基于磁力驱动的物料输送线监控系统设计.pdf

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1、2第01432年卷2第月2期，机械设计与制造工程Feb．20l3．MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．42No．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．02．012基于磁力驱动的物料输送线监控系统设计周建华，唐敦兵，吕枭，严焕迪(1．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)(2．青岛四方车辆研究所有限公司，山东青岛266031)摘要：根据磁力驱动的物料输送线的工作原理和工作流程，设计出了以可编程控制器为系统控制核心及基于组态软件的触摸屏监控系统

2、的实现方案，给出了其硬件和软件的设计方法。实验表明，该监控系统具有良好的控制性能和操作性能，运行稳定可靠。关键词：输送线；可编程控制器；组态软件；监控系统中图分类号：TH238文献标识码：A文章编号：2095—509X(2013)02—0045—04链式输送线作为远距离物料输送技术得到了广泛的应用，其技术发展相对成熟，但链式输送线存在较大缺点：能耗高；产量柔性差；需全线润滑，易造成现场滴油污染；运行过程中噪声较大，工作环境不良。针对上述问题，提出了将磁力驱动应用于物料输送线领域的设计方案，该技术为非接触式驱动，噪声低，工作环境良好；

3、能耗低；性能稳定；维护成本低。为了使磁力驱动的物料输送线具有更好的运行性能，设计开发高可靠性的监控系统是其必然要求。1磁力驱动器简介与输送线工作原理输送线采用分布式接力驱动，当轨道小车进入某一驱动点时，控制系统检测到轨道小车位置并发图1磁力驱动输送线示意图出信号使磁力驱动器通电，驱动轨道车运行。当小车进入下一驱动点时，控制系统接通轨道小车所在式嵌有一圈永磁体，相邻的永磁体极性相反，并覆驱动点的磁力驱动器电源，同时关闭前一磁力驱动盖有保护层；在驱动杆与驱动轮外缘相对的平面上器的电源，实现轨道车的接力式运行，以此类推，直呈队列方式布置永

4、磁体，且相邻永磁体极性相反。至运行到预定的位置。驱动轮的外圆周永磁体与驱动杆上的永磁体问保根据磁力驱动器的工作原理及输送线的特点，持一定的距离，使两者之间产生足够强的磁力耦构建了基于磁力驱动的物料输送线的试验模型，如合，电机转动带动驱动轮上的永磁体转动，驱动轮图1所示。上转动的永磁体产生旋转的磁场，驱动杆上的永磁本输送线中，磁力驱动器(如图2所示)主要体受到旋转磁场作用产生向前的作用力，驱动杆被由电机、连接在电机上的驱动轮、与轨道小车固联推动，从而驱动轨道车⋯。的驱动杆组成。其中所述驱动轮外圆周以队列方整个试验系统由8个磁力驱动器、

5、16个传感收稿日期：2012—11一l4基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175262)；江苏省产学研前瞻项目(SBY201220116)；江苏省杰出青年基金资助项目(SBK2012101l1)；南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(kt~j20110218)作者简介：周建华(1988一)，男，湖南娄底人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为磁力驱动机械的设计与仿真。·45·2013年第42卷机械设计与制造工程物料软件进行设计。驱动杆轭铁永磁体轭铁动轮图2物料输送线磁力驱动器结构示意图器、地面和悬挂轨

6、道、地面和空中轨道小车、移载平图3控制系统结构框图台及道岔等组成。其中，道岔由电动推杆、小车及两个传感器组成，电动推杆推动小车在两个传感器3监控系统设计之间运动，实现轨道的分流。移载平台由步进电3．1可编程控制器程序设计机、电动推杆及两个传感器构成，其工作原理是电基于可编程控制器(PLC)完成系统的顺序控动推杆驱动“X”形剪架，实现载物平台上下方向的制，其主要作用是：(1)采集和处理轨道小车、道运动，步进电机驱动齿轮，通过齿轮与齿条的啮合岔、移载平台的位置信号等；(2)对驱动点进行分使载物平台前后移动，通过移载平台可以实现物料布式供

7、电，并控制轨道小车的正反运行；(3)与触在地面轨道小车与悬挂轨道小车之间移载。摸屏通信，实现输送线运行控制和检测。整个输送线需要完成的任务是：接收和处理光根据系统工作原理，PLC接口电路原理如图4电位置传感器和金属探测传感器的信号、控制磁力所示，PPI接口实现PLC与Pc机的通信，完成PLC驱动器驱动地面轨道小车和悬挂式轨道小车、控制程序的下载；PROFIBUS接口实现PLC与触摸屏之电动推杆驱动变轨装置、控制步进电机完成移载平间的通信，完成对物料输送线的控制和实时监台的前后伸缩运动、控制电动推杆完成移载平台上测。下运动、控制中间换

8、向继电器完成轨道车运行方向根据输入、输出信号的数量和属性编制了PLC的互换。监控系统的功能在于协调上述控制任务，的I／O口的分配表，为实现触摸屏的监控功能，同并监视系统的运行状态。时给触摸屏程序中相关器件和按钮分配了触摸屏的地址，见表