基于plc自動(dòng)分揀及傳輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 18:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。 由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。分辨率：編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5～10000線。信號(hào)輸出：信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），方波（TTL、HTL），集電極開路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動(dòng)（對稱A，A；B，B；Z，Z），HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。信號(hào)連接：編碼器輸出的信號(hào)通常與計(jì)數(shù)器、PLC和計(jì)算機(jī)相連接，而與PLC、計(jì)算機(jī)相連接的模塊有一定區(qū)別，這些模塊有低速與高速的區(qū)別，它們的開關(guān)頻率有的低，有的高。如果聯(lián)接發(fā)方式是單相聯(lián)接，那么編碼器通常用來單方向計(jì)數(shù)，并且是單方向測速。如果聯(lián)接方式是A、B兩相之間連接，那么編碼器則用來正反向計(jì)數(shù)，且是正反向測速，這種方式還可以判斷出正反向。如果聯(lián)接方式是A、B、Z它們?nèi)嘀g互相連接，那么編碼器則可以用于測量出帶參考位的某些位置當(dāng)中。如果聯(lián)接方式是A、A，B、B，Z、Z連接，這種編碼器衰減最小，抗干擾最佳，因?yàn)樗B接有對稱負(fù)信號(hào)，電流不產(chǎn)生電磁場，對電纜幾乎沒有影響，一般用在距離較遠(yuǎn)的傳輸當(dāng)中。按照這樣聯(lián)接方式聯(lián)接的編碼器輸出方式為TTL，那么它的信號(hào)傳輸能夠達(dá)到150米距離。 而按這樣聯(lián)接方式聯(lián)接的編碼器，信號(hào)輸出為HTL形式時(shí)，它的信號(hào)傳輸能夠達(dá)到300米距離。系統(tǒng)啟動(dòng)后，光電碼盤得電，傳輸信號(hào)送至PLC，接著PLC得到這個(gè)信號(hào)后會(huì)輸出指令給電機(jī)，讓電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶。圖35所示為旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出回路。圖35 編碼器輸出回路表32為旋轉(zhuǎn)編碼器的連接方式，介紹每根線所連接的作用。表32 連接方式線色內(nèi)容褐VCC黑A相白B相青COM旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號(hào)還可以用來計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)分揀的數(shù)量，分析傳送帶的位置，準(zhǔn)確定位物料與傳感器的位置。如圖36所示為旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出方式。圖36 旋轉(zhuǎn)編碼器輸出方式 電感傳感器電感傳感器屬于一種位置傳感器，它具有開關(guān)量輸出，通常我們用電感傳感器來判斷某個(gè)物體是否為某種金屬。它的工作流程如圖37所示。圖37 電感傳感器工作流程LC高頻振蕩器加上放大處理電路組成電感傳感器的主要部分，之所以電感傳感器能夠區(qū)分物體是否為某種金屬，主要是當(dāng)有金屬的物體在靠近時(shí)，震蕩感應(yīng)頭會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電磁場，這些電磁場能夠使靠近的物體中形成渦流。而形成的渦流對接近開關(guān)產(chǎn)生作用，衰減它的振蕩能力，接近開關(guān)震蕩能力衰減后會(huì)改變內(nèi)部電路的參數(shù)，達(dá)到控制開關(guān)通或斷的效果，從而達(dá)到區(qū)別金屬的功能。挑選M18X1X40型號(hào)傳感器作為本次設(shè)計(jì)的電感傳感器。如下圖38所示是傳感器的接線圖，而圖39所示是傳感器的工作原理圖。圖38 M8X1X40 DC常開式傳感器接線圖圖39 電感式傳感器的原理圖 電渦流效應(yīng)（基于法拉第定律）：（交變電流）（交變磁場）（電渦流）（交變磁場）與方向相反的大小和相位變化，即引起電感線圈的有效阻抗變化。、—被測金屬導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)磁率—線圈激勵(lì)信號(hào)頻率—被測金屬導(dǎo)體的厚度 —線圈與金屬體之間的距離 若保持、不變 為測距傳感器 圖310 等效電路—空心線圈的電阻和電感；—電渦流回路的等效電阻和電感；—線圈與金屬體之間的互感，是距離X的函數(shù)。 根據(jù)克?；舴蚨桑? 線圈的等效阻抗： 線圈的等效電阻： 線圈的等效電感： （距離越近，M越大，Leq越小） 原線圈阻抗： 線圈的品質(zhì)因數(shù)： 圖311 石英晶體震蕩電路原理圖 石英晶體振蕩電路的作用—恒流源 金屬體遠(yuǎn)離時(shí)，L、C諧振回路發(fā)生諧振，諧振頻率， 金屬體靠近時(shí)，電感傳感器：鐵心加上線圈構(gòu)成了電感傳感器的主要部分，它能夠轉(zhuǎn)化直線或角位移的變化量為線圈電感量的變化量，因此被稱為電感位移傳感器。電感傳感器的材料導(dǎo)磁系數(shù)和線圈匝數(shù)是固定不變的，它的電感量的改變與位移量有關(guān)系，線圈磁路的內(nèi)部幾何尺寸因位移量變化而改變，從而使電感量發(fā)生變化。將線圈接入到測量電路中，給它一個(gè)激勵(lì)電源，線圈會(huì)輸出電壓或電流，電壓或電流與位移輸入量成正比。電感傳感器有7種特點(diǎn)：①靈敏度高、分辨率高；②線性度高、重復(fù)性好；③測量范圍寬；④觸點(diǎn)固定、高可靠度、較長壽命；⑤激勵(lì)電源有穩(wěn)定的頻率并且幅值需穩(wěn)定在一定區(qū)域；⑥在無輸入時(shí)傳感器會(huì)輸出零位電壓，會(huì)使測量中產(chǎn)生誤差；⑦不適用于高頻動(dòng)態(tài)測量。電感傳感器多用在測量位移中，還有測量一些可以換算成位移變化的類似力、加速度轉(zhuǎn)矩等機(jī)械量。變間隙型傳感器是被使用最多的電感傳感器，另外變面積型和螺管插鐵型傳感器也常被使用。為了提高線性度、減小誤差，在現(xiàn)實(shí)使用中它們多被制作成差動(dòng)式傳感器。電感傳感器的實(shí)物圖如圖312所示。圖312 電感傳感器實(shí)物圖 電容傳感器 電容傳感器和電感傳感器一樣，屬于一種位置傳感器，它能夠輸出開關(guān)量，同時(shí)還是接近式開關(guān)。通常電容器有兩個(gè)極板，而在電容式傳感器中，測量頭和待測物常被當(dāng)作兩個(gè)極板看待。在物料慢慢靠近的過程中，物料與接近開關(guān)之間的介電常數(shù)會(huì)慢慢改變，這樣就可以改變電路狀態(tài)。通過這些，我們可以通過改變物體與接近開關(guān)之間的距離，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的通或斷的功能。挑選E2KXME1 式電容傳感器作為本次設(shè)計(jì)的電容傳感器，如圖313所示。圖313 電容式傳感器的原理圖電容傳感器：變換器在這些測量中常常出現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兛梢詫?shí)現(xiàn)這個(gè)功能，使得測量更加方便；電容傳感器便是應(yīng)用了這些特點(diǎn)，把如位移的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電容變化量。因?yàn)闊o源變化器的原因，電容變化器在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)把力學(xué)量變換為能夠識(shí)別的電壓量或者是電流量，完成最終的轉(zhuǎn)化前變化器還會(huì)將得到的電量放大加工。 電容傳感器適合測量一些變化量比較小，變化率低的力學(xué)量，因?yàn)殡娙輦鞲衅鲹碛性S多其它傳感器沒有的特點(diǎn)：(1)高靈敏度；(2)能夠大范圍測量；(3)能夠快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩種測量方式都很適合；(4)能夠適應(yīng)多種困難環(huán)境，不易受到外界干擾，它能長期穩(wěn)定的工作，在許多領(lǐng)域都能夠發(fā)揮出它的優(yōu)勢。電容傳感器有三根接線，接線方式如表33所示。表33 電容傳感器接線方式顏色接線棕色VCC藍(lán)色COM黑色在與PLC相連接后，電容傳感器受到它的控制，此時(shí)PLC相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)。，在檢測到鋁制物料后，傳感器發(fā)出信號(hào)，經(jīng)端口送到PLC，然后PLC會(huì)發(fā)送信號(hào)控制相應(yīng)汽缸動(dòng)作，完成對應(yīng)的分揀工作。電容傳感器的實(shí)物圖如圖314所示。圖314 電容傳感器 顏色傳感器本次設(shè)計(jì)挑選TCS230型號(hào)顏色傳感器。這個(gè)是TAOS公司的顏色傳感器，簡稱RGB。它檢測物料顏色的原理是，通過分析反射比率，這個(gè)反射比率是待測物體與三基色產(chǎn)生的。TCS230傳感器引腳如圖315所示。圖315 TCS230顏色傳感器RGB 顏色傳感器介紹：TCS230是一個(gè)可以編程的彩色光轉(zhuǎn)換為頻率的轉(zhuǎn)換器，它由美國陶斯公司所生產(chǎn)。這種傳感器分辨率很高，而且可以預(yù)先通過編程來設(shè)定顏色和最后的輸出，這個(gè)傳感器可以使用單一電源來供電，使用起來更加方便等等，它還有許多特點(diǎn)；這中傳感器可以不通過其它媒介，直接連上微處理器，因?yàn)樗妮敵霾恍枰D(zhuǎn)換，直接是處理器能夠識(shí)別的數(shù)字量。紅綠藍(lán)濾光器還被集成在單一芯片上，它成為第一個(gè)RGB顏色傳感器——擁有能夠兼容數(shù)字的接口。帶有著紅色、綠色、藍(lán)色以及不帶任何濾波器的光電二極管各有1
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