毕业论文-PLC控制自动门的设计

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(或不延时)触发驱动器输出光电开关控制信号。

光电开关一般都具有良好的回差特性,因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态,从而可使其保持在稳定工作区。同时,自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区,以随时监视光电开关的工作。

MGK系列光电开关是现代微电子技术发展的产物,是HGK系列红外光电开关的升级换代产品。与以往的光电开关相比具有自己显著的特点: 1、具有自诊断稳定工作区指示功能,可及时告知工作状态是否可靠; 2、对射式、反射式、镜面反射式光电开关都有防止相互干扰功能,安装方便;

3、对ES外同步(外诊断)控制端的进行设置可在运行前预检光电开关是否正常工作。并可随时接受计算机或PLC的中断或检测指令,外诊断与自诊断的适当组合可使光电开关智能化;

4、响应速度快,高速光电开关的响应速度可达到0.1ms,每分钟可进行30万次检测操作,能检出高速移动的微小物体;

5、采用专用集成电路和先进的SMT表面安装工艺,具有很高的可靠性; 6、体积小(最小仅20×31×12mm)、重量轻,安装调试简单,并具有短路保护功能。

3.2.2 使用及注意事项

光电开关可用于各种应用场合,另外,在使用光电开关时,还应注意环境条件,以使光电开关能够正常可靠的工作。 1、避免强光源

光电开关在环境照度较高时,一般都能稳定工作。但应回避将传感器光轴正对太阳光、白炽灯等强光源。

在不能改变传感器(受光器)光轴与强光源的角度时,可在传感器上方四周加装遮光板或套上遮光长筒。 2、防止相互干扰

MGK系列新型光电开关通常都具有自动防止相互干扰的功能,因而不必担心相互干扰。然而,HGK系列对射式红外光电开关在几组并列靠近安

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装时,则应防止邻组和相互干扰。防止这种干扰最有效的办法是投光器和受光器交叉设置,超过2组时还拉开组距。当然,使用不同频率的机种也是一种好办法。

HGK系列反射式光电开关防止相互干扰的有效办法是拉开间隔。而且检测距离越远,间隔也应越大,具体间隔应根据调试情况来确定。当然,也可使用不同工作频率的机种。 3、镜面角度影响

当被测物体有光泽或遇到光滑金属面时,一般反射率都很高,有近似镜面的作用,这时应将投光器与检测物体安装成10~20°的夹角,以使其光轴不垂直于被检测物体,从而防止误动作。 4、自诊断使用功能

在安装或使用时,有时可能会由于台面或背景影响以及使用振动等原因而造成光轴的微小偏移、透镜沾污、积尘、外部噪声、环境温度超出范围等问题。这些问题有可能会使光电开关偏离稳定工作区,这时可以利用光电开关的自诊断功能而使其通过STABLITY绿色稳定指示灯发出通知,以提醒使用者及时对其进行调整。 3.3 限位开关

限位开关又称行程开关,是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。

限位开关广泛应用于各类机床、起重机械以及轻工机械的行程控制。当生产机械运动到某一运动位置时,行程开关通过机械可动部分的动作,将机械信号转化为电信号,以实现对生产机械的控制,限制它们的动作和位置,借此对生产机械给以必要的保护。 3.4 驱动装置的选择

自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障。在本设计中是运用直流无刷电机。直流无刷电机功率密度高,噪音极小、调速性能好,即具备交流电动机的

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结构简单、运行可靠、维护方便等优点,又具备直流电动机线性机械特性、调速范围宽、启动转矩大、运行效率高等诸多优点。是应用于“轻、小、薄、安静、精密、可靠”等场合的最佳选择本设计选用的是亚坦电机控制有限公司生产的45BLDC系列直流无刷电机,电机直径φ45,额定转数4000转,额定扭矩0.036N.m,功率15W~100W。额定电压24V DC。 3.5 直流电动机的选型 3.5.1 直流电动机的调速

并励或他励直流电动机与交流异步电动机相比,虽然结构复杂,价格高,维修也不方便,但是在调速性能上有其独特的优点。因为鼠笼式电动机在一般情况下是不能调速的,更不能无级调速,因此,对调速要求高的设备,均采用直流电动机。这是因为直流电动机能无级调速,机械传动机构比较简单。

由直流电动机的转速公式3-1所示:

n?U-IaRa 3-1

KE?可知,Ra、Φ和U中的任意一个值,都可使转速改变,改变电枢电路中外电阻的方法也可进行调速。但其缺点是耗电多,电机机械特性软,调速范围小,且只能进行有级调速,故这种方法目前已较少采用。现常用的对直流电动机调速的方法有调磁法和调压法。 1、调磁法

即改变磁通量Φ。当保持电源电压U为额定值时,调节Rf,改变励磁电流If以改变磁通量,如图13所示。由于n=U/KEΦ-Ra/KTKEΦ·T可知磁通Φ减少时,n0升高,转速降△n增大,但后者与Φ2成反比,所以磁通愈小,机械特性曲线愈陡,但仍具有一定硬度,如图14所示。在一定负载下,Φ愈小,则n愈高。由于电动机在额状态运行时,它的磁路已接近饱和,所以通常都是减小磁通(Φ<Φn),将转速往上调(n>nn)。

调速的过程是:当电压U保持恒定时,减小磁通Φ。由于机械惯性,转速产立即发生变化,于是反电动势E=KE·Φ·n就减小,Ia随之增加。由于Ia增加的影响超过Φ减小的影响,所以转矩T=KTΦIa也就增加。如果阻转矩Tc未变,则T

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>Tc转速n上升。随着n的升高,反电动势E增大,Ia和T也着减小,直到T=Tc时为止。但这时转速已比原来升高了。

必须指出,若电动机在额定状态下运行,则电枢电流Ia为额定值,如果调速时负载转矩仍旧保持不变(为额定值),由于T=KTΦIa,故减小磁通量Φ后Ia必然超过额定值,因此调速后负载转矩必须减小。这种调速方法适用于转矩与转速成反比而输出功率基本不变(恒功率调速)的场合。

这种调速方法有3个优点: (1)调速平滑,可无级调速; (2)调速经济,控制方便; (3)机械特性较硬,稳定性较好。

这种调速方法的局限是转速只能升高,即调速后的转速要超过额定转速。因为电机不允许超速太多,因此限制了它的调速范围。在实际工作中,这种方法常作为电压调速的一种补充手段。 2、调压法

即改变电压U。当保持他励电动机的励磁电流If为额定值时,降低电枢电压U,则由n=U/KT·Φ-Ra/KE·KT·Φ2·T可见,n0变低了,但△n未改变。因此改变U可得出一组平行的机械特性曲线。在一定负载下,U愈低,则n愈低。由于改变电枢电压只能向小于电动机额定电压的方向改变,所以转速将下调(nn)。

调速的过程是:当磁通Φ保持不变时,减小电压U由于转速不立即发生变化,反电动势E便暂不变化,于是电流Ia减小,转矩T也减小。如果阻转矩Tc未变,则T<Tc,转速n下降。随着n的降低,反电动势E减小,Ia和T增大,直到T=Tc时为止。但这时转速已比原来降低了。

由于调速时磁通不变,如在一定的额定电流下调速,则电动机的输出转矩便是一定的(恒转矩调速)。

这种调速方法有下列优点:

(1)机械特性较硬,并且电压降低后硬度不变,稳定性较好; (2)调速幅度大;

(3)可均匀调节电枢电压;得到平滑的无级调速。

这种调速方法的缺点是调压需用专门的设备,投资较高。近年来由于采用了

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