根據持續的用戶反饋，目前市場對 PLC 與 myCobot 系統集成的需求很大，因此本文提供的案例介紹了如何使用 PLC（可編程邏輯控制器）來控制 myCobot 320 機械臂。本案例重點介紹如何實現這一集成效果。

一、本項目使用的硬件組件

Siemens SIMATIC IOT2020

Raspberry Pi 4 Model B

M5Stack ESP32 Basic Core IoT Development Kit

Elephant Robotics myCobot 320 m5

二、知識概覽

什么是 PLC？

對于熟悉工業級機械臂的人來說，PLC 可能是一個熟悉的概念。PLC 代表可編程邏輯控制器，這是一種工業數字計算機，專為控制工業環境中的各種機械和生產過程而設計。PLC 廣泛用于自動化，用于執行邏輯控制、順序控制、定時、計數和算術運算等任務。

通過將機械臂的靈活性與 PLC 的穩定性和實時功能相結合，可以為特定場景開發量身定制的解決方案。

myCobot 320 M5 智能協作機器人

myCobot 320 是一款 6 自由度機械臂，有兩個版本：一個使用 M5Stack-Basic 作為嵌入式開發板，另一個使用 Raspberry Pi 4B。手臂僅重 3360 克，重量輕且便于攜帶。它的末端執行器可以處理最大 1000g 的有效載荷，足以滿足大多數實驗場景。此外，用戶可以將攝像頭或執行器（如夾具或抽吸泵）連接到末端執行器，留下大約 600 克的剩余有效載荷能力。手臂的最大工作半徑為 350 毫米，可在各種情況下靈活移動。

SiemensS7-1200 PLC是一款緊湊的模塊化可編程邏輯控制器，專為中小型自動化項目而設計。它提供高可靠性、實時性能和靈活的可擴展性。S7-1200 支持多種工業協議（如 Profinet 和 Modbus），包括一個以太網接口，可與傳感器、執行器和其他設備無縫集成。

它使用 TIA Portal 軟件進行編程，支持梯形圖、功能塊圖和其他語言，使開發和維護變得簡單明了。廣泛應用于工業生產、樓宇自動化和機械控制，提供穩定高效的控制解決方案。

三、硬件操作

當機械臂接收到 PLC 的 IO 信號時，它會執行一個運動，將所有關節重置為零位置。此操作主要用于在兩個系統之間建立通信。

原理解釋：

1. 機械臂的輸出端口首先發送信號。

2. 一旦 PLC 檢測到輸入信號，它就會輸出一個信號來為 24V 繼電器線圈供電。

3. 繼電器的常開觸點閉合，將低電平信號傳輸到機械臂的輸入端口。

4. 當機械臂檢測到輸入信號時，它會執行動作以將其所有關節重置為零位置。

硬件連接

將機械臂的輸入連接到 PLC 的輸出

1. PLC 為西門子 S7-1200，輸出類型為 PNP，而機械臂的輸入類型為 NPN。因此，需要一個中間繼電器來轉換信號。

2. 將電源連接到 PLC。

3、將繼電器線圈連接到PLC的公共端子和Q0.0

4.將繼電器的常開觸點連接到端子上。

5. 然后將端子連接到機器人的 IN1 輸入。

將機械臂的輸出連接到 PLC 的輸入

1. PLC 是西門子 S7-1200，其輸入類型支持 PNP 和 NPN。機械臂的輸出類型為 PNP，因此 PLC 輸入應使用 PNP 配置。

2. 將 24V 連接到 PLC 的輸入端子。

3. 將機械臂的接地端（GND）和輸出 1（OUT1）連接到可編程邏輯控制器（PLC）的公共端和 I0.0。

4. 將端子插入機械臂的輸出端。

四、軟件操作

機械臂程序

from pymycobot import MyCobot
import time
# Initialize the myCobot on COM port 8
mc = MyCobot("COM8")
# Set the basic output port 1 to low level (0)
mc.set_basic_output(1, 0)
# Infinite loop to monitor input signals
while 1:
# Check the status of input port 1
if mc.get_basic_input(1) == 0:
# If the input is low level (0), send angles to reset all joints to zero
mc.send_angles([0, 0, 0, 0, 0, 0], 50)
break # Exit the loop once the action is executed
else:
pass # Do nothing and continue checking
# Set the basic output port 1 to high level (1)
mc.set_basic_output(1, 1)

五、小結

西門子PLC以其高穩定性、實時性和抗干擾性而聞名，使其專為工業環境而設計。它們非常適合工廠自動化、惡劣環

境和涉及多個設備的復雜工作流程。PLC支持Profinet和Modbus等標準工業通信協議，實現與傳感器、執行器和其他設備的無縫集成。這確保了系統能夠以毫秒級的響應時間長期穩定運行。對于要求高可靠性的場景，如裝配線控制、設備同步或環境條件嚴格的工廠，PLC是最佳選擇。 而Python則在開發靈活性和效率方面表現出色，憑借其豐富的庫和工具，Python適用于算法實現、機器學習和復雜的運動控制應用。Python更適用于可以快速開發和驗證新想法的研究和實驗場景。但在實時性能和對惡劣環境的適應性方面相對較弱，因為它取決于底層硬件和操作系統性能。 如果首要需求是長期穩定運行、實時控制和工業環境集成，PLC是更好的選擇。如果重點是快速開發和算法靈活性，Python更適合。兩者也可以結合起來，Python處理高級算法，PLC管理低級控制，為更廣泛的應用提供解決方案。