畢業(yè)設(shè)計（論文）鋰錳扣式電池測厚機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 作 者： 楊帆楊帆 學(xué) 號： 060356060356 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院機械工程學(xué)院 系(專業(yè))： 機械設(shè)計制造及其自動化 題 目： 鋰錳扣式電池測厚機控制系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)者： 孫立新 教授 評閱者： 2010 年 6 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要 鋰錳扣式電池測厚機控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要： 介紹了一種新型li/mno2 扣式電池厚度檢測與廢品篩選系統(tǒng), 對總體設(shè)計方案和 元器件選型進行了論述。提出以plc（cp1hxa40dt-d）為核心, 位移傳感器為主 要電器元件實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的方案。同時對電池測厚系統(tǒng)的工作原理、控制軟 件的實現(xiàn)方案。它

2、的主要要求為：裝有電池的電池盤到達檢測位，傳感器檢測， 并且剔除廢品電池；自動完成各個動作，并具有故障報警功能；各動作應(yīng)具有單 動功能，以便于調(diào)試等。本設(shè)計完成了控制系統(tǒng)原理圖、接線圖及控制柜接線圖 的繪制，編制了plc程序。經(jīng)仿真調(diào)試已經(jīng)表明，本系統(tǒng)的效果良好。 關(guān)鍵詞： 鋰錳扣式電池 測厚機 控制系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要 titletitle：the design of li/mno2 button battery thickness measurement machine control system abstract:abstract: this paper discusses

3、with the system of the thickness measurement of li/mno2 button battery, and also the function 0f culling wasters . it expatiates the design principles and the process of selecting component, and it brings forward an intact project that based on the plc and stepper motors .this paper illuminates the

4、working principles and the controlling function of the system .it requires that: the tray filled with cells locates in testing area, the sensors measures the thickness of all the cells, the cupula picks up the uneligible ones, ring alarms when there is any malfunction. it need every part to act sole

5、ly，in order to make it easy to debug. the design of the control system includes drawings about the principles of controlling, wiring diagrams about controlling and cabinet，and also the plc program. it has shown that the system can act well through the simulation process. keywordskeywords：li/mno2 but

6、ton battery thickness measurement machine control system 目目 次次 1 引言.1 1.1 國內(nèi) li/mno2 扣式電池現(xiàn)狀及主要問題.1 1.2 繼電器接觸器控制系統(tǒng)與 plc 控制系統(tǒng).1 1.3 接近開關(guān)簡介.3 1.4 傳感器簡介.6 2 總體方案的確定.7 2.1 課題前期研究過程中遇到的問題、解決方法.7 2.2 動作要求.8 2.3 工藝流程確定.8 2.4 控制系統(tǒng)初步框圖.8 2.5 課題工作進度安排.10 3 元器件的選型.11 3.1 plc 的選擇.11 3.2 接近開關(guān)的選擇.14 3.3 濾波器的選擇.17

7、3.4 位移傳感器的選擇.18 3.5 氣缸配用電磁閥的選擇及計算.19 3.6 低壓斷路器的選擇.20 3.7 步進電機驅(qū)動器的選型.22 4 控制柜裝配圖的繪制.26 5 程序的編寫.27 結(jié) 論.30 參 考 文 獻.31 致 謝.32 1 1 引言引言 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 小型、微型電子產(chǎn)品越來越多。li/mno2 扣式 電池憑借其良好的性價比、優(yōu)越的電性能和儲存性能, 得到廣泛地應(yīng)用。在我 國, 電池的產(chǎn)量和應(yīng)用市場越來越大, 但高端電池卻相對較少, 制造技術(shù)也較 落后。其原因一是工藝技術(shù)落后, 二是制造裝備落后, 二者均與先進國家存在 較大差距。迅速提高電池工藝技術(shù)和制造裝備

8、的水平, 縮小與發(fā)達國家的差距, 是必須面對的一個迫切的任務(wù)。 1.11.1 國內(nèi)國內(nèi) li/mnoli/mno2 2 扣式電池現(xiàn)狀及主要問題扣式電池現(xiàn)狀及主要問題 在li/mno2 扣式電池生產(chǎn)制造過程中, 厚度檢測是影響電池性能的重要因 素。厚度超高, 生產(chǎn)出來的電池可能是雙鋰片或電池在以后的放電過程中會漏 液。厚度過低, 生產(chǎn)出來的電池就有可能短路。目前大多數(shù)廠家采用的產(chǎn)品檢 測方法是人工使用卡尺抽樣測量。這樣很難保證每一個電池都是合格品, 尤其 是采用機器化成批量生產(chǎn)時, 就會有很多不合格的電池流入到市場。人工檢測 不僅工人的勞動量大, 重復(fù)單調(diào)的工作環(huán)境很容易使工人疲勞。另外由于檢測

9、 人員的不同, 電池很難達到一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。使用卡尺采用的是接觸式測量, 這 樣電池在檢測過程中就會瞬時短路, 從而影響電池的性能。這些對電池產(chǎn)品的 進一步發(fā)展都是不利的。基于這種情況, 本文提出了采用自動化非接觸式檢測 方法對扣式電池進行檢測, 并對電池測厚的控制系統(tǒng)進行了研究。1 1.21.2 繼電器接觸器控制系統(tǒng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)與 plcplc 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 繼電接觸器控制和 plc 控制是兩種重要的電氣控制技術(shù)。繼電接觸器控制 系統(tǒng)和 plc 控制系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點。繼電接觸器控制系統(tǒng)主要用于簡單的電氣 控制系統(tǒng)中，而 plc 控制系統(tǒng)則用于相對較復(fù)雜的控制回路中，實現(xiàn)設(shè)備的簡

10、 便連接，根據(jù)實際要求自動控制設(shè)備按程序運行。繼電接觸器控制系統(tǒng)在簡單 控制系統(tǒng)中經(jīng)濟性方面明顯優(yōu)于 plc 控制系統(tǒng)，在不太重要的場合可以考慮使 用。而可靠性方面 plc 控制系統(tǒng)則明顯優(yōu)于繼電接觸器系統(tǒng)。隨著 plc 的大量 生產(chǎn)和技術(shù)水平的提高，它的價格將會達到合理的水平，plc 的使用將逐步增 加，其應(yīng)用范圍也會越來越廣。2 電氣控制技術(shù)應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。電氣控制技術(shù)的發(fā)展，是隨著 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進和電氣控制裝置的日新月易而迅速 發(fā)展的。從最早的手動控制發(fā)展到自動控制，從簡單的控制設(shè)備發(fā)展到復(fù)雜的 控制系統(tǒng)，直至發(fā)展到今天，應(yīng)用還相當(dāng)廣泛的傳統(tǒng)有觸點的硬接

11、線繼電器-接 觸器控制系統(tǒng)，都是許多先進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果。 傳統(tǒng)控制繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維修方便等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng) 用于各類機床和機械設(shè)備中。采用它不但可以方便地實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而 且還可以實現(xiàn)集中控制和遠距離控制。但是，這也隨之帶來一些問題，如絕大 多數(shù)控制繼電器都是在長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞。而且繼 電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴重的后果。再 者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設(shè)備，其控制柜將會非常龐大而笨 重。在全負荷運載的情況下，繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大 量電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果

12、有簡單的改動，也 需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試，從而造成巨大的經(jīng)濟損 失。 可編程控制器以體積小功能強著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、 運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過 輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程 的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了 plc 的功能， 使其具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。 傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)，是由輸入設(shè)備、控制線路和輸出設(shè)備等部分 組成，它是一種有物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。plc 的梯形圖雖與繼電器-接 觸器控制電路相似，但其

13、控制元器件和工作方式是不一樣的，主要區(qū)別有以下 幾個方面。 1.元器件不同：繼電器-接觸器控制電路是由各種硬件低壓電器組成，而 plc 的梯形圖中輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等軟 繼電器是由軟件來實現(xiàn)的，并非真實的硬件繼電器。 2.工作方式不同：繼電器-接觸器控制電路工作時，電路中硬件繼電器都處 于受控狀態(tài)，凡符合條件吸合的硬件繼電器都同時處于吸合狀態(tài)，受各種約束 條件不應(yīng)吸合的硬件繼電器都同時處于斷開狀態(tài)。plc 的梯形圖中軟件繼電器 都處于周期性循環(huán)掃描工作狀態(tài)，受同一條件制約的各個軟件繼電器的動作順 序取決于程序掃描順序。 3.元件觸點數(shù)量不同：硬件繼電器的觸點數(shù)量

14、有限，一般只有 48 對， 而 plc 梯形圖中軟件繼電器的觸點數(shù)量在編程時可無限次使用，可常開常閉。 4.控制電路實施方式不同：繼電器-接觸器控制電路是通過各種繼電器之間 接線來完成，控制功能固定，當(dāng)要修改控制功能時必須重新接線。plc 控制電 路由軟件編程來實施，可以靈活變化和在線修改。 可編程控制器作為一種通用的工業(yè)控制器，目前，已在國內(nèi)外都已得到了 廣泛地應(yīng)用，它幾乎可用于所有的工業(yè)領(lǐng)域。它們利用最基本的邏輯運算、定 時、計數(shù)等功能進行邏輯控制，取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于高 精機床、印刷機、自動化裝配生產(chǎn)線、電動流水線及電梯等的控制。除此之外 它還成功地應(yīng)用到機械、冶金、石

15、油、化工、紡織、交通、電力、軍事等各個 領(lǐng)域，并取得了可觀的技術(shù)經(jīng)濟效益。特別是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使得可 編程控制器更加智能化，功能更強大，整體性能更高，它必將以代表當(dāng)今電氣 控制技術(shù)的世界先進水平的身份，真正成為繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的替代品。 3 1.31.3 接近開關(guān)簡介接近開關(guān)簡介 接近開關(guān)也是一種傳感器，具有傳感器的性能。接近開關(guān)具有使用壽命長、 工作可靠、重復(fù)定位精度高、頻率響應(yīng)快、無機械磨損、無火花、無噪音、抗 振能力強、具有防水、防振、耐腐蝕等特點。因此到目前為止，接近開關(guān)的應(yīng) 用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展也極其迅速。 按外型可分為:圓柱型、方型、溝型、穿孔(貫通)型和分離

16、型。 按供電方式可分為:直流型和交流型。 按輸出型式又可分為:直流兩線制、直流三線制、直流四線制、交流兩線制 和交流三線制。4 1.3.1 電感式接近開關(guān) 電感式接近開關(guān)（gdkg）屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由 lc 高 頻振蕩器、信號觸發(fā)器和開關(guān)放大器組成。振蕩電路的線圈產(chǎn)生高頻交流磁場， 該磁場經(jīng)由傳感器的感應(yīng)面釋放出來。當(dāng)有金屬物體接近這個能產(chǎn)生電磁場的 振蕩感應(yīng)頭時，就會使該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，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，當(dāng)信號觸發(fā)器探測到這 一衰減現(xiàn)象時，便把它轉(zhuǎn)換成開關(guān)電信號。由此識別出有無金屬物體接近開關(guān)， 進而控制開關(guān)

17、的通斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。 1.3.2 電容式接近開關(guān) 電容式接近開關(guān)亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器。它的測頭通常 是構(gòu)成電容器的一個極板，而另一個極板是被測物體本身，當(dāng)物體移向接近開 關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù) a 發(fā)生變化，等效電容跟著變化，從而使得 測頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種 接近開關(guān)的檢測物體，并不只限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體， 在檢測較低介電常數(shù) a 的物體時，可以順時針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后部） 來增加感應(yīng)靈敏度，一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在 0.70.8sn（sn 為 電容式接近

18、開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)檢測距離）的位置動作。 1.3.3 霍爾式接近開關(guān) 霍爾接近開關(guān)是磁性接近開關(guān)中的一種，具有無觸點、低功耗、長使用壽 命、響應(yīng)頻率高等特點，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌制成一體化結(jié)構(gòu)，所以能在各 類惡劣環(huán)境下可靠地工作。它可應(yīng)用于接近開關(guān)、壓力開關(guān)、里程表等，它是 一種新型的電器配件?；魻柺介_關(guān)比電感式開關(guān)響應(yīng)頻率高，它用磁鋼觸發(fā)， 電感式用導(dǎo)磁金屬觸發(fā)，霍爾式開關(guān)感應(yīng)距離除了與傳感器本身性能有關(guān)外， 還與所選磁鋼磁場強度有關(guān)。 1.3.4 磁性接近開關(guān) 磁性接近開關(guān)能以細小的開關(guān)體積達到最大的檢測距離。它能檢測磁性物 體（一般為永久磁鐵），然后產(chǎn)生觸發(fā)開關(guān)信號輸出。由于磁場能通過很多非 磁

19、性物體，所以此觸發(fā)過程并不一定需要把目標(biāo)物體直接靠近磁性接近開關(guān)的 感應(yīng)面，而是通過磁性導(dǎo)體（如鐵）把磁場傳送至遠距離。 因此，磁性接近開關(guān)的消耗功率由于永久磁鐵的接近而增加，信號觸發(fā)器 被啟動產(chǎn)生輸出信號。它有廣泛的應(yīng)用，如：可以通過塑膠容器或?qū)Ч軄韺ξ?體進行檢測；高溫環(huán)境的物體檢測；物料的分辨系統(tǒng)；用磁石辨認代碼等。5 1.3.5 光纖式傳感器 光纖傳感技術(shù)是伴隨著光通訊技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展而衍生的一種新的傳 感技術(shù)，是光傳感、光通訊、電子技術(shù)互相交叉、互相滲透的高科技技術(shù)，是 國家“十五”重點支持發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。因此光纖技術(shù)在很多 方面都有很大的應(yīng)用。 1.3.6 光電導(dǎo)

20、開關(guān) 光電導(dǎo)開關(guān)(pcss)是由光敏半導(dǎo)體材料作為芯片的一類光電轉(zhuǎn)換器件。開 關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，易組成陣列工作，能在高偏置電場下工作，具有壓縮高 功率脈沖的能力。6 與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器件(如：火花隙開關(guān)、機械開關(guān)、系統(tǒng)斷路器等)相比， pcss 擁有轉(zhuǎn)換速度高、脈沖上升沿抖動小、耐高壓、抗電磁干擾等優(yōu)良特性。 7 gaas 等-族半導(dǎo)體材料制作的 pcss 導(dǎo)通時存在鎖定(lock-on)現(xiàn)象， 其機理尚未完全了解。 1975 年 auston 提出光電導(dǎo)原理后，si 材料最先用于制作 pcss。8隨著對 光電導(dǎo)開關(guān)研究的深入，gaas 和 sic 等具有更高電子遷移率、暗態(tài)電阻率的材 料逐漸代

21、替了 si。 光電導(dǎo)開關(guān)存在兩種工作模式：線性模式與非線性模式9。線性模式下開 關(guān)電導(dǎo)率取決于激勵光源的能量，兩者近似為線性關(guān)系。非線性模式下光脈沖 僅起觸發(fā)作用，激勵光源能量比線性模式中的光能低 23 個數(shù)量級，開關(guān)電導(dǎo) 率依靠材料內(nèi)部的載流子高倍增機制維持。衡量光電導(dǎo)開關(guān)性能的參數(shù)主要有 輸出脈沖寬度、使用壽命等，見表 1-1。光導(dǎo)開關(guān)的每種參數(shù)具體值與其應(yīng)用 領(lǐng)域有關(guān)，表中給出了各項參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值范圍。 表 1-1 光導(dǎo)開關(guān)參數(shù)表 sic 光導(dǎo)開關(guān)也存在不足。sic 開關(guān)只能工作在線性模式，需要 mj 量級的 觸發(fā)光源，使整個系統(tǒng)的體積和能耗相對較大。同時，sic 開關(guān)的工藝實現(xiàn)有 一定

22、難度，特別是制作歐姆接觸時較難達到標(biāo)準(zhǔn)。目前歐美國家科研機構(gòu)開展 了相關(guān)研究工作，制作的樣品為縱向結(jié)構(gòu)。10 1.4 傳感器簡介 位移傳感器又稱為線性傳感器， 電位器式位移傳感器它通過電位器元件將機械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或 任意函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用 作直線位移和角位移傳感器。但是，為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位器， 要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可 動電刷與被測物體相連。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的 變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常 在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化

23、轉(zhuǎn)換為電壓輸出。線繞式電位器由 于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果 這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會引起 系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感 器的另一個主要缺點是易磨損。它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，輸出信號大，使用 方便，價格低廉。 霍耳式位移傳感器 它的測量原理是保持霍耳元件（見半導(dǎo)體磁敏 元件）的激勵電流不變，并使其在一個梯度均勻的磁場中移動，則所移動的 位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻, 霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線性。霍耳式位移傳感器的慣性小、頻響高 、工作可靠、

24、壽命長，因此常用于將各種非電量轉(zhuǎn)換成位移后再進行測量的 場合。 光電式位移傳感器 它根據(jù)被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的位 移或幾何尺寸。特點是屬于非接觸式測量，并可進行連續(xù)測量。光電式位移 傳感器常用于連續(xù)測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置 傳感器。 電渦流傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測 金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。電渦流傳 感器能準(zhǔn)確測量被測體（必須是金屬導(dǎo)體）與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相 對位移變化。在高速旋轉(zhuǎn)機械和往復(fù)式運動機械的狀態(tài)分析，振動研究、分 析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集

25、到轉(zhuǎn)子振 動狀態(tài)的多種參數(shù)。如軸的徑向振動、振幅以及軸向位置。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、 軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機械的運動狀態(tài)，主要取決于其核心轉(zhuǎn) 軸，而電渦流傳感器，能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡 、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機械問題的早期判定，可提供關(guān) 鍵的信息。電渦流傳感器以其長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、 分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強、不受油污等介質(zhì)的影響、結(jié)構(gòu)簡單等 優(yōu)點，在大型旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。 2 2 總體方案的確定總體方案的確定 2.12.1 課題前期研究過程中遇到的問題、解決方法課題前期研究過程中遇到的問題、解決

26、方法 2.1.1 分析過程 因處于本科階段，剛拿到課題不知從何下手，后經(jīng)孫老師指導(dǎo)才知道拿到 一個課題后應(yīng)先分析該課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本課題研究的意義，接著仔細 分析該課題所涉及的主要技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢，然后根據(jù)本課題的要求仔細分析該 系統(tǒng)的工藝過程并制定總體方案。 2.1.2 分析方法 在做前期報告之前一定要仔細分析所研究課題的具體要求，比如如果所研 究課題是控制系統(tǒng)就應(yīng)先分析系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能及相應(yīng)技術(shù)，而后再將系統(tǒng) 分開去研究單個控制元件，只有這樣才能更加清楚的認識所研究的問題，以正 確的方法去查閱資料和技術(shù)文獻。因所做設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計，不同以往遇到的簡 單問題，因此需查閱大量的資料，我們可

27、以從網(wǎng)絡(luò)或圖書館查閱，必要時一定 要向老師請教。 2.22.2 動作要求動作要求 裝有 20 個電池的電池盤到達檢測臺邊緣后自動停止，并送至檢測臺由傳感 器進行檢測，然后吸盤將廢品剔除，同時分開含廢品和不含廢品的電池盤，各 動作要求自動完成。整套系統(tǒng)具有故障報警功能，且各氣缸要求具有單動功能， 以便進行調(diào)試。 2.32.3 工藝流程確定工藝流程確定 2.3.1 系統(tǒng)的主要工作過程 按下啟動按鈕后窄皮帶電機啟動，料滿后擋料板抬起推料氣缸動作將料推 出，擋料板退回，推料桿收回。頂料桿氣缸頂起，平壓板壓下，平壓板壓到位 后抬起。注膠機和頂料桿旋轉(zhuǎn)電機啟動，注膠一圈后，頂料桿旋轉(zhuǎn)電機停轉(zhuǎn)， 注膠機停止

28、注膠，如此反復(fù)。當(dāng)寬皮帶上料堆滿后槽壓板抬起，寬皮帶機轉(zhuǎn)動， 將料運走，槽壓板壓下。起始位缺料后，供料斗自動上料，還有報警裝置等。 2.3.2 流程圖 本控制系統(tǒng)的動作流程如圖 2-1 所示。 2.42.4 控制系統(tǒng)初步框圖控制系統(tǒng)初步框圖 由上述動作流程圖知要用到一個光電開關(guān)、四個氣缸（兩個二級氣缸、兩 個氣缸） ?？刂葡到y(tǒng)初步框圖如圖 2-2。 是 啟動 同步帶機啟動 電池盤檢測開關(guān)動作 同步帶電機停止 主二級氣缸推至中位 傳感器檢測是否含有廢品 主電機動作將吸盤 移至電池盤正上方 吸盤氣缸動作 吸盤真空設(shè)備動作 吸盤壓力開關(guān)動作 吸盤電機動作 副二級氣缸回起始位 置 主二級氣缸至終位 否

29、 復(fù)位 主二級導(dǎo)軌回到起始位副二級氣缸至終位 圖 2-1 鋰錳扣式電池測厚機控制系統(tǒng)動作流程圖 圖 2-2 控制系統(tǒng)初步框圖 2.52.5 課題工作進度安排課題工作進度安排 工作進度安排如表 2-1 所示。 表 2-1 工作進度安排表 起訖時間工作內(nèi)容 2009-11-1選 題 階 段 2010-4-1前 期 報 告 2010-5-10中 期 報 告 2010-5-10中 期 報 告 2010-5-30設(shè)計（論文）初稿 2010-6-4設(shè)計（論文）定稿 2010-6-10成果評審和成績管理 2010-6-16評 優(yōu) 階 段 3 3 元器件的選型元器件的選型 3.13.1 plcplc 的選擇的

30、選擇 plc(programmable logic controller)是可編程邏輯控制器的縮寫。它是 一種以微處理器為核心，綜合了計算機技術(shù)、電器控制技術(shù)、自動控制技術(shù)和 通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。 經(jīng)過 20 多年的工業(yè)應(yīng)用，plc 特點已越來越為廣大業(yè)界人士認識和接受， 使得 plc 迅速滲透到工業(yè)控制的各領(lǐng)域，包括從單機到工廠自動化，從機器人、 柔性制造系統(tǒng)到工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)等等。今后，plc 將主要朝著以下兩個方向發(fā)展: 一是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展;另是向高速多功能和分布式自動化網(wǎng)絡(luò) 方向發(fā)展。11 不同的控制及檢測元件都有各自不同的特點及使用場合，因此

31、在使用時應(yīng) 根據(jù)其特點合理選擇，實現(xiàn)所需的功能。 3.1.1 對輸入/輸出點的選擇 1.輸入輸出點數(shù)計算 輸入輸出點數(shù)計算如表 3-1 所示，由表可知共需輸入點 16 個，輸出點 25 個。 2.要選擇的 plc 的輸入輸出點數(shù)應(yīng)按實際所需總點數(shù)的 1520留出備用 量（為系統(tǒng)的改造等留有余地） ，因此所選 plc 的總點數(shù)應(yīng)為 47-50。 3.1.2 對 plc 結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同 i/o 點數(shù)的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式 具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊） ，容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要 選擇 plc 的結(jié)構(gòu)形式。 由于機械結(jié)構(gòu)部分中需控制的電機數(shù)目達到四

32、個（三臺步進電機一臺三相異步 電機） ，其總的輸入輸出點數(shù)小于 256，輸入端口大約 16 個左右、輸出端口大 約 10 個左右（不包含三臺步進電機端口） ，通過對上述資料的分析及實際情況 的分析，采用歐姆龍 cp1h 系列的可編程控制器。這樣可以避免高投入低利用， 浪費硬件資源。 可編程控制器sysmac cp1h是用于實現(xiàn)高速處理高功能的程序一體化型plc。配 備與cs/cj 系列共通的體系結(jié)構(gòu)，與以往產(chǎn)品cpm2a 40 點輸入輸出型尺寸相同， 但處理速度可達到約10倍的性能。cp1h cpu 單元包括x（基本型）/xa（帶內(nèi)置 模擬量輸入輸出端子）/y（帶脈沖輸入輸出專用端子）3 種類

33、型。 由于繼電器輸出的觸點壽命較短（一般為30萬次左右） ，因此工作次數(shù)較少的零 部件可以考慮采用繼電器輸出，工作頻繁（每秒鐘一次以上）的必須采用晶體 管輸出，由于輸出中繼電器輸出較多因此采用cp1hxa40dr-a 表 3-1 輸入輸出點數(shù)表 名稱輸入點數(shù)輸出點數(shù) 二級氣缸磁性開關(guān) 60 吸盤氣缸磁性開關(guān) 20 檢測臺氣缸磁性開關(guān) 20 電池盤到位檢測開關(guān) 10 啟動按鈕 10 停止按鈕 10 急停按鈕 10 二級氣缸單動 40 吸盤氣缸單動 10 檢測臺氣缸單動 10 吸盤壓力開關(guān) 10 步進電機脈沖輸出 06 二級氣缸輸出 04 吸盤氣缸輸出 01 檢測臺氣缸輸出 01 指示燈 02 傳

34、送帶電機 01 氣缸卡住報警燈 04 蜂鳴器輸出 01 吸盤電磁閥 04 cp1hxa40dr-a特性（如表3-2） cp1hxa40dr-a功能 cpu 單元本體，可實現(xiàn)高速計數(shù)器4 軸、脈沖輸出4 軸。 通過擴展cpm1a 系列的擴展i/o 單元， cp1h 整體可以達到最大320 點的輸 入輸出。 表3-2 plc特性 單元型號cp1hxa40dr-a（繼電器輸出） 電源ac 100240v 50/60 hz 程序容量20k 步 最大輸入輸出點數(shù)*1320 點 輸入輸出點數(shù)40 點 輸出點數(shù)24 點 中斷脈沖接收輸入最大8點 輸出點數(shù)16 點 高速計數(shù)器輸入4 軸100khz（単相）/5

35、0khz（相位差） 內(nèi)置輸入輸 出端子分配 單元版本ver.1.0 及以下：2 軸100khz、2 軸30khz 單元版本ver.1.1 及以上：4 軸100khz 內(nèi)置模擬輸出 模擬電壓/電流輸入：4 點 模擬電壓/電流輸出：2 點 通過擴展cpm1a 系列的擴展單元，也能夠進行功能擴展（溫度傳感器輸入等） 。 通過安裝選件板，可進行rs-232c 通信或rs-422a/485通信（pt、條形碼閱讀 器、變頻器等的連接用）。 通過擴展cj 系列高功能單元，可擴展向上位/下位的通信功能等。 注：對每個輸入接點，通過plc 系統(tǒng)的設(shè)定來選擇是否在通用輸入、輸入中斷、 脈沖接收、高速計數(shù)器中的任何

36、一個狀態(tài)下使用。此外，對每個輸出接點，通 過指令來選擇是否在通用輸出、脈沖輸出、pwm 輸出中的任何一個狀態(tài)下使用。 cp1h 的cpu 單元，通常周期性重復(fù)公共處理運算處理i/o 刷新外圍 服務(wù)的 處理，運算處理中執(zhí)行周期執(zhí)行任務(wù)。與此不同，根據(jù)特定要求的發(fā)生，可以 在該周期 的中途中斷，使其執(zhí)行特定的程序。這稱為中斷功能。 各部分名稱及規(guī)格（見圖3.1） 4.擴展i/o單元 cp1h 能夠連接cpm1a 系列的擴展單元。能連接的臺數(shù)含cpm1a擴展i/o單元最多 為7 臺。但是，模擬輸入單元（cpm1a-ad041）、模擬輸出單元（cpm1a- da041）、（溫度調(diào)節(jié)單元cpm1a-ts

37、002/102）中因為輸入繼電器區(qū)域占有4 ch，當(dāng)包含這些單元時，要減少可分接的臺數(shù)。 模擬輸入單元cpm1a-ad041 每1 臺單元可以有模擬輸入4 點的模擬輸入。模擬輸入的信號量程是 05v/15v/010v/1010v/020ma/420ma。分辨率為1/6000。在 15v/420ma 量程可使用斷線檢測功能。模擬輸入單元占有4ch 的輸入通道 和2ch 的輸出通道，因此最多可連接3個單元。 圖3.1 cp1h cpu 單元 模擬輸出單元cpm1a-da041 可通過1 臺單元輸出4 點的模擬輸出。模擬輸出的信號量程是 15v/010v/1010v/020ma/420ma。模擬輸出

38、單元占有4ch 的輸出 通道，因此最多可連接3 個單元。 模擬輸入輸出單元 cpm1a-mad01 mad01，每1 臺單元可以有模擬輸入2 點、輸出1 點的模擬輸入輸出。模擬輸入 信號量程為010v/15v/420ma，分辨率為1/256。15v/420ma 量程可以 使用斷線檢測的功能。模擬輸出信號量程為010v/1010v/420ma。分 辨率為010v/420ma 時為1/256，1010v 時為1/512。 由于測厚機需輸入端口17個外加八個模擬輸入端口，輸出端口有27個其中6個脈 沖輸出口；該plc含有模擬輸入端口有24點，輸出端口16個。 因此需附加 40 點擴展 i/o 單元（

39、cpm1a-40edt） 3.23.2 接近開關(guān)的選擇接近開關(guān)的選擇 電感式接近開關(guān)能識別出有無金屬物體接近開關(guān)，進而控制開關(guān)的通或斷。 這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。電容式接近開關(guān)的檢測物體， 并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。磁性接近開關(guān)能以細小 的開關(guān)體積達到最大的檢測距離。它能檢測磁性物體（一般為永久磁鐵） ，然后 產(chǎn)生觸發(fā)開關(guān)信號輸出。霍爾接近開關(guān)是磁性接近開關(guān)中的一種，具有無觸電、 低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點。光纖傳感技術(shù)是伴隨著光通訊技術(shù) 和半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展而衍生的一種新的傳感技術(shù)，是光傳感、光通訊、電子技術(shù) 互相交叉、互相滲透的高科技技術(shù) ，它

40、可以檢測各種材質(zhì)的物體，比其他類型 的接近開開關(guān)檢測的范圍大。 由于受機械結(jié)構(gòu)及被測物體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的限制電池盤到位檢測開關(guān)采用光 電開關(guān)較好。電池盤到位檢測開關(guān)可以安裝在側(cè)面，本來打算采用電容式接近 開關(guān)，可由于安裝不便，最終決定采用光電開關(guān)。氣缸上的開關(guān)擇選磁性開關(guān)。 1. 光電開關(guān)的選擇 選擇 omron 放大器內(nèi)藏型光電開關(guān)（小型）型號 e3z（見圖 3.2） 。 圖 3.2 e3z 圖片 由于其擁有不受現(xiàn)場、設(shè)置環(huán)境的影響；增強了生產(chǎn)線的高度可靠性；實 現(xiàn)大幅度節(jié)省電力和徹底節(jié)約能源等特點。 其主要作用是判斷電池盤是否到達傳輸帶上指定位置，若到達輸出信號到 控制器控制電機使其停止。 e

41、3z 光電開關(guān)主體如表 3-3 由于傳送帶的寬度為 175180mm 之間可以考慮采用回歸反射型的光電開關(guān)， 由于 pnp 型主要輸出到歐洲而設(shè)計的，因此選擇 npn 型的光電開關(guān)可選型號 e3z-r61 或 e3z-r66。 性能規(guī)格如表 3-4 表 3-3 e3z 光電開關(guān)主體 型號 檢測方式連接方式檢測距離 npn 輸出pnp 輸出 導(dǎo)線引出式型號 e3z-t61型號 e3z-t81 對射型 接插件 15m 型號 e3z-t66型號 e3z-t86 導(dǎo)線引出式型號 e3z-r61型號 e3z-r81回歸反射型 （帶反射板）接插件 100mm4m 型號 e3z-r66型號 e3z-r86

42、導(dǎo)線引出式型號 e3z-d61型號 e3z-d81 接插件 5100mm （廣視野）型號 e3z-d66型號 e3z-d86 導(dǎo)線引出式型號 e3z-d62型號 e3z-d82 擴散反射型 接插件 1m 型號 e3z-d67型號 e3z-d87 線路圖如圖 3.3 圖 3.3 線路圖 2.磁性開關(guān)的選擇 因有兩個一級氣缸和兩個二級氣缸，所以需要 10 個磁性開關(guān)，均用 w5 系 列的，舌簧磁性開關(guān)，環(huán)帶安裝(直接出線)，導(dǎo)線長度為 0.5m(標(biāo)準(zhǔn))。 3.33.3 濾波器的選擇濾波器的選擇 為安全起見，在開關(guān)電源處各加一個電源濾波器，濾波器選為：220v 電壓， 3a 電流。型號 zyh-el

43、-3a。具有良好的共模、差模衰減性；有較小的泄漏電流； 能有效地抑制線與線，線與地之間的 emi 噪聲干擾；體積小，重量輕，價格低 廉且能夠快速連接等特點。其實物如圖 3.4，性能規(guī)格如表 3-5 所示。電路圖 如圖 3-4，外形尺寸圖如圖 3-9。 表 3-4 光電開關(guān)性能規(guī)格表 種類npn 輸出型 型號 e3z-r61 電源電壓dc12-24v 波動（p-p）10%以下 消耗電流30ma 以下 輸出npn 開路集電極晶體管，最大流入電流：100ma 應(yīng)答時間動作、復(fù)位：各 1ms 以下 工作狀態(tài)指示燈動作表示燈（橙色） 、安定表示燈（綠色） 圖 3.4 濾波器圖片、 表 3-5 濾波器性能

44、規(guī)格表 圖 3.5 zyh-el3a 電路圖 圖 3.6 zyh-el3a 外形尺寸 3.43.4 位移傳感器的選擇位移傳感器的選擇 該傳感器用于檢測電池的厚度，如果選用接觸式傳感器要對扣式電池表面 劃傷，損害其美觀性，因此選用非接觸式的位移傳感器。 非接觸式傳感器有電渦流位移傳感器、電容式位移傳感器、霍爾式位移傳 感器、超聲波位移傳感器以及激光位移傳感器。電渦流位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡 單易于進行非接觸式的連續(xù)測量，其靈敏度高，適用性強，價格較低，因此選 用電渦流位移傳感器 電渦流傳感器的基本原理 ：前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入 探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠

45、近這一磁 場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與 頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度 和相位得到改變（線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、 線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離 等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項同性，則線圈 和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率 、尺寸因 子 、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離d、電流強度 i 和頻率 參數(shù)來 描述。則線圈特征阻抗可用 z=f(, , , d, i, )函數(shù)來表示。通常 我們能做到控制 , , , i, 這幾

46、個參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變，則線圈 的特征阻抗 z 就成為距離 d 的單值函數(shù)，雖然它整個函數(shù)是一非線性的，其 函數(shù)特征為 “s”型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前 置器電子線路的處理，將線圈阻抗 z 的變化，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距 離 d 的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面 之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實現(xiàn)對金屬物體的位移、 振動等參數(shù)的測量 其工作過程是：當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈 的 q 值也發(fā)生變化， q 值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變 化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理

47、轉(zhuǎn)化成電壓（電 流）變化，最終完成機械位移 (間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦 流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳 感器的性能與被測體有關(guān)。 選用德國米依電渦流位移傳感器，型號 eddyncdt 3010-u3 測量距離可選 6mm 可 使其調(diào)節(jié)范圍較大。 3.53.5 氣缸配用電磁閥的選擇及計算氣缸配用電磁閥的選擇及計算 由于本設(shè)計采用的四個氣缸是小直徑的氣缸，選用與其配套的電磁閥是： vj3000、vj5000、sy3000 和 vz1000 等系列電磁閥。各種電磁閥的性能參數(shù)如 表 3-7 所示。 功耗計算：從表 3-6 中選擇 sy3000 型，

48、功率 0.55w，接電方式為 l 型插座， 圖 3.7 為其實物的圖片。 因此電流為：i=0.55/24=23ma 圖 3.7 sy3000 電磁閥 表 3-6 電磁閥性能參數(shù)表 名稱標(biāo)準(zhǔn)電壓功率消耗過壓抑制燈指示燈接電方式 vj3000 dc12v、24v 1w/1.2w（帶有 指示燈） 二極管發(fā)光二極管 直接出線式(g) m 型插座式(m) vj5000（ 新） dc12v、24v 1w/1.2w（帶有 指示燈） 二極管發(fā)光二極管 直接出線式(g) l 型插座式(l) vz1000 dc12v、24v ac110、220v 1.8w/2.1w（帶 有指示燈） 啟動 4.5va，持 續(xù) 3.

49、5va 二極管 壓敏電阻 發(fā)光二極管 氖燈 直接出線式(g) m 型插座式(m) sy3000（ 新） dc12v、24v ac110v 0.5w/0.55w（帶 有指示燈） 1w/1.1w（帶有 指示燈） 二極管 壓敏電阻 發(fā)光二極管 氖燈 直接出線式(g) l 型插座式(l) 3.63.6 低壓斷路器的選擇低壓斷路器的選擇 1.四極斷路器的應(yīng)用 四極斷路器用于電源的進線端，雙電源切換用的斷路器；負載極大不平衡 和舞臺調(diào)光及電子元件數(shù)量多的場所以及漏電保護裝置中。 2.四極斷路器的選用 目前市場供應(yīng)的四極斷路器有 n 極不裝過電流脫扣器；n 極裝過電流脫扣 器。這兩類斷路器的選用原則是：在絕

50、大多數(shù)采用 y-yno 聯(lián)接的配電變壓器供 電情況下，由于其 n 線電流被限制在25%的額定電流內(nèi)負載基本平衡，n 線的 截面積等于相線導(dǎo)體截面積時，可選用 n 極不帶過電流脫扣器，對于 tn-c 系統(tǒng)， 要求采用中性線始終連通不斷的四極斷路器。16 低壓斷路器的分類 一、按照結(jié)構(gòu)，低壓斷路器可分為框架式和塑料外殼式兩種： 1.框架式斷路器所有結(jié)構(gòu)元件都裝在同一框架或底板上，可有較多結(jié)構(gòu)變 化方式和較多類型脫扣器，一般大容量斷路器多采用框架式結(jié)構(gòu)。 2.塑料外殼式斷路器所有結(jié)構(gòu)元件都裝在一個塑料外殼內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊、體 積小，一般小容量斷路器多采用塑料外殼式結(jié)構(gòu)。 二、按用途，低壓斷路器可分為：

51、1.導(dǎo)線保護用斷路器。主要用于照明線路和保護家用電器，額定電流在 6125 安范圍內(nèi)。 2.配電用斷路器。在低壓配電系統(tǒng)中作過載、短路、欠電壓保護之用，也 可用作電路的不頻繁操作，額定電流一般為 2004000 安。 3.電動機保護用斷路器。在不頻繁操作場合，用于操作和保護電動機，額 定電流一般為 663 安。 4.漏電保護斷路器。主要用于防止漏電，保護人身安全，額定電流多在 63 安以下。 三、按性能，低壓斷路器可分為普通式和限流式兩種。 限流式斷路器一般具有特殊結(jié)構(gòu)的觸頭系統(tǒng)，當(dāng)短路電流通過時，觸頭在 電動力作用下分開而提前呈現(xiàn)電弧，利用電弧電阻來快速限制短路電流的增長。 限流式斷路器比普

52、通斷路器有較大的開斷能力，并能快速限制短路電流對被保 護線路的電動力和熱效應(yīng)的作用。低壓斷路器有較強的分斷和接通短路電流的 能力，額定電流為 100 安的塑料外殼式斷路器，短路通斷能力約為 12 千安，而 限流式斷路器則可達 30 千安。12 3.6.1 主斷路器 1.0.35a/220v（100w）皮帶電機一個。 2.0.4a/12v 步進電機（4.8w）一個。 3.可編程控制器開關(guān)電源功耗 14.4w。 4.開關(guān)電源 100w。 5.0.55w 電磁閥 11 個。 則主斷路器型號為：c65n-d10a/4p 3.6.2 可編程控制器線路斷路器 1.可編程控制器的開關(guān)電源消耗功率 14.4w

53、，電流估算為：0.6a。 2.輸入、輸出開關(guān)電源 100w，電流估算為：100/220=0.45a。 總電流估算為：1.05a。 可選用額定電流較大的斷路器，可編程控制器斷路器：c65n-d4a/2p 3.6.3 低壓斷路器外形尺寸 選用施耐德的 c65n 小型短路器，用在開關(guān)電源、plc 電源單元和步進電機 驅(qū)動單元前。其外形尺寸如圖 3.8 所示。 圖 3.8 c65n 小型短路器外形尺寸圖 3.73.7 步進電機驅(qū)動器的選型步進電機驅(qū)動器的選型 已選定的步進電機型號為 yk364a，所以選用與之相配套的驅(qū)動器 yka3606ma。 yka3606ma 驅(qū)動器驅(qū)動三相混合式步進電機，該驅(qū)動

54、器采用原裝進口模 塊，實現(xiàn)高頻斬波，恒流驅(qū)動，具有很強的抗干擾性、高頻性能好、起動頻率 高、控制信號與內(nèi)部信號實現(xiàn)光電隔離、電流可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、可 靠性好、噪聲小。 自投放市場以來，深受用戶歡迎，特別是在醫(yī)療設(shè)備、機器人、儀器儀表、 pos 機、雕刻機、票據(jù)打印機、工業(yè)標(biāo)記打印機、半導(dǎo)體擴散爐等領(lǐng)域得到廣 泛應(yīng)用，此驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良，價格優(yōu)惠。 3.7.1 yka3606ma 驅(qū)動器特點 1 驅(qū)動電流從 0.2a /相 5.8a /相連續(xù)可調(diào) 。 2 具有過熱保護，過流、電壓過低保護。 3 步進脈沖停：超過 100ms 時，線圈電流自動減半，減小了許多場合 的電機過熱。 4

55、雙極恒流斬波方式，使得相同的電機可以輸出更大的速度和功率 5 光電隔離信號輸入/輸出 6. 設(shè)有 6 檔等角度恒力矩細分，最高分辨率 60000 步/轉(zhuǎn) 7. 單電源輸入，電壓范圍：dc16-60v 3.7.2 驅(qū)動器接線示意圖 三相混合式步進電機驅(qū)動器 yka3606ma 接線示意圖如圖 3.9 所示。 3.7.3 端子說明 1、信號輸入端 pu+：脈沖信號輸入正端。接+5v 供電電源+5v-+24v 均可驅(qū)動，高于 +5v 需接限流電阻 pu-：脈沖信號輸入負端。下降沿有效，每當(dāng)脈沖由高變低時電機走一步。 輸入電阻 220，要求：低電平 0-0.5v，高電平 4-5v，脈沖寬度2.5s。

56、dr+：電機方向控制正端。接+5v 供電電源+5v-+24v 均可驅(qū)動，高于 +5v 需接限流電阻 dr-：電機方向控制負端。用于改變電機轉(zhuǎn)向。輸入電阻 220，要求： 低電平 0-0.5v，高電平 4-5v，脈沖寬度2.5s。 mf+：電機釋放信號正端。接+5v 供電電源+5v-+24v 均可驅(qū)動，高于 +5v 需接限流電阻 mf-：電機釋放信號負端。有效（低電平）時關(guān)斷電機線圈電流，驅(qū)動 器停；工作電機處于有效自由狀態(tài) 2、電機繞組連接： u：連接電機繞組 u 相。 v：連接電機繞組 v 相。 w：連接電機繞組 w 相。 3、工作電壓的連接： +v：連接直流電源正(dc16v-60v)。

57、-v：連接直流電源負。 圖 3.9 三相混合式步進電機驅(qū)動器 yka3606ma 接線示意圖 3.7.4 細分數(shù)設(shè)定 細分數(shù)是用驅(qū)動板上的 dip 開關(guān)設(shè)定的，只須根據(jù)細分設(shè)定表上的提示設(shè) 定即可。細分后步進電機步距角按下列方法計算。步距角=360/（脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)） 。 例如：一臺 1.8/8=0.225。細分設(shè)定表如表 3-7 所示。 表 3-7 細分設(shè)定表 3.83.8 真空壓力開關(guān)選型真空壓力開關(guān)選型 由于在機械結(jié)構(gòu)中吸盤選用的是 smc zp04un，因此壓力開關(guān)選用與其配套的 zse2 系列。其性能規(guī)格見表 3-8，接線圖見圖 3.10 表 3-8 真空壓力開關(guān)能規(guī)格 型號壓力檢測壓力

58、范圍溫度特性遲滯響應(yīng)時間供應(yīng)電壓 半導(dǎo)體傳 感器 0- 101kpa 3%滿刻 度以下 3%f.s. (固定) 5ms 以下 dc1224 v 輸出開關(guān)類型指示燈功耗最大壓力溫度范圍zse2-01- 15集電極開 路 30v 最 大 80ma 固態(tài)型 導(dǎo)通 on 狀態(tài)亮燈 17ma dc24v 200kpa 060 3.93.9 電源供給元件選型電源供給元件選型 各種元器件功耗計算 1.輸入總功耗計算 所需輸入元件有 1 個光電開關(guān)、10 個磁性開關(guān)，1 個真空壓力開關(guān)，共 12 個輸入點，故輸入總功耗：0.03x24+0.017x24+0.04x24x10=10.728w 2.輸出總功耗計算

59、 所需輸出元件有 6 個與氣缸配套的 0.55w 的電磁閥，6 個 2w 的 led 指示燈和 4 個 0.55w 的控制注膠機電磁閥。 故輸出總功耗：6x0.55+6x2+4x0.55=17.5w 經(jīng)計算，100w 的電源足夠給輸入輸出端供電。 圖 3.10 真空壓力開關(guān)接線圖 步進電機功率為 200w，故 1000w 的電源足夠給三臺步進電機供電 開關(guān)電源選用臺灣明緯生產(chǎn)的經(jīng)濟型 g1 系列的開關(guān)電源，因 plc、控制器 的輸入輸出點和傳感器的電源均可接 24v，所以選用一個單組輸出的 s-100-24 給這些元器件供電。步進電機及步進電機驅(qū)動器則采用 40v 電源。型號為 s- 1000

60、-40。技術(shù)參數(shù)分別如表 3-10 和表 3-11。 表 3-10 s-100-24 技術(shù)參數(shù) 輸入電壓輸出功率保護類型尺寸（長*寬*高） 115/230 開關(guān)切 換 100/50短路、過載199*98*38 表 3-11 s-1000-40 技術(shù)參數(shù) 輸入電壓輸出功率保護類型尺寸（長*寬*高） 115/230 開關(guān)切 換 1000/500短路、過載249*148*68 4 4 控制柜裝配圖的繪制控制柜裝配圖的繪制 元器件安裝原則如下： 1.組裝前，首先閱讀圖紙及技術(shù)要求。 2.檢查產(chǎn)品型號、元器件型號、規(guī)格、數(shù)量等與圖紙是否相符。 3.檢查元器件有無損壞。 4.必須按圖安裝。 5.元器件組裝