畢業(yè)設計（論文）-沖床光電保護裝置的研制

1、沖床光電保護裝置研制摘 要在沖床工作時，工人稍不留神就有發(fā)生事故的可能，該保護裝置就是為保護工人平安的一種裝置。它采用用光傳感器作為探測工人的手及其身體其他部位是否離開危險區(qū)的敏感器件。假設檢測到手及其它部位未離開危險區(qū)時，發(fā)光二極管發(fā)出光線被遮擋使光敏三極管接受不到光信號，從而致使繼電器不能動作，使沖床立即制動停車，如假設正常運行且沒有遮擋時，光敏三極管接收發(fā)光二極管的光信號，通過四級放大信號，對繼電器的觸點進行控制使沖床進行正常工作。除此之外，該裝置還有故障自檢功能，在保護電路一旦出現(xiàn)故障致使自檢繼電器斷開從而觸點斷開，不僅能及時發(fā)出故障信號而且還能自動閉鎖機床，工人那么無法啟動沖床，這就

2、可以從根本上解決保護電路失靈帶來的不平安問題。光電傳感器通常由光源，光學通路和光電元件三局部組成的光信號。它們能夠分別造成光源本身或光學通路的變化，從而影響傳感器輸出的電信號。光電傳感器設計靈活，形式多樣，檢測方法具有精度高、反響快，敏感范圍敏感范圍遠遠超過了電感、電容、磁力、超聲波傳感器的敏感范圍，非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多。近年來，隨著光電技術的開展，在越來越多的領域內(nèi)得到廣泛的應用。尤其適合工廠機械平安化要求，基于光電傳感的種類選擇平安性較高的遮光式傳感器。關鍵詞：光電傳感器，放大，自檢電路，繼電器觸點，電磁閥Press the development of optoelectroni

3、c protective devicesABSTRACTWhen the punch press works, the worker does not pay attention to have slightly has accidents possibility, this protective device is to protect the worker safety one kind of equipment.It uses uses up the sensor achievement to survey workers hand and bodily other spots whet

4、her to leave the warning area the sensitive component. When examines succeeds in obtaining and other spots have not left the warning area, the light emitter diode sends out the optical fiber to cover causes the photosensitive triode not to accept the light signal, thus causes the relay not to be abl

5、e to act, causes the punch press to apply the brake to stop immediately, if normal operation, and has not covered time, the photosensitive triode receive light emitter diodes light signal, through four level of signal amplifications, carries on the control to relays electronic contact to cause the p

6、unch press to carry on the normal work. In addition, this equipment also has the breakdown to self-check the function, in protection circuit, once presents the breakdown cause self-checking relay separation, thus electronic contact separation, not can only send out the fault signal moreover also to

7、be able promptly the coupler lock engine bed, the worker to be unable to start the punch press, they can create the photo source itself separately or optics circuits change. The photoelectric sensor design is flexible, various, the examination method had the precision to be high, responds quickly, t

8、he sensitive scope sensitive scope has gone far beyond the inductance, the electric capacity, the magnetic force, ultrasonic sensors sensitive scope, merits and so on non-contact, Especially suits the factory mechanical security request, based on electro-optical sensing type choice security high sha

9、de type sensor . KEY WORD：The photoelectric sensor, the enlargement, self-checks the electric circuit, the relay electronic contact, the solenoid valve目 錄前 言1第1章 沖床保護介紹2 選用沖床保護裝置的介紹2保護裝置設計要求2沖床光電保護電路3第2章 光電保護裝置原理分析4 分析光電傳感器的選擇5 發(fā)射和接受電路分析8第3章 放大、選通、檢波電路分析10 放大電路分析10 選通電路分析10 檢波電路分析11第4章 控制驅(qū)動電路12 控制電路

10、分析12 驅(qū)動電路分析12 電路的元器件選擇即詳細計算13第5章 故障自檢控制原理14 對電路元件作用分析14結(jié) 論18謝 辭19參考文獻20附 錄21外文資料翻譯22前 言隨著現(xiàn)代科學技術以及復雜自動控制系統(tǒng)和信息處理技術的提高，光電檢測技術作為一門研究光與物質(zhì)相互作用開展起來的新興學科，已經(jīng)成為現(xiàn)代信息科學的一個極為重要的組成局部。光電檢測技術具有測量精度高、速度快、非接觸、頻寬和信息量大信息效率極高，以及自動化程序高等突出特點，開展十分迅速并推動著信息科學技術的開展。它將光學技術與現(xiàn)代電子技術相結(jié)合，廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭、醫(yī)學、軍事和空間科學等領域。在這些領域中幾乎都涉及到將光輻射信

11、息轉(zhuǎn)換為電信檢測控制問題，展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。光電檢測技術是光電技術的核心，已成為信息技術中最活潑的高新技術之一。 光電檢測技術是以激光、紅外、光纖、等現(xiàn)代光電子器件作為根底，通過對被檢測物體的光輻射，經(jīng)光電檢測器接收光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號，由輸入電路，放大濾波等檢測電路提取有用信息，再經(jīng)放大處理去控制執(zhí)行元件。 自20世紀60年代激光器誕生以來，光電檢測技術在理論及應用方面都去得了巨大的開展。光電技術與微電子技術相互結(jié)合，相互交叉，相互滲透形成了光電檢測信息技術。通信中使用了光纖技術，促進了光技術的開展，激光器的創(chuàng)造使光波的調(diào)制與解調(diào)成為可能，進而使電子檢測技術的各種根底知識，如放大與振蕩、調(diào)

12、制與解調(diào)等概念幾乎移植到了光頻段的光電檢測技術。這一先進技術使人類能更有效地擴展自身的視覺能力，使視覺的長波延伸到亞毫米波，短波延伸到紫外、X射線，并在超快條件下檢測諸如：核反響、航空器發(fā)射等變化過程。光電檢測技術將光電技術與電子技術相結(jié)合實現(xiàn)各種檢測，具體如下特點：高精度、高速度、遠距離、大量程、非接觸檢測、壽命長等特點。所以光電檢測技術是一個具有非常光明開展前途的寬廣域，已滲透到了許多科學領域。第1章 沖床保護介紹 選用沖床保護裝置的介紹 沖床最大壓力為250KN，電機為2.5KW經(jīng)兩級減速驅(qū)動曲柄滑塊機構來進行工作。在沖床工作時，工人稍不留神就有可能發(fā)生事故，該裝置就是為保護工人平安的一

13、種裝置，它采用光電傳感器作為探測工人的手及身體其它部位是否離開危險區(qū)的敏感器件。1.2 保護裝置設計要求1假設檢測到手及其它部位未離開危險區(qū)域，光電保護裝置立即動作使沖床立即停車。2 電路故障自檢功能，在保護電路一旦出現(xiàn)故障時，不僅能及時發(fā)出故障警告信號而且還能自鎖機床，工人無法再啟動車床，這可以從根本上解決保護電路失靈帶來的不平安問題。附錄為沖床光電保護裝置的電路原理圖。如圖11所示為該裝置的工作原理圖。沖床光電保護電路有紅外發(fā)射、紅外接受、控制三大局部組成，而控制又有光電保護控制和故障自檢控制。檢波紅外發(fā)光管光敏三極管放大選通反相比擬振蕩器功率驅(qū)動功率驅(qū)動電路故障檢測自檢記憶故障告警電路一

14、次啟動記憶行程連鎖制動電磁鐵同相比擬SXS啟動開關同相信號反相信號圖11沖床光電保護裝置的工作原理圖邏輯電路第2章 光電保護裝置原理分析發(fā)射電路采用555時基集成電路18V其輸出又要驅(qū)動三個發(fā)光二極管，而線性穩(wěn)壓器只有5V、 9V、 12V 、15V 、18V、 24V等系列，故取555時基電路工作電壓為12V，即可以降低功耗又能驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，7812為三端集成穩(wěn)壓器系數(shù)要求輸入、輸出均為37V，而常用小型直流繼電器的工作電壓又3V、6V、9V、12V等系列加上電路中其它部位的壓降首先選用12V的直流繼電器，為保證可靠工作以及電源電壓的波動，取電路中的直流電源電壓為18V。為了知道光電保

15、護電路是否通電，那么用一個二極管，三端集成穩(wěn)壓器7812，只有一個輸入端1和一個輸出端3，一個公共端2。應用方便可靠及其參數(shù)如下：輸入電壓19V 輸出電壓12V 靜態(tài)電流8mA 短路電流 電壓差2V 最大輸出電流。 圖中的電容、均為濾波電容。它們的取值應盡可能大，這樣輸出電壓更穩(wěn)定。取220F選用鋁電解電容， 均為高頻旁路電容，它們可以消除寄生高頻振蕩，使電壓波形更為理想，與7812穩(wěn)壓器配合使用為下一級電路提供可靠穩(wěn)定的供電電壓。 沖床沖頭的運行與停止時通過電磁鐵和和相關機構，控制離合器的別離和吸合以及制動器的放松與吸合等動作來實現(xiàn)的，那么就可以認為制動電磁鐵Y不工作，制動沖床停止運行，起到

16、保護作用。光電傳感器有對射式和反射式光電傳感器，由于對射式原理簡單價格廉價應用廣泛，本設計也一樣用對射式傳感器。在使用光電傳感器時一般要考慮到發(fā)光器件和受光器件所能感應的距離，在使用光電器件所能保護的范圍和分辨率的問題。所以本設計通過紅外光的調(diào)制就能增強紅外二極管的發(fā)光強度，從而增大感應范圍，在外接受三極管前端裝有凸透鏡，從而提高感應靈敏度。J2325型壓力機的寬度為56cm，在紅外二極管發(fā)光經(jīng)過調(diào)制以后感應距離何以達幾米至幾十米，因此，任何經(jīng)過發(fā)射接受均能滿足感應距離要求。J2325型壓力機滑塊行程為75 cm，假設假定該光電器件的分辨率為30mm，那么只需3個光敏三極管接受即可滿足要求。

17、分析光電傳感器的選擇：遮光式光電傳感器一種用光電方法進行檢測的光電傳感器.發(fā)光器射出來的光線對準接收器,當有目標物體把光線擋住時,接收器的輸出便發(fā)生變化.遮光式光電傳感器有很多類型.最常見的是用一只發(fā)光器,一只接收器,在發(fā)光器與接收器之間只有一束光線.另一種是槽式或叉式光電傳感器,這時,發(fā)光器和接收器都裝在同一個機殼中,不存在對準的問題.光柵是由很多不同的發(fā)光器和不同的接收器排列起來組成的,發(fā)光器裝在一個機殼中,接收器裝在另一個機殼中,當它們互相對準時,便形成一片光束. 紅外光是人眼看不見的光，是一種電磁波。紅外光是比紅色光的波長(m)還長的光波。通常將電磁波譜中間距為0.761000m的波普

18、段稱為紅外光譜區(qū)。一般把紅外光譜分為四個區(qū)域，即近紅外0.76m、中紅外3.0m、中遠紅外6.020m和遠紅外201000m區(qū)。實際上，目前在工業(yè)和民用的紅外光探測中使用的紅外光譜主要集中在0.76m7601600nm的近紅外區(qū)。 采用近紅外光作為紅外探測光源，主要基于如下理由：1. 一般接收用的光電二極管、光敏三極管都才用硅半導體材料制作而成，這類管的接收峰值波長為7801550nm即管子對波長為7801550nm的探測靈敏度最高。2. 紅外光射器件，發(fā)射波長在8801550nm范圍內(nèi)，這與硅光接收器件包括發(fā)光二極管、光敏三極管的響應波長相匹配，是探測靈敏度高，工作效率高。3. 紅外發(fā)光二極

19、管的特點：1 體積小。在投光距離相同的條件下，紅外發(fā)光二極管體積只有燈泡的幾分之一。2 壽命長。紅外發(fā)光二極管的壽命可達h以上，至少要比鎢絲燈高一個數(shù)量級。3 功率小、省電。如果要照射10m遠的硅光敏器件，使之輸出某一定的電流，如用鎢絲燈要8W，而用紅外發(fā)光二極管只需要幾十毫瓦就可以了。4 響應速度快。用鎢絲燈不能直接用光源調(diào)制光，而用紅外管那么可調(diào)制到數(shù)十兆赫。5 機械強度高。鎢絲燈的鎢絲懸掛在燈泡的中間，不耐震而紅外二極管那么經(jīng)得起振動的沖擊。由于紅外二極管的優(yōu)點十清楚顯，所以在這次設計中選用紅外二極管。常見的紅外發(fā)光二極管其功率分為小功率120毫瓦中功率2050毫瓦和大功率50100毫瓦

20、三大類。使用不同功率的紅外發(fā)光管時，應配置相應功率的驅(qū)動管。紅外發(fā)光二級管均采用TL38型二極管，其峰值可達400mA平均電平為150mA左右頂端有一個鑄模透鏡，它能將發(fā)處的紅外光會聚成為60度的光束。4. 光敏三極管原理結(jié)構與主要特征及選擇1 原理結(jié)構 光敏三極管是靠光的照射來控制電流器件，它可等效看做一個光敏三極管與一只晶體三極管的結(jié)合，所以它具有放大能力的光電轉(zhuǎn)換三極管。其常用材料為硅。一般僅引出集電極和發(fā)射極。在無光照射時，光敏三極管處于截止狀態(tài)，五點信號輸出。當光信號照射其基極受光窗口時，光敏三極管將導通，從發(fā)射極或集電極輸出放大后的電信號。2 主要特征a. 光照伏安特性： 光敏三極

21、管在零偏壓下，即使受到光照也無光電流輸出，光電流與入射光照度或輻射度并非總成線性關系，而在大約514V范圍內(nèi)呈線性關系；在低光照范圍由于三極管的電流放大系數(shù)下降，因而光電靈敏度降低；然而，在大電流范圍內(nèi)，又趨于下降，故隨入射光度的增強，趨于飽和。在IV特征中，好的線性表現(xiàn)為曲線之間有較均勻的間距。欲要得較寬的線性工作區(qū)，宜用較高的工作電壓與較小的負載電阻。b. 輸出特性：光敏三極管的輸出特性與一般晶體管特性相同，差異僅在于參數(shù)變量不同，三極管的參變量為基極電流而光敏三極管的參變量為入射光照度，如圖2-1所示其它參數(shù)可參照表21表21 3DU110、120、130及3DU210、220、230硅

22、光敏三極管參數(shù)型號符號反向擊穿電壓最高工作電壓暗電流光電流上升時間下降時間最大功耗3DU111151033303DU1124530503DU11375501003DU1211510303DU1224530503DU12375501003DU1311510303DU1324530503DU1337550100實驗條件無光照光照度10001X脈沖電流幅度為1mA脈沖電流幅度1mA注：1.3DU 1XX型與3DU 2XX型參數(shù)都相同，僅外型不同，3DU 1XX外型為3X5，3DU2XX外型為5X8.6。23DU 1XX 及3DU 2XX都是全塑封。3.短腳為c，長腳為e。4.波長峰值為880nm，光

23、譜范圍為mm。圖2-1入射光照與輸出電流的關系曲線c. 光敏三極管的選擇：根據(jù)上面圖表和下面所計算的光敏三極管計算值最高工作電壓為30V，集電極最大電流為20mA，最大功耗為25mV所以選擇3DUI32為此次設計的光敏三極管。 發(fā)射和接受電路分析：發(fā)射電路采用555時基集成電路組成多諧振蕩器其輸出端直接驅(qū)動三只紅外發(fā)光二極管工作，當輸出端A為低電平時發(fā)光二極管發(fā)出紅外光，當A點為高電平時發(fā)光二極管停止工作。發(fā)光二極管設置在沖?？谖ｋU區(qū)，形成一道80 mm高看不見的防線。為了增強紅外線的控制距離，紅外發(fā)光二極管VD應工作于脈沖狀態(tài)，即工作電流是脈動的。因為脈動光調(diào)制光的有效傳送距離與脈沖峰值電流

24、成正比，只需盡量提頂峰值就能增強紅外光的發(fā)射距離。提高的方法，是減小脈沖占空比即壓縮脈沖寬度一些彩電紅外遙控器，其紅外發(fā)光管的工作脈沖占空比為，一些電氣產(chǎn)品紅外發(fā)光器，其占空比是如本設計所示。其具體電路分析如下：NE555雙極型時基集成電路其主要參數(shù)如下所示：電源電壓 4.518V 工作電流典型值 10mA (=15V空載) 閥值電壓2/3根據(jù)圖中參數(shù)可知充電過程，也即輸出點平的時間 21 放電過程也即輸出低電平時間 22 該電路輸出波形的占空比為 23 輸出舉行脈沖的頻率 24 起到穩(wěn)壓參考電壓消除干擾的作用，由于時基電路時刻處于振蕩狀態(tài)，紅外發(fā)光二極管也處于開關狀態(tài)，所以電路引入RC退耦電

25、路起到濾波抗干擾作用，為退耦電阻，其值越大退耦效果越好，本設計取電容為退耦電容，起到濾波穩(wěn)定輸出電壓的作用，用來濾除高頻寄生振蕩。紅外發(fā)射管TLN104和紅外接受管TLP104主要參數(shù)如下表22所示：表22紅外發(fā)射管TLN104和紅外接受管TLP104主要參數(shù) TLN104正向工作電流峰值電流正向電壓反偏電流峰值波長光功率606025mWTLP104最高工作電壓最大功率集電極最大電流30V150mW20mA當時基電路輸出為高電平時反偏截止，處于截止狀態(tài)。和組成的接受電路的支路電阻為無窮大，那么a ,b兩點間的電壓為：Uab= 25 當時基電路輸出為低電平時和接受管均導通，由于電容的存在電容兩高

26、端電壓不能突變，就相當與一個局部電源，此時a ,b兩點電壓仍未Uab=11.76V，此時通過TLN104的電流： 26 滿足參數(shù)條件中的電流： 27滿足參數(shù)條件 飽和導通時集電極和發(fā)射極壓降為0.3V,的值也滿足使用條件。第3章 放大、選通、檢波電路分析 放大電路分析： 紅外接受管接受到的是微弱的光電信號，經(jīng)變換后產(chǎn)生了微弱的電信號不能起到有效的控制和驅(qū)動負載的能力所以要進行放大處理，其具體過程如下：采用3DU型光電三極管，它和構成一個光電轉(zhuǎn)換器，它將接收到的紅外光指令信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)耦合后由運放 進行放大、比擬。設計由 組成的分壓器對運放進行分壓偏置，將靜態(tài)時的同時輸入端電位墊高到大約為

27、。電壓增益為： 31 選通電路分析：放大了的電信號經(jīng)耦合至選頻放大級和 組成RC網(wǎng)絡型選頻放大器，對接收到的信號進行選頻、放大。選頻的目的在于發(fā)射來的信號進行選擇濾除鄰近發(fā)射器的干擾信號或其它干擾信號。由組成的分壓器將的同相位墊高至。光電信號經(jīng)放大后輸入到進行選通比擬，選通比擬的目的是提高接受電路的抗干擾能力。選通信號選自的A輸出端，當A點為高電平時，發(fā)光二極管截止，的反相輸入端便可建立正常的比擬電壓，只有光信號幅值大于該比擬電壓時，才輸出高電平，從而到達抑制雜散信號的目的。 檢波電路分析： 當紅外光無遮擋時，比擬器輸出一系列正脈沖信號，經(jīng)、倍壓檢波在C點建立起高電平。此時同相比擬器輸出同相控

28、制信號=1。反相比擬器輸出反相控制信號=0。當紅外光受到遮擋時，光電信號消失，C點變?yōu)榈碗娖?，兩比擬器輸出控制信號相反即=0，=1.電路分析過程：此次設計應用現(xiàn)在應用廣泛，性價比擬高的四級運放集成放大器LM324,LM324內(nèi)有4個高性能運算放大器，并且有相位補償電路耗電低，可用正電源或正負雙電源工作，電源電壓范圍寬，正負電源為1.515V輸出范圍大，并可以低到0V，電壓增益高約100 dBLM324內(nèi)部包含四組電路結(jié)構完全相同的運放電路。根據(jù)途中參數(shù)和LM324的性能參數(shù)做如下分析：四級運放的工作條件，本設計均一律用15V的單電源，那么就可以畫出在保護裝置正常運行時的三種情況分析，各運放的輸

29、出電壓以及有關元件的情況如下表31所示：表3-1 A點電位在不同條件下與四個運算放大器的關系A點電位條件A點高電平V15-15000A點低電平V無遮擋1715115-15有遮擋7150-1515 第4章 控制驅(qū)動電路 控制電路分析在控制信號和的作用下，經(jīng)過半導體管和放大分別驅(qū)動和工作。由于繼電器在電路開始工作時已處于工作狀態(tài)，因此通過和的觸電和便可制動電磁鐵Y。 為保證沖頭上行器件的去料與送料工序操作在遮擋光線時保護電路不工作電路中設置的,和行程開關XS構成行程連鎖回路，在沖頭上行時XS處于閉合狀態(tài)，和通過XS接地導通，此時無論光線是否被遮擋，也即不管輸出為高電平還時低電平，繼電器始終保持通電

30、工作，而當輸出為高電平時可通過于XS接地，而不通過，當輸出低電平時，這兩種情況都不會得電。不受控制信號和的控制，而當沖頭下行處于保護行程，XS斷開，和截止，繼電器受控于控制信號電路進入保護狀態(tài)，此時，假設光線沒有被遮擋，那么=1=0 VT4導通放大時繼電器工作，的常開觸點閉合，常閉觸點不動，由于繼電器在電路一開始已處于工作狀態(tài)，即觸電早已吸合，電磁鐵Y通電，沖床沖頭下行，進行沖壓作業(yè)。當沖頭下行時發(fā)生人體遮擋光線控制信號=0 =1 截止，繼電器不能導通，其觸點保持常開狀態(tài)，三極管導通，使繼電器得電動作，其觸點處于斷開狀態(tài)，制動電磁鐵Y不工作，而制動車床停止運行起到保護作用。 驅(qū)動電路分析在控制

31、信號和的作用下，經(jīng)過半導體管和放大分別驅(qū)動繼電器和工作。由于繼電器在電路開始工作時已經(jīng)處于工作狀態(tài)，由此通過和的觸點和便可控制制動電磁鐵Y。為保證沖頭上行期間的取料送料工序操作在遮擋光線時的保護電路不工作電路中設置的、通過XS構成形成聯(lián)鎖回路。在沖頭上行時，XS處于閉合狀態(tài)，、通過XS接地導通，此時無論光線是否被遮擋，也即不管輸出為高電平還時地電平，繼電器始終保持通電工作，而當輸出為高電平時可通過與XS通地，而不通過當通輸出為低電平時，這兩種情況都不會得電，不受控制信號和的控制。而當沖頭下行時處于保護行程時，XS斷開和截止，繼電器控于控制信號。電路進入保護狀態(tài)。此時，假設光線沒有被遮擋那么=1

32、 =0 ，XT=1高電平進行導通放大使繼電器的常開觸點閉合，的常開觸點不動，由于繼電器在電路開始工作時已處于工作狀態(tài)，即觸點早已吸合，電磁鐵Y通電工作，沖床沖頭下行，進行沖壓作業(yè)。當沖頭下行時發(fā)生人體遮擋光線，控制信號=0 , =1 截止繼電器不能導通，其觸點保持常開狀態(tài)，三極管的導通，使繼電器得電動作，其觸點處于斷開狀態(tài)，制動電磁鐵Y不工作，而制動車床停止運行起到保護作用。 電路的元器件選擇即詳細計算：和均用額定電壓為18V，吸合電流為mA，釋放電流為mA的JR4型500.000小型靈敏繼電器，和為開關三極管，當XT為高電平時基極飽和電流 41滿足吸合條件當XF為高電平時基極飽和電流為 42

33、 滿足吸合條件, 均為指示二極管，當吸合時發(fā)綠光，證明此時為無人遮擋機器正常操作情況下，而當發(fā)出紅光時，證明此時有人遮擋，機器此時應為停止狀態(tài)。,為,失電時的電流瀉放電路，由于繼電器為感性負載失電時，電流仍要繼續(xù)，,就是吸合斷電產(chǎn)生浪涌電壓。下端有并聯(lián)電路的目的是：當電路閉合時繼電器線圈由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生電動勢阻礙線圈中電流的增大，從而延長吸合時間，串上RC電路后，可以縮短電路吸合時間。原理是：電路閉合的瞬間電容C兩端電壓不能突變可視為斷路，這樣就將繼電器線圈工作電壓加到線圈兩端，加快線圈中電流增大速度，使繼電器迅速穩(wěn)定吸合。電容C不起作用，電阻R起限流作用。第5章 故障自檢控制原理 電路中自

34、檢控制局部屬于直接耦合電路，其中任一級出現(xiàn)故障,都會直接影響繼電器和的正常工作。故障自檢電路就是為判斷這些電路是否出現(xiàn)故障而設置的。自檢繼電器就是用來實現(xiàn)故障判斷的。 故障判斷電路由繼電器 及繼電器觸點等組成。在這個電路中設置了由按鈕開關SB和繼電器構成的啟動電路。動作順序：當接通總電源后，按動啟動按鈕SB而得電工作，與其同時觸點的閉合而自鎖，但這只是繼電器得電時故障檢測電路的順序，下面分析當有人遮擋時的動作順序。接通總電源后，按動啟動按鈕SB，那么繼電器通過常開觸點的常閉觸點的斷開，經(jīng)的常閉觸點及SB而得電工作，同樣觸點也自鎖與此同時，繼電器K4也經(jīng) 延時得電動作，其觸點將繼電器的啟動電路切

35、斷，以保證在可靠的自鎖條件下工作。在電路正常工作時，和均處于工作狀態(tài)，由于反偏而截止，報警指示燈不亮。 對電路元件作用分析： 在正常工作時都不起作用，起到限流的作用。當出現(xiàn)故障時繼電器支路中， 不在同一回路上，無法正常接地通電所以自鎖處點斷開，為平安起見也無法重啟，即使按啟動按鈕SB也不起作用，因為此時觸點已經(jīng)被啟動電路切斷，沖床無法啟動，這就使機床處于自鎖狀態(tài)，與此同時，由于的導通報警指示燈R亮，然后關閉電源檢修。 均處要失電，由于 繼電器均屬于感性元件，一旦失電電流仍持續(xù)，兩端就存在浪涌電壓， 均可吸收繼電器產(chǎn)生的浪涌電流，使和的觸點立即關斷，另外，還有一個重要作用，當有遮擋物時常閉觸點和

36、常開觸點的狀態(tài)均要變化此時為繼電器線圈供電回路有一個極短的時間差，此時充當電源作用為提供電流使能夠在觸點 變化瞬間保持得電狀態(tài)，使觸點和處在吸合狀態(tài)。 由二進制原理可把繼電器排成4種組合如表51表示。表中繼電器用1表示工作，用0表示不工作，繼電器觸點用0表示初始狀態(tài)，而1表示觸點狀態(tài)改變，從表中不難看出只有組合2，組合3才是電路正常的工作狀態(tài)，此時繼電器始終保持通電狀態(tài)，而繼電器也始終保持通電狀態(tài)，而繼電器或總有一個處于不工作狀態(tài)。下面對正常的兩種過程進行分析：當無遮擋時得電的觸點動作常開觸點吸合，不得電，觸點不動作，常閉觸點不動作，和接通加上按鈕SB動作使繼電器的觸點自鎖，使觸點吸合制動電磁

37、鐵Y通電，沖床運行，假設有遮擋的狀態(tài)均發(fā)生變化，和觸點均與原來相反但還能形成回路，繼電器仍帶電，那么的觸點仍閉合，但與都處于斷開狀態(tài)，那么制動電磁鐵Y斷電，沖床停止運行。有故障的兩種狀態(tài)分析：當和同時得電或和同時不得電第1種和第4種組合，表示電路中出現(xiàn)故障其繼電器支路上的和形不成回路，那么繼電器失電，其觸點也斷開恢復常開狀態(tài)。為平安起見，制動電磁鐵Y選擇斷電為制動，因此斷開使機床制動，制動的同時，由于的導通，報警指示燈亮，告知電路出現(xiàn)了故障。此時，假設操作工人再按SB，因啟動電路被切斷，沖床不會啟動，從而起到保護作用。表51 繼電器 的四種邏輯組合組合控制繼電器工作狀態(tài)繼電器各觸點狀態(tài)電路工作

38、狀態(tài)1000000000有故障2101100111無遮擋正常工作3010011111有遮擋正常工作4111111000有故障結(jié) 論此次設計由于時間緊迫錯誤在所難免。設計由光電裝置自動門有感而發(fā)。工業(yè)的快速開展已成為當今國家快速開展的重要手段之一。而在工業(yè)開展中事故的發(fā)生也是常有的事，提高工業(yè)效率，以人為本，是當今社會水平不斷提高的重要指標。本設計正是對當今工業(yè)的開展全面了解之后而想到的。光電檢測技術具有測量精度高、速度快、非接觸、頻寬和信息量大信息效率極高，以及自動化程序高等突出特點，開展十分迅速并推動著信息科學技術的開展。光電檢測技術將光電技術與電子技術相結(jié)合實現(xiàn)各種檢測，具體如下特點：高精

39、度、高速度、遠距離、大量程、非接觸檢測、壽命長等特點。但設計也有缺乏之處，由于沖床自身的特點：沖力大、環(huán)境差、對光電保護裝置有影響這一點很重要，在工業(yè)設計中必須給予考慮。因為實驗根底少對電阻和電容的選用不是很合理。多做實驗、多總結(jié)才能夠靈活運用電子知識去解決問題，以后多加注意對這方面的提高，才能更好的運用傳感器。光電檢測技術是一個具有非常光明開展前途的寬廣域，已滲透到了許多科學領域。廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭、醫(yī)學、軍事和空間科學等領域。在這些領域中幾乎都涉及到將光輻射信息轉(zhuǎn)換為電信檢測控制問題，展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。光電檢測技術是光電技術的核心，已成為信息技術中最活潑的高新技術之一,利用好傳感器

40、對生活有著積極的作用。謝 辭畢業(yè)設計是把上大學所學的知識做一次大的總結(jié)，是將所學的內(nèi)容運用到實際，是理論與實際相結(jié)合的又一次升華，大學所學到的不只是書本的內(nèi)容，還得學習書本以外自己感興趣的東西，本次畢業(yè)設計就是基于自己的嗜好去做的。由于自己所學的內(nèi)容有限，而傳感器也正處于流行階段，五花八門的傳感器想更深層次的去了解必須運用現(xiàn)在網(wǎng)絡去查找資料，和傳感器相關的書本，不過這些內(nèi)容還是會讓人費解，例如：這次設計的控制局部，很多資料也都是一樣的，也不容易理解，不過互相探討也是個好主意，這次設計特別的感謝孫老師在百忙中抽出時間幫我分析電器圖，按照電氣控制的正常模式來分析電氣控制局部，通過電氣控制來領略全圖

41、，多面分析，深入透徹，讓我對整個設計有個全面的、深層次的理解，在這里還要特別感謝趙輝同學，他對電子電路的更深層次的理解讓人佩服，從點到面線，從線到整個電路圖與電氣圖，相結(jié)合融會貫穿，是這次畢業(yè)設計更顯得容易，整體思路清晰，明朗化，是我更有信心做好這次畢業(yè)設計。一個復雜的東西讓一個人干也能行，不過閉門造車，這種做法早已在信息化迅速開展的今天落伍了，聽百家之言，總結(jié)經(jīng)驗，取其精華，不僅讓你有駕輕就熟，少走彎路，而且還可以讓你節(jié)省大量的時間，去做別的事情。通過這次畢業(yè)設計，是我又一次對大學所學的知識做了一次全面的總結(jié)，使我重新反思大學的生活，覺得大學的生活不僅要學習書本的知識，而且還要多觀察，勤思考

42、，多實踐，才能出真知。參考文獻1 路松行.?電路與電子技術.西安電子科技大學出版社?,2007 P158P1792 肖景和.?數(shù)字集成電路應用精髓.人民郵電出版?.2003 P142P1483 陳有卿 葉桂娟.?555時基電路原理設計及應用?.電子工業(yè)出版社,2007 P20P304 徐巧魚.?傳感器工作原理?.人民郵電出版社,1998 P271P2725 王俊峰 孟令啟.?現(xiàn)代傳感器應用技術?.機械工業(yè)出版社,2006 P204P2036 ?數(shù)字電路與邏輯設計?.電子工業(yè)出版社.2003 P75P797 ?傳感器應用300例?(下冊).北京航空航天大學出版社 P241 8 李孟源.?測試技術

43、根底?.機械工業(yè)出版社 P104P1369陳振官 陳宏威等.?光電子電路及制作實例?.國防工業(yè)出版社P34P4010陳永甫.?探測與控制電路?.人民郵電出版社 P344711王煜東.?傳感器及應用?.北京:機械工業(yè)出版設,2003 P247P24912黃繼昌.?傳感器工作原理及應用實例?.北京:人民郵電出版社,2000 P178P19013趙負圖.?現(xiàn)代傳感器集成電路?.北京: 人民郵電出版社,2000 P247P30514王伯雄.?測試技術根底?.北京:清華大學出版社,2003 P289P33115鄭國欽.?集成傳感器應用入門?.杭州:浙江科學出版社,2002 P213P22416孫肖子,劉

44、剛,孫萬榮.?傳感器及其應用?.北京:電子工業(yè)出版社,1996 P140P143附 錄沖床光電保護裝置工作原理圖外文資料翻譯Photoelectric sensor in the application of automatedPhotoelectric sensor is used as a photoelectric detection device components, the first changes to be measured into a signal of change, and then using optoelectroniccomponents to optical

45、signals for further conversion to electrical signals. Photoelectricsensor is usually light, optical access and optoelectronic components 3 parts. Photoelectric detection method has high precision, fast response, non-contact, etc., and more measurable parameters, the sensor structure is simple, flexi

46、ble and diverse forms, small size. In recent years, with the development of photovoltaic technology, has become a series of photoelectric sensor products, its species and the increasing output, the user can choose according to the needs of a variety of specifications products, light industry in a va

47、riety of automatic machines to obtain a wide range of applications. 1. photoelectric detector strip deviation Deviation strip detector used to detect materials in the processing zone in the size of deviation from the correct position and direction, so as to provide corrective control circuit correct

48、ion signal, mainly used in printing and dyeing, feed, film, tape production process. Photoelectric detector strip deviation principle are as follows. Issued by the light source through a convergent lens for the parallel-beam, into the lens 2, then converged on the photosensitive resistor. Parallel b

49、eam in the way to reach the lens 2, some light strip measured by the shelter, so that photo spread to reduce the resistance of the flux. 2. Photoelectric detection GC Optoelectronic packaging materials, the principle of GC-MS detection. If the package provides background for the white goods, due to

50、poor quality, some yellowing appear in the product package before the first photoelectric detection of GC-MS, there are articles comparing yellowing when the output voltage difference, connected to the solenoid valve by the compression the air will blow yellowing items. 3. Colorful plastic film pack

51、aging bag position control Plastic film packing machine control system of the principle of location. The plastic film roll printed on trademarks and text, and color code positioning. Trademarks and packaging require accurate positioning text, images can not be cut off in the middle. Marks the locati

52、on of film by the photoelectric detection system, and amplified by the electromagnetic clutch to control. Standard color film (not light a small area, usually black) color code does not reach the targeted site was a result of PV systems for optical thin film of light through an electromagnetic clutc

53、h of the pull-electric thin film to continue sports, film location of the color code color code to reach the location due to vote in optical light by color code in place to block the signal is issued, this signal by photoelectric conversion, amplification, so that the electromagnetic clutch power wa

54、s torn off and the film on the accurate parked in the location, and then continue to campaign to be cut off. When the film did not arrive at the color code when photocell, photoelectric no current through the relay coils, servo motor rotation, driven films continue to move forward. When the color co

55、de to reach the location of cell, the photoelectric relay coil current, servo motor to stop immediately, which stopped in a film location. When cut off after the completion of action and continue to rotate so that the servo motor. 4. Other aspects of the application Photoelectric switch products can also be used for the production pipeline statistics, whether on the assembly and the assembly quality in