張建寶+程修遠

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

【關鍵詞】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，要提高物流運輸效率，就要考慮在物流搬運過程中，如何實現(xiàn)貨物的快速交接，同時還得考慮如何減少人工作業(yè)，如何讓機器取代人工。

1 升降平移裝置組成及工作原理

1.1 升降平移裝置的機械結構

升降平移機構，它由兩個平行四邊形四連桿機構構成，主要包括前后兩組四連桿，每組四連桿分為上下兩個平行四邊形，中間分別共用一個中連桿，由連桿構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，底架固定在電動汽車上。

加載裝置采用液壓加載，上側兩個液壓缸同時動作，通過一個分流閥來實現(xiàn)，同樣下側兩個液壓缸也是通過一個分流閥實現(xiàn)同時動作，四個液壓缸分別控制，互不影響。

1.2 升降平移裝置的工作原理

一般物流搬運車所到達的位置與貨物所在平面之間存在間隙，但是物流搬運車又不方便左右移動，只能前后移動，故無法調節(jié)兩者之間的間隙，這樣就需啟動升降平移裝置，縮短兩者之間的間隙，使汽車頂架與貨物平臺點對點對接，平穩(wěn)搬運貨物。

升降平移裝置啟動時，如圖1所示，這樣就可以方便快速地將貨物移到頂架上，當貨物裝載完之后，再次啟動升降平移裝置，調節(jié)頂架到平衡位置，將貨物運走，完成搬運。

2 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成及工作原理

物流電動車用升降平移裝置的控制系統(tǒng)直接影響著整個物流電動汽車的控制過程，關系到其工作的穩(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作，是最合適的選擇。

2.1 PLC控制器及擴展模塊

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)存儲容量，我們選用西門子S7-200 CN系列PLC來實現(xiàn)升降平移的自動化控制。我們所設計的升降平移裝置的PLC 系統(tǒng)[4]由以下模塊構成：

1）PLC控制器：對整個升降平移裝置進行分析，進行I/O口的分配，需要輸入的點數(shù)為10，輸出的點數(shù)為8，PLC型號可選用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)中被運用，主要目的就是為了人和機器的在線交流，無障礙的了解到現(xiàn)場的各種情況。

2.2 液壓傳動控制

該液壓系統(tǒng)主要是由兩個回路組成，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)。使用兩個分流閥分別實現(xiàn)對兩個系統(tǒng)中的液壓缸的同步控制，從而實現(xiàn)對該裝置的升降和平移控制。

工作開始時，液壓油由液壓泵從油箱中抽出，送到液壓系統(tǒng)各個管路。此時油經(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型機能換向閥直接流回油箱。通過對不同電磁閥的控制，實現(xiàn)不一樣的運動，圖2為液壓控制系統(tǒng)的原理圖。這種啟動方式可以避免泵始終處于工作狀態(tài)，提高了工作效率。

3 結論

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

【參考文獻】

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

[2]卞海玲.淺談PLC技術的發(fā)展及應用[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，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床中的應用[J].制造業(yè)自動化，2011，03：44-46+89.

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

[5]黃建春.PLC工控系統(tǒng)設計及其在自來水控制中的應用[D].湖南大學，2005.

[6]林濤.液壓機械傳動平地機關鍵技術研究[D].長安大學，2012.

[責任編輯：田吉捷]