【正文】 置并在需要的時候能實現(xiàn)自動減速、停止功能的系統(tǒng)。由電動機，信號采集器，調(diào)速控制器、傳送帶 4個部件構(gòu)成。電動機提供傳送帶傳送的源動力，信號采集器采用光傳感器進行信號采集，調(diào)速控制器發(fā)動機部件被放置 傳送帶 傳送帶停止 時間間隔止 發(fā)動機移送到下降裝置 放下發(fā)動機 啟動回收帶 回收帶減速 回收帶停止 上升裝置 傳感器 A 傳感器 B 傳感器 B1 傳感器A1 啟動傳送帶 檢測回收帶是否停止 10 采用變頻器調(diào)速方 式。在指定的位置安裝光傳感器后，物件傳送到相應位置被傳感器檢測到后，由傳感器將此信息傳送給中央處理器件： PLC，再由 PLC 發(fā)出指令給變頻器，由變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速達到實現(xiàn)傳送帶減速、停止的功能。下面詳細介紹各個部件的工作方式及選取。 電動機的介紹及選用 交流電動機誕生于 19 世紀末 ,由于它具有控制方便、適應性強、維護便利等一系列優(yōu)點，所以很快成為工業(yè)社會的重要核心，是傳動系統(tǒng)中的主力。同時根據(jù)不同生產(chǎn)過程的需要，孕育了各種各樣的電動機調(diào)速裝置和技術(shù)，并逐步得到打發(fā)展。 電動機選用及運 行參數(shù) 本次設計的設定，電動機采用的是三相異步電動機，需求功率為 11KW。 設計帶式輸送機滿載時輸送帶放置 80 臺發(fā)動機，再制造的現(xiàn)代小型汽車發(fā)動機分為鑄鐵發(fā)動機和鑄鋁發(fā)動機，現(xiàn)下主流發(fā)動機排量為 至 不等， 鑄鐵發(fā)動機重量約 130Kg， 鑄鋁發(fā)動機重量約 100Kg，本設計以 鑄鐵發(fā)動機裝配車間輸送機進行設計 ， 帶速 v=。 P=W/t=μ mgV=（ 100*80） *10**2=800*= 電力拖動系統(tǒng)及變頻調(diào)速 電動機是電力 拖動系統(tǒng)中的原動機 ,它將電能轉(zhuǎn)化為機械能 ,去拖動各種類型生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)運動 ,以實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝的要求 ,如驅(qū)動軋鋼機的軋錕 ,起重機的提升機包括本次設計所實現(xiàn)的傳送帶傳動系統(tǒng)等等 .電力拖動系統(tǒng)的組成如圖 21所示 : 圖 21 這里的調(diào)速采用變頻調(diào)速，由傳感器采集信號送 PCL 控制變頻器完成，上圖中的電器控制設備一處可細分為如下流程 (圖 22)： 電源 電氣控制設備 電動機 傳 動 機 構(gòu) 工作機 械 11 圖 22 下面將詳細介紹光電傳感器和變頻器 光傳感器的介紹及選用 傳 感器是現(xiàn)在及將來在自動化控制系統(tǒng)中最為重要的一個單元，其可以將外界模擬量的變化轉(zhuǎn)化為電信號的輸出，從而實現(xiàn)了一個工作系統(tǒng)針對外界的變化而做出相應控制動作的功能。 在本次設計中，由于需要采集的信息是物體的移動，所以采用的是光電傳感器， 光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。 在傳送帶自動控制系統(tǒng)中實現(xiàn)自動控制的信息采集作用。 光電傳感器的分類 圖 23 1)漫反射型 影響檢測的因素：安裝角度；測量物體的顏色； 振動 優(yōu)點： 安裝最簡單，方便 缺點： 漫反射光電傳感器是檢測最不穩(wěn)定的。 反射 光電傳感器 對射 距離 漫反射 回歸反射 物件到達預定位置 由傳感器檢測并輸出信號 交由 PLC處理后輸出信息 變頻器接受信號控制電動機 12 圖 24 漫反射型傳感器 2)回歸反射型 影響檢測的因素： 被測物的光主亮度； 反光鏡的安裝角度 97 年前，以上兩方面確實是回歸型傳感器存在的影響因素。 但后來該類型傳感器增加了 功能：即 該功能的一個重要特點就是：反光鏡可以把縱波轉(zhuǎn)換為橫波。發(fā)射器發(fā)射的是縱波，而接收器只能接收橫波。發(fā)射器發(fā)射的縱波經(jīng)過反光鏡把縱波轉(zhuǎn)變成橫波，由接收器接收。由于物體沒有把縱波轉(zhuǎn)變?yōu)?橫波的功能，因此，無論物體光亮度如何，只能把發(fā)射器發(fā)射的縱波返回，接收器不能接收到橫波信號，這樣，就可以準確地檢測物體的有無。 優(yōu)點： 可檢測透明物體和光亮度高的物體；檢測穩(wěn)定，安裝方便 缺點： 當反光鏡或傳感器表面有灰塵時，檢測精度降低?？梢愿淖儼惭b方式，經(jīng)常擦拭灰塵來消除此影響。反光鏡角度影響檢測精度 圖 25 回歸反射型傳感器 (3)對射型 影響檢測的因素： 反光鏡 T R 傳感器 被 測物體 T R 傳感器 13 被測物的透光性；被測物的大小 優(yōu)點： 檢測精度最高 缺點： 安裝不方便，占用較 大安裝空間；能檢測透明和體積小的物體 圖 26 對射型傳感器 (4)距離型傳感器 原理： 該傳感器的檢測距離是一定的，因此，檢測的發(fā)射光和反射光間的角度也是一定值。當傳感器檢測被測物時，檢測到發(fā)射光和由被檢測物返回的反射光之間的角度和設定的角度不同，此時，傳感器就認為檢測到物體。 另外，該傳感器發(fā)射器是點發(fā)射，而接收器是面接收。這樣，就允許被測物有一個更大的偏轉(zhuǎn)角度。 優(yōu)點： 和物體的顏色無關(guān)； 被測物可以偏轉(zhuǎn)更大的角度 ；有灰塵擋住時，自動增 強入射光和反射光的強度，保證檢測精度不受灰塵的影響；安裝方便 常用參數(shù) 應差距離 當物體移到傳感器臨界檢測距離時，傳感器有輸出；而當物體向右移動時，傳感器并不隨之就沒有輸出了，而是移動一段距離后，傳感器才沒有輸出。這段距離就是應差距離。應差距離越小越好，現(xiàn)在應差距離一般在 1mm～ 6mm 間。 檢測距離 指傳感器最大檢測的距離。對于漫反射型傳感器來說，是可以檢測到物體的最大距離；回歸反射型傳感器是傳感器和反光鏡間的距離；對射型傳感器是發(fā)射器和接收器間距離。 IP 等級 T 發(fā)射器 R 接收器 14 IP 等級指傳感器 的防塵防水的等級 (前一數(shù)字是防塵等級，后一數(shù)字是防水等級 )。如：IP68：完全防塵，可以長時間在水中工作； IP67：完全防塵，可以在水中工作 90分鐘；IP65：完全防塵，防水噴濺。 L(ight)ON/D(ark)ON 模式 L(ight)ON：沒有檢測物時，傳感器有輸出 D(ark)ON：有檢測物時，傳感器有輸出 光電 傳感器選用原則： 能用對射，用對射。不能用對射時再考慮其它方式 光點直徑≈被測物的大小 由于生產(chǎn)線上的物件有外形上的不規(guī)則性，直反式的光電傳感器可能不能及 時發(fā)出相應的信息，或者效果不明顯。并且由于自動化流水線設備必須準確抓握物件，防止物件的損傷，所以對時間反應上要求較為嚴格。同時傳送帶寬度為 1M，所以此次設計選用距離型傳感器。 變頻調(diào)速及變頻器的選用 根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速關(guān)系，當極數(shù)不變時，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電源頻率成正比，因此連續(xù)地改變供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方法稱為變頻調(diào)速，它完全不同于前面提到的各種調(diào)速方式。變頻調(diào)速具有較好的調(diào)速性能，是現(xiàn)代交流調(diào)速方法中具有重要意義的一種調(diào)速方法。 變頻 器簡介 變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的重要發(fā)展方向，而作為變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心 —變頻器的性能也越來越成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素，除了變頻器本身制造工藝的“先天”條件外，對變頻器采用什么樣的控制方式也是非常重要的。 變頻器是把工頻電源 (50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運 算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU 以及一些相應的電路。 變頻器的分類 變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為 PAM 控制變頻器、 PWM 控制變頻器和高載頻PWM 控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器 15 和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 變頻器中常用的控制方式 1 非智能控制方式 在交流 變頻器中使用的非智能控制方式有 V/f 協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 (1) V/f 控制 V/f 控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩 速度特性，基于在改變電源頻率進行調(diào)速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。 V/f 控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。 (2) 轉(zhuǎn)差頻率控制 轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在 V/f 控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步 電動機的實際轉(zhuǎn)速對應的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有對應的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式，在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器，有時還加有電流反饋，對頻率和電流進行控制，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性，并對急速的加減速和負載變動有良好的響應特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在 d、 q、 0坐標軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以 及零矢量的作用時間，又可以形成各種 PWM波，達到各種不同的控制目的。例如形成開關(guān)次數(shù)最少的 PWM 波以減少開關(guān)損耗。目前在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。 (4) 直接轉(zhuǎn)矩控制 直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標的概念，在