符号代码意义同上。实现上位机与HOST bbbb 通讯单元的通讯只需编写上位机程序,由于HOST bbbb 通讯单元自身带有通讯程序,上位机下发命令,地址相符的PLC 自动上传响应帧,所以这一部分程序不需要客户编写,但是,编写上位机的通讯程序时,通讯参数的设置必须保证与PLC 的通讯参数一致性。
3.用VC++6.0编写串行通讯程序

    首先建立一个基于对话框的MFC应用程序SCommTest，支持ActiveX控件，电话外形的控件是在系统中注册过的MicrosoftCommunications Control, version 6.0，接受缺省的选项。
1.打开串口设置串口参数
    在主对话框CSCommTestDlg::OnInitDialog（）中打开串口，加进如下代码：
    if（m_ctrlComm.GetPortOpen（））
    m_ctrlComm.SetPortOpen（FALSE）;
    m_ctrlComm.SetCommPort（1）; https://选择com1
    i f （ ! m _ c t r l C o m m . G e t P o r t O p e n （ ） ） m _ c t r l C o m m .
SetPortOpen（TRUE）;https://打开串口
    else
    AfxMessageBox（"cannot open serial port"）;
    m_ctrlComm.SetSettings（"9600,E,7,2"）; https://波特率9600，偶校验，7个数据位，2个停止位m_ctrlComm.SetbbbbbModel（1）; https://1：表示以二进制方式检取数据m_ctrlComm.SetRThreshold（1）;
    https://参数1表示每当串口接收缓冲区中有多于或即是1个字符时将引发一个接收数据的OnComm事件
    m_ctrlComm.SetbbbbbLen（0）; https://设置当前接收区数据长度为0
    m_ctrlComm.Getbbbbb（）;https://先预读缓冲区以清除残留数据
2.发送数据
    为发送按钮添加一个单击消息BN_CLICKED处理函数，选择IDC_BUTTON_MANUALSEND，添加OnButtonManualsend（）函数，并在函数中添加如下代码：
    UpdateData（TRUE）; https://读取编辑框内容
    SendData（m_strTXData1,6）;
    https:// m_strTXData1表示发送速度命令的具体数值，6表示写数
据的地址DM0006
    Sleep（100）;
    SendData（m_strTXData2,12）; https://m_strTXData1表示发送时间命令的具体数值，12表示写数据的地址DM0012
3.发送命令
    按照命令格式，本课题主要发送两个WD命令：
    （1）数据采用十进制发送，向DM0006中写进速度指令；
    （2）数据采用十进制发送，向DM0012中写进时间指令。部分程序如下：
    Void CSCommTestDlg::SendData（int m_TobeSend,intm_address）
    ｛ CByteArray Array;
    unsigned char auchMsg[45]=｛0｝
    auchMsg[0]=64; https:// 起始标志符
    auchMsg[1]=0x0; https://节点号
    auchMsg[2]=0x0; auchMsg[3]=‘W‘; https://命令符
    auchMsg[4]=‘D‘;
    auchMsg[5]=m_address/1000;
    auchMsg[6]=（m_address%1000）/100;
    auchMsg[7]=（m_address%100）/10;
    auchMsg[8]=m_address%10;
    auchMsg[9]=m_TobeSend/1000;
    auchMsg[10]=（m_TobeSend%1000）/10;
    auchMsg[11]=（m_TobeSend%100）/10;
    auchMsg[12]=m_TobeSend%10;
    LRC（auchMsg,13）;
    https://auchMsg[13] ,auchMsg[14] ,保存FCS值
    auchMsg[15]=‘＊‘; https://命令结束符
    auchMsg[16]=13;
    Array.RemoveAll（）;
    for （Count=0;Count<17;Count++）
    Array.Add（auchMsg[Count]）;
    m _ c t r l C o m m . S e t O u t p u t （ C O l e Va r i a n t （ A r r a y ） ） ;
4.计算校验码函数
    unsigned char uchLRC = 0 ; 初始值设定
    while （usDataLen——）
    ｛uchLRC ︿= ＊auchMsg++; ｝
    unsigned char high=0xF0;
    https://high为校验码的高位
    unsigned char low=0x0F;
    https://low为校验码的低位
    high&=uchLRC;
    low&=uchLRC;
    high>>=4;右移四位
    if（high<=9）
    high=high+48;
    else
    high=high+55;
    if（low<=9）
    low=low+48;
    else
    low=low+55;
    ＊auchMsg++=high;
    ＊auchMsg++=low;
四.结束语
    此程序在VC++6.0中运行通过，并成功应用于振动磨的控制中。该系统采用OMRON XA40DR-A PLC与上位机连接组成控制系统，上位机通过串行口向PLC发出写命令及数据，PLC接受数据后，通过D/A转换模块，将模拟量发给变频器，从而实现了振动磨振动速度和时间的控制。