【正文】 可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本 身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： 式中： ρ —— 金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω? cm2/m） S—— 導(dǎo)體的截面積（ cm2） L—— 導(dǎo)體的長度（ m） 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金 屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償 0～ 70℃，并與絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。高特性，低 價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。 用硅 藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅 藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅 藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。 壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。 選用稱重傳感器 DJWX08， DJWX08 這個(gè)型號的稱重傳感器外形結(jié)構(gòu)是單點(diǎn)式的，是目前用于稱重使用行業(yè)最多的一種結(jié)構(gòu)其測量精度等級較高，可以達(dá)到 %的，特點(diǎn)及外形如圖 23 所示。在補(bǔ)償溫度 0 ～ 70 ℃ 范圍內(nèi)，溫度飄移低于 %FS ，在整個(gè)允許工作溫度范圍內(nèi)低于 %FS 。 主要技術(shù)參數(shù)： 工藝 : 擴(kuò)散硅 陶瓷電容 藍(lán)寶石 電容任選。 接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號燈、繼電器線圈或可編程控制 器PLC 的數(shù)字量輸入模塊。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 37 光電傳感器檢測空瓶時(shí)，主傳送帶電機(jī)停止，汽缸 1 運(yùn)行（夾緊裝置下降 當(dāng)光電傳感器檢測到空瓶時(shí)，總計(jì)數(shù)器加 1。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 39 位置傳感器 2 檢測到信號，汽缸 3 啟動（灌裝頭下降）。 光電傳感器 2 檢測到有瓶子通過時(shí)推桿啟動 1 秒。這篇論文是在韓老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 43 參考文獻(xiàn) [1]李道霖．電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用 [M]．電子工業(yè)出版社， 2021 [2]孫海維． SIMATIC 可編程控制器及應(yīng)用 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3]廖常初．可編程控制應(yīng)用技術(shù) [M]．重慶大學(xué)出版社， 2021 [4]馮立明．電鍍工藝與設(shè)備化學(xué) [M]．北京工業(yè)出版社， 2021 [5]孫平．可編程控制器原理及應(yīng)用 [M]．高等教育出版社， 2021 [6]陽憲惠 .基金會現(xiàn)場總線技術(shù)簡介 [ ,1998,25（ 4） [7]王衛(wèi)兵 .PLC 系統(tǒng)通信 !擴(kuò)展與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù) =M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [8]滿慶豐 .CAN 總線的發(fā)展與應(yīng)用 [ ,1994,(12) [9]邱公偉 .可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用 = :清華大學(xué)出版社 ,1991 [10]鐘肇新等 .可編程序控制器入門 (57 一 200)=M}.華南理工大學(xué)出版社 , [11]張萬忠 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)例指導(dǎo) =M.北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [12]王衛(wèi)兵 .PLC 可編程控制器原理及應(yīng)用 = :機(jī)械工業(yè)出版社 , [13]郭宗仁等 .可編程序控制器及其通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) IM:.北京 :人民郵電出版社 , [14]西門子 PLC 與計(jì)算機(jī)間的通信程序設(shè)計(jì) [J].國外電子元器件 ,(8) [15]任俊杰 ,蘇秀麗 ,劉澤祥 .基于 SIMATICS7PLC 的分布式控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) [J].微機(jī)算機(jī)信息 (測控自動化 ),(6):44 一 46 。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，使我及時(shí)完善論文的不足之處。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 42 致謝詞 在本次論文設(shè)計(jì)過程中，得到了韓昱老師的大力支持及幫助，感謝老師給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會，在學(xué)習(xí)中，老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。 5 秒后主傳送帶重新啟動，汽缸 3 停止。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 38 C0 計(jì)數(shù)到 10000 時(shí)， C1 計(jì)數(shù)加 1（由于控制要求要求計(jì)數(shù)到99999999，但每個(gè)計(jì)數(shù)器只能計(jì)數(shù) 32767，所以使用此方法以便達(dá)到要求）。請見圖 31 所示： 圖 31 接近開關(guān)接線圖 原件明細(xì)表 表 24 原件明細(xì)表 符號 名稱 型號 數(shù)量 M1 主傳送帶電動機(jī) Y132M4 1 M2 次品傳送帶電動機(jī) Y90S4 1 M3 灌裝 裝置電動機(jī) Y90S4 1 FR13 熱繼電器 JR1010 3 QF15 斷路器 NS100N 5 PLC 可編程控制器 CPU 224 CN AC/DC/RLY 1 X1 光電傳感器 EDA2DNAYL 2 X2 稱重傳感器 DJWX08 1 X3 液位傳感器 VP03EP 2 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 X4 電磁閥 VT3174G02 2 X5 直線氣缸 NSAL 32*125 3 X6 氣爪 NHZA216S 1 HL 指示燈 AD16 1 第三章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)原理圖 圖 32 系統(tǒng)原理圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 34 系統(tǒng)流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 I/O 分配表 表 31 I/O 分配表 輸出 輸出 符號 地址 備 注 符號 地址 備注 SB1 啟動 KA1 M1 電機(jī) SB2 停止 KA2 M2 電機(jī) SB3 手動清零 KA3 M3 電機(jī)、電磁閥 1 KS1 光電傳感器 KA4 汽缸 1 KS2 上限位液位傳感器 KA5 汽缸 2 KS3 下限位液位傳感器 KA6 汽缸 3 KP 壓力傳感器 KA7 灌水電磁閥、指示燈 KS4 位置傳感器 1 KA8 汽缸 4 KS5 位置傳感器 2 KS6 位置傳感器 3 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 KS7 光電傳感器 2 注：汽缸 1， 2， 3 分別控制夾緊裝置的下降，夾緊，灌裝頭下降，汽缸 4 控制次品推動裝置。 選用的佳樂 VP03EP，工作方式如圖： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 接 近開關(guān) 接近開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關(guān)又分為NPN 型和 PNP 型，它們的接線是不同的。 ◆ 固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動部件，高可靠性，使用壽命長。 生產(chǎn)廠家：上海狄佳傳感科技有限公司 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 根據(jù)我們飲料的重量以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等綜 合考慮選用： 液位傳感器 用靜壓測量原理：當(dāng)液位變送器投入到被測液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為： Ρ = ρ . + Po 式中： P ：變送器迎液面所受壓力 ρ ：被測液體密度 g ：當(dāng)?shù)刂亓铀俣? Po ：液面上大氣壓 H ：變送器投入液體的深度 同時(shí)，通過導(dǎo)氣 不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ， 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 使傳感器測得壓力為： ρ . ，顯然 , 通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較 低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到 了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測量的目的。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。 藍(lán)寶石壓力傳感器原理與應(yīng)用 利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅 藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá) 40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變壓力。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和 CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。在這兩個(gè)應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。分叉式的光纖有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光，因而塑料光 纖只能傳輸可見光。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測要求。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。光纜的端部河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂。光在光 纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電 磁信號的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來判斷物體的位置。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長的檢測距離，這是因?yàn)闄z測距離是一個(gè)非常重要的參數(shù)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 紅外光 LED 是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極 管最匹配的光束。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會把紙點(diǎn)燃。 如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測到。一個(gè) LED 發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。將收音機(jī)調(diào)到某臺，就可以忽略其他 的無線電波信號。 LED 能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。因而使用 LED 的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。工作時(shí)集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)