低壓電器智能檢測系統的設計與研究

陳小義1 楊翔2

泰州市產品質量監督檢驗所 江蘇泰州 225309

摘要：以手動和氣動為主的低壓電器檢測系統的效率低、可靠性不高，已經越來越不適合當今工業的發展需求。而由于可編程控制器的技術發展，利用智能檢測系統實現自動控制已經成為低壓電器檢測系統的發展趨勢。本文從低壓電器智能檢測系統的機械設計、電氣控制設計以及下機位控制設計等方面入手，對低壓電氣智能檢測系統進行研究。

關鍵詞：低壓電器；智能檢測；自動控制；PLC

1低壓電氣智能檢測系統的必要性

在電器工業中，低壓電器發揮著十分重要的作用，在開關、指示、控制、保護等方面都有重要應用。據統計，21世紀的第一個十年里，我國每年需要新增低壓電器量達到8.4億件，而且其需求量呈遞增趨勢?？梢哉f，低壓電器行業的發展是國家先進制造業和裝備自動化發展的重要基礎。因此，低壓電器生產的評價體系、檢測方式顯得尤為重要。傳統的手動進行低壓電器檢測導致檢測結果的隨機性大，特別是在低壓電氣種類不斷增加的情況下，傳統方法的局限性更加突出。因此，研發先進的智能檢測系統，對于避免手動操作的隨機性、增加檢測的品種和規格，進而提高產品的檢測效果，具有十分重要的意義。

2低壓電器智能檢測系統的設計

2.1機械系統設計

2.1.1裝夾機構

裝夾機構是智能檢測系統可以根據待測產品的特點進行自動固定，便于對待測產品進一步操作。待測產品一般包括方形和圓形兩種，方形產品通過限定其三個移動方向以及轉動自由度來固定，圓形產品則依據技術要求的六種固定尺寸提前在安裝板上進行打孔。

2.1.2定位機構

定位機構是通過傳感器提供的位置數據，利用電機、絲杠、導軌實現移動單軸位置的調整，利用電擺缸實現轉動單軸位置的調整。

2.2電氣控制系統設計

圖1電氣控制系統

如圖1是電氣控制系統，PLC負責對整個控制過程的實現，并可以將相關信號發送給觸摸屏信息處理模塊，通過觸摸屏可以實現操作力矩、通電時間、實現次數等參數的設置，并實時顯示檢測系統的工作狀態，提高設備運行的可靠性。

2.2.1PLC選型

（1）對于只需要開關控制需求的設備，可以選用具備計數、定時、邏輯處理能力的PLC，對于需要模擬量控制的設備，可以選用帶有數/模轉化的PLC；而對于需要復雜控制系統的如實現PID運算、閉環控制等可以選用較高檔的PLC。

（2）PLC的輸入/輸出點需要留出部分以作備用，所以需要根據系統所需的開關、指示、執行等輸入輸出設備的數量確定PLC的輸入/輸出點數。

2.2.2電動執行器選型

根據應用場景的不同，電動執行器可以選用電缸式或電滑臺式。電缸式一般用于傳送和推壓，電滑臺式一般用于定位和搬運。

2.2.3交流伺服系電機的選型

交流伺服電機的選型需要根據工作環境、轉速要求等進行選擇，主要有位置控制模式、速度控制模式和轉矩控制模式等三種。

2.3下位機控制系統設計

圖2PLC程序設計流程

如圖2是PLC程序設計流程。具體包括以下幾個方面：

（1）前期準備：前期準備是對被控設備的電氣特性和機械特性做充分的了解，對系統的要求進行分析。

（2）程序流程圖設計：在進行程序流程圖設計時，要根據系統機構的執行邏輯關系進行設計，對于復雜的控制系統，可以分模塊進行設計后在進行頂層設計。

（3）程序編寫：程序的編寫是根據流程的先后順序進行開發的。程序編寫時，應當盡可能保證程序的可移植性，并且對于編寫過程中的關鍵部分應當進行注釋，以便閱讀。

（4）模塊調試：完成程序編寫后，可以將各個模塊下載到PLC中進行測試，對于出現的問題進行修改，直至程序完全正常為止。

（5）聯機調試：將調試好的程序模塊連接到一起，做整體調試，以保證設計到達最終需要的效果。

（6）文檔整理：這一步是將整個系統的開發過程進行整理總結，以為之后的程序修改、擴展、移植提供方便。

3系統測試

3.1PLC的調試

（1）電滑臺測試：對控制系統進行供電，然后通過控制面板控制電滑臺的三個軸向是否能夠正常工作。

（2）電機測試：在供電條件下，檢測定位機構能否完成定位，在手動控制的條件下電機是否可以實現正反轉。

（3）手動模擬測試：在手動模式下通過操作面板上的按鈕開關，觀察定位機構和執行機構能否正常工作，如果可以，則說明線路的連接是正常的，否則，需要排除線路故障。

（4）自動模式測試：自動模式是對邏輯控制進行測試，以檢測程序是否達到預期效果。為了保證系統在不同狀態下能夠正常工作，可以模擬異