摘 要

抓钢机作为高效回收工具，其运行效率影响产业效益与生产水平。传统抓钢机人工控制存在环境和劳动负荷问题。设计无人智能化抓钢机系统迫在眉睫。本研究以湛江某钢厂废钢处理场的抓取设备为研究对象，采用西门子S7-1500可编程控制器构建智能化控制系统，完成硬件配置与软件开发，达成远程控制与自主作业目标。主要研究内容包括：为解决废钢装卸过程中机械臂晃动问题，开发了融合强化学习的时限滑模控制策略。通过建立机械臂动力学模型，运用MATLAB实现控制算法仿真，经多算法性能比较验证，该滑模控制方案具有响应快、稳定性好等特点，完全符合自动化作业要求。同时构建了集成PROFINET、PROFIBUS、CAN及5G的通信系统架构，并基于西门子TIA平台与WinCC专业版开发了可视化监控界面。设计界面支持HMI，实现基本数据监测与人机交互，为无人抓钢机远程遥控奠基。采用西门子TIAPortalV15.1平台，通过SIMATICSTEP7编程S7-1500PLC，达成自动运行功能。

 

关键词：无人抓钢机；PLC；强化学习；固定时间滑模控制

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