【正文】 ，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制的，而加緊、放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是有時(shí)間來控制的。 ①手動(dòng) 工作方式：利用按鈕對機(jī)械手每一步動(dòng)作進(jìn)行控制。 ③連續(xù)工作方式：按下按鈕，機(jī)械手從原點(diǎn)，按步序自動(dòng)反復(fù)連續(xù)工作，在連續(xù)工作方式下設(shè)置兩種停車狀態(tài)： 正常停車：在正常工作狀態(tài)下停車。當(dāng)故障排除后，需手動(dòng)回到原點(diǎn)。 手動(dòng)操作：需要有下降、上升、右移、左移、加緊、放松 6 個(gè)按鈕，也需要 6 個(gè)輸入端子。機(jī)械手從原點(diǎn)開始工作，需要一個(gè)原點(diǎn)指示燈，也需要 1 個(gè)輸出點(diǎn)。根據(jù)所需的 I/O 總點(diǎn)數(shù)并留有一定的備用量，可選用 F X2N48RM，其輸入和輸出各 24 點(diǎn)，繼電器輸出型。選擇手動(dòng)方式時(shí)， X3接同，跳過自動(dòng)程序，執(zhí)行手動(dòng)程序；選擇自動(dòng)工作方式時(shí)， X3 斷開，執(zhí)行自動(dòng)程序。其中在左、右移動(dòng)的電路中加入 。手動(dòng)操作的梯形圖，如圖 54 所示，手動(dòng)按鈕 X20X25 分別控制下 : 河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 圖 52 輸入 /輸出分配接線圖 河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 圖 53 總程 序結(jié)構(gòu)框圖 河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 圖 54 手動(dòng)程序 降、上升、右移、左移、加緊和放松各個(gè)動(dòng)作。 PLC 的輸入 /輸出端子 PLC 的輸入輸出端子分配接線圖，如圖 52 所示。 由于機(jī)械手的控制屬于開關(guān)量控制，在功能上未提出特殊要求。以上共需要 18 個(gè)輸入信號(hào)。 “無工件檢測”信號(hào)：用光電開關(guān)作檢測元件，需要 1 個(gè)端子。 緊急停車：在發(fā)生事故或緊急狀態(tài)時(shí)停車。手動(dòng)操作可用于調(diào)整工作位置和緊急停車后機(jī)械手返回原點(diǎn)。為此設(shè)置了一個(gè)光電開關(guān)，以檢測“無工件”信號(hào)。機(jī)械手的工作均由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它的上升、下降、左移、右移都是有電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺紋絲桿旋轉(zhuǎn)來完成的。通過 RS 485 接口及一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這樣在有些不適合于人類進(jìn)行現(xiàn)場操作的場合，也可以很容易的實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的發(fā)展，變頻器的控制方式 今后將向以下幾個(gè)方面發(fā)展。專家?guī)炫c推理機(jī)制的設(shè)計(jì)是尤為重要的，關(guān)系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過于復(fù)雜都會(huì)在具體應(yīng)用中帶來不少實(shí)際困難。 智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。即使在開環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出 100%的額定轉(zhuǎn)矩，對于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能。但是，這種控制方式屬于閉環(huán)控制方式，需要在電動(dòng)機(jī)上安裝速度傳感器，因此，應(yīng)用范圍受到限制。例如形成開關(guān)次數(shù)最少的 P WM 波以減少開關(guān)損耗。 (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(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對應(yīng)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(dòng)機(jī)具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。 變頻器的分類 和控制方式 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 P AM 控制變頻器、 PWM控制變頻器和高載頻 P WM 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。急加速時(shí)，如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速），所以，在負(fù)載電流 減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。動(dòng)作頻繁時(shí)，可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)的溫度將上升。 ⑤接地過電流保護(hù)?？梢圆扇⊥Ｖ鼓孀兤鬟\(yùn)轉(zhuǎn)或快速減速的辦法，防止過電壓。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或者電子熱保護(hù)（使用電子電路）。由于逆變器負(fù)載側(cè)短路等，流過逆變器器件的電流達(dá)到異常值（超過容許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流。它使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。在控制電路 B 部分增加了速度檢測電路，即增加了速度指令，可以對異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制。一般說來，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用逆變器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓升高。為了抑制波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)需附加“制動(dòng)回路”。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。 20 世紀(jì) 80 年代后半期開始，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國家的 VVVF 變頻器已投入市場并獲得了廣泛應(yīng)用。 pfn 601 ?河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 第四章 變頻器 變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。 外殼防護(hù)等級(jí) IP 54， 它具有良好的起動(dòng)性能和運(yùn)行性能，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維修方便等特點(diǎn) ， 電機(jī)采用 E 級(jí)或 B 級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP44，冷卻方式為 ICO141，額定頻率為 50Hz，額定電壓為 380V。 圖 36 三相交流電流波形圖 （ 31） （ 32） （ 33） 為了分析方便，假設(shè)電流為正值時(shí)，在繞組中從始端流向末端，電流為負(fù)值時(shí)，在繞組中從末端流向首端。如圖 所示， U1U2 , V1 V2, W1W2為三相定子繞組，在空間彼此相隔 120176。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為 ～ 。 100kW 以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 （ 2）轉(zhuǎn)子繞組 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與籠形異步電動(dòng)機(jī)。中、小型三相電動(dòng)機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動(dòng)機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。 （ 2）定子鐵心 異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由 ～ 厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖 32 所示。 端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。 （ 1）外殼 三相電動(dòng)機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 （ 2） I/O 接口單元的冗余 ① 控制回路的多點(diǎn) I/O 卡應(yīng)冗余配置。 由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求 P LC 的存儲(chǔ)器容量，按 256 個(gè) I/O 點(diǎn)至少選 8K存儲(chǔ)器選擇。 P LC 的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) P LC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般 P LC 的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC 電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可 控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。從應(yīng) 用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。由掃描工作方式引起的滯后時(shí)間最長可達(dá)到兩個(gè)多掃描周期。這時(shí)才是 P LC 真正的輸出。并對控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。 當(dāng)用戶程序較長時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。 若梯形圖中輸出繼電器線圈斷電對應(yīng)的輸出映像寄存器為“ 0”狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，外部負(fù)載斷電，停止工作。在執(zhí)行指令時(shí)，從輸入映像寄存器或別的元件映像寄存器中將有關(guān)編程元件的 0/1 狀態(tài)讀出來，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果寫入到對應(yīng)的元件映像寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。外接的輸入觸點(diǎn)電路斷開，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“ 0”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。 在可編程序控制器的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器?？删幊绦蚩刂破鳈z查 C PU 模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可如上圖編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個(gè)階段。 通用 P LC 應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但 P LC河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。 P LC 用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序 的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。綜合相關(guān)資料， 20xx 年全球 P LC 的銷售收入為 100 億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。今天的 P LC 不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。整個(gè)機(jī)座安裝在基座 8 上。另外機(jī)座還要求 有足夠大的安裝基面，以保證機(jī)械手工作時(shí)的穩(wěn)定行。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)連桿前進(jìn)時(shí)，通過楔塊 4 的斜面和杠桿 1，使兩個(gè)手抓產(chǎn)生加緊動(dòng)作和加緊力。但其機(jī)械機(jī)構(gòu)繁雜，體積大，制造精度要求高?；剞D(zhuǎn)型手抓有可分為單支點(diǎn)和雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，按夾持方式可以分為外夾式和內(nèi)撐式。機(jī)械手的橫向運(yùn)動(dòng)采用的便是滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)。按循環(huán)方式的不同，分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。一般要求用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力，多用在工作時(shí)間短，速度較低的場合?；瑒?dòng)螺旋機(jī)構(gòu)所用的螺紋為傳動(dòng)性能好，效率高的矩形、梯形和鋸齒形螺紋。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械手， PLC ，變頻器，交流電機(jī) 河南理工畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 目錄 摘要 ...........................................................................