【正文】 傳輸距離可達300米 電感傳感器電感式接近開關屬于有開關量輸出的位置傳感器，用來檢測金屬物體。 這個渦流反作用于接近開關，使接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數(shù)發(fā)生變化。本系統(tǒng)選用M18X1X40 電感傳感器。圖24 M18X1X40 DC二線常開式電感傳感器接線圖圖25 電感傳感器工作原理圖電感傳感器介紹： 由鐵心和線圈構成的將直線或角位移的變化轉換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器主要用于位移測量和可以轉換成位移變化的機械量（如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動、應變、流量、厚度、液位、比重、轉矩等）的測量。在實際應用中，這三種傳感器多制成差動式，以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。 它的測量頭通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是待測物體的本身。由此，便可控制開關的接通和關斷。圖26 電容傳感器工作原理圖 電容傳感器介紹：用電測法測量非電學量時，首先必須將被測的非電學量轉換為電學量而后輸入之。從能量轉換的角度而言，電容變換器為無源變換器，需要將所測的力學量轉換成電壓或電流后進行放大和處理。另外，在有些條件下，這些力學量變化相當緩慢，而且變化范圍極小，如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實現(xiàn)高分辨率要求，在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳感器的分辨率僅達到1～5 μm數(shù)量級；而有一種電容測微儀， μm，比前者提高了兩個數(shù)量級，最大量程為100177。 對于上述這些力學量，尤其是緩慢變化或微小量的測量，一般來說采用電容式傳感器進行檢測比較適宜，主要是這類傳感器具有以下突出優(yōu)點：(1)測量范圍大其相對變化率可超過100%；(2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測量，相對變化量可達107數(shù)量級；(3)動態(tài)響應快，因其可動質量小，固有頻率高，高頻特性既適宜動態(tài)測量，也可靜態(tài)測量；(4)穩(wěn)定性好由于電容器極板多為金屬材料，極板間襯物多為無機材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高溫、低溫強磁場、強輻射下長期工作，尤其是解決高溫高壓環(huán)境下的檢測難題。此傳感器為RGB(紅綠藍) 顏色傳感器，可檢測目標物體對三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。該傳感器具有分辨率高、可編程的顏色選擇與輸出定標、單電源供電等特點；輸出為數(shù)字量，可直接與微處理器連接。TCS230的輸出信號是數(shù)字量，可以驅動標準的TTL或CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其它邏輯電路相連接。TCS230采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個光電二極管。其中16個光電二極管帶有紅色濾波器，16個光電二極管帶有綠色濾波器，16個光電二極管帶有藍色濾波器，其余16個不帶有任何濾波器，可以透過全部的光信息。工作時，通過兩個可編程的引腳來動態(tài)選擇所需要的濾波器。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應不同的測量范圍，提高了它的適應能力。S0、S1用于選擇輸出比例因子或電源關斷模式；SS3用于選擇濾波器的類型；OE是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態(tài)，當有多個芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時，也可以作為片選信號；OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓。表2 S0、S1及SS3 的組合選項S0S1輸出頻率定標S2S3濾波器類型LL關斷電源LL紅色LH20%LH藍色HL20%HL無HH100%HH綠色光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈做為光源。本系統(tǒng)選用FPG系列小型放大器內藏型光電傳感器。圖28 FPG光電傳感器原理圖光電傳感器介紹：光電傳感器是指能夠將可見光轉換成某種電量的傳感器。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件3部分組成。它可用于檢測直接引起光強變化的非電量，也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量。傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，體積小。 步進電機 步進電機作為執(zhí)行機構用于帶動傳輸帶輸送物料前行，與旋轉編碼器連接在一起。 同時，可以通過控制脈沖頻率來控制材料分揀裝置的可編程控制系統(tǒng)控制電機轉動的速度，達到調速的目的。型號為YN60—6 ，技術參數(shù)如下：LINIX YN60—6型單向感應電動機 個數(shù)：1功率W電壓V頻率HZ電流A極數(shù)P啟動轉矩mN\.M()額定轉矩mN\.M()額定轉速R/mim電容μF/VAC622050439(400)4713801/450內置電源為DADONG MD3534型號的電源，具有易散熱，工作性能穩(wěn)定的特點。15%輸出電壓DC24伏第六章 分揀系統(tǒng)的流程及程序設計 由分揀控制系統(tǒng)的分揀要求畫出控制系統(tǒng)的程序流程圖，圖如下：圖7 材料分揀系統(tǒng)的程序流程圖流程圖詳細的描述了材料分揀系統(tǒng)的工作過程，當電源得電時，即流程圖開始的時刻，整個系統(tǒng)開始運行。當有材料時，程序判斷YV5是否復位，當它沒有復位時傳輸帶不運行，復位時，傳輸帶自動運行且氣缸自動將材料打出，并每隔一定時間打一次。材料隨著傳送帶的運行而前進，遇到傳感器相對應的傳感器時，傳感器給PLC發(fā)出信號，同時PLC給對應的氣閥發(fā)出信號，于是同組的氣缸開始動作打出材料。這就是整個程序的流程。程序清單見附錄。 高速計數(shù)是用來累計比PLC掃描頻率更高的脈沖輸入此指令為高速計數(shù)器指令，使能輸入有效時，根據(jù)高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的模式，設置高速計數(shù)器并控制其工作。當PLC處于RUN模式時，并調用子程序。（3）以上為子程序中的高速計數(shù)指令，首先進行高速計數(shù)指令的初始化操作，當電機旋轉時，帶動光電碼盤發(fā)出脈沖，并輸入PLC的接收端，由高速計數(shù)指令進行計數(shù)，計算步進電機轉過的步數(shù)，進行定位控制。（4）以上為中斷程序，當高速計數(shù)指令計數(shù)至預置值時，這時物料移動至傳感器的位置，導致高速脈沖輸出停止，步進電機停轉。當物料被相應的傳感器檢測中后，相應的汽缸動作，將物料推下。汽缸動作時，回位限位開關關斷，到達動作限位開關時，動作限位開關閉合。設計出監(jiān)控的畫面如下：圖12 材料分揀系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控畫面 組態(tài)監(jiān)控功能概述 通過對組態(tài)的畫面與通訊參數(shù)的設置之后就可以對材料分揀進行監(jiān)控了。同時傳送帶的指示燈也閃爍，表明傳送帶在工作。SBWSBWSBWSBW5的指示燈在汽缸動作時熄滅，當汽缸復位時燈變亮。第八章 控制系統(tǒng)的調試在PLC軟硬件設計完成后，應進行調試工作。另外，一些硬件如傳感器等，在使用前，也需事先調試好。2．電容傳感器的調試在電容傳感器下方的傳送帶上，放置鋁質料塊，調整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鋁質材料的檢出點。（注：順時針旋轉檢測色溫向低端移動，否則反之） 軟件調試將所編寫的梯形圖程序進行編譯，通過上下位機的連接電纜把程序下載到PLC中。為了及時發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯誤，減少系統(tǒng)現(xiàn)場調試的工作量，確保系統(tǒng)在各種正常和異常情況時都能作出正確的響應，需要進行離線測試，既不將PLC的輸出接到設備上。 整體調試在軟件與硬件都已經(jīng)準備好之后，開始對系統(tǒng)進行調試。通上電源，觀察指示燈，一切正常之后開始加材料。從兩個方面解決這個問題，首先調低氣缸的氣壓，但氣壓波動較大，仍然無法解決問題；從另一個方面入手在出槽口的一端加上擋板，通過試驗，大部分材料可以正常步入傳送帶。材料隨傳輸帶傳送到傳感器時，傳感器并不能感應到材料，說明傳感器與物體的距離不適合。電感傳感器與傳送帶最合適距離為28CM，顏色傳感器最合適距離為30CM，電容傳感器與傳送帶最佳距離為25CM。, 然后逐個調試氣閥的進氣開關，使氣缸的氣量保留在合適適中的位置?，F(xiàn)對全文做出如下總結： 一、設計材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻，不但了解了自動分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應用背景。 二、用組態(tài)技術實現(xiàn)對分揀系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人化監(jiān)控。并且基于該平臺完成了控制系統(tǒng)的軟件。 實際的設計工作中，出現(xiàn)了不少難題：氣源于氣閥的氣壓不能實現(xiàn)精確調制，傳感器的容易受到外界因素的干擾，上位機與下位機通信不穩(wěn)定等問題。 二、在硬件上進一步改進擋板、出料軌道、傳送帶、進料倉，這對系統(tǒng)的實用與可靠性的提高有重大意義。四、進一步提高傳感器的性能，找出一系列可靠的參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。致 謝三年的大學，匆匆而過，畢業(yè)設計是我們三年所學的一個體現(xiàn)，經(jīng)歷三年的努力，隨著此次畢業(yè)設計即將結束。本設計的順利完成,首先要感謝我的指導老師屈老師。在評閱中，屈老師還指出了我設計中的許多不足，使我的設計更加完善合理。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、縝密的思維方式、踏實的工作作風和對事業(yè)的執(zhí)著，以及對我的諄諄教誨都給我留下了深刻的印象，并使我終身受益。在各位老師的辛勤教導下，讓我對我們專業(yè)所學的各種專業(yè)知識有了系統(tǒng)、詳實的了解，老師們細心指導我們每一次的實驗課程，教導我們最為一名工科學生，一定要有優(yōu)秀的實踐能力，通過每一次的實驗和實訓課程，積極提高我們的動手能力，為我以后的工作和學習奠定了堅實的基礎。謝謝他們一直以來對我的學業(yè)的支持和幫助。組態(tài)控制技術，北京：電子工業(yè)出版社?？删幊炭刂破鲬眉夹g，北京：化學工業(yè)出版社。[4] 常斗南。[5] TVT99系列教學實物模型使用說明書。[7] 楊永平。[8] 張福學。[9] 郝蕓。[10] 吳叢，蒲鐘佑。[11] 吳志強 魯曉春。2005。[13] 柳貴國。[14] 王艷秋。指導教師評語及成績評定論文成績： 月 月 月