物料搬運機控制臺的制作安裝

楊建斌

摘 要： 門座式起重機是我們港口數(shù)量和使用最多的機械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機構(gòu)最多的，最典型的電動裝卸機械。其復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)使很多新招進的學(xué)生很難接手，而我們學(xué)生平常的學(xué)習(xí)過程中，主要是以學(xué)習(xí)課本理論為主，實驗為輔的教學(xué)過程。為此我們制作了一個集機械傳動、齒輪傳感器、光電傳感器、電感式接近開關(guān)、可編程控制器、交流變頻調(diào)速器等和上位計算機構(gòu)成的綜合實驗裝置。

關(guān)鍵詞：傳感器 可編程控制器 變頻器 綜合實驗裝置

中圖分類號：TN773 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）05-0239-01

一、綜合實驗臺制作方案的確定

1.制作構(gòu)想

自動加工流水線工作臺，又稱輸送機，是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。

用PLC取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。

2.制作方案

平臺包括：上位機組態(tài)系統(tǒng)，PLC可編程控制系統(tǒng)，交流電動機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，自動流水線輸送帶機械機構(gòu)，角/線位置傳感器及信號處理系統(tǒng)等，基本涵蓋了機電一體化專業(yè)教學(xué)及實驗課題的各個方面。如圖所示：

3.電源的選用

PLC、交流電動機變頻控制器均選用220V的交流電。開關(guān)量輸入信號板輸入電壓為24V，由可編程控制器PLC的輸出端提供。同時霍爾傳感器需要15V穩(wěn)定電壓，由穩(wěn)壓電源提供；光電傳感器需3V恒定電壓，由LM317T提供。

4.變頻器的選用

在本實驗設(shè)備中，由于變頻器的輸入信號為標(biāo)準(zhǔn)24V信號電壓，也無特別要求，所以采用價格低廉易于維護的繼電器型PLC，能夠滿足要求。本實驗臺選擇的是OMRON的CP1H可編程邏輯控制器作為主控制單元。

5.傳感器

傳感器的分類：按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器；按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。本實驗臺選擇的傳感器有：霍爾傳感器，光電傳感器。

6.PLC編程軟件CX-Programmer7.1的應(yīng)用

PLC的編程可以通過PLC編程器和計算機輔助編程兩種方式。計算機輔助編程省時省力、又便于程序管理，它具有簡易編程器無法比擬的優(yōu)越性，在現(xiàn)實工作中廣泛應(yīng)用。因此，我們決定選用CX-P計算機輔助編程的方式。

二、實驗臺總體安

1.傳感器的安裝

霍爾傳感器的安裝采用兩個垂直于測量輪齒面、時域上正交的齒輪傳感器和與主動輥同軸的測量輪，主要用于測量主動輥旋轉(zhuǎn)方向、速度和4倍頻細(xì)分。兩個齒輪傳感器的安裝位置和輸出信號所示。光電傳感器我們選用的是半導(dǎo)體激光發(fā)射器和接收器的組合方式，用于測量移動工件長度、物體計數(shù)和判斷物體運動方向。由半導(dǎo)體激光發(fā)射器發(fā)射紅外光束，由光明三極管接收，然后經(jīng)過信號處理傳給PLC。

2.開關(guān)量輸入信號板的設(shè)計制作

開關(guān)量信號板是該套實驗設(shè)備的前端操作平臺，負(fù)責(zé)向PLC，變頻器以及傳感器發(fā)送通/斷、調(diào)節(jié)信號，并且通過聲光將各功能當(dāng)前參數(shù)予以表現(xiàn)。該控制面板設(shè)計工作電壓為標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)信號電壓24V，采用2.8V綠色發(fā)光二極管顯示各通道當(dāng)前狀態(tài)。

3.實驗臺控制裝置的安裝

選定變頻器、PLC、電源以及配線板后，按照電器工程圖制作接線板并進行電氣線路連接。安裝過程應(yīng)考慮變頻器、PLC的工作特點，以及電氣工程施工規(guī)范操作，做好電力線路和信號線路的隔離屏蔽，尤其要防止變頻器的高頻工作電磁波泄漏干擾

4.實驗臺總體安裝

實驗裝置以實際生產(chǎn)中的自動加工流水線為模型，集機械傳動、齒輪傳感器、光電傳感器、電感式接近開關(guān)、可編程控制器、交流變頻調(diào)速器、組態(tài)軟件和上位計算機構(gòu)成的綜合實驗裝置。其實驗裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

參考文獻

[1]張進秋.可編程控制器原理及應(yīng)用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004

[2]趙玉剛.傳感器基礎(chǔ).北京：中國林業(yè)出版，2006