基于PLC和气动技术的自动输送系统设计.pdf

DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 0 1 ． 0 1 5 基于P L C和气动技术的自动输送系统设计 张新娟 中山市技师学院 电气应用系，广东中山 5 2 8 4 0 3 摘要结合机电一体化和气动技术，介绍一套针对危险性工业原材料的自动输送系统。系统的机械部分南运送车和机械手组 成 ，由气动和电气控制联合驱动。系统实现了危险材料的自动输送，增加了安全性和效益，并降低了人工劳动强度。 关键 词 自动输送系统 气动 ；P L C 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 3 O 1 0 0 5 70 4 De s i g n o f Au t o ma t i c Co n v e y i n g S y s t e m Ba s e d o n PLC a n d Pn e um a t i c Te c hno l o g y ZHANG Xi n - j u a n D e p a r t m e n t o f E l e c t r i c a l Ap p l i c a t i o n ，Z h o n g s h a n T e c h n i c i a n C o l l e g e ，Z h 0 n g s h a n 5 2 8 4 0 3 ，C h i n a Ab s t r a c t Wi t h t h e t e c h n i q u e s o f me c h a n t r o n i c s a n d p n e u ma t i c s ， t h i s p a p e r i n t r o d u c e s a n a u t o ma t i c c o n v e y i n g s y s t e m f o r d a n g e r o u s i n d u s t r i a l r a w ma t e r i a l s ， t h a t c o n s i s t s o f a v e h i c l e a nd a ma n i p u l a t o r ．T h e s y s t e m ha s f u l fi l l e d t h e a u t o ma t i c c o nv e y i n g o f d a n g e r o u s i n d u s t r i a l r a w ma t e r i a l s ， i n c r e a s e d t h e s a f e t y a n d t h e e ffic i e n c y a n d r e d u c e d t h e l a bo r i n t e n s i t y ． Ke y wor d s a u t o ma t i c c o nv e y i n g s y s t e m ； p ne u ma t i c s ； P LC 0引言 目前 ，某 些 工 厂 的 产 品具 有 易 燃 、易 爆 、 酸性 、腐蚀性 、放射性等对人有害的特性 ，而 此类 产 品 的原 材料 也具 有相 应特 殊 的物理 、化 学性 质 ，在加 工生 产过 程 中 ，原材 料 的输送 如 防护不当，极易发生事故 ，所造成的后果非常 严重 。在 最 近几年 ，随着机 电一体 化 和气 动技 术发 展迅 速 ，机器 人 以及 其他 智 能机 器和 自动 化装置在工业应用领域有着广阔的前景n 。本 文 主要介 绍一套 针 对危 险性原 材料 的 自动输送 系统。 1系统结构 自动输 送 系统可分 为 机 械装置 、气 动 系统 和电 气控制三部分。机械装置 主要有运送车和机械手 。 运送车是一套移动设备 ， 能装载 6 个盛放危险性原 材料的化学桶。气动系统 收稿 日期 2 0 1 20 71 7 的执行部件包括 1 个气动双向马达、1 个气动吸 附泵 以及 7个气缸 ，用来驱动运送车和机械手的 动作 。电气控制部分采用上 、下位机的主从模 式 ，上位机 为个人 电脑 I P C 、下位机选 用 P L C 。 I P C负责 系统监 视和人 机交互 ，而 P L C根据 I P C 的输入程序和传感器检测的信息实时控制气动系 统中的 1 0 个 电磁阀来控制马达、气缸等的循环 动作 。系统有连续和单步 2 种工作方式 。用户可 以通过I P C显示器来监视整个系统。系统构成如 图 1 所示 i P L C 电磁阀 誓 气缸 l 图1 自动输送系统的构成图 ● 桶 自动化 2 机械装置 机械装置包括运送车 、机械手和一些辅助装 置 。运送车 由运动轮 、机架 、承载桶 的托台 、托 台旋转分度机构 以及装载危 险原材料 的6 个桶等 部件组成。运送车能在原材料的装载和卸载地点 之问进行前进一 后退 ，车上托台F h 分度机构控制可 每次旋转 6 0 。 。分度机构由托台、定位销 、定位气 缸 、分度气缸、分度棘齿装置等构成，它的任务 就是在机械手每完成一次桶 的卸载后 ，驱动托台 旋转6 O 。 ，将下一个桶转至机械手抓取的位置，以 让机械手依次卸载各桶。机械手由爪、腕、臂、 腰和底座构成 ，爪能抓拢和释放 ，腕能翻转和复 位 ，臂能伸缩 ，腰能升降 ，以及底座能摆转 、复 位 。由于被卸载的原材料可能是易燃易爆的 ，所 以抓取 和搬运桶 的过程必须顺畅而且力度适 中。 爪是一个较复杂的结构，它是一个可抓取并带真 空吸盘的装置 ，抓取材料桶时，爪能抓拢桶，并 通过吸盘负压吸附住桶 ，而释放材料桶时，动作 相 反[ 3 4 1 3 气动系统 气动系统是 由气源装置 ，气动二连件 、电磁 阀，气缸 ，吸盘和马达等组成的同路。气动控制 原理 图如图2 所示。 4 控制系统设计 4 ． 1 控制系统功能 控 制 系统 的 目的是通过 控制 气 动系 统 中各 电磁阀来控制气动马达 、吸盘和气缸 ，使机械 装 置 完成 设定 的操 作 循 环 。 动作 顺 序 是 首 先，运送车将装有危险性原材料的桶从装载位 置送 到机 械手 的抓取位 置。然后机械手臂伸 出 ，机械手 爪抓住 桶并通 过负 压吸 附住桶 ，然 后机械手的腰升高 1 2 0 m m而使桶被拿离车子的 托 台 ，机械 手 的底座 旋转 1 2 0 。 ，将桶 摆转 移到 要卸 载材料 位置 的上方 ，然后 机械 手 的腕 翻转 过 1 8 0 。 将材 料缓慢 地倒 出并停 顿 2 秒 钟 。然后 ， 手腕 、底座 、腰部依次翻转 、摆转 、下降复位 到平台上方 ，然后气体也被注入到吸盘与桶之 间 ，爪松 开将空 桶放 回车上 的托 台上 ，机 械手 罔2 系统气动原理罔 厂 T_ 自 动化 I 腮 息 条 1 午 _ 卜 _M M8 0 0 2 X2 7 X 2 4 - _ 1 亘 M∞ 2 2原点起动 堇 传 送 车 前 进 x1工作点限位 蔓 j 羽 定 位 销 t 升 4 - x 2销 上 限位 回 手 臂 伸 出 x 6臂前限位 蛰囫爪 抓 拢 桶 4 - xl 0爪前限位 霹 蛰_ _ _ 回 豫 上 升 _ L _ x 1 4 腰上 限 位 至 亘 悃底 座 摆 转 - L - x l6 底 座 摆 转 1 2 0 。 限 位 鸲 壹 底 座 摆 转 圃 位 -4 -X I 7底 座左限 位 豫 降 4 - X I 5腰 下限 位 蛰 回 爪 松 开 x1 1爪后限位 童 手 臂 缩 回 -t -X 7 臂 后限 位 r 定 衍 销F 降 寸 一X3 C 0 - _ 1 互回 1 分度6 0 。 旋转托盘、计数 一 X 4 分度到位 麦 l下 次 循 环 -4 -X 3 C O销下限位、分度够5 次 奎 传 送 车 后 退 4 -X O 车 装载 材料 桶初 始位 鼹 循环结束回到原点 图6 自动输送系统的P L C J Il , 序功能图 性 。所 介绍 的 自动输 送系 统能够 完成预定 的工 作 ，并 能 被远 程 监控 ，由于其 基 于 P L C开 发 ， 具有实用性和广泛应用性 。 参考文献 [ 1 ]徐英，曲波． 基于可编程控制器 的机械手控制系统的设计 [ J ]． 电工电气 ，2 0 1 1 3 2 4 2 6 ． [ 2 ]何 洋 ，项 基 ， 彭 勇 刚．基 于 A R M 9和 嵌 入 式 L i n u x的 注 塑机 机械手上位机控制 器 [ J ]． 机 电工程 ，2 0 1 2 3 2 9 7 3 0 1 ． [ 3 ]张新 荣 ，霍莹 ，王金 民． 基 于 P L C的生产线运料车控制系统设 计 [ J ]． 制 造业 自动化 ，2 0 1 l 0 4上 1 1 5 一l 1 8 ． [ 4 ]周晓旭． 基于P L C和组态软件的 自动生产线设备开发 [ J ]． 数字 技 术 与 应 用 ， 2 0 1 1 0 2 9】 - 9 3 ． 作 者简 介 张新娟 ，女 ，1 9 8 1年 生 ，湖南涟源人 ，硕士研究生 ，讲 师。研究领域 电气 自动化技术。已 发表论文2 篇。 编辑 向 飞 f ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ i ； 金风科技2 ． 5 MW机组通过国内高电压穿越测试 i 2 ； 新疆金风科技股份有限公司2 ．5 MW 直驱永磁机组于 日前成功通过 由冀北电力有限公司电力科 ； 学研究院权威验证的高电压穿越测试。这是截止 目 前国内首台通过该测试的风力发电机组。 此次测试地点位于国家 ‘ 风光储输’示范项 目 现场，参测机组是 目前该公司主打产品之一的 2 ． 5 M W 直驱永磁风力发电机组 ，依托 2 ． 5 MW 产品研发平 台，该机组 已经实现 系列化生产 ，可适 i 用于常规风区、 低风速、 潮间带以及海上等区 域。 ； 测试过程中，冀北电科院的技术人员对参测机组在多重条件组合环境下的高电压穿越表现进 i 行 了严格测试 ，包括小功率 1 0 ％ 3 0 ％额定功率和大功率 额定功率9 0 ％～ 1 0 0 ％两种功率等 级下、多种高电压等级不同工况下的测试，系列测试结果表明金风科技2 ． 5 M W直驱永磁机组完 i 全符合上述多重环境的严苛要求，机组具备高电压穿越能力。值得一提的是，整个测试期间，机 组没有出现任何故障及零部件更换，性能表现十分良好。 ； 为了验证机组同时具备低电压穿越和高电压穿越能力，在机组的高电压穿越测试通过后，冀 i 北 电科院还专 门测试 了同时发 生高电压和低电压时的机组响应情况，在 2 5 0 0 k W功率工况下，网 侧发生两相 2 0 ％低 电压 ，一相 1 3 0 ％高电压 ，持 续6 2 5 m s ，机组仍然顺利运行 未脱 网，再次证明 i 了金风科技配套 自 主变流器的2 ．5 M W机组同时具备良好的低电压穿越和高电压穿越能力，是并 ； 网友好产品。 来源 新疆金风科技股 份有限 公司 ● ⋯ l f⋯l⋯l⋯-⋯l⋯． ⋯． f⋯。⋯⋯l⋯⋯⋯。⋯ ⋯l⋯t ⋯。t ⋯⋯I⋯l。 ‘⋯。⋯t⋯l。 ⋯⋯。⋯l ⋯‘。 ‘⋯。⋯⋯⋯t r__一_一 - _ 一 ．一可 下 _ _● ● _-．．_ ] ＼ _| 。 ＼6 0 l＼ l 毫 | 薯 ＼