風(fēng)扇性能測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)_學(xué)士學(xué)位論文-文庫(kù)吧
2025-07-26 21:35 本頁(yè)面
【正文】 ..5 傳感器簡(jiǎn)介 ................................................................6 傳感器選型 ................................................................7 人機(jī)界面基本概念 ...........................................................9 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則 .......................................................10 3. 軟件設(shè)置 ......................................................................12 放大整形電路 .............................................................12 I/O 分配圖 ................................................................12 程序?qū)崿F(xiàn) .................................................................13 4. 程序 ..........................................................................15 編程軟件 .................................................................15 程序 .....................................................................15 5. 結(jié)論 ..........................................................................18 參考文獻(xiàn)： .......................................................................19 致 謝 ...........................................................................20 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 1 緒 論 1 檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 測(cè)量風(fēng)扇速度的方法很多，但多數(shù)比較復(fù)雜。目前，測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法主要有 四種：機(jī)械式、電磁式、光電式和激光式。機(jī)械式主要利用離心力原理，通過(guò)一個(gè)隨風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閬定質(zhì)量重錘帶動(dòng)自由軸蕓上下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同軸位置獲得測(cè)量結(jié)果原理簡(jiǎn)單直接 ， 不需額外電器設(shè)備，適用于精度要求不高接觸式的轉(zhuǎn)速測(cè)量場(chǎng)合。電磁式系統(tǒng)由電磁傳感器和安裝在軸上的風(fēng)扇扇葉組成，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)成葉旋轉(zhuǎn)，康葉通過(guò)傳感器時(shí)引起電路磁阻變化，經(jīng)過(guò)放大整形后形成脈沖，通過(guò)脈沖得到轉(zhuǎn)速值。由于受扇葉最小分辨間隔、電路最大計(jì)數(shù)頻率等限制，測(cè)量精度不能保證。光電式結(jié)構(gòu)類似于電磁式結(jié)構(gòu)，把旋轉(zhuǎn)扇葉換作光電編碼盤或黑白相間的 反射條紋，把電磁傳感器換作光電接收器，通過(guò)對(duì)反射回來(lái)的光脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)得到測(cè)量結(jié)果。由于受條紋最小分辨間隔、電路最大計(jì)數(shù)頻率等限制，測(cè)量精度不能保證，所測(cè)轉(zhuǎn)速值和電磁式一樣為兩個(gè)計(jì) 數(shù)脈沖間距的平均值。激光測(cè)速技術(shù) (LDV)是一種正在發(fā)展中的測(cè)速技術(shù)，通過(guò)激光多普勒效應(yīng)獲得轉(zhuǎn)動(dòng)體的瞬時(shí)角速度，理論上具有很高的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量精度，但目前實(shí)際產(chǎn)品精度不夠高，并且價(jià)格昂貴，在實(shí)際使用上受到限制。通過(guò)改進(jìn)已有的電磁式傳感器，設(shè)計(jì)一種適于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速測(cè)量的新型傳感器，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬時(shí)狀態(tài)分析中具有一定的實(shí)際意義。本文以傳統(tǒng)的電 磁式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，加上一種使用紅外輻射技術(shù)的新型轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，安裝方便，對(duì)周圍環(huán)境要求不高，可以很容易地完成轉(zhuǎn)速的測(cè)量。具有較寬的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍，測(cè)量精度較高 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 1968 年美國(guó) GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編 程序控制器，稱Programmable Controller（ PC）。 2 研究的目的和意義 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，其應(yīng)用越來(lái)越廣。而風(fēng)扇作為現(xiàn)代主要的散熱工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對(duì)其要求的提高，風(fēng)扇得到了快速發(fā)展。隨學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 2 著檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展，風(fēng)扇傳動(dòng)的穩(wěn)定性也越來(lái)越好。 為了降低風(fēng)扇功率消耗，減少噪聲和磨損，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷，降低污染，將設(shè)計(jì)出能初步應(yīng)用于離合器性能測(cè)試的 PLC系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)扇性能時(shí)時(shí)顯示。 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 3 1 整體方案 設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)電路主要包括紅外測(cè)速傳感器、霍爾傳感器、信號(hào)處理電路、 plc以及數(shù)字顯示部分。其工作過(guò)程如下：當(dāng)扇葉旋轉(zhuǎn)時(shí)由于扇葉的遮擋，紅外發(fā)射管于接受管之間的紅外光路時(shí)斷時(shí)續(xù)，信號(hào)處理電路將此變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)即表示扇葉轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)葉；再在電機(jī)主軸上安裝磁片，每轉(zhuǎn)一圈磁片就會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)就表示主軸轉(zhuǎn)一圈。 plc對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而得出轉(zhuǎn)速。 方案論證與選擇 在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)速的測(cè)量有許多方法，如光電技 術(shù)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、等，但這些方法有的要求工作環(huán)境整潔，有的造價(jià)很高，這與工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境和低成本的要求不適應(yīng)，采用集成霍爾元件、紅外傳感器檢測(cè)具有成本低、靈敏度高及輸出特性好的特點(diǎn)。如圖11所示。 圖 11 原 理圖 在測(cè)速方面，有光電傳感器和霍爾傳感器可以選擇，那么為什么測(cè)電機(jī)速度和主軸速度要用霍爾傳感器，測(cè)風(fēng)扇速度要要用光電傳感器了，因?yàn)樯热~一般是不導(dǎo)磁的所以用光電好些，而電機(jī)的軸和主軸都導(dǎo)磁，按裝永磁體方便，所以選擇用霍爾傳感器。 本設(shè)計(jì)電路主要包括紅外測(cè)速傳感器（由紅外發(fā)射與接收電路和扇葉組 成 )、霍爾傳感器、信號(hào)處理電路、 plc 以及數(shù)字顯示部分。其工作過(guò)程如下：當(dāng)扇葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于扇葉的遮擋，紅外發(fā)射管與接收管之間的紅外線光路時(shí)斷時(shí)續(xù)，信號(hào)處理電路將此變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)即表示扇葉轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)葉。 plc對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)通過(guò)其內(nèi)部的計(jì)時(shí)器對(duì)接收一定數(shù) R 的脈沖計(jì)時(shí)，根據(jù)脈沖數(shù) H及所用時(shí)間學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 4 就可計(jì)算出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，最后通過(guò)數(shù)字顯示部分將轉(zhuǎn)速顯示出來(lái)。同理電機(jī)軸和主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)接受到永磁體的電脈沖信號(hào)，一個(gè)信號(hào)就表示電機(jī)軸和主軸旋轉(zhuǎn)一圈，用 plc 進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后顯示速度。 圖 12 結(jié)構(gòu) 框 圖 系統(tǒng)工作原理的順序分析 霍爾傳感器 1和 2分別接受電機(jī)和主軸的速度脈沖，光電傳感器接受風(fēng)扇的脈沖經(jīng)放大整形電路放大整形后傳送給西門子 PLCs7200分析處理，最后經(jīng)人機(jī)界面顯示。
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