【正文】 ............15 程序 .....................................................................15 5. 結論 ..........................................................................18 參考文獻： .......................................................................19 致 謝 ...........................................................................20 學院學士學位論文（設計） 1 緒 論 1 檢測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 測量風扇速度的方法很多，但多數(shù)比較復雜。機械式主要利用離心力原理，通過一個隨風扇轉軸轉動的閬定質(zhì)量重錘帶動自由軸蕓上下運動，根據(jù)不同轉速對應不同軸位置獲得測量結果原理簡單直接 ， 不需額外電器設備，適用于精度要求不高接觸式的轉速測量場合。由于受扇葉最小分辨間隔、電路最大計數(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、電路最大計數(shù)頻率等限制，測量精度不能保證，所測轉速值和電磁式一樣為兩個計 數(shù)脈沖間距的平均值。通過改進已有的電磁式傳感器，設計一種適于瞬時轉速測量的新型傳感器，在旋轉機械瞬時狀態(tài)分析中具有一定的實際意義。具有較寬的動態(tài)測量范圍，測量精度較高 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，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的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編 程序控制器，稱Programmable Controller（ PC）。而風扇作為現(xiàn)代主要的散熱工具，與人們的生活緊密相關，隨著人們對其要求的提高，風扇得到了快速發(fā)展。 為了降低風扇功率消耗，減少噪聲和磨損，防止發(fā)動機過冷，降低污染，將設計出能初步應用于離合器性能測試的 PLC系統(tǒng)，對風扇性能時時顯示。其工作過程如下：當扇葉旋轉時由于扇葉的遮擋，紅外發(fā)射管于接受管之間的紅外光路時斷時續(xù)，信號處理電路將此變化的光信號轉換為電脈沖信號，一個脈沖信號即表示扇葉轉過一個葉；再在電機主軸上安裝磁片，每轉一圈磁片就會輸出一個脈沖信號，一個脈沖信號就表示主軸轉一圈。 方案論證與選擇 在實際生產(chǎn)中，轉速的測量有許多方法，如光電技 術、測速發(fā)電機、等，但這些方法有的要求工作環(huán)境整潔，有的造價很高，這與工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境和低成本的要求不適應，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。 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，那么為什么測電機速度和主軸速度要用霍爾傳感器，測風扇速度要要用光電傳感器了，因為扇葉一般是不導磁的所以用光電好些，而電機的軸和主軸都導磁，按裝永磁體方便，所以選擇用霍爾傳感器。其工作過程如下：當扇葉旋轉時，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斷時續(xù)，信號處理電路將此變化的光信號轉換為電脈沖信號，一個脈沖信號即表示扇葉轉過一個葉。同理電機軸和主軸旋轉時接受到永磁體的電脈沖信號，一個信號就表示電機軸和主軸旋轉一圈，用 plc 進行計數(shù)，最后顯示速度。 學院學士學位論文（設計） 5 2 硬件設置 PLC 簡介 可編程控制器是 60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時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)實際應用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi) ,使控制器和被控對象連接方便 [1]。國際電工委員會 (IEC)頒布的可編程控制器標準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)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的設計 [2]。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。 ① 可靠性高，抗干擾能力強； ② 編程直觀、簡單； ③ 適應性好； ④ 功能完善，接口功能強。以下對 PLC的發(fā)展、基本結構、配置、應用等基本知識做一簡介。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用?；魻杺鞲衅髟诠I(yè)生產(chǎn)、交通運輸和日常生活中有著非常廣泛的應用。 (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 學院學士學位論文（設計） 7 輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，如圖 3所示，可見，在 B1～ B2的磁感應強度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。它首先把被測量的變化轉換成光 信號 的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器在 一般情況下，有三部分構成，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，裝有光學元件如透鏡和光圈等。 此外，光電開關的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光 束準確地從反射板中返回，具有實用意義。 圖 23 光電傳感器工作原理圖 傳感器選型 測電機速度和主軸速度我選擇 n1h5c70霍爾測速傳感器 。這是感應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 ； 高防護級別，不受外部嚴酷電子、電氣環(huán)境影響 ； 溫度使用范圍寬： 40度 +120度。當鐵磁材質(zhì)的齒輪（或凹槽）依次經(jīng)過霍爾元件表面時，霍爾電壓產(chǎn)生變化，產(chǎn)生電壓差，從而了一個測量脈沖信號。 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，電機磁場，外界雜散電磁場等）的干擾。同時，輸出信號強度與轉速無關，始終保持最佳狀態(tài)，彌補了電磁感應式傳感器在低速下的缺點，大大擴展了測量范圍，可以測量出非常低的轉速（甚至靜止的物體）。 (3) 技術參數(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） 學院學士學位論文（設計） 9 測風扇速度我選擇 LDM301紅外線測速 傳感器， 高精度紅外 線測速儀主要特點： 在無反光板和反射率低的情況下能測量較遠的距離；有同步輸入端，可多個傳感器同步測量；測量范圍廣，響應時間短；外形設計緊湊，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 : 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 距離響應時間 ms 標準模式： ，特殊模式： 測量速度 m/s③ 0~100 速度 響應時間 s ~ 連接器