【正文】 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 19 電腦側(cè) RS232 PLC 側(cè) RS232 九針 D形母頭 九針 D形公頭 123495768123495768 圖 PLC上位機(jī)通信線 實(shí)際應(yīng)用中，通常在 9 針的基礎(chǔ)再進(jìn)行簡化，只用其中的 5 三個(gè)管腳進(jìn)行通信。 RS232是為點(diǎn)對點(diǎn)通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3～ 7 KW。發(fā)送線和接受線三條線異步傳輸 ，還可以加其它控制線完成同步等功能。 RS232C一般用于 20m 以內(nèi)的通信。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 17 3 系統(tǒng) 硬件 電路 設(shè)計(jì) 本章主要介紹硬件的設(shè)計(jì)，通過對硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以更近一步了解各硬件的使用方法及使用條件，更加清楚系統(tǒng)各部分的工作及銜接。 因?yàn)?伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的 功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖 。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速柵 距 10um(100 對線 /毫米 )， 20um（ 50X 對線 /毫米） 顯示分辨率 ,5um， 1um 準(zhǔn) 確 度 177。177。 光柵尺的 選擇 光柵測微傳感器的種類有很多， DKB50光柵測微傳感器，是以高精度光柵作為檢測元件的精密測量裝置。 %℃ 輸出溫度影響 177。 LCSS3 拉壓力傳感 器采用 S型柱式作為彈性體，具有精度高、強(qiáng)度好、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)， 結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，互換性好適用于吊鉤秤 、配料秤、包裝秤、機(jī)電結(jié)合秤等場合的測力 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 13 稱重傳感器 能將作用在被測物體上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào)。經(jīng)估算輸入 24 口，輸出 16口即可滿足輸入輸出所需端口數(shù)。4 （ 3） 內(nèi)置模擬量： 4輸入， 2輸出 （ 4） 通信接口：最大 2個(gè)串行通信口（ RS232A 或 RS422/485 任選） 本體附帶一個(gè) USB編程端口 （ 5） 通信功能：上位鏈接、無協(xié)議通信、 NT 鏈接（ 1:N）、串行網(wǎng)關(guān)功能、串行 PLC 鏈接功能、 ModbusRTU 簡易主站 。 PLC 的選型 歐姆龍 PLC 是一種功能完善的緊湊型 PLC，能為世 界領(lǐng)先的輸送分散控制等提供高附加值機(jī)器控制；它還具有通過各種高級(jí)內(nèi)裝板進(jìn)行升級(jí)的能力，大程序容量和存儲(chǔ)器單元，以 Windows 環(huán)境下高效的軟件開發(fā)能力。 PC 機(jī)與 PLC 實(shí)現(xiàn)通信的條件： ①帶異步 通信適配器的 PC機(jī)與 PLC 只有滿足如下條件 , 才能互聯(lián)通信 : 帶有異步通信接口的 PLC 才能與帶異步通信適配器的 PC機(jī)互聯(lián)。PLC 與重力傳感器之間的通信需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， PLC 中的 A/D 模塊 可以完成 A/D轉(zhuǎn)換的任務(wù)，從而使 PLC 對重力傳感器進(jìn)行控制。與試驗(yàn) 1不同的是，試驗(yàn) 2不需要墊塊，因此也不需要?dú)飧?。這個(gè) 值就是標(biāo)定值。 張緊器靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 根據(jù)油壓式張緊器的工作原理可以透徹了解張緊器的工作過程，由于 要做 張緊器靜態(tài)試驗(yàn)， 所以此處不用考慮機(jī)油壓力，只用考慮靜態(tài)時(shí)的工作狀態(tài)。壓縮柱塞，單向閥關(guān)閉，高壓腔的油液處于壓縮狀態(tài)，由于機(jī)油的 可壓縮比小，形成較大阻尼，進(jìn)而回壓過程中，柱塞阻尼較大，減小正時(shí)鏈條的振幅及傳動(dòng)噪音。在此課題中 以彈簧的彈力負(fù)荷測試為主，通過張緊器工作時(shí)以柱塞彈簧為主要研究對象，來測試彈性器件的彈力負(fù)荷。 （ 8）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 PLC 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總目的是向高速度、多層次、開放性、高可靠性方向發(fā)展，并遵循國際標(biāo)準(zhǔn) IEEE802， 特別是加強(qiáng)異種機(jī)通訊功能。 （ 2）縮小與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的差距向大規(guī)模、大容量、強(qiáng)功能、高速度方向發(fā)展。（ 3）采用模塊化結(jié)構(gòu)。 可編程序控制器是在繼電接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，鏈輪齒受力較小、強(qiáng)度較高、磨損也較輕，鏈傳動(dòng)具有較好的緩沖、吸振性能?，F(xiàn)今國內(nèi)外研究中，位移壓 力特性測試技術(shù)在比例電磁鐵性能測試中應(yīng)用較 多。 張緊器性能 檢測的靜態(tài)試驗(yàn)分為兩個(gè)，一是檢測塞柱彈出一定距離時(shí)的最大沖力和穩(wěn)定后彈力；二是檢測彈簧被壓縮一定距離后產(chǎn)生的形變。隨著 PLC 的出現(xiàn)及發(fā)展， PLC 的應(yīng)用越來越廣泛，具有廣闊的應(yīng)用前景。除 此之外，還介紹了本論文采用的主要技術(shù)， PLC 在控制系統(tǒng)中應(yīng)用與發(fā)展。而來自于發(fā)動(dòng)機(jī)功率驅(qū)動(dòng)的其他附件，如發(fā)電機(jī)、車用空調(diào)以及水泵等，均采用附件皮帶或鏈條傳動(dòng)。特別是汽車正時(shí)帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，它用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸之間，由于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞行程與排氣時(shí)間有嚴(yán)格的配合，因此要求該型帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)低振 動(dòng) 且穩(wěn)定。 可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常包括 硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。（ 6）產(chǎn)品系列化、成本低。 （ 4）表面安裝技術(shù)被采用 用于微電子技術(shù)的發(fā)展，雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)已不再適合最新型的超大規(guī)模集成電路芯片扁平封裝電路可直接裝在印刷電路板表面，不需要插入印刷版插孔，縮短了引線長度，進(jìn)一步縮小了 PLC 的體積，減小了電路的寄生電容和電感。 對此課題的研究首先要了解張緊器結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定 研究對象。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 6 2 PLC控制張緊器的系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 本章主要介紹了系統(tǒng)整體框架的設(shè)計(jì)以及各試驗(yàn)的框架設(shè)計(jì)。拔掉鎖銷，柱塞在柱塞彈簧力 P的作用下，向總成外伸出，同時(shí) F1 使棘爪繞棘爪軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 旋轉(zhuǎn)扭力 F2使棘爪彈簧壓縮。 P CC P 1 H靜 態(tài) 1 靜 態(tài) 2 數(shù) 據(jù) 采 集 安 全 設(shè) 施 圖 系統(tǒng)整體框架圖 對于一種工件在進(jìn)行試驗(yàn)之前需要進(jìn)行一次標(biāo)定，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里可以 選擇量程為 50mm 的光柵尺。由于之前已經(jīng)標(biāo)定好光柵下降距離為 L0,現(xiàn)在又增加了一個(gè)墊塊，因此，控制光柵直接下降 到 L位置即可。此時(shí)，進(jìn)行拔銷。對于上 位機(jī)部分 將采用組態(tài)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ③要對 PLC 的通信協(xié)議分析清楚 , 嚴(yán)格地按照協(xié)議的規(guī)定及幀格式編寫 PC機(jī)的通信程序。這里選擇 CP1H 系列小型 高功能 PLC(CP1HXA40DRA)。 次數(shù) 10次 =合計(jì) 80分 ) 抗沖擊 J1S C0041標(biāo)準(zhǔn) 147m/s2 X、 Y、 Z 各方向 3次 使用環(huán)境溫度 0～ 55℃ 使用環(huán)境濕度 10～ 90％ RH(不結(jié)露 ) 使用環(huán)境 無腐蝕性氣體 保存環(huán)境溫度 20～ 75℃( 電池除外 ) 電源保持時(shí)間 10ms 以上 2ms 以上 外形尺寸 150mm(W)179。用傳感器先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系 到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè) 衡器 的可靠性和安全性。 國際法制計(jì)量組織 規(guī)定，傳感器的誤差帶 δ 占衡器誤差帶 Δ 的 70%，稱重傳感器的線性誤差、滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過誤差帶 δ 。 推薦激勵(lì)電壓 5～ 10V DC（推薦 10V） 最大激勵(lì)電壓 15V DC 電纜 蠕變 (30 分鐘 ) 177。 稱重傳感器的 接線說明如下：有四 根線，分別為紅、黃、綠、白四色，其中紅色線 是激勵(lì) 電源正極，黃色線 是輸出信號(hào)端正極，綠色線是激勵(lì) 電源負(fù)極，白色線 是輸出 信號(hào)端負(fù)極。用于自動(dòng)化大生產(chǎn)中在線監(jiān)測及精密儀器的位置檢測。 A、 B 兩信號(hào)輸出端是高速脈沖輸出 ，因此，在用 PLC 控制光柵時(shí)，要注意應(yīng)用 PLC 的高速計(jì)數(shù)器功能的使用。 1個(gè)顯示值 輸出信號(hào) 相位依次相差 90176。 表 松下 A4系列伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器型號(hào)、變壓器容量相匹配的選型表 M1NAS A4 電機(jī)系列 MSMA 10ZP1U MSMA 15ZP1U 額定輸出功率（ W） 1000 1500 適配驅(qū)動(dòng)器型號(hào) MDDDT1205 MDDDT2207 單相 驅(qū)動(dòng)器外形分類 B B 額定轉(zhuǎn)矩（ Nm） 最大轉(zhuǎn)矩（ Nm） 額定轉(zhuǎn)速 /最高轉(zhuǎn)速（ rpm） 3000/5000 編碼器 光電編碼器（ 2500PPR） 質(zhì)量（制動(dòng)器有 /無）（ Kg) 機(jī)身長度（制動(dòng)器有）（ mm） 200+55 205+55 上表是松下 A4 系列伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器型號(hào)、變壓器容量相匹配的選型表，在使用伺服電機(jī)時(shí)，要選擇相匹配的驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。 RS23 RS422與 RS485 標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性走出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議，可建立高層通信協(xié)議。 RS485采用半雙工 工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。 基于以上對比， RS232 通用串行接口通信即可滿足要求。除此之外，目前廣泛應(yīng)用的還有一種 9 芯的 RS232 接口。還需注意的是232 信號(hào)的有效通訊距離是 15M，接收機(jī)后面有 4根線的接法： g， rx， tx， v，一邊接收機(jī)后面有 5根線則從左向右起為 :RX TX GND NC。電路圖如圖 ： 稱重變送器L C S S 3+綠紅白黃E +E S +S 紅綠黃1 5 V2 4 VO U T V 1 +O U T I 1 +O U T 1 O U T V 2 +O U T I 2 +O U T 2 I N 4 +I N 1 +I N 1 I N 2 +I N 2 I N 3 +I N 3 I N 4 I N A G *I N A G *P L C+2 4 VA / DD / A 圖 PLC 控制稱重傳感器電路圖 如上圖所示 稱重傳感器的輸出接稱重變送器的輸入，稱重變送器的輸出接入PLC 的模擬量輸入端口的輸入。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng)，因而能提高測量精度。 PLC 控制光柵的電路 如 圖 所示 ： 光 柵A BD C 2 4 V+1 00 80 60 40 20 01 00 80 60 40 20 0G RN C1 10 90 70 50 30 11 10 90 70 50 30 1C O M接 地 圖 PLC 控制光柵電路圖 光柵尺是通過摩爾條紋原理，通過光電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器。光柵測微傳感器是通過計(jì)算脈沖的個(gè)數(shù)來計(jì)量位移的 。 伺服電機(jī)控制 電路設(shè)計(jì) 伺服電機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用做執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。假設(shè)該伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)直線定位精度為 177。伺服驅(qū)動(dòng)器適 是用來控制伺服電機(jī) 的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。 P1n29是伺服電機(jī)的使能端，與 PLC 的普通輸出端口相接，當(dāng)此端口有效時(shí)伺服電機(jī)開始工作。其他的信號(hào)端子，如伺服報(bào)警、偏差計(jì)數(shù)清零、定位完成等可根據(jù)您的要求接入控制器構(gòu)成更完善的控制系統(tǒng) 。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要用三相電源來供電。其主要控制對象是電機(jī)，還具有低電壓釋放保護(hù)功能。梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。在這個(gè)過程中， 伺服電機(jī)正傳，帶動(dòng)稱重傳感器 向下運(yùn)動(dòng)。其控制的示意圖如圖 。 當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)位之后拔銷，稱重傳感器來使工作。 軟件的總體設(shè)計(jì) 通用 PC 的工作方式是等待請求， PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式，兩者的差異在于 PC 針對的是人，而 PLC針對的是設(shè)備。 開關(guān)電源可以把交流轉(zhuǎn)換成直流，有 5V、 12V、15V、 24V 等電壓等級(jí)，可以 為 系統(tǒng)中各器件 提供 所 需的直流電壓。在三相電畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26 路中的任一相電路過載時(shí)， FU將會(huì)自動(dòng)熔斷，把過載的那一相斷開，以免發(fā)生更大的故障。伺服驅(qū)動(dòng)器的 CW和 CCW 分別接在 PLC 的 輸出端口 0 和 輸出端口 1。當(dāng)此端子接收信號(hào)變化時(shí)，伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向改變 。指令接頭為 50p1n，焊接時(shí) 要 注意引腳編號(hào) 。機(jī)械機(jī)構(gòu)確定后，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的行走長度已經(jīng)固定（如上面所說的 10mm），設(shè)計(jì)要求的定位精度為 (10 個(gè)絲 )。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。高數(shù)計(jì)數(shù)器 0中， A相對應(yīng)于 PLC 的 08 端口， B 相對應(yīng)于 PLC 的 09 端口 ，把光柵的輸出 A、 B分別接 PLC 的 0 09端口。的兩路。傳感器的光路形式有兩種：一種是透射式光柵，它的柵線刻在透明材料上；另一種是反射式光柵，它的柵線刻在具有強(qiáng)反射的 不銹鋼金屬 或玻璃鍍金屬 鋁膜 上。稱重變送器的 輸出端 接線是紅線 接 電源 正， 綠線 接 電源 負(fù)， 黃線 接 信號(hào)輸出 ，在與 PLC 中的模擬量輸入模塊連接 時(shí)，黃線接 1N1+，綠線接 1N1，構(gòu)成一個(gè)輸入信號(hào)回 路，向 PLC 輸入 信畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 21 號(hào) 。變送器則是把傳感