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量和使用最多的機械設備，其結構復雜，機構最多的，最典型的電動裝卸機械。其復雜的電氣控制系統使很多新招進的學生很難接手，而我們學生平常的學習過程中，主要是以學習課本理論為主，實驗為輔的教學過程。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、可編程控制器、交流變頻調速器等和上位計算機構成的綜合實驗裝置。

關鍵詞：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、執行邏輯、記時、計數等順序控制功能，建立柔性的程控系統。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、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：上位機組態系統，PLC可編程控制系統，交流電動機變頻調速控制系統，自動流水線輸送帶機械機構，角/線位置傳感器及信號處理系統等，基本涵蓋了機電一體化專業教學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穩定電壓，由穩壓電源提供；光電傳感器需3V恒定電壓，由LM317T提供。

4.變頻器的選用

在本實驗設備中，由于變頻器的輸入信號為標準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越性，在現實工作中廣泛應用。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方向、速度和4倍頻細分。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體激光發射器和接收器的組合方式，用于測量移動工件長度、物體計數和判斷物體運動方向。由半導體激光發射器發射紅外光束，由光明三極管接收，然后經過信號處理傳給PLC。

2.開關量輸入信號板的設計制作

開關量信號板是該套實驗設備的前端操作平臺，負責向PLC，變頻器以及傳感器發送通/斷、調節信號，并且通過聲光將各功能當前參數予以表現。該控制面板設計工作電壓為標準的工業信號電壓24V，采用2.8V綠色發光二極管顯示各通道當前狀態。

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。安裝過程應考慮變頻器、PLC的工作特點，以及電氣工程施工規范操作，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、可編程控制器、交流變頻調速器、組態軟件和上位計算機構成的綜合實驗裝置。其實驗裝置系統結構圖如圖所示。

參考文獻

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

[2]趙玉剛.傳感器基礎.北京：中國林業出版，2006