【正文】 交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)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(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。同時(shí)傳送帶寬度為1M，所以此次設(shè)計(jì)選用距離型傳感器。如：IP68：完全防塵，可以長(zhǎng)時(shí)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。應(yīng)差距離越小越好，現(xiàn)在應(yīng)差距離一般在1mm～6mm間。另外，該傳感器發(fā)射器是點(diǎn)發(fā)射，而接收器是面接收?？梢愿淖儼惭b方式，經(jīng)常擦拭灰塵來(lái)消除此影響。發(fā)射器發(fā)射的是縱波，而接收器只能接收橫波。在傳送帶自動(dòng)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的信息采集作用。 電動(dòng)機(jī)選用及運(yùn)行參數(shù)本次設(shè)計(jì)的設(shè)定，電動(dòng)機(jī)采用的是三相異步電動(dòng)機(jī)，需求功率為11KW。在指定的位置安裝光傳感器后，物件傳送到相應(yīng)位置被傳感器檢測(cè)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(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到實(shí)現(xiàn)傳送帶減速、停止的功能。從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速功能。這樣可以讓使用范圍更寬闊。PLC傳感器 電磁閥汽缸自動(dòng)化流水線設(shè)備傳送帶 變頻器圖12整體結(jié)構(gòu)框圖這里采用的是FX2N系列的PLC，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的工作流程是一環(huán)環(huán)相套的。如圖1－1：傳送帶甲傳送帶乙抓放F圖1－1 方案設(shè)計(jì)及工藝參數(shù) 方案設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)主要是要解決3個(gè)問(wèn)題：傳送帶物件自動(dòng)減速停止的實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)化流水線設(shè)備自動(dòng)抓取放置返回的實(shí)現(xiàn)；傳送帶、自動(dòng)化流水線設(shè)備再啟動(dòng)的條件。當(dāng)物件F放置在甲傳送帶上，傳送到快要接近自動(dòng)化流水線設(shè)備的時(shí)候時(shí)，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速并前停止在自動(dòng)化流水線設(shè)備的正下方。本次設(shè)計(jì)正是基于PLC控制系統(tǒng)，控制一個(gè)自動(dòng)化發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)流水線的設(shè)計(jì)。 在現(xiàn)今的中國(guó)，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動(dòng)力密集型，自動(dòng)化流水線設(shè)備的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。 后者因設(shè)計(jì)復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車(chē)體振動(dòng)干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問(wèn)題。作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。通過(guò)協(xié)調(diào)兩個(gè)或兩個(gè)以上的內(nèi)部子系統(tǒng)的運(yùn)作效率，或通過(guò)系統(tǒng)組件和時(shí)間的協(xié)調(diào)，或通過(guò)系統(tǒng)和人工操作的協(xié)調(diào)來(lái)提高能源系統(tǒng)的運(yùn)作效率。發(fā)動(dòng)機(jī)流水線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，多品種混合裝配流水線也陸續(xù)上市。它們協(xié)調(diào)帶式輸送機(jī)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)和時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)作效率，以此實(shí)現(xiàn)更高的性能效率。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí), 大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)化流水設(shè)備的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提高了工作效率。 那些電子和汽車(chē)業(yè)的歐美跨國(guó)公司很早就在它們?cè)O(shè)在中國(guó)的工廠中引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。對(duì)于生產(chǎn)流水線的組成及自動(dòng)化的基礎(chǔ)建設(shè)有著重要的意義。自動(dòng)化流水線設(shè)備自動(dòng)降下抓起物件移至乙傳動(dòng)帶上方放下物件，物件F由乙傳送帶運(yùn)走，并在需要的時(shí)候自動(dòng)減速、停止。其整體結(jié)構(gòu)入如下（圖12）：傳送帶物件自動(dòng)停止的實(shí)現(xiàn)主要是采取光傳感器的使用，在傳感器檢測(cè)到物件后，發(fā)送信息給PLC，由PLC通過(guò)變頻器控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)傳送帶的減速、停止功能。都是由前一個(gè)狀態(tài)觸發(fā)后一個(gè)狀態(tài)，所以這里采用的是步進(jìn)控制系統(tǒng)，傳感器、自動(dòng)化流水線設(shè)備的限位作為輸入信號(hào)，控制信號(hào)作為輸出信號(hào)。如果有更為精確的需要，只要將其中的一些部件按照精度要求更換即可。具體系統(tǒng)工作流程圖如下：（圖13）發(fā)動(dòng)機(jī)部件被放置傳送帶傳送帶停止時(shí)間間隔止發(fā)動(dòng)機(jī)移送到下降裝置放下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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(dòng)傳送帶檢測(cè)回收帶是否停止圖13 工作流程圖第二章 傳送帶傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳送帶傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)將物件傳送至相應(yīng)位置并在需要的時(shí)候能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速、停止功能的系統(tǒng)。下面詳細(xì)介紹各個(gè)部件的工作方式及選取。設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)滿(mǎn)載時(shí)輸送帶放置80臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，再制造的現(xiàn)代小型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)分為鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)和鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，帶速v=。反射光電傳感器對(duì)射距離漫反射回歸反射圖 231)漫反射型影響檢測(cè)的因素：安裝角度；測(cè)量物體的顏色； 振動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：安裝最簡(jiǎn)單，方便 缺點(diǎn)：漫反射光電傳感器是檢測(cè)最不穩(wěn)定的。發(fā)射器發(fā)射的縱波經(jīng)過(guò)反光鏡把縱波轉(zhuǎn)變成橫波，由接收器接收。反光鏡角度影響檢測(cè)精度反光鏡TR傳感器 圖25 回歸反射型傳感器(3)對(duì)射型影響檢測(cè)的因素：被測(cè)物的透光性；被測(cè)物的大小優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)精度最高缺點(diǎn)：安裝不方便，占用較大安裝空間；能檢測(cè)透明和體積小的物體T發(fā)射器R接收器圖26 對(duì)射型傳感器(4)距離型傳感器原理：該傳感器的檢測(cè)距離是一定的，因此，檢測(cè)的發(fā)射光和反射光間的角度也是一定值。這樣，就允許被測(cè)物有一個(gè)更大的偏轉(zhuǎn)角度。檢測(cè)距離指?jìng)鞲衅髯畲髾z測(cè)的距離。 L(ight)ON/D(ark)ON模式L(ight)ON：沒(méi)有檢測(cè)物時(shí)，傳感器有輸出D(ark)ON：有檢測(cè)物時(shí)，傳感器有輸出 光電傳感器選用原則：能用對(duì)射，用對(duì)射。 變頻調(diào)速及變頻器的選用根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速關(guān)系，當(dāng)極數(shù)不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方法稱(chēng)為變頻調(diào)速，它完全不同于前面提到的各種調(diào)速方式。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但是這種變頻器采用開(kāi)環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。即使在開(kāi)環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能。2 智能控制方式智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過(guò)于復(fù)雜都會(huì)在具體應(yīng)用中帶來(lái)不少實(shí)際困難。專(zhuān)家?guī)炫c推理機(jī)制的設(shè)計(jì)是尤為重要的，關(guān)系著專(zhuān)家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。 本章小結(jié) 本章主要完成了傳送帶傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及所設(shè)計(jì)的硬件的選用，傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)是整個(gè)工作單元實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)的第一步，光傳感器在這里以采集信號(hào)作為整個(gè)工作單元開(kāi)始自動(dòng)控制的開(kāi)端。其中控制系統(tǒng)還是采取了PLC控制。下面將分別介紹氣缸和電磁閥的工作原理、特性及選型。此次設(shè)計(jì)中采用的活塞式單桿雙向氣缸。當(dāng)氣缸行駛到極限位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)閉合，電磁閥停止供氣。此次設(shè)計(jì)中，采用了SMC CJ2型，缸徑20mm，長(zhǎng)度為600mm的標(biāo)準(zhǔn)型雙向氣缸。 二、分步直動(dòng)式電磁閥 原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口壓差≤，通電時(shí)，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。 特點(diǎn)：流體壓力范圍上限很高，但必須滿(mǎn)足流體壓差條件。氣體從a管進(jìn)入氣缸。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許177。 動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速系列。爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。 要是開(kāi)啟的時(shí)間短或開(kāi)和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型。第四章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及軟件編寫(xiě)如果說(shuō)硬件系統(tǒng)是仿佛是人的軀干，那么軟件系統(tǒng)就是可以控制軀干完成各種動(dòng)作的大腦中樞。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。PLC的主要特點(diǎn)有：可靠性高；I/O接口模塊豐富；采用模塊化結(jié)構(gòu)；編程簡(jiǎn)單易學(xué)；安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。4．?dāng)?shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。輸入電器有接觸器、繼電器、電磁閥、指示燈及其他有關(guān)顯示、執(zhí)行電器等。其中傳感器、限位開(kāi)關(guān)是輸入設(shè)備，變頻器、電磁閥以及指示燈是輸出設(shè)備。變頻器要實(shí)現(xiàn)兩條傳送帶的減速、停止功能；電磁閥要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線設(shè)備的上下、左右、抓放的動(dòng)作。 I/O分配及主要器件的I/O連接圖 此次設(shè)計(jì)I/O設(shè)備主要為傳感器、限位開(kāi)關(guān)、變頻器、電磁閥等。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一是在硬件上采取措施。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)