【正文】 ............15 程序 .....................................................................15 5. 結(jié)論 ..........................................................................18 參考文獻(xiàn)： .......................................................................19 致 謝 ...........................................................................20 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 1 緒 論 1 檢測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 測量風(fēng)扇速度的方法很多，但多數(shù)比較復(fù)雜。機(jī)械式主要利用離心力原理，通過一個(gè)隨風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閬定質(zhì)量重錘帶動(dòng)自由軸蕓上下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)不同軸位置獲得測量結(jié)果原理簡單直接 ， 不需額外電器設(shè)備，適用于精度要求不高接觸式的轉(zhuǎn)速測量場合。由于受扇葉最小分辨間隔、電路最大計(jì)數(shù)頻率等限制，測量精度不能保證。由于受條紋最小分辨間隔、電路最大計(jì)數(shù)頻率等限制，測量精度不能保證，所測轉(zhuǎn)速值和電磁式一樣為兩個(gè)計(jì) 數(shù)脈沖間距的平均值。通過改進(jìn)已有的電磁式傳感器，設(shè)計(jì)一種適于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速測量的新型傳感器，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬時(shí)狀態(tài)分析中具有一定的實(shí)際意義。具有較寬的動(dòng)態(tài)測量范圍，測量精度較高 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編 程序控制器，稱Programmable Controller（ PC）。而風(fēng)扇作為現(xiàn)代主要的散熱工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對其要求的提高，風(fēng)扇得到了快速發(fā)展。 為了降低風(fēng)扇功率消耗，減少噪聲和磨損，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過冷，降低污染，將設(shè)計(jì)出能初步應(yīng)用于離合器性能測試的 PLC系統(tǒng)，對風(fēng)扇性能時(shí)時(shí)顯示。其工作過程如下：當(dāng)扇葉旋轉(zhuǎn)時(shí)由于扇葉的遮擋，紅外發(fā)射管于接受管之間的紅外光路時(shí)斷時(shí)續(xù)，信號(hào)處理電路將此變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)即表示扇葉轉(zhuǎn)過一個(gè)葉；再在電機(jī)主軸上安裝磁片，每轉(zhuǎn)一圈磁片就會(huì)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)就表示主軸轉(zhuǎn)一圈。 方案論證與選擇 在實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)速的測量有許多方法，如光電技 術(shù)、測速發(fā)電機(jī)、等，但這些方法有的要求工作環(huán)境整潔，有的造價(jià)很高，這與工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境和低成本的要求不適應(yīng)，采用集成霍爾元件、紅外傳感器檢測具有成本低、靈敏度高及輸出特性好的特點(diǎn)。 圖 11 原 理圖 在測速方面，有光電傳感器和霍爾傳感器可以選擇，那么為什么測電機(jī)速度和主軸速度要用霍爾傳感器，測風(fēng)扇速度要要用光電傳感器了，因?yàn)樯热~一般是不導(dǎo)磁的所以用光電好些，而電機(jī)的軸和主軸都導(dǎo)磁，按裝永磁體方便，所以選擇用霍爾傳感器。其工作過程如下：當(dāng)扇葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于扇葉的遮擋，紅外發(fā)射管與接收管之間的紅外線光路時(shí)斷時(shí)續(xù)，信號(hào)處理電路將此變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)即表示扇葉轉(zhuǎn)過一個(gè)葉。同理電機(jī)軸和主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)接受到永磁體的電脈沖信號(hào)，一個(gè)信號(hào)就表示電機(jī)軸和主軸旋轉(zhuǎn)一圈，用 plc 進(jìn)行計(jì)數(shù)，最后顯示速度。 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 5 2 硬件設(shè)置 PLC 簡介 可編程控制器是 60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC（ ProgrammableLogicController），目的是用來取代繼電器。提出 PLC概念的是美國通用汽車公司。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi) ,使控制器和被控對象連接方便 [1]。國際電工委員會(huì) (IEC)頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中對可編程控制器 作了如下的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的設(shè)計(jì) [2]。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。 ① 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； ② 編程直觀、簡單； ③ 適應(yīng)性好； ④ 功能完善，接口功能強(qiáng)。以下對 PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識(shí)做一簡介。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻杺鞲衅髟诠I(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。 (1) 線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。 下面是本文所用的線性型霍爾傳感器的特性 圖 22 線性圖 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 7 輸出電壓與外加磁場強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如圖 3所示，可見，在 B1～ B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光 信號(hào) 的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器在 一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。 此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光 束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。 圖 23 光電傳感器工作原理圖 傳感器選型 測電機(jī)速度和主軸速度我選擇 n1h5c70霍爾測速傳感器 。這是感應(yīng)式傳感器不能比擬的 ； 推挽式輸出，輸出電流大 ； 安裝位置：無方向要求 ； 高防護(hù)級(jí)別，不受外部嚴(yán)酷電子、電氣環(huán)境影響 ； 溫度使用范圍寬： 40度 +120度。當(dāng)鐵磁材質(zhì)的齒輪（或凹槽）依次經(jīng)過霍爾元件表面時(shí)，霍爾電壓產(chǎn)生變化，產(chǎn)生電壓差，從而了一個(gè)測量脈沖信號(hào)。 內(nèi)置的電路還有電源處理和抗干擾功能，基本消除了外界因素（如：震動(dòng)，電機(jī)磁場，外界雜散電磁場等）的干擾。同時(shí)，輸出信號(hào)強(qiáng)度與轉(zhuǎn)速無關(guān)，始終保持最佳狀態(tài)，彌補(bǔ)了電磁感應(yīng)式傳感器在低速下的缺點(diǎn)，大大擴(kuò)展了測量范圍，可以測量出非常低的轉(zhuǎn)速（甚至靜止的物體）。 (3) 技術(shù)參數(shù) 表 21 霍爾傳感器參數(shù)表 頻率范圍 – 20,000hz 測量原理 霍爾原理 探測距離（間隙） ～ ,根據(jù)掃描物體的形狀確定。 重量 約 100～ 200g（根據(jù)長度和連接方式） 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 9 測風(fēng)扇速度我選擇 LDM301紅外線測速 傳感器， 高精度紅外 線測速儀主要特點(diǎn)： 在無反光板和反射率低的情況下能測量較遠(yuǎn)的距離；有同步輸入端，可多個(gè)傳感器同步測量；測量范圍廣，響應(yīng)時(shí)間短；外形設(shè)計(jì)緊湊，易于安裝，便于操作 . 下面是 LDM301紅外線測速 傳感器的性能指標(biāo) : 表 22 紅外線傳感器參數(shù)表 測量間距 m① ~300(自然表面 )② ， ~3000(加反射板 ) 測量精度 mm 177。60 （ 2kHz的輸出頻率） 分辨率 mm 1 距離響應(yīng)時(shí)間 ms 標(biāo)準(zhǔn)模式： ，特殊模式： 測量速度 m/s③ 0~100 速度 響應(yīng)時(shí)間 s ~ 連接器