链条输送机控制系统的研发 (4)

5 转向装置概述

本课题要求系统实现90度转向，在实际生产中有多种转向方法：环形辊筒转向、顶升位移转向以及万向球转向等[10]。但是，环形辊筒转向占地面积啊较大，适合大型物流输送设备；万向球转向对角度控制精度要求较高，综合考虑，本课题采用顶升位移转向装置，其结构件图见图5-1。

图5-1 顶升位移装置结构图

当箱体移动到指定位置，气缸推动工作台上升，辊子超过链条托起箱体，通过转动使箱体向右方移动，从而实现90度转向。该装置结构简单，便于实现，占地面积小，在实际生产中有很广泛的应用。

6 转向装置设计

6.1 电机的选型

同样选用RF47系列斜齿轮硬齿面减速机

6.2辊子

6.2.1 辊子的选型

因为传动需要，选用塑钢双链传动辊子全扁榫式，外管材质铝合金，外形如图6-1。

图6-1塑钢双链传动辊子全扁榫式外形图

棍子外径D=50，轴芯直径d=12 ，链条节距p=12.7，齿数z=14，总长L=520 6.2.2辊子传动链

和辊子相配合，选用08A型滚子链。

表6-1 链条参数

名称

型号

LP

a

链条1

08A

44 190.5mm

链条2

08A

38 152.4mm

链条3

08A

44 190.5mm

链条4

08A

56 266.7mm

链条5

08A

56 266.7mm

6.3 气缸的选型

估算重量

钢板尺寸约为600*400*15，密度为785kg/m3

M?600?400?15?785?10?9?35kg

电机重量10kg 工作载荷80kg 其余部件约为20kg

总重约为35+10+80+20=145kg

在工作压力5kg的条件下，缸径63的推拉力为155kg，可满足要求，但是一般选择都大一个型号，保证在压力下降时的安全，所以气缸选择缸径为80，行程为100mm的SC型气缸，具体型号为SC_SU-80-FA，外形尺寸见图6-2

图6-2 气缸外形尺寸图

7 控制技术

7.1 PLC概述

可编程逻辑控制器(PLC)是20世纪80年代发展起来的新一代工业控制装置,是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物,是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。[11]目前,PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样

的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。PLC之所以得到迅速的发展和越来越广泛的应用，是因为它具有一些良好的特点①PLC集三电(电控、电仪、电传)于一体，实现三电一体化;②PLC的输入/输出系统完善，性能可靠，能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量信号的输出和输入，在PLC内部具备计数器、中间继电器等的许多控制功能，而且还具有良好的联网通信功能;③PLC的硬件结构全部采用模块化结构，安装方便、接线简单，而且可以通过不同的模块组合，适应不同规模、功能复杂程度的各种控制要求;④PLC能直观地反映现场信号的变化状态和控制系统的运行状态，非常有利于系统的维护和监控，PLC可采用梯形图编程和语句编程多种方式，给编程人员带来了极大的方便;⑤PLC性能稳定，可靠性高，且具有较高的性能/价格比。

[12]

7.2 PLC的选型原则

目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌外，国外有:日本的OMRON C40/C60、MITSUBISHI、 FUJJF50、 Panasonic FP，德国的 SIEMENS57-300/400，韩国的LG等。近几年，PLC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高，这是众多自动化工程技术人员选用PLC的重要原因。[13]PLC的选型应注意以下方面:

1.PLC控制系统规模的确定

l)一般依据工厂生产工艺流程确定，单机或者小规模生产过程，控制过程主要是条件、顺序控制，以开关量为主，FO点数小于128点;建议选用微型PLC，如C40/C60、F50、57-200等。

2)如果生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制，应该选用具有模拟量控制、PID控制等功能的PLC，FO点数在128-512点之间;建议选用中档PLC，如0MR0NC2000， SIEMENS57-300等。

3)如果生产过程是大规模过程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制，应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的高档PLC，FO点数在512点以上;建议选用高档PLC，如 oMRONeZ000H， sIEMENs57-400等，再和工业现场总线Profibus结合实现工厂工业网络的无缝通讯和完美控制。

2.PLC编程方法的确定

l)一般的手持编程器编程。它只能用商家规定语句表中的语句表 (STL)编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低，这主要用于微型PLC，如三菱机电Fl-40MR的编程器(F1-20PE)。

2)图形编程器编程。该编程器采用梯形图 (LAD)编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高，主要用于微型PLC和中档PLC，如 FUJIF50、 OMRONC40/60的编程器。

3)个人计算机或兼容机加PLC软件包编程。这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中高档PLC系统的硬件组态和软件编程，如 SIEMENSSTEPS.O软件包。

基于以上原则，本设计选定采用OMRON公司的CPM2A型，采用图形编程器编程。

[14]

7.2 系统主电路图

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