物料搬运机控制台的制作安装

杨建斌

摘 要： 门座式起重机是我们港口数量和使用最多的机械设备，其结构复杂，机构最多的，最典型的电动装卸机械。其复杂的电气控制系统使很多新招进的学生很难接手，而我们学生平常的学习过程中，主要是以学习课本理论为主，实验为辅的教学过程。为此我们制作了一个集机械传动、齿轮传感器、光电传感器、电感式接近开关、可编程控制器、交流变频调速器等和上位计算机构成的综合实验装置。

关键词：传感器 可编程控制器 变频器 综合实验装置

中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0239-01

一、综合实验台制作方案的确定

1.制作构想

自动加工流水线工作台，又称输送机，是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

用PLC取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

2.制作方案

平台包括：上位机组态系统，PLC可编程控制系统，交流电动机变频调速控制系统，自动流水线输送带机械机构，角/线位置传感器及信号处理系统等，基本涵盖了机电一体化专业教学及实验课题的各个方面。如图所示：

3.电源的选用

PLC、交流电动机变频控制器均选用220V的交流电。开关量输入信号板输入电压为24V，由可编程控制器PLC的输出端提供。同时霍尔传感器需要15V稳定电压，由稳压电源提供；光电传感器需3V恒定电压，由LM317T提供。

4.变频器的选用

在本实验设备中，由于变频器的输入信号为标准24V信号电压，也无特别要求，所以采用价格低廉易于维护的继电器型PLC，能够满足要求。本实验台选择的是OMRON的CP1H可编程逻辑控制器作为主控制单元。

5.传感器

传感器的分类：按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器；按传感器工作原理分類，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。本实验台选择的传感器有：霍尔传感器，光电传感器。

6.PLC编程软件CX-Programmer7.1的应用

PLC的编程可以通过PLC编程器和计算机辅助编程两种方式。计算机辅助编程省时省力、又便于程序管理，它具有简易编程器无法比拟的优越性，在现实工作中广泛应用。因此，我们决定选用CX-P计算机辅助编程的方式。

二、实验台总体安

1.传感器的安装

霍尔传感器的安装采用两个垂直于测量轮齿面、时域上正交的齿轮传感器和与主动辊同轴的测量轮，主要用于测量主动辊旋转方向、速度和4倍频细分。两个齿轮传感器的安装位置和输出信号所示。光电传感器我们选用的是半导体激光发射器和接收器的组合方式，用于测量移动工件长度、物体计数和判断物体运动方向。由半导体激光发射器发射红外光束，由光明三极管接收，然后经过信号处理传给PLC。

2.开关量输入信号板的设计制作

开关量信号板是该套实验设备的前端操作平台，负责向PLC，变频器以及传感器发送通/断、调节信号，并且通过声光将各功能当前参数予以表现。该控制面板设计工作电压为标准的工业信号电压24V，采用2.8V绿色发光二极管显示各通道当前状态。

3.实验台控制装置的安装

选定变频器、PLC、电源以及配线板后，按照电器工程图制作接线板并进行电气线路连接。安装过程应考虑变频器、PLC的工作特点，以及电气工程施工规范操作，做好电力线路和信号线路的隔离屏蔽，尤其要防止变频器的高频工作电磁波泄漏干扰

4.实验台总体安装

实验装置以实际生产中的自动加工流水线为模型，集机械传动、齿轮传感器、光电传感器、电感式接近开关、可编程控制器、交流变频调速器、组态软件和上位计算机构成的综合实验装置。其实验装置系统结构图如图所示。

参考文献

[1]张进秋.可编程控制器原理及应用实例[M].北京：机械工业出版社，2004

[2]赵玉刚.传感器基础.北京：中国林业出版，2006