李磊

【摘 要】众所周知，“自动化生产线”是高职院校新兴的一门机电一体化课程。由于“自动化生产线”的前序课程较多，有“传感学”“PLC技术”“液压与气动技术”“变频技术”“伺服技術”“组态技术”等，所以作为学生来讲，想要学好“自动化生产线”并不是一件容易的事情。而在这些众多的前序课程中，传感技术又是必不可少的部分，它存在生产线各个部分里，对机械和电气部分起到了桥梁的作用，正是有了传感器，整个生产线才能实现自动化。文章主要讲述了传感器在供料站中的特点、作用及安装和调试过程，让读者能够较轻松地明白传感器在生产线中的作用。

【关键词】高职院校;传感技术;生产线

【中图分类号】TP212;TP278【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）11-0104-02

0 引言

随着工业4.0的蓬勃发展，自动化技术的发展也越来越快。正是有了各式各样的自动化技术，我们的生活才变得更便捷，而传感器技术的发展直接或间接地影响着整个工业自动化的发展速度和进程。感应元器件在自动化控制和编程中起到了关键作用，相当于关键支点，倘若没有高灵敏度的传感器加以支撑，就很难实现自动化的生产。当今社会各个领域都普遍应用了传感器技术，其中在自动化生产线中，传感器技术的应用尤其多。在供料站中有磁性开关、光电传感器、接近开关等;在分拣站中有光电传感器、光纤传感器、接近开关和光电编码器等。自动化生产线要求在预定的程序中准确、稳定地使各个环节连贯运行，这其中一定少不了传感器，它们是自动化生产线中的“机关”。

“自动化生产线”是一门综合性极强的学科，涉及传感器技术、PLC技术、液压与气动技术、变频器技术、伺服技术、组态技术等，并通过一些零器件将各个部分连成一个整体，通过“气”和“电”各个部分有规律地动起来，并且按照程序设定的预定方式完成各种任务。而传感器像机器中的螺丝一样连接着各个部分，是生产线的测试和检测元件，把非电信号按照一定的规律变换成电信号输出[1]。本文仅对供料站中用到的一些传感器如磁性开关、光电开关和电感式接近开关进行讨论，研究它们的特点和作用及在生产线中的安装和调试方法，供读者参考。

1 磁性开关的特点、作用及安装、调试

磁性开关是通过电磁感应工作的元器件，常用的磁铁有永久磁铁、橡胶磁和其他磁铁。磁性开关内部结构有一个干式舌簧管，它其实就是一种有触点的电子元器件，当有磁性物体靠近时，开关会动作发出信号，有物体远离时开关会复位。磁性开关可用于多点控制，成本低、容易安装。

1.1 磁性开关的特点和作用

在自动化生产线系统中，磁性开关主要作用于气缸上，用于气缸上机械手的位置检测。由于它是非接触式的检测器件，没有硬性接触，所以响应速度快并且经久耐用，其工作原理类似于接触器，就是当有磁性物体靠近磁性开关时，磁性开关发出信号并且动作，当磁性物体远离时开关发出信号让其复位。磁性开关有两个电极，其中棕色的线接电源的正极，就是PLC的输入端，蓝色的线接电源的地，就是PLC的输出公共端。在实际运用中，比如在供料站中，一般在气缸的两侧装上磁性开关，一侧用于检测机械手伸出到位，另一侧用于检测机械手缩回到位。当然磁性开关的安装位置是可以调整的，只需要松开紧固螺丝，让磁性开关在气缸的滑道内滑动，到达指定位置后再把螺丝拧紧即可。

1.2 磁性开关的安装和调试

在自动化生产线系统中，判断气缸是否伸出或缩回一般用磁性开关的动作信号。当机械手气爪靠近伸出极限位置时，接近开关动作，信号输出为“1”，显示灯亮;当机械手气爪靠近缩回极限位置时，接近开关也动作并且信号为“1”，指示灯亮;当没有物体靠近时则显示灯不亮。此外，磁性开关应和气缸配合使用，当气缸活塞移向磁性开关并且非常靠近时，开关有了“感知”，才会动作。在气缸上安装磁性开关，如若需要调整位置，需将螺丝拧松，让磁性开关在滑道内打动到指定位置后，拧紧螺丝即可（如图1所示）。

2 光电式传感器的特点、作用及安装、调试

光电传感器是基于光电效应工作的传感器，能把感受到的光信号转换为电信号输出，主要任务是测量光强，除此之外对于别的物理量例如光线的反射、折射、透射等，也能转换过来用于测量位移、压力、大小、速度等，因为是无触点接触式，测量中不存在任何外界的压力和摩擦，所以经久耐用，并且效率很高，已广泛应用于各个场合[2]。

2.1 光电式传感器的特点和作用

光电传感器在供料站中的作用是用来检测料仓中的物料量，使用的具体器件是漫射式放大器，装在料仓的外侧，其工作原理是当有光线照射在被测物体上就会被反射回来。光电式传感器由光源和光敏元件两个部分构成，并且这两个部分处于同一侧。光电传感器由发射器和接收器两个部分构成。在工作的时候，发射器是始终发射光线的。当没有物体遮挡住接收器时，光电开关处于常态是不工作的;当有物体遮挡住接收器时，反射回来的光线足够强，接收器就会接受足够的强光，使开关工作，改变当前状态。

2.2 光电式传感器的安装和调试

光电开关的安装关键是必须和被测物体在一定的距离范围内，而且要考虑到被测物体的质量、大小、体积及表面平整度等，尽管它有很多优点，比如检测距离长、反应快、抗干扰能力强等，但是如果光电开关调整位置不到位，对工件反应不敏感，动作的时候灯是不会亮的。当然，如果没有工件靠近光电开关时，光电开关是没有输出的。

3 电感式传感器的特点、作用及安装、调试

电感式传感器就是接近开关，用于检测是否有金属物体的一种特殊传感器，其内部结构有电磁线圈等，利用电磁感应原理来测量非电物理量，其结构很简单、体积小、反应快、抗干扰能力强，所以在很多场合都得到了应用。

3.1 电感式传感器的特点和作用

在供料单元的料仓底座上安装有一个电感式传感器，用以检测工件原材料是否为金属材料，以便在分拣过程中将其放入指定的分拣区域。工疗站中用到的电感式传感器主要是电涡流式传感器。所谓的电涡流式传感器是电感式传感器的一种，主要作用就是识别有无金属物体靠近，用电涡流效应实现测量，效果良好，准确度高，当然一些基本的条件比如被测物体的距离、大小、体积、表面平整度等，都必须保持在规定的范围内。选用和安装电感式传感器时，应该认真考虑检测距离、设定距离，保证生产线上的传感器能可靠动作[3]。

3.2 电感式传感器的安装和调试

电感式传感器在使用时如同其他传感器一样，要注意和被测物体的距离关系，以及被测物体的质量、体积、大小、表面平整度等。在安装和选用时，必须认真考虑这些条件，才能保证生产线长期准确地运行，保证生产线上的传感器可靠动作。

4 结语

随着“自动化生产线安装与调试”综合实训项目不断被全国广大高职院校引入机电类专业综合实训项目教学，越来越多的高职院校开始重视这门课程。因为这门课程是大部分学科的综合课，可以看成是机电类专业的顶尖课程、毕业课程。学会这门课程，就学会了大部分的专业课如“传感学”“PLC控制技术”“液压与气动技术”“变频器技术”“伺服技术”“组态技术”等。而传感器又是其中的“关键先生”，因为21世纪是信息化的社会，信息技术已经成为科技领域的前沿技术和尖端技术。信息产业中，传感器又作为一种中坚力量，其发展受到了社会各个领域的重视，在自动化领域里，只要有电气，就离不开传感器，比如交通、医疗、教育、食品、太空、微生物学、医学领域等。学好传感器，就像搭好了机和电之间的桥梁一样，它是工业自动化的结点，是自动化的关键，只因有传感器的存在，才不用像以前一样“电线满天飞，螺丝到处拧”。学好了这门课程，就能为后续学好其他自动化课程奠定坚实的基础。

参 考 文 献

[1]吕景泉.自动化生产线安装与调试[M].第3版.北京：中国铁道出版社，2017.

[2]陈杰.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]赵振.自动化生产线安装与调试[M].天津：天津大学出版社，2014.