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    物流車升降平移裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

    2016-11-04 08:07張建寶程修遠(yuǎn)
    科技視界 2016年23期

    張建寶+程修遠(yuǎn)

    【摘 要】本文介紹的升降平移裝置是物流運(yùn)輸過程中的必不可少的一部分。其控制部分直接關(guān)系到貨物的搬運(yùn)效率和貨物的質(zhì)量。針對(duì)路程短,重量輕的小型貨物搬運(yùn),物流企業(yè)[1]車間內(nèi)的貨物運(yùn)輸通常要使用搬運(yùn)車,但有時(shí)與貨物之間存在間隙,無法快速完成搬運(yùn)任務(wù)。升降平移裝置,可以解決此問題,通過PLC對(duì)其進(jìn)行控制,迅速準(zhǔn)確的減小間隙,實(shí)現(xiàn)貨物的快速搬運(yùn)。

    【關(guān)鍵詞】PLC;雙自由度;升降平移裝置;液壓控制系統(tǒng);分流閥

    現(xiàn)階段,要提高物流運(yùn)輸效率,就要考慮在物流搬運(yùn)過程中,如何實(shí)現(xiàn)貨物的快速交接,同時(shí)還得考慮如何減少人工作業(yè),如何讓機(jī)器取代人工。

    1 升降平移裝置組成及工作原理

    1.1 升降平移裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)

    升降平移機(jī)構(gòu),它由兩個(gè)平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成,主要包括前后兩組四連桿,每組四連桿分為上下兩個(gè)平行四邊形,中間分別共用一個(gè)中連桿,由連桿構(gòu)成的前后兩組平行四邊形,相互用軸承連接,兩組平行四邊形之間通過中連接軸連接,頂架用來存放貨物,底架固定在電動(dòng)汽車上。

    加載裝置采用液壓加載,上側(cè)兩個(gè)液壓缸同時(shí)動(dòng)作,通過一個(gè)分流閥來實(shí)現(xiàn),同樣下側(cè)兩個(gè)液壓缸也是通過一個(gè)分流閥實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)作,四個(gè)液壓缸分別控制,互不影響。

    1.2 升降平移裝置的工作原理

    一般物流搬運(yùn)車所到達(dá)的位置與貨物所在平面之間存在間隙,但是物流搬運(yùn)車又不方便左右移動(dòng),只能前后移動(dòng),故無法調(diào)節(jié)兩者之間的間隙,這樣就需啟動(dòng)升降平移裝置,縮短兩者之間的間隙,使汽車頂架與貨物平臺(tái)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)接,平穩(wěn)搬運(yùn)貨物。

    升降平移裝置啟動(dòng)時(shí),如圖1所示,這樣就可以方便快速地將貨物移到頂架上,當(dāng)貨物裝載完之后,再次啟動(dòng)升降平移裝置,調(diào)節(jié)頂架到平衡位置,將貨物運(yùn)走,完成搬運(yùn)。

    2 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成及工作原理

    物流電動(dòng)車用升降平移裝置的控制系統(tǒng)直接影響著整個(gè)物流電動(dòng)汽車的控制過程,關(guān)系到其工作的穩(wěn)定性和持續(xù)性。采用PLC使電氣線路比較簡(jiǎn)單,系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。所以我們采用PLC來控制升降平移裝置的各種動(dòng)作,是最合適的選擇。

    2.1 PLC控制器及擴(kuò)展模塊

    考慮到升降平移裝置控制系統(tǒng)所需的輸入輸出量及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量,我們選用西門子S7-200 CN系列PLC來實(shí)現(xiàn)升降平移的自動(dòng)化控制。我們所設(shè)計(jì)的升降平移裝置的PLC 系統(tǒng)[4]由以下模塊構(gòu)成:

    1)PLC控制器:對(duì)整個(gè)升降平移裝置進(jìn)行分析,進(jìn)行I/O口的分配,需要輸入的點(diǎn)數(shù)為10,輸出的點(diǎn)數(shù)為8,PLC型號(hào)可選用SIEMENS S7-200 CN系列,有串行通訊模塊[2]。

    2)其他模塊:CPU-224、數(shù)字量I/O模塊EM222CN、模擬量輸入輸出(AI/AO)模塊(EM231/EM232)和EM253位置控制模塊等。

    3)HITECH HMI觸摸屏[5]在系統(tǒng)中被運(yùn)用,主要目的就是為了人和機(jī)器的在線交流,無障礙的了解到現(xiàn)場(chǎng)的各種情況。

    2.2 液壓傳動(dòng)控制

    該液壓系統(tǒng)主要是由兩個(gè)回路組成,液壓泵站主要是由定量泵、電磁換向閥、自循環(huán)過濾系統(tǒng)等部件組成[6]。該系統(tǒng)為升降平移裝置提供能源。升降平移裝置的動(dòng)力源是由以上系統(tǒng)中的液壓缸提供的。A1和A2共同組成A系統(tǒng), B1和B2共同組成B系統(tǒng)。使用兩個(gè)分流閥分別實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)中的液壓缸的同步控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的升降和平移控制。

    工作開始時(shí),液壓油由液壓泵從油箱中抽出,送到液壓系統(tǒng)各個(gè)管路。此時(shí)油經(jīng)液壓泵流入回路中,所有的電磁閥保持初始狀態(tài),油經(jīng)過二位四通M型機(jī)能換向閥直接流回油箱。通過對(duì)不同電磁閥的控制,實(shí)現(xiàn)不一樣的運(yùn)動(dòng),圖2為液壓控制系統(tǒng)的原理圖。這種啟動(dòng)方式可以避免泵始終處于工作狀態(tài),提高了工作效率。

    3 結(jié)論

    本文詳細(xì)討論了西門子S7-200 CN系列PLC在物流車升降平移裝置上的應(yīng)用,包括其工作原理、控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。另外設(shè)計(jì)了升降平移裝置的液壓控制系統(tǒng),主要運(yùn)用了液壓缸同步原理,利用分流閥將流量分為兩路,使液壓缸實(shí)現(xiàn)同步。系統(tǒng)將升降平移裝置需要定位精度高的特點(diǎn)和PLC的邏輯控制功能充分結(jié)合起來,大大提高了定位精度。研究證明,該系統(tǒng)操作方便,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

    【參考文獻(xiàn)】

    [1]陶云.信息化在物流管理中的應(yīng)用研究[J].商場(chǎng)現(xiàn)代化,2013,30:51.

    [2]卞海玲.淺談PLC技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2010,02:56-57.

    [3]李成群,劉啟站,李建功.PLC在二維磨削力控制砂帶磨削機(jī)床中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2011,03:44-46+89.

    [4]宋敬森.PLC應(yīng)用系統(tǒng)的抗電磁干擾研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2015,04:141.

    [5]黃建春.PLC工控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其在自來水控制中的應(yīng)用[D].湖南大學(xué),2005.

    [6]林濤.液壓機(jī)械傳動(dòng)平地機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2012.

    [責(zé)任編輯:田吉捷]

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