应用PLC技术实现对机械手的控制，其任务是将工件从传送带A搬运到传送带B。采用移位指令设计顺控程序。
机械手的动作示意图如图1所示，它是一个能够产生水平/垂直位移的机械设备，用来将工件由左工作台搬运到右工作台。
图 1
1、工艺过程与控制要求
机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左转/右转分别由双线圈两位电磁阀控制。例如：当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，左转/右转分别由左转电磁阀和右转电磁阀控制。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位电磁阀(称为夹紧电磁阀)来控制气缸的运动。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须在右工作台无工件时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关I0.5进行无工件检测。
机械手的动作过程如图2所示。从原点开始，按下启动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止； 同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时， 碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手经过八步动作完成了一个周期的动作。
图 2
机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作三种方式。
（1）手动操作：就是用按钮操作对机械手的每步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。当选择左/右运动时，按下启动按钮，机械手右移；按下停止按钮，机械手左移。当选择夹紧/放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。
（2）步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
（3）单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止。
（4）连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环。在工作中若按下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。
2、操作面板布置
图3位操作面板布置图。
接通I0.7是单操作方式。按加载选择开关的位置，用启动/停止按钮选择加载操作，当加载选择开关打到“左右”位置时，按下启动按钮，机械手右行;若按下停止按钮，机械手左行。用上述操作可使机械手停在原点。
接通I1.0是步进方式。机械手在原点时，按下启动按钮，向前操作一步;每按启动按钮一次，操作一步。接通I1.1是单周期操作方式。机械手在原点时，按下启动按钮，自动操作一个周期。接通I1.2是连续操作方式。机械手在原点时，按下启动按钮，连续执行自动周期操作，当按下停止按钮，机械手完成此周期动作后自动回到原点并不再动作。
图 3
3、输入/输出端子地址分配机械手控制系统所采用的PLC是德国西门子公司生产的S7-200CPU214，图4是S7-200 CPU214输入/输出端子地址分配图。该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。
图 4
4、整体程序结构
机械手的整体程序结构如图5所示。若选择单操作工作方式，I0.7断开,接着执行单操作程序。(单操作程序可以独立于自动操作程序，可另行设计)。
在单周期工作方式和连续操作方式下，可执行自动操作程序。在步进工作方式，执行步进操作程序，按一下启动按钮执行一个动作，并按规定顺序进行。
在需要自动操作方式时，中间继电器M1.0接通。步进工作方式、单操作工作方式和自动操作方式，都用同样的输出继电器。
图 5
5、实现单操作工作的程序
图6是实现单操作工作的梯形图程序。为避免发生误动作，插入了些连锁电路。例如，将加载开关扳到“左右”挡，按下启动按钮，机械手向右行；按下停止按钮，机械手向左行。这两个动作只能当机械手处在上限位置时才能执行(即为安全起见，设上限安全连锁保护)。
将加载选择开关扳到“夹/松”挡，按启动按钮，执行夹紧动作；按停止按钮，松开。
将加载选择开关扳到“上下”挡，按启动按钮，下降；按停止按钮，上升。
图 6
6、自动操作程序
图7是机械手自动操作流程图(或称功能图)，图8是与之对应的梯形图。
图 7
在自动程序里，PLC由STOP转为RUN时，初始脉冲SM0.1对状态进行初始复位。
当机械手在原点时，将状态继电器S0.0置1,这是第一步。按下启动按钮后，置位状态继电器S0.1, 同时将原工作状态继电器S0.0清零，输出继电器Q0.0得电，Q0.5 复位，原点指示灯熄灭，执行下降动作。当下降到底碰到下限位开关时，I0.1接通，将状态继电器S0.2置1,同时将状态继电器S0.1清零，输出继电器Q0.0复位，Q0.2 置1,于是机械手停止下降，执行夹紧动作;定时器T37开始计时，延时1.7s 后，接通T37动合触点将状态继电器S0.3置1，同时将状态继电器S0.2清零，而输出继电器Q0.1得电，执行上升动作。由于Q0.2已被置1,夹紧动作继续执行。当上升到上限位时，I0.2接通，将状态继电器S0.4 置1，同时将状态继电器S0.3清零，Q0.1 失电，不再上升，而Q0.3得电，执行右行动作。当右行至右限位时，I0.3接通，Q0.3失电，机械手停止右行，若此时I0.5接通，则将状态继电器S0.5置1,同时将状态继电器S0.4清零，而Q0.0再次得电，执行下降动作，当下降到底碰到下限位开关时，I0.1接通，将状态继电器S0.6置1.同时将状态继电器S0.5清零，输出继电器Q0.0复位，Q0.2被复位，于是机械手停止下降，执行松开动作;定时器T38开始计时，延时1.5s 后，接通T38动合触点将状态继电器S0.7 置1,同时将状态继电器S0.6 清零，而输出继电器Q0.1再次得电，执行上升动作。行至上限位置，I0.2 接通，将状态继电器S1.0置1,同时将状态继电器S0.7清零，Q0.1失电，停止上升，而Q0.4得电，执行左移动作。到达左限位，I0.4接通，将状态继电器S1.0清零。如果此时为连续工作状态，M1.0置1,即将状态继电器S0.1置1,重复执行自动程序。若为单周期操作方式，状态继电器SO.0置1,则机械手停在原点。
图 8
在运行中，如按停止按钮，机械手的动作执行完当前一个周期后，回到原点自动停止。
在运行中，若PLC掉电，机械手动作停止。重新启动时，先用手动操作将机械手移回原点，再按启动按钮，便可重新开始自动操作。
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