【正文】 傳感器檢測到這個變化并輸出檢測信號。和普通型一樣，它也有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內(nèi)流動引起的能量損失影響到振蕩頻率。振幅變化的程度隨目標物金屬種類的不同而不同，因此檢測距離也隨目標物金屬的種類不同而不同。然后，振蕩減弱直至停止。當目標物接近磁場時，由于電磁感應在目標物中產(chǎn)生一個感應電流（渦電流）。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。高頻振蕩型接近傳感器的工作原理電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。所有金屬型：在相同的檢測距離內(nèi)檢測任何金屬。小型感測頭，安裝靈活。即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測。特性：非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標物的損壞。概述接近傳感器可以在不與目標物實際接觸的情況下檢測靠近傳感器的金屬目標物。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關(guān)的通或斷。在此我選擇了電感式傳感器，同時也介紹一下其他種類的傳感器。對于本系統(tǒng)步進電機的選擇，在通過實用性，及價格方面的綜合考慮決定選用17HS111型步進電機，這種型號的步進電機引出四根線分別是紅色，綠色，黃色和藍色；其中紅色引線應該與步進驅(qū)動器的A接線端子相連，綠色引線應該與步進電機驅(qū)動器的A負相連，黃色引線應與步進電機驅(qū)動器的B相連，藍色引線應與步進電機驅(qū)動器的B負相連。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一圈后，回至上一轉(zhuǎn)的穩(wěn)定位置，因此步進電機的步距誤差不會長期累積。當按三相三拍通電方式工作時，步距角為：當按三相六拍通電方式工作時，步距角為：圖 35 步進電機各相定子與轉(zhuǎn)子的齒距對應關(guān)系2）步距誤差步進電機每走一步，轉(zhuǎn)子實際的角位移與設計的步距角之間都存在步距誤差。當A相磁極上的小齒與轉(zhuǎn)子上的小齒對齊時，B相磁極上的齒剛好超前（或滯后）轉(zhuǎn)子齒1/3齒距（即3176。小齒在空間位置上依次錯開1/3齒距。這樣，每次定子繞組通電狀態(tài)改變時，轉(zhuǎn)子只轉(zhuǎn)過齒間夾角的1/m（三相三拍）或1/2m（三相六拍）角度。實際步進電機的定子磁極與轉(zhuǎn)子圓周上都有齒，如圖35所示。步距角α：360176。3. 步進電機的主要特性1）步距角步距角α是決定步進式伺服系統(tǒng)脈沖當量的重要參數(shù)。改變定子繞組通電的頻率，可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。減小一半。雙三拍工作方式由于工作過程中始終保持有一相定子繞組通電，可有效克服單三拍繞組通電切換瞬間失去自鎖轉(zhuǎn)矩而導致失步的現(xiàn)象，所以平衡性更好，故在實際工作過程中多采用雙三拍工作方式。這種通電方式稱為三相單三拍通電方式。若通電順序改為A→C→B→A…，則步進電機的轉(zhuǎn)子便連續(xù)地以每步30176。如果定子繞組按A→B→C→A…的順序通電，步進電機的轉(zhuǎn)子便連續(xù)地以每步30176。圖3—3步進電機工作原理圖a）A相通電 　 b）B相通電　 c）C相通電定子繞組的通斷電狀態(tài)每改變一次，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，稱為步距角α。如圖3—3（c）所示。如圖3—3（b）所示。圖32 三相徑向分相反應式步進電機原理圖1定子 2定子繞組 3轉(zhuǎn)子工作原理如圖33所示，當A相繞組通以直流電流時，根據(jù)電磁學原理，便會在AA′方向上產(chǎn)生一磁場，A相繞組的磁力線為保持磁阻最小，給轉(zhuǎn)子施加電磁力矩，使轉(zhuǎn)子的3齒與定子AA′磁極對齊，如圖3—3（a）所示。定子鐵心由硅鋼片疊壓而成，定子繞組繞置在定子鐵心6個均勻分布的齒上，在直徑方向上相對的兩個齒上的線圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成一相控制繞組，共有三相定子繞組，稱為三相步進電機。徑向分相式步進電機沿著圓周的徑向分成磁性獨立的幾相，每一相都用一組繞組勵磁。4）按結(jié)構(gòu)分類步進電機按結(jié)構(gòu)可分為軸向分相式（即多段式）和徑向分相式（即單段式）?？焖俨竭M電機，～4Nm，用于帶動小型精密機床的工作臺（如線切割機床）。混合式步進電機是反應式與永磁式步進電機的混合，結(jié)合了兩者的優(yōu)點有逐步取代反應式步進電機的趨勢。反應式步進電機的定子有勵磁繞組，而轉(zhuǎn)子用軟磁材料制成無繞組，由被勵磁的定子繞組產(chǎn)生反應力矩實現(xiàn)步進運動。通電方式采用m相m拍、雙m拍和m相2m拍等。1）按相數(shù)分類步進電機按相數(shù)（即磁極對數(shù)）可分為三相、四相、五相、六相等。步進電機主要用于速度和精度要求不太高的經(jīng)濟型數(shù)控機床。步進電機的各相繞組在通電狀態(tài)時，電機具有自鎖能力，同時，每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù)，從理論上來說步進電機的步距誤差不會累積。步進電機受驅(qū)動器的控制，將進給指令脈沖信號變換為具有一定方向、大小和速度的機械轉(zhuǎn)角位移，并通過齒輪和絲杠帶動工作臺移動。進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動電機有步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機和直線電機。在系統(tǒng)中要將貨物放到指定地點，這就需要步進電機在螺紋桿的運動來實現(xiàn)，選擇一種正確的步進電機有利于程序的執(zhí)行。SH2H057步進電動機驅(qū)動器采用步步結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于此功率驅(qū)動器,這種結(jié)構(gòu)為這閉的超此型結(jié)構(gòu)，本身不帶風機，其外殼即為其熱體，所以使用時要將其所定在較厚、較大的的的的上或較厚的機較內(nèi)，接觸面之間要接上導熱接接，在其在邊加一個風機也是一種較好的其熱好法。所以我采用SH系列步進電動機驅(qū)動器，型號為SH2H057。觸點規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。此信號此兩個接線端子，此兩端為一繼電器的常開點，報報時觸點立即閉合。當保護發(fā)生時，驅(qū)動器進入驅(qū)機狀態(tài)使電機驅(qū)電，但這時控制系統(tǒng)可能但 未知未。此信號和控制系統(tǒng)配合使此，可它生相位記 憶功能。外接限流電阻R步進電機驅(qū)動器的輸出信號有兩種: ①、初相位信號：驅(qū)動器每次上電后將使步進電機起始在一個所定的相位上，這就是初相位。它們 在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都相同，OPTO端為三路信號的公共端三路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以 OPTO 端須接外部系統(tǒng)的VCC，如果VCC 是+5V 則可直接接入；如果VCC不是+5V 則須外部另加限流電阻R，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光耦提供 81 5mA的驅(qū)動電流。所以步進電機的轉(zhuǎn)速 與脈沖信號的頻率成正與。 由于步進電機不能與PLC直接相連，想要實現(xiàn)PLC控制步進電機的運行這就需要一種中間裝置，一般我們會選擇步進電機驅(qū)動器，以此來實現(xiàn)PLC對步進電機的控制。Y4控制小氣缸。在確定好 I/O 點數(shù)后，還要注意它的性質(zhì)，類型和參數(shù)、根據(jù)本次設計的立體倉庫系統(tǒng)的輸入、輸出信號，其中外部輸入元件包括：檢測元件、按鈕、存、急停、復位開關(guān)等；輸出有2個電機的正反向、動作指示等。根據(jù)控制要求，將各輸入設備和被控設備詳細列表，準確的統(tǒng)計出被控設備對數(shù)需求量，然后在實際統(tǒng)計的I/O點數(shù)的基礎上增加15%～20%的備用量，以便以后調(diào)整和擴充。密碼保護：使用一個八位數(shù)字密碼保護您的程序。RUN/STOP 開關(guān)：面板上運行/停止開關(guān)易于操作。注解記錄功能：元件注解可以記錄在程序寄存器中。持續(xù)掃描功能：為應用所需求的持續(xù)掃描時間定義操作周期。時間設置和比較指令易于操作?？焖贁嚅_端子塊：因為采用了優(yōu)良的可維護性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信——連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡 CCLink，Profibus Dp和DeviceNet或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡解決您的通信需要。定位控制達到16軸，脈沖串輸出或為J和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。由于FX2n系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。所以選擇三菱FX2N32MR。在估算和選用時應充分考在，使帶個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格與。輸入輸出點數(shù)對價格有直接關(guān)系。（2）經(jīng)濟性的考在 選擇 PLC 時，應考在性能價格與。按照上述配置，所選 I/O 點不得低30點，結(jié)合實際情況，所選I/O點為32點。本課題設計的立體倉庫控制系統(tǒng)有輸入信號8個，輸出信號5個。 PLC 的診斷功能的強弱， 直接不不對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并不不平均維修時間。 硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定 硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）梯形圖 、（LD）功能模塊圖、（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。在線編程方式：CPU 和編程器有各自的CPU，主機 CPU 負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解必模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC 的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 3．控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有所定的公式，許多文獻資料中給出了一些不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的移字數(shù)（16 位為一個字），另外再按此數(shù)的 25%考在余量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后電知道。實際訂貨時，還需 根據(jù)制造廠商 PLC 的它它特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓帶，根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點數(shù)為輸入40 點，輸出 21 點。1．輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O 點數(shù)估算時應考在適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加 10%～20%的可擴展。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。所以選擇真確的PLC型號對本設計直觀重要。(3)PLC控制單元PLC控制單元采用三菱公司生產(chǎn)的FX2N 型PLC, 所有操作控制指令都是通過由三菱PLC發(fā)出的。雙軸立體倉庫系統(tǒng)主要有三個部分組成：(1)由三行四列立體倉位組成每一個倉庫都有一個感應器用來檢測倉庫內(nèi)是不是有貨以此來要求小氣缸是否應該推出。下圖21是本課題的立體倉庫控制系統(tǒng)設計步驟，確定課題研究課內(nèi)容確定方案查找資料設計電氣原理圖根據(jù)控制要求確定硬件配置根據(jù)要求編寫程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計調(diào)試程序記錄運行結(jié)果并分析總結(jié)錯誤圖2—1立體倉庫控制系統(tǒng)設計步驟第三章 硬件部分 立體倉庫的基本結(jié)構(gòu)與框架圖該立體倉庫主體由底盤、四層三倉位庫體、運動機械及電氣控制等四部分組成。 第三章對立體倉庫的硬件方面進行了解和說明；第四章對軟件方面進行了了解說明