基于plc气垫悬浮搬运车控制系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第179期)机械工程与自动化NO．42013年8月MECHANICALENGlNEERING&AUT0MAT10NAug．文章编号l1672—6413(2013)04—0152-03基于PLC的气垫悬浮搬运车控制系统设计姚立柱，姚洁(中国航天科工集团北京特种机械研究所．北京100143)摘要：对气垫悬浮运输车工作原理进行了介绍．完成了一种基于PLC的气垫悬浮运输车控制系统设计，并给出了软硬件设计方案。较理想地实现了气垫悬浮运输车的运行控制。关键词：气垫悬浮

2、搬运车；PLC；设计中图分类号：TP273文献标识码：A0引言度时，可用风管小车作为气源的转接装置。单车运行气垫悬浮搬运车是利用气体薄膜技术的功效托起或两车共同运行时均采用遥控器控制，在直线行驶时并且移动载荷，该运输车特别适用于不易灵活移动的也可以采用循迹的方式自动行驶。在气垫悬浮搬运车重型负载以及不能承受振动、对平稳性要求很高的大工作中主要实现气浮、移动、举升、刹车、调平、循迹行型精密设备的搬运[1]。尽管气垫承载技术从诞生至今走及轨道轮下压等功能。本文在介绍控制系统设计已经超过3O年，但是其使用范

3、围是随着工业的发展而时，以单车为对象进行描述。逐步得到推广的。目前，国外的气垫悬浮运输车生产企业历史悠久、技术比较先进，他们在国际上得到了普遍认可，在欧洲和美国，气垫承载装置已经成为工业生产过程中重要的装备之一。主要有德国的DELU、芬兰的SOLⅥNG和美国的AEROGo等公司生产气垫承载装1一主车}2一副车I3一风管小车；4一遥控器置。近些年来随着国内装备制造业水平的不断提高，特图l气垫悬浮搬运车整车组成图别是航天、航空、船舶、电力、轨道交通等行业的高速发2硬件设计展，国内对气垫承载系统的需求日益增

4、长，目前国内的气垫悬浮搬运车的电气控制系统是整车的核心组气垫悬浮运输车主要有北京特种机械研究所研制的多成部分，主要由供电模块、PLC控制模块、人机交互模个系列产品。本文介绍了一套基于PLC的气垫悬浮搬块、循迹模块等组成，其控制系统结构如图2所示。供运车控制系统，系统配备了循迹装置、无线数据传输装电模块是整车电能的供应源，负责给车辆用电设备提置以及轨道轮装置等，实现了运输线路上的万向行驶，供电能，主要包括蓄电池组、充电机和气动发电机等；这套控制系统极大地提高了气垫运输车的工作效率。PLC控制模块是电气控

5、制系统的核心，完成车辆运动1气垫悬浮搬运车工作原理控制、车辆状态信息采集和车辆故障诊断等功能，它主气垫悬浮搬运车由主车、副车、风管小车和遥控器要由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块和等组成，如图1所示。通讯扩展模块等构成；人机交互模块为用户操作提供单车均配备气垫装置、主驱动、辅驱动、轨道轮装主要的操纵接口，包括主操作面板、辅助操作面板和遥置、提升装置、内置风管转盘以及循迹系统等。轨道轮控器等；循迹模块是气垫悬浮搬运车自动导航行走和装置可以保证气垫悬浮搬运车在不具备气垫使用条件精确定位的重要组成

6、部分，主要包括颜色传感器和精的区域运行。气垫悬浮搬运车的主车和副车的结构和确定位传感器。功能类似，在两车配套使用时，通常副车在前，主车在2．1PLC系统设计后运行。当气垫悬浮搬运车移动距离超过车内气管长本文中设计的PLC控制系统采用西门子S7一收稿日期：2013—02—01}修回日期：2013—03—01作者简介：姚立柱(1982-)，男。山东德州人，助理研究员，硕士，主要从事特种机械电气设计与调试工作。学兔兔www.xuetutu.com2013年第4期姚立柱，等：基于PLC的气垫悬浮搬运车控制系统

7、设计·153·200系列PLC，CPU型号为CPU226，并配备了一块8组合状态决定了气垫悬浮搬运车下一步的运行方式。路数字量输入模块(EM221)、三块8路数字量输出模传感器A7和A8用于判断气垫悬浮搬运车是否完全进块(EM222)、一块模拟量输入输出模块(EM235)，入框架结构，如果该车全部进入框架，则停止运行。PLC系统组成如图3所示。—，一电气控制系统丽I翮框架下定位停车传感器供电模块I1人机交互模块llPLC系统Il循迹模块H蓄电池IH遥控器IHCPU模块IH颜色传感器lH气动发电机lH主

8、操作面板lH模拟量模块llI精确定位I面u图2气垫悬浮搬运车控制系统硬件组成＼车报警输入、压力开关输入、锁紧输入图4导航传感器安装位置示意图l主驱动和辅助驱动输出2．3供电模块设计{I循迹和精确定位传感器输入编码母输入气垫悬浮搬运车的主要用电设备有电磁阀、PLC控制器、继电器、显示屏和传感器等，供电模块为其提自由口仂设l口口llEM22EM222。{EM22lE】II23lllIll供稳定的直流电源。其中，蓄电池为主要的供电电源，LCD屏~JL遥控器显示