李建伟
大秦铁路股份有限公司湖东车辆段山西大同037000
摘要 本文要探讨的交叉杆自动检测系统，就是通过PLC 控制机械手的升降、抓取、释放、移动、窗户的升降、小车的进退，且经过较为复杂的编程使这一系列的动作自动有序完成。
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关键词 交叉杆；自动检测；系统；研究
1 PLC 的控制特点
PLC 集中了计算机的功能完善、灵活性、通用性强和继电器控制系统的简单、易懂、操作方便等优点，它与传统继电器逻辑控制和计算机控制相比，具有如下特点：
淤可靠性高，抗干扰能力强；于硬件配套齐全，功能强，通用性好；盂系统的设计、安装、调试工作量少，维修方便；榆联网方便、便于系统集成。
由于PLC 具有上述一系列优点，已经广泛应用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通、运输等行业。
由于该检测环境比较恶劣，存在一定的电磁干扰，而且检测室密闭不透光，这就使得交叉杆的定位要求比较高，同时机械手和暗室窗户的动作顺序和连贯性要求也比较高。因此，这些动作的顺序就要涉及一些传感器的使用，而PLC 在这方面具有强大的功能，而且PLC 的I/O 接线只需将信号的设备（如传感器、开关、按钮等）与其输入端子直接连接，将接收输出信号执行控制任务的执行元件（接触器、电磁阀等）与PLC 的输出端子直接连接。传统继电器控制中的一些中间继电器、计时器、计数器等功能是由处理器内部完成的，这就大大减少了控制柜的设计、安装、接线等工作量。而计算机控制还要在输入、输出接口上做大量工作，才能与现场设备连接，而且调试也比较烦琐。PLC 的故障率很低，并且具有完善的诊断和显示功能。PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC 上的指示灯或编程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更滑模块的方法可以迅速地排除PLC 的故障。
2 基于PLC 的交叉杆全自动检测系统的设计
2.1 设计原理交叉杆全自动检测系统的特点是快速、准确的将交叉杆由外部移动到银光探伤机的工作位，为银光探伤机的工作做辅助。
2.2 设计方案
2.2.1 机械结构方案的设计
根据工作环境的要求，该系统分为两部分（一部分是辅助进料，一部分辅助出料，如图1）。
该装置通过减速电动机实现机械手的左、右移动，行程位置是靠安装在主体架的接近开关控制。而机械手的动作是通过PLC 控制气缸的动作实现。机械手升降（如图2）是气缸1 动作实现，机械手对交叉杆的抓取和释放是气缸2 实现。
2.2.2 驱动方案的设计
交叉杆全自动检测系统的执行元件采用气动驱动方式。气压传动系统对工作环境适应性比较好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，比液压、电子、电气传动和控制优越；气体压力具有较强的自保持能力，及时压缩机停机，关闭气阀，但装置仍然可以维持一个稳定的压力，保证机械手不会因外界突然断气而发生意外。
2.2.3 控制方案的设计
为了不受外界工作环境的影响，以及实现自动控制，我们采用PLC 控制整个检测系统。
（1）PLC 的结构（如图3）。PLC 是一种工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般由中央处理器（CPU）单元、存储器单元、输入输出接口及外设接口等组成。
CPU 是PLC 控制系统的核心部分，是PLC 的运算和控制中心，用来实现各种运算功能，并通过输入接口读入外部设备的状态，按照所编程序去处理，根据处理结果通过输出接口控制外部输出设备（气压电磁阀），从而实现对整个PLC 内部和外部数据的控制。
（2）系统输入/输出分布表。
（3）检测系统程序设计（以进料侧为例，出料侧的工作原理和进料侧相同，机械手的动作、窗户的动作等工作顺序不同）。
a 机械手抓取交叉杆，首先要求交叉杆在小车上的定位，该定位是通过电磁阀控制气缸伸缩，位置是通过磁性开关设定；
b 机械手抓取交叉杆，通过气缸1 下降到交叉杆定位的位置，气缸2 动作抓取交叉杆，然后机械手回位；
c 窗户下降，该动作是通过电磁阀控制气缸伸缩，位置是通过磁性开关设定；
d 机械手行走，该动作是通过控制减速电动机的正、反转使机械手到达设定位置；
e 机械手释放交叉杆，通过气缸1 下降到交叉杆定位的位置，气缸2 动作释放交叉杆，然后机械手回位；
f 机械手行走回位，窗户上升。
在整个检测系统程序中，我们加入了启动、停止、复位功能。停止是防止机械手在动作中途发生意外而设定的；复位是为每次设备开机后，保证整个系统各部位全部处于初始位置，为下一步系统工作做好准备。
3 结束语
交叉杆检测系统是一套全自动检测系统，该系统采用气动式驱动，动作快速，自动定位，控制性能好，而且不受外界环境影响，能够在各种工作环境下完成检测任务。原来需要3-4 个人完成的任务，现在只需要1-2 个人就可以完成，减少了人员配备，提高了工作效率。
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参考文献
[1]李凤阁，等.电气控制与可编程控制器应用技术[M].机械工业出版社，2007.