【正文】 ） 1/3=98() 1/3=38mm 所以取三根軸的直徑分別為 65mm， 40mm， 40mm。 已知運輸帶的速度為 ，即帶輪的速度為 。 齒輪厚度為（ 6~10） m，取 b=30mm。 所以： Z1=15， Z2=60， Z3=20， Z4=80。 所以 m=*200=，取 m= 或 4，將上訴兩值代入計算公式，得， Z3=,或 20。齒輪 4齒數(shù)為 Z4； 齒輪的模數(shù)為 m。 我們選定 A1=150mm， A2=200mm。 查收 ZL減速機設計方案可選擇得出： 我們選擇為功率為 機，傳動比的選擇為 1:16， 根據(jù)安裝的位置的大小，我們選擇中心為 350毫米。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉速增大扭矩和降低負載 /電機的轉動慣量比。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數(shù)值。減速機的作用主要有： 1） 降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等 .其應用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用，且在工業(yè)應用上，減速機具有減速及增加轉矩功能。 23 第五章 變速箱的選擇 減速機是一種 動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將電機（馬達）的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。二是在軟件上設計相應的保護程序 。因此，分析研究 PLC應用中的可靠性和抗干擾技術是十分必要的?？?I/O 口為 16/16，使用接口為 10/10。所以選取 I/O 接口為 16/16的三菱 FX2N32MR001型 PLC。總輸出接口如下： 變頻器 2*2 電磁閥 3*1 兩條傳送帶啟動 2*1 共需要 9個輸出接口。 輸出接口確定： 22 設計中，輸出設備包括控制傳送帶的變頻器和控制自動化流水線設備的電 磁閥。 輸入接口確定： 設計中，要實現(xiàn)兩條傳送帶的調速功能，所以需要接入 4個傳感器；氣缸的限位分上下左右，所以需要接入 4個限位開關。所以對應的輸入輸出設備有傳感器、限位開關、變頻器、電磁閥等。正確的連接輸入 /輸出電路，是保證 PLC安全可靠工作的前提。隨著工廠自動化網(wǎng)絡的發(fā)展，現(xiàn)在的 PLC都具有通信接口，通信非常方便 I/O 口確定及 PLC 的選取 控制要求分析 PLC的控制系統(tǒng)中有輸入 /輸出設備，常見的輸入電器有按鈕、行程開關、轉換開關、接近開關、霍耳開關、各種傳感器等。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 CPU EPROM RAM 電源模塊 輸入模塊 用戶輸入設備 輸出模塊 I/O 接口 通信接口 總 線 用戶輸出設備 外圍設備 計算機或其他 PCL 21 2．工業(yè)過程控制 在工業(yè)生產過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量）， PLC采用相應的 A/D和 D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。 PLC的應用領域 目前， PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車 、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： 1．開關量邏輯控制 取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應 的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤?！? 多年來，可編程控制器（以下簡稱 PLC）從其產生到現(xiàn)在，實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產過程。但是為了避免與個人計算機（ Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡稱 PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。所以軟件系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到整個工作單元運行的效果 此次設計中，軟件系統(tǒng)是由 PLC（可編程控制器）作為中央控制器進行設計。 自動控制系統(tǒng)以 PLC為主控單元，接受從信號采集器件即傳感器處采集來的信號，經(jīng)過處理發(fā)送給各部分硬件執(zhí)行相應的操作。 本章小結 發(fā)動機流水線主要的工作就是 PLC控制流水線的步進以及停頓，氣缸以及電磁閥結構用來控制半成品以及成品的上下。 當電磁閥需要長時間開啟，并且持續(xù)的時間多余關閉的時間應選用常開型。 四、經(jīng)濟性： 有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產品。有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王（ SLF）電磁閥。 三、安全性：一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。 10%左右，必須注意交流起動時 VA值較高。 流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質要求清潔度要好。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST以下，大于20CST應注明。如圖 215： 圖 34 電磁閥關閉氣流方向 a b a b 18 電磁閥的選用 電磁閥的選用一般從以下五點考慮 : 一、適用性： 管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。如圖 212 圖 33電磁閥打開氣流方向 當需要活塞向左運動時，則電磁閥開關閉合，線圈帶電，產生磁力。此時 PLC 給出信號，電磁閥開關打開，線圈斷電，使彈簧處于放松狀態(tài)。 電磁閥工作原理圖 此次設計采用的是直動式電磁閥，其工作原理是電磁閥內線圈通斷電來控制閥門所在位置，以控制氣流的行駛方向，從而達到使氣缸活塞兩邊運動的目的。 三、先導式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速進入上腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，推動關閉件向下移動，關閉閥門。當入口與出口壓差 ，通電時，電磁力先打開先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導閥和主閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。 特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但一般通徑不超過 25mm。 電磁閥的介紹及選用 電磁閥簡介及分類 追朔電磁閥的發(fā)展史，到目前為止，國內外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步直動式、先導式），而從閥瓣結構和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類 (直動膜片結構、分步膜片結構、先導式膜片結構、直動活塞結構、分步活塞結構、先導活塞結構 ) 。 電磁閥 氣 缸 16 圖 32 氣缸的選用 氣缸的選用主要考慮的是氣缸直徑，氣缸長度等。 氣缸工作原理 此次設計中，為了實現(xiàn)自動化流水線設備在一個方向上的雙向移動，所以選用雙向氣缸。 同時，氣缸的兩端還設 有行程開關，用以檢測氣缸是否行駛到了極限位置。 雙向氣缸的活塞前進或后退都能輸出動力，行程可根據(jù)需要選擇。按照將空氣壓力轉換成力的受壓不見的機構不同，有活塞式和非活塞式（如膜片式）目前使用最多的是活塞式。 圖 31 氣缸運作結構圖 氣缸的介 紹及選用 氣動元件及雙向活塞式氣缸 將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能，驅動機構作直線往復運動，擺動和旋轉運動的元件，稱為氣動元件。具體結構圖 (圖 210)如下： 15 由電磁閥控制氣體的進口方向，從而推動氣缸活塞的左右運動，達到控制自動化流水線設備左右，上下，抓握等動作。 發(fā)動 機流水線的運轉的核心部件電動機、減速機以及 PLC控制中心，為了發(fā)動機流水線能夠準確定位及自動控制，這里流水線的行動采用了一工位一活動限位塊的限制方式來控制。要求發(fā)動機運至指定位置并停止后，能夠進入到升降臺上，然后返回進行下一個發(fā)動機的流水線裝配。當物件行走到指定地點，傳送帶停止時，則將自動轉入物件搬運系統(tǒng)的工作，將在下個章節(jié)做詳細介紹。學習控制不需要了解太多的系統(tǒng)信息，但是需要 1~2個學習周期，因此快速性相對較差，而且，學習控制的算法中有時需要實現(xiàn)超前環(huán)節(jié)，這用模擬器件是無法實現(xiàn)的，同時，學習控制還涉及到一個穩(wěn)定性的問題，在應用時要特別注意。應用專家系統(tǒng)既可以控制變頻器的電壓，又可以控制其電流。 (3) 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)是利用所謂“專家”的經(jīng)驗進行控制的一種控制方式，因此，專家系統(tǒng)中一般要建立一個專家?guī)?，存放一定的專家信息，另外還要有推理機制，以便于根據(jù)已知信息尋求理想的控 制結果。 (2) 模糊控制 模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率，使電動機的升速時間得到控制，以避免升速過快對電機使用壽命的影響以及升速過慢影響工作效率。而 14 且神經(jīng)網(wǎng)絡控制方式可以同時控制多個變頻器，因此在多個變頻器級聯(lián)時進行控制比 較適合。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應用中有一些成功的范例。 (6) 其他非智能控制方式 在實際應用中，還有一 些非智能控制方式在變頻器的控制中得以實現(xiàn)，例如自適應控制、滑模變結構控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。 (5) 最優(yōu)控制 最優(yōu)控制在實際中的應用根據(jù)要求的不同而有所不同，可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對某一個控制要求進行個別參數(shù)的最優(yōu)化。 (4) 直接轉矩控制 直接轉矩控制是利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩，通 過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復雜的變換計算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。例如形成開關次數(shù)最少的 PWM波以減少開關損耗。 (3) 矢量控制 矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機 定子電流的大小和相位，以達到對電動機在 d、 q、 0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉矩的目的。 (2) 轉差頻率控制 轉差頻率控制是一種直接控制轉矩的控制方式，它是在 V/f控制的基礎上，按照知道異步電動機的實際轉速對應的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉矩來調節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有對應的輸出轉矩。 13 (1) V/f控制 V/f控制是為了得到理想的轉矩 速度特性，基于在改變電源頻率進行調速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。 變頻器的分類 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；按照開關方式分類，可以分為 PAM 控制變頻器、 PWM控制變頻器和高載頻PWM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。 變頻器是把工頻電源 (50Hz或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設備，其中控制電路完成 對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。變頻調速具有較好的調速性能，是現(xiàn)代交流調速方法中具有重要意