【正文】 S磁場的激磁線圈對(duì)數(shù)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)挑選型號(hào)為42 BYGH型的電機(jī)作為設(shè)計(jì)使用的步進(jìn)電機(jī)。通過控制變電編碼器產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，我們可以改變角位移量，控制好角位移量后就可以準(zhǔn)確地給物料定位。光電傳感器實(shí)物圖如圖317所示。光電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小的特點(diǎn)，而且它的形式靈活多樣，精度高、反應(yīng)快等等。光電傳感器也屬于一種光敏元件，它能夠檢測到非電量的變化，這些非電量的的變化就是直接導(dǎo)致光線強(qiáng)度變化的原因，還可以檢測出其他間接的非電量。圖316 FPG光電式傳感器的原理圖光電傳感器：它的檢測元件為一些光電元件，在使用這些光電元件轉(zhuǎn)換光信號(hào)之前，被測量的改變量會(huì)先變?yōu)樾盘?hào)的改變量，最后才能成為電信號(hào)。本次設(shè)計(jì)挑選FPG系列傳感器作實(shí)驗(yàn)使用。 型功 能 說 明1S0I輸出頻率分頻系數(shù)選擇輸入端2S1I3OEI輸入頻率使能端，低電平有效4GND電源地5VCC電源電壓6OUTO輸出頻率7S2I光電二極管類型選擇輸入端8S3I 光電傳感器光電傳感器能夠感應(yīng)到它所接收的光線強(qiáng)度的變化，通過這個(gè)功能，光電傳感器可以被使用去檢測有無物體。它的引腳功能如表35所示。表34是S0、S1和SS3的所有組合。通過光電二極管改變SS3兩個(gè)引腳的不同組合方式，在有光線投射后，傳感器會(huì)變成不一樣的濾波器；顏色不一樣和光的強(qiáng)度有差別，這樣對(duì)應(yīng)的方波也會(huì)有不一樣的頻率；如果有別的的需求，我們可以通過控制S0、S1兩個(gè)引腳來改變輸出比例因子，以調(diào)整輸出頻率的范圍。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16個(gè)，一共64個(gè)二極管，把這些二極管集成在單一的芯片上。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。TCS230傳感器引腳如圖315所示。這個(gè)是TAOS公司的顏色傳感器，簡稱RGB。電容傳感器的實(shí)物圖如圖314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)。 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。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(duì)應(yīng)的電容變化量。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。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。電感傳感器的實(shí)物圖如圖312所示。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。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。、—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)。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。而形成的渦流對(duì)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。它的工作流程如圖37所示。如圖36所示為旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出方式。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。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。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。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。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(duì)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(duì)應(yīng)。 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。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。挑選旋轉(zhuǎn)編碼器E6A2CW5C型號(hào)并在本次設(shè)計(jì)中使用,它的原理圖如下圖33所示，實(shí)物圖如圖34所示。這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)變成為位移的變化量，改變在傳送帶的上面的物塊位置。 圖32 PLC輸入輸出接線圖 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇 本節(jié)介紹旋轉(zhuǎn)編碼器以及選擇的原因，還有電感傳感器等的介紹。 PLC的輸入輸出端子分配挑選好PLC后，進(jìn)行分配本次設(shè)計(jì)的I/O端子，如下表31所示。 PLC類型的選擇鑒于是用開關(guān)量來操作本次的物料分揀設(shè)備，以及按照前面確定的I/O點(diǎn)數(shù)，本次設(shè)計(jì)挑選S7200系列中的CPU226型的PLC。接觸器是用來改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，5個(gè)電磁閥則用于推動(dòng)汽缸動(dòng)作。系統(tǒng)還有5個(gè)用于控制汽缸動(dòng)作的信號(hào)，并且每個(gè)汽缸不但有動(dòng)作的限位，它們還有回位的限位，因而信號(hào)有10個(gè)。圖31 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析出控制設(shè)計(jì)的要求，明確I/O點(diǎn)數(shù)，挑選出PLC合適型號(hào)，最后分配好I/O點(diǎn)數(shù)，這些就是系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通過PLC連接各電氣元件，改變它們的動(dòng)作與否來完成設(shè)計(jì)要求。 （9）當(dāng)下料槽內(nèi)無法下料時(shí)，系統(tǒng)會(huì)延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以節(jié)約資源。 （7）在剩余的物料輸送至SD位置后，汽缸4開始動(dòng)作，卸料。（5）在電容傳感器檢出到物料屬于鋁材料后，汽缸2開始動(dòng)作，卸料。（3）當(dāng)檢測出有料，下料汽缸開始動(dòng)作，把物料從料槽中推出。其控制要求有9方面：（1）在系統(tǒng)得到電源之后，光電編碼器就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)需要的脈沖 。在把物料經(jīng)過下料裝置送到傳送帶上后，幾種傳感器按照順序依