【文章內(nèi)容簡介】 機之所以得到如此廣泛的應用，是因為和其他電動機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、效率高等一系列優(yōu)點。和同容量的直流電動機相比，異步電動機的重量約為直流電動機的一半，而其價格僅為直流電動機的三分之一。異步電動機的缺點是不能經(jīng)濟地在較大范圍內(nèi)平滑調(diào)速而必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低。不過，由于大多長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 14 數(shù)生產(chǎn)機械并不要求大范圍的平滑調(diào)速，而電網(wǎng)的功率因 數(shù)又可以采用其他辦法進行補償。 圖 22 三相異步電動機 T = f（ s）曲 傳感器 傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是指傳感器能將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。 傳感器輸出信號有很多形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，輸出信號的形式由傳感器的原理確定。 通常，傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。但是由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路將其放大或變換 為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。隨著半導體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應用，傳感器的信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換可以安裝在傳感器的殼體里或與敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路以及所需電源都應作為傳感器的組成部分。如圖 23所示。 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 15 敏 感 元 件 轉(zhuǎn) 換 元 件 信 號 調(diào) 節(jié) 轉(zhuǎn) 換 電 路輔 助 電 源被 測 量圖 23 傳感器組成框圖 變頻調(diào)速技術(shù) 變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變交流電動機的供電頻率來達到交流電動機調(diào)速目的的技術(shù)。大家知道，從大范圍來分，電動機有直流電動機和交流電動機。由于直流電動機調(diào)速容易實現(xiàn)，性能好，因此，過去生 產(chǎn)機械的調(diào)速多用直流電動機。但直流電動機固有的缺點是，由于采用直流電源，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，故費時費工，成本高，給人們帶來不少的麻煩。因此人們希望，讓簡單可靠價廉的籠式交流電動機也能像直流電動機那樣調(diào)速。這樣就出現(xiàn)了定子調(diào)速、變極調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和串極調(diào)速等交流調(diào)速方式。直到 20世紀80年代，由于電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，才出現(xiàn)了變頻調(diào)速技術(shù)。它的出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代其他交流電動機調(diào)速方式，乃至直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，而成為電氣傳動的中樞。 PLC的選擇 目前市場上 的 PLC產(chǎn)品眾多，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的OMRON、 MITSUB、 ISHI、 FUJI、 ANASONIC，德國的 SIEMENS，韓國的 LG等。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇具體可以從一下 12個方面來考慮： 1. 選擇自己需要的機種和機型 若已有設備（或產(chǎn)品）上已經(jīng)用了某一種型號的 PLC，再要選用 PLC開發(fā)新的產(chǎn)品，在滿足工藝條件的前提下，建議還是選用已經(jīng)用 過的 PLC為好，這樣就可以做到資源共享。 2. 不要大材小用 什么樣的規(guī)模設計任務就選用什么樣的規(guī)模的 PLC，避免造成太多的硬件資長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 16 源浪費。 3. 具體的控制對象具體選擇 根據(jù)不同的設計任務，來選擇 PLC的機型。 4. 選用易采購的機型 5. 經(jīng)常了解 PLC產(chǎn)品的發(fā)展動態(tài) 機型很有必要。 在本次設計由于輸入量基本是開關(guān)量，而對于 PLC的開關(guān)量輸入回路，西門子公司 ( Siemens) 的 S7200可編程序控制器基本滿足設計要求。 6. 對 I/O點的選擇 要先弄清控制系統(tǒng)的 I/O點的總點數(shù)，再按實際所需要的總 點數(shù)的 15%~20%留出備用量后確定所需 PLC的點數(shù)。 7. 對存儲容量的選擇 對用戶存儲容量只能做粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10字 /點 +輸出總點數(shù) 5字 /點來估算；計數(shù)器 /定時器按 (3~5)字 /個來估算；有運算處理時按 (5~10)字 /個來估算；在有模擬量 I/O出的系統(tǒng)中，可以按每輸入（或輸出）一路模擬量約需（ 80~100）字左右的存儲量來估算；有通信處理時按每個接口 200字以上的數(shù)量粗略估算。 8. 對 I/O響應時間的選擇 PLC的 I/O響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路 延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2~3個掃描周期）等。 9. 根據(jù)輸出負載的特點選型 根據(jù) PLC輸出所帶的負載是直流型還是交流型、是大電流還是小電流以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出還是晶體管輸出。 10. 對 PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同 I/O點數(shù)的情況下，整體式比模塊式價格低。 11. 選擇性能相當?shù)臋C型 PLC選型中還有一個重要問題就是性能要相當。 12. 選擇新機型 由于 PLC產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，所以選用相應的新機的選擇 長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 17 電動機的選擇 電動機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形 式分類：三相籠型異步電動機和三相繞線型異步電動機。電動機型號根據(jù)以下幾個方面選擇： 1. 功率的選擇 要為某一生產(chǎn)機械選配一臺電動機，首先考慮電動機的功率需要選擇多大，合理選擇電動機的功率具有重大的經(jīng)濟意義。 在本次設計中運料小車裝滿料重 500kg，小車的車輪半徑 ，小車與軌道之間的摩擦系數(shù)μ =，假設在啟動階段加速時的加速度為 M1 3～M2 3～M3 3～QSFUKM1 KM2 KM3FR1 FR2 FR3電 機 M1 電 機 M2 電 機 M3L1L2L3，則勻速行駛的滾動摩擦力矩 T=500kg 。 2. 電動機結(jié)構(gòu)的選擇 因為 用的是三相交流電源，在交流電動機中，三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、維護方便、工作可靠、價格低廉。主要的弊端是調(diào)速困難，功率因數(shù)比較低，啟動性能比較差，由于送料小車要求的機械特性比較硬而且沒有特殊的調(diào)速要求，所以可以采用籠型電動機。 3. 結(jié)構(gòu)形式的選擇 生產(chǎn)機械的種類繁多，它們的工作環(huán)境也不盡相同。因此，有必要保證在不同環(huán)境中能安全的可靠運行。電動機常有下列幾種結(jié)構(gòu)型式： （ 1）開啟式：在構(gòu)造上無特殊防護裝置，運用于干燥、無塵場所。通風好。 （ 2）防護式：在機殼或端蓋下面有通風罩，以防止雜物掉進去。 （ 3）封閉式：封閉式電動機外殼嚴密封閉，電動機靠風扇冷卻，并且在外殼帶有散熱片。使用在灰塵多、潮濕、鹽堿、腐蝕性強的場所。 （ 4）防暴式：整個電機嚴密的封閉，多用于礦井中。 綜上所述，運料小車所處的環(huán)境而選擇封閉式的電動機。 4. 電動機電壓的選擇 Y系列的電動機的額定電壓只有 380V一個等級。 5. 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 電動機的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定的。通常情況下轉(zhuǎn)速不低于 500r/min，異步電動機通常采用 4個極的，則同步轉(zhuǎn)速 nQ0.1L2LI0.1M2MS7200 CPU226S1SB124V24VL1L2K1KM1KM2KM3FUS3S2K2 =1500r/min的。電長沙航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 18 動機的參數(shù)如表 21。 表 21 運料小車電動機的參數(shù) 符號 名稱 型號 規(guī)格 臺數(shù) M 三相異步電動機 Y160M12 功率 KW 額定電流 A 轉(zhuǎn)速 2930r/min 重量 68 kg 1 傳感器的選擇 重量傳感器又稱稱重傳感器，是將壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓或電流控制信號。 其輸出格式是標準的控制信號類型： 0~10VDC， 10~10VDC， 4~20mA，0~20mA。 有的智能稱重傳感器也能輸出開關(guān)量信號，但是其動作量（檢測到的 壓力信號）是可調(diào)的。 本次設計中稱重傳感器選擇 CS20型。 本次設計選用 HAL815可編程線性霍爾傳感器，其可用于角度或距離測量。 HAL815是一個可編程的霍爾傳感器，內(nèi)置 DSP，可設置的比例電壓輸出，具有高精度，多個可編程磁特性存儲在具有冗余和鎖定功能的非易失性存儲器(EEPROM)，多種保護功能如。開路（地和電源線突變檢測）、過壓和欠壓檢測，保證了傳感器的高可靠性，可逐個編程或通過選擇拉低輸出腳來編幾個并聯(lián)在相同供電電壓上的傳感器，溫度特性可編程可匹配所有常見的磁性材料?？删幊?的特性方便了客戶的設計。 繼電器的選擇 繼電器主要用于控制與保護電路或用于