畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的顏色辨別正品分揀系統(tǒng)控制

1、基于plc的顏色辨別正品分揀系統(tǒng)控制硬件系統(tǒng)設(shè)計摘 要：顏色傳感器的出現(xiàn)使辨別物體的顏色更便捷，使生產(chǎn)線能根據(jù)工件的顏色進行分揀，大大提高了工業(yè)自動化。在以前生產(chǎn)線上采用人工分揀有顏色的工件，自動化程度低，效率低，已經(jīng)不能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)需要了。而本設(shè)計選用的tcs230顏色傳感器因具備精度高、編程簡單以及輸出數(shù)字化等優(yōu)點，使本系統(tǒng)的顏色辨別結(jié)構(gòu)使用更加方便。本次設(shè)計采用可編程控制器能夠?qū)π盘柕牟杉⑻幚?、輸出的一系列集中控制，使系統(tǒng)可以安全可靠運行。實現(xiàn)了傳感器和變頻器和三相減速電機和推桿電機等硬件配合控制，實現(xiàn)了傳送帶自動減速，工件顏色的辨別，工件的次品分揀等功能。plc和變頻器和三相減速電機

2、的配合使用使傳送帶運行的速度更加平穩(wěn)，調(diào)速方便，而三相減速電機能提供大轉(zhuǎn)矩，使傳送帶帶載增強。plc作為本次系統(tǒng)控制核心，使使用更加靈活、簡單，且抗干擾能力強，使系統(tǒng)運行更為可靠，為本次設(shè)計提供了安全可靠的硬件環(huán)境。關(guān)鍵詞：plc；顏色辨別；分揀；變頻器；三相減速電機abstract：color sensor to determine the color of objects more convenient, the production line can be sorted according to the color, greatly improving the industrial au

3、tomation. before the production line using manual sorting color workpiece, low degree of automation, low efficiency, has been unable to meet the needs of industrial production. tcs230 color sensor is adopted in this design has the characteristics of high resolution, programmable color selection and

4、digital output etc. excellent, the color discrimination structure of the application of this convenient. this design uses can realize the collection, processing, output signal of the programmable controller of a series of centralized control, more stable operation of the production line. the sensor

5、is realized and inverter and three-phase gear motor and push rod motor and other hardware control, realize the conveyor belt automatic deceleration, workpiece color discrimination, defective workpiece sorting function. plc and inverter and three-phase motor with the use of the conveyor belt running

6、speed is more stable, convenient speed, and can provide high torque three-phase motor, the conveyor belt carrying enhanced. plc as the core control of this system, the use of more flexible, simple, and strong anti-interference ability, make the system more reliable, provides a safe and reliable envi

7、ronment for the design of hardware.keywords: temperature sensor; single chip microcomputer; monitoring; programming設(shè)計說明生活中，人們喜歡將不同顏色的東西分揀開來，使同一種顏色的東西放在一起。工業(yè)生產(chǎn)線也一樣，利用顏色傳感器檢測不同顏色的工件，和人工辨別顏色分揀相比減少了分揀誤差，提高生產(chǎn)線生產(chǎn)效率和自動化程度。本系統(tǒng)，規(guī)定紅藍綠三種顏色的工件為正品，非紅綠藍顏色工件為次品，當把工件自動出料到傳送帶上，物體被光電傳感器檢測到且輸出信號到plc輸入端，plc延時一秒后，從輸出端輸出

8、信號到變頻器的數(shù)字輸入端使三相減速電機以設(shè)定的速度帶動傳送帶轉(zhuǎn)動，當工件到達tcs230顏色傳感器時，檢測的信號輸出到plc輸入端，plc根據(jù)顏色辨別模塊傳到plc上的信號，如果不是紅色工件或者藍色工件和綠色工件三種顏色的工件，plc讓傳送帶10hz速度運行到廢品處理的區(qū)域，然后啟動推桿電機，把工件推到設(shè)定的廢品區(qū)。如果是紅藍綠三種顏色的工件，plc讓傳送帶以30hz運行到傳送帶末端。本設(shè)計硬件上，傳送帶由滾筒和皮帶組成，利用聯(lián)軸器把滾筒和三相減速電機連接在一起，從而帶動傳送帶啟動和停止和調(diào)速，而三相減速電機由plc和變頻器配合通過變頻器的升/降（up/down）頻率運行控制方式來進行調(diào)速，本

9、設(shè)計用的變頻器是匯川變頻器，電機啟動或者停止受變頻器數(shù)字端的正轉(zhuǎn)端控制，只要對正轉(zhuǎn)端通電或者斷電就可以實現(xiàn)啟動和停止，通過變頻器的控制面板可以將變頻器的多功能輸入端子di1di4進行給定和up/down頻率運行控制相應(yīng)的功能參數(shù)進行給定，將變頻器的數(shù)字端子的多功能輸入端子的di1設(shè)置為正傳（fwd）輸入端，di2設(shè)置為up給定，而di3為down給定，只要改變?nèi)齻€端子數(shù)字狀態(tài)就可以實現(xiàn)up/down頻率運行控制方式來進行調(diào)速，這些數(shù)字輸入端與plc的輸出端兩連接，改變相應(yīng)的輸出端子的狀態(tài)就可以實現(xiàn)對變頻器的啟動和停止和up/down頻率運行控制方式來進行調(diào)速。變頻器相應(yīng)的故障報警有ta-tc常

10、開故障繼電器觸點，ta-tc常開觸點與plc的輸入端連接，如果變頻器發(fā)生故障ta-tc常開觸點就會閉合，通知plc報警。顏色傳感器輸出信號到單片機，單片機根據(jù)顏色的種類輸出信號驅(qū)動三極管的基極，使三極管導通，而三極管的集電極連接plc的輸入端，plc就會獲取顏色傳感器輸出的信號。分揀單元由推桿電機和中間繼電器組成，由24v直流開關(guān)電源為推桿電機提供電源，plc輸出口接中間繼電器的線圈的輸入端，而推桿電機的電源輸入端和24v電源和中間繼電器的常開觸點之間相串聯(lián)，改變推桿電機電源正負極就改變推桿電機的推和縮動作，接中間繼電器的目的是保護plc的輸出觸點。安裝有兩個空氣開關(guān)作為設(shè)備的保護，一個作為總

11、開關(guān)，其中一個空氣開關(guān)是保護變頻器的，防止線路短路燒壞變頻器。關(guān)鍵詞：plc；變頻器；顏色傳感器；推桿電機；硬件1 引 言1.1 研究背景日常生活中，人們利用肉眼辨別不同顏色的東西，很多工廠的生產(chǎn)線上是利用人工分揀不同顏色的產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)向高速化、自動化方向的發(fā)展，特別是微機技術(shù)的不斷深入發(fā)展，以微機技術(shù)為平臺的可編程控制器（programmable logical controller）技術(shù)日益智能化和不斷完善，使順應(yīng)各類場所的傳感器連連續(xù)續(xù)的出現(xiàn)，它們憑借穩(wěn)定性極佳、可以承受惡劣的環(huán)境考驗、功能多和操作簡單等優(yōu)秀的特點，非常受自動控制領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)歡迎，扮演工業(yè)自動控制領(lǐng)域不可或缺的地位

12、。顏色分揀在工農(nóng)行業(yè)中應(yīng)用需求高，而在現(xiàn)在的市場經(jīng)濟中，競爭無處不在，各廠家為獲得競爭優(yōu)勢，在技術(shù)上不斷完善和反展、在質(zhì)量上更加安全可靠和在操作上更加方便，從而獲得客戶們更多的訂單。1.2 研究的目的與意義中國制造業(yè)不斷增多，從而對自動化程度要求越來越高，所以在自動化方面必須進行改革以適應(yīng)生產(chǎn)上的需求。顏色分揀系統(tǒng)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的分揀方式。實現(xiàn)自動控制的顏色分揀系統(tǒng)能夠極大的提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，明顯消除靠人眼分揀產(chǎn)生的誤差，有效減少員工的勞動強度并降低能源和資源的損耗。提高生產(chǎn)效率，為自己創(chuàng)造出最大的效益，在生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)失誤，這樣在盡量防止錯誤出現(xiàn)和故障的影響，將會為公司獲取巨大的

13、利益。自動化程度在制造產(chǎn)業(yè)中不斷提高，使用規(guī)模不斷拓展。分揀行業(yè)中自動化操作正在改變著分揀過程的動作方式的加工方法。實現(xiàn)自動分揀的系統(tǒng)可以明顯地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，明顯消除靠人眼分揀產(chǎn)生的誤差，有效減少職工的勞動強度并降低能源和資源的損耗。具備革命意義的自動化扭轉(zhuǎn)著分揀行業(yè)的制造方式及其產(chǎn)品的傳輸形式。設(shè)計和安裝的自動分揀系統(tǒng)，不斷提高分揀行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，從而降低了加工上的誤差和減少了勞動強度，所以自動分揀系統(tǒng)表現(xiàn)出非常明顯的作用。色彩辨別普遍應(yīng)用于各類工業(yè)檢測和自動控制范疇，而生產(chǎn)過程當中一直靠人眼來辨別顏色工作現(xiàn)在已經(jīng)被相關(guān)的顏色傳感器所替換。如：各類物體外觀顏色辨別如產(chǎn)品包

14、裝色標檢測，產(chǎn)品外表特點顏色的檢測，液體溶液顏色轉(zhuǎn)變進程的檢測與控制，能夠應(yīng)用在彩色打印機、醫(yī)療診斷、led檢測、液體顏色識別、電腦彩色監(jiān)控標準、顏色產(chǎn)品加工控制、和油漆、紡織品、化裝品及打印材料的彩色搭配等顏色檢測產(chǎn)品等等。1.2.2 國內(nèi)研究狀況顏色識別的分揀系統(tǒng)應(yīng)用及其廣泛，比如農(nóng)業(yè)上應(yīng)用它來分揀不同顏色的水果，蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品，工業(yè)上那就更多了，涉及顏色的東西都可以進行分類。對于分揀方面中國的研究非常少，而日本在1980年就已經(jīng)依據(jù)工業(yè)發(fā)展需要提出自動分揀的觀點，并且隨后的發(fā)展逐步推進物流的信息化建設(shè)，發(fā)展物流信息管理系統(tǒng)的整體規(guī)劃和建設(shè)，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)使自動分揀系統(tǒng)加快獲得實現(xiàn)和改善，同時對

15、于怎么進一步加快分揀效率和減少物流本錢支付的研究也隨之出現(xiàn)，但關(guān)于我國國內(nèi)物流方面的介紹少之又少，多是因為國內(nèi)物流行業(yè)發(fā)展到大規(guī)模擴張之間的時間較短，所以在分揀體系方面的研究當前來講為數(shù)不多，這方面現(xiàn)有的有關(guān)建樹的文獻資料國內(nèi)也缺乏。近幾年國務(wù)院雖出臺了部分鼓勵物流成長的政策，但國內(nèi)的物流業(yè)仍然處在一個劣勢地位，智能化的分揀體系在國內(nèi)幾乎見不到蹤跡，除郵政和順豐之類如此的物流業(yè)巨頭外，其他的物流企業(yè)仍然還在人工化的分揀方式，沒有政府的資金鼓勵，物流行業(yè)的發(fā)展步伐將很大地受到限制。伴隨我國經(jīng)濟的飛躍，如：各類物體外觀顏色辨別如產(chǎn)品包裝色標檢測，產(chǎn)品外表特性顏色的檢測，液體溶液顏色轉(zhuǎn)變過程的檢測與

16、把握，能夠應(yīng)用彩色打印機、醫(yī)療診斷、led檢測、液體顏色辨別、電腦彩色監(jiān)控指標、顏色產(chǎn)物加工控制、和油漆、紡織品、化裝品及打印材料的彩色搭配等顏色檢測產(chǎn)品等等。我們很多實現(xiàn)了國產(chǎn)化。1.2.3 國外研究狀況 tcs230是由美國taos公司推出的一款能辨別有顏色的物體的傳感器，利用三原色定理，有顏色的物體在可見光的照射下，反射顏色光到顏色傳感器，然后顏色傳感器內(nèi)部對型號進行處理，輸出數(shù)字量的信號，利用微機直接讀取處理。tcs230一出現(xiàn)就迅速占領(lǐng)顏色辨別傳感器領(lǐng)域的市場，也受到廣大用戶的歡迎，特別是加工業(yè)迫切需要這樣的傳感器充當人的眼睛。顏色傳感器性能不斷改進和更新，但作為最早出現(xiàn)的顏色傳感器

17、因為性能穩(wěn)定，在工業(yè)自動化上占有相當高的地位。美國是最先使用條形碼進行物品的分揀，當顏色傳感器的現(xiàn)世，使用顏色分揀各類物體外觀顏色辨別如物體包裝色標檢測，產(chǎn)品外觀特性顏色的檢測，液體溶液顏色變化進程的檢測與把持，發(fā)達國家應(yīng)用顏色傳感器進行顏色辨別和分揀是非常普遍的，加快了自動化應(yīng)用的發(fā)展，同時顏色分揀技術(shù)加快了工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生和文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2 顏色辨別正品分揀系統(tǒng)控制基本概況在系統(tǒng)的總體設(shè)計方面，首先對顏色分揀系統(tǒng)所需各部分零件進行研究和對電路進行設(shè)計；分別有plc、變頻器、三相減速電機、顏色傳感器、51單片機最小系統(tǒng)、推桿電機，光電傳感器，中間繼電器等進行資料上的研究，接著進行傳送帶動力模塊

18、設(shè)計、顏色辨別模塊的設(shè)計、分揀模塊的設(shè)計、系統(tǒng)接線的設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試等。經(jīng)過上述步驟，進行不斷對出現(xiàn)的問題解決和對不足之處修改和完善。2.1 系統(tǒng)的基本功能本系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計有以下功能：（1）對紅，綠，藍三種顏色辨別；（2）對不是紅，綠，藍三種顏色的工件進行廢品分揀；（3）plc和變頻器配合控制三相減速電機調(diào)速。2.2 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)顏色分揀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，控制器采用三菱fx2n系列plc控制，傳感器有光電傳感器和顏色傳感器，傳送帶動力單元有三相減速電機和變頻器，顏色辨別單元有顏色傳感器和單片機以及電壓轉(zhuǎn)換電路等，分揀單元有推桿電機和中間繼電器等。圖2.1 系統(tǒng)總體框圖3 顏色辨別正品分揀

19、系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)主要硬件介紹3.1.1 可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器（programmable logic controller），運用了數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是專為了在工業(yè)環(huán)境使用而設(shè)計的。它選用一種可編程的存儲器，運用其內(nèi)部存儲程序，實現(xiàn)邏輯運算，次序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)使用等面向用戶的指令，方便用戶編程，并經(jīng)過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各類型的機械或生產(chǎn)進程。眾所周知，plc其實就是工業(yè)控制計算機，內(nèi)部輸入輸出接口模塊選用了光電隔離，濾波等抗干擾設(shè)施，來提高plc工作的可靠性，plc被廣泛的應(yīng)用，成為是工業(yè)控制的核心部分。本設(shè)計選用日本三菱公司推出的fx2n系列plc,它

20、是三菱公司小型plc的代表產(chǎn)品之一，具有如下特點1。（1） fx2n是fx系列中功效最強、運轉(zhuǎn)速率最快的plc。（2） fx2n基本指令執(zhí)行時間可達0.08s。（3） fx2n的i/o點數(shù)最高可擴展到256點，而用戶存貯器容量可增大到16k。（4） fx2n系列具有最大范疇的容納了標準特質(zhì)、執(zhí)行程序速度快、通信功能得到改進、電源合適世界各國的標準并且適合單個需求的大批特別功能模塊，靈活性極佳和控制能力好很適合工廠自動化應(yīng)用。選用三菱fx2n-32mr-001型plc作為本次設(shè)計的可編程邏輯控制器，該型plc的外部電源使用電壓為交流220v，頻率為50hz的交流電。它的輸入輸出口都有相應(yīng)的指示燈

21、，剩下四個指示燈應(yīng)用于電源和運行/停止，內(nèi)部鋰電池的電壓和cpu和程序的工作狀況。該型plc有16點i/o漏型輸入，16點i/o繼電器輸出。我國一般采取漏型輸入，即公共端com接負極，plc的i/o輸入口有+24v電壓輸出，如果將按鍵一端用導線連接plc的i/o輸入口，另一端接到輸入公共端com端，當按鍵閉合后就可以形成回路，plc就可以獲取到輸入信號。它的輸出i/o是繼電器輸出，輸出接口模塊采用光電耦合器，抗干擾能力強，且可以驅(qū)動直流30v或交流250v負載，驅(qū)動負載能力大，適合于各類電機和電磁閥及傳感器等負載的控制，而晶體管輸出的plc多用于電子電路的控制。不管plc是繼電器輸出還是晶體管

22、輸出，都是根據(jù)實際情況需要來選取plc。3.1.2 變頻器根據(jù)轉(zhuǎn)速公式知道，對異步電機的調(diào)速有改變轉(zhuǎn)差率s的串級調(diào)速和轉(zhuǎn)子外加電阻調(diào)速，改變電源頻率f1的變頻調(diào)速，改變極對數(shù)p的變極調(diào)速。實踐使用中知道，轉(zhuǎn)子外加電阻調(diào)速要損耗一定的功率，串級調(diào)速只能在低于同步轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行調(diào)速，變極調(diào)速是一級一級的，調(diào)速不方便。所以串級調(diào)速和變極調(diào)速調(diào)速效率低，耗能，不經(jīng)濟等弊端?，F(xiàn)在工業(yè)廣泛用變頻器調(diào)速也就是變壓變頻調(diào)速簡稱變頻調(diào)速。從公式n=60f(1-s)/p能夠發(fā)現(xiàn)，可以改變頻率的方式進行調(diào)速，電機的轉(zhuǎn)速就能連續(xù)、平滑地調(diào)節(jié)。分為基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速。在電機調(diào)速時，希望保持電機每極的磁通率不變，

23、充分利用電機的鐵心，激磁電流和電機的功率因數(shù)均不變，忽略定子漏阻抗壓降時，從反電動勢公式u，可以發(fā)現(xiàn)使電壓和頻率的成比例變化時，所以叫變壓變頻調(diào)速（v/f），本設(shè)計選用的變頻器實現(xiàn)基頻以下的調(diào)速，也就是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。由轉(zhuǎn)矩公式，因為變壓變頻磁通率不變，轉(zhuǎn)子電流不變轉(zhuǎn)子功率因數(shù)0.90.95，由于變化范圍不大可以近似功率因數(shù)不變，所以轉(zhuǎn)矩不變，所以叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。當將頻率上調(diào)時，輸入電壓保持不變，隨著頻率的上升，主磁通逐漸下降，因為轉(zhuǎn)速升高的情況下，認為轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)保持不變，所以公式推演得到，由此可知道隨著頻率上調(diào)，電機的轉(zhuǎn)矩隨著下降。電機的功率為因為等于一常值，所以頻率上調(diào)叫恒功率調(diào)速。

24、變頻器（variable-frequency drive，vfd）是使用變頻技術(shù)與電力電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等構(gòu)成變頻器主要結(jié)構(gòu)。變頻器靠在內(nèi)部igbt的通斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，按照電機的實際需要來供應(yīng)其所需要的電源電壓，繼而實現(xiàn)節(jié)能、調(diào)速的目標，此外，變頻器還有一些保護功能，如過流、過壓、過載保護等等3。變頻器的整流器把工頻電源變換為直流電源。平波回路的功能是在整流器整流后的直流電壓中，包括了電源6倍頻率的脈動電壓，另外逆變器產(chǎn)生的脈動電流影響了直流電

25、壓。為了防止電壓波動產(chǎn)生，選用電感和電容除去脈動電壓（電流）。器件容量小時，若是電源與主電路組成的器件有足夠的余量，可以去掉電感選用簡單的平波回路。逆變器將直流電壓變換為目標頻率的交流電壓，在規(guī)定的時間內(nèi)使6個開關(guān)器件導通、關(guān)斷從而獲得三相交流電輸出。例如電壓型pwm逆變器控制電路：是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路。它主要由相應(yīng)頻率、電壓的運算電路和主電路的檢測電路，和電動機的速度檢測電路，和將控制信號進行增益的驅(qū)動電路，和變頻器和電機的保護電路構(gòu)成6-8。按變頻的環(huán)節(jié)分交-直-交變頻，和交-交變頻。交-直-交變頻是先把工頻交流電經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，接著將直流

26、電轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的交流電。也稱為間接式變頻器，是現(xiàn)在普遍使用的通用型變頻器。交-交變頻，是使工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電，也稱為直接式變頻器。本設(shè)計使用的是通用變頻器也就是交-直-交變頻。交直交變頻器的主電路如圖3.1所示。圖3.1 交直交變頻器的主電路圖本設(shè)計選用匯川公司推出的md300a-s-0.7bc型變頻器，md300a系列是經(jīng)過廣泛的市場調(diào)查的基礎(chǔ)上設(shè)計的高性能，通用型變頻器。主要的性能如下。（1） 它繼承了匯川公司變頻產(chǎn)品的優(yōu)點，具備v/f（變壓變頻）和開環(huán)矢量（svc）兩種控制功能，確保了極好的低頻轉(zhuǎn)矩特性和動態(tài)響應(yīng)好的性能。（2） 輸入額定電壓為單相交流為220v，輸入

27、額定電流為8.2a,輸出電壓為三相380v,輸出額定電流為4.0a。（3） 輸入頻率為50/60hz,輸出頻率為03200hz。（4） 適配電機的功率為0.75kw。（5） 頻率源給定包括面板電位器給定，數(shù)字給定，通訊給定。（6） 直流制動起始頻率為0.050hz,而制動時間為0.036.0s,制動電流值為0.0200.0%，且內(nèi)置制動結(jié)構(gòu)。3.1.3 三相減速電機 減速電動機由減速箱和電動機組成，減速箱有齒輪式的也有蝸桿式的，齒輪式用的比較多。減速機在電動機和減速箱組成的結(jié)構(gòu)來匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，由于減速機要設(shè)定好減速比，所以是一種非常精密的設(shè)備，選用它是為了降低電機輸出的轉(zhuǎn)速，增加電

28、機輸出的轉(zhuǎn)矩。減速箱的外殼使用金屬殼體，里面的器件有齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成，一般用在減速傳動裝置中如用作原動機和工作機之間。在一切輸出轉(zhuǎn)速的裝置中起匹配轉(zhuǎn)速和傳送轉(zhuǎn)矩的功能，在現(xiàn)代工業(yè)中使用非常普遍。減速電機具有如下主要性能。 （1）低能耗,功能強大,使得減速機效率非常高,且抗干擾能力強。 （2）通用性高,維修簡單,維護成本少,尤其是生產(chǎn)線,只要備用減速箱內(nèi)部幾個零件即可確保整線正常生產(chǎn)。 （3）選用新式密封零件,維護性能好,對環(huán)境適應(yīng)性高,能在有腐蝕、潮濕等惡劣環(huán)境中持續(xù)工作。 （4）降速同時提高輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩輸出比例按電機輸出乘減速比，注意不能超出減速機額定轉(zhuǎn)矩。 （5）

29、降速時因為轉(zhuǎn)矩增大了，減少了負載慣量，慣量的減少的量為減速比二次冪。 本設(shè)計的傳送帶滾筒的半徑為3.5cm,質(zhì)量為2.35kg,滾筒轉(zhuǎn)動的最小力矩可由力矩公式（3.1）得到。 (3.1)得滾筒轉(zhuǎn)動的最小力矩為0.806n.m。市場上賣的小型三相減速電機最小功率有20w和25w和40w的三相減速電機，異步電機的轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)公式（3.2）求得。 （3.2） 根據(jù)廠家提供的三相異步電機的額定轉(zhuǎn)速為1350r/min,通過計算20w和25w和40w的異步電機的轉(zhuǎn)矩分別為0.142n.m,0.177n.m，0.283n.m，根據(jù)經(jīng)濟性和設(shè)計的需要我們選用了25w的三相異步電機，速比=電機輸出轉(zhuǎn)數(shù)減速機輸

30、出轉(zhuǎn)數(shù) (速比也稱傳動比)，而通過和滾筒轉(zhuǎn)動的最小力矩和25w異步電機的轉(zhuǎn)矩相除得最小減速比為約等于5,也就是說要想25w三相減速電機拉動傳送帶，所選的減速箱的減速比要大于5。根據(jù)設(shè)計的需要，選擇了減速比為50的減速箱。25w三相異步電機的參數(shù)如表3.1所示，減速比為50的減速箱的參數(shù)如表3.2所示。表3.1 25w三相異步電機參數(shù)編 號 參數(shù)內(nèi)容 數(shù) 值1 齒軸型號4ik25gn-y2 額定出力（w）253 電壓（v）3220/3804 頻率（hz）50/605 極數(shù) （p）46 起動轉(zhuǎn)矩（kg.cm）4.77 額定轉(zhuǎn)矩（kg.cm）2.058 額定電流（a）0.2/0.129 額定轉(zhuǎn)速（r

31、/min）1350表3.2 減速箱的參數(shù) 編 號 參數(shù)內(nèi)容 數(shù) 值1 減速比502 最大容許轉(zhuǎn)矩61.8kg.cm3 50hz額定轉(zhuǎn)速30r/min3.1.4 tcs230顏色傳感器 tcs230顏色傳感器是taos公司推出的一種可以辨別顏色的傳感器,技術(shù)先進，性能出眾，tcs230顏色傳感器一出現(xiàn)就迅速占領(lǐng)了這一領(lǐng)域，電路結(jié)構(gòu)簡單，能輸出數(shù)字量功能，在沒有a/d轉(zhuǎn)換電路情況下可以實現(xiàn)每個顏色信道10位以上轉(zhuǎn)換精度，使電路結(jié)構(gòu)更簡單，方便使用，所以tcs230顏色傳感器得到廣泛的使用，且不斷改進不足之處，引領(lǐng)潮流。taos公司不斷改正tcs230顏色傳感器的缺點，推出tcs3200顏色傳感器，

32、這款傳感器讓taos公司繼續(xù)處于市場競爭優(yōu)勢地位。在使用顏色傳感器時，先將顏色傳感器白平衡調(diào)節(jié)，接著系統(tǒng)調(diào)試時，將要檢查的物體用顏色傳感器檢測，記下相應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)，重復(fù)多次，將得出的數(shù)據(jù)求最小值和最大值，然后在編程時可以根據(jù)最小值和最大值這個范圍將其它顏色數(shù)據(jù)排除掉。圖3.2是tcs230顏色傳感器的引腳和功能框圖。 依據(jù)三原色理論可以知道,每種顏色是由不同比例的三原色(紅、綠、藍)混合而組成的。假如知道組成各種顏色的三原色的值,從而可以得出所測試物體的顏色。當確定一個顏色濾波器時，而其他原色則會被過濾掉。例如:選用藍色濾波器，入射光中唯有藍色可以通過,綠色和紅色都被過濾掉了，這樣就能夠獲得藍

33、色光的光強；同理，選用其他的濾波器，就能夠獲得藍色光和綠色光的光強。經(jīng)過這三個值,就能夠分析投射到tcs230傳感器上的顏色光。從圖3.2可知：當tcs230上有入射光投射到時,經(jīng)過光電二極管控制引腳s2、s3的二進制組合,當電流通過不同的濾波器時，頻率轉(zhuǎn)換器輸出不同頻率的方波(占空比是50%),所以不同的顏色與光強對應(yīng)不同頻率的方波：或者經(jīng)過輸出定標控制引腳s0、s1,選取不同的輸出比例因子,調(diào)整輸出頻率范圍,可以達到不同的需求。圖3.2 tcs230的引腳和功能框圖表3.3和表3.4給出了tcs230芯片各個引腳的功能及它的二進制組合選項。選取輸出比例因子或電源關(guān)斷模式可以通過s0、s1組

34、合實現(xiàn)；s2、s3二進制組合可以選取濾波器的類型；當需要控制輸出的信號狀態(tài)或者作為片選信號時，將頻率輸出使能引腳oe改為低電平即可，片選信號是在當有多個芯片引腳共用微處理器的輸入引腳時實現(xiàn)；vcc為芯片供應(yīng)運行工作電壓，out是頻率輸出引腳，gnd是芯片的接地引腳。表3.3 s0、s1的組合選項s0s1 輸出頻率定標ll關(guān)斷電源lh20% 續(xù)表3.3s0s1 輸出頻率定標lh20%hl100%hh關(guān)斷電源表3.4 s2、s3的組合選項s2s3濾波器選項ll紅色lh藍色hl無hh綠色3.1.5 stc89c51單片機單片機由控制器和運算器和存儲器和輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成，而由控制器和運算器

35、組成集合體叫中央處理器（cpu），而cpu和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（ram）和內(nèi)部程序存儲器（rom）和定時器/計數(shù)器和串行口和中斷控制系統(tǒng)組成單片機總線結(jié)構(gòu)，如圖3.3所示。而stc89c51單片機是宏晶科技推出的新一代強干擾，高速低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期等功能，在質(zhì)量還是技術(shù)上都比8051領(lǐng)先11。圖3.3 單片機總線結(jié)構(gòu) 單片機最小系統(tǒng)也叫最小應(yīng)用系統(tǒng),如圖3.4所示，也就是用最少的元件構(gòu)成的單片機能夠工作的系統(tǒng)。對51系列單片機來講,最小系統(tǒng)通常應(yīng)當包括:單片機、晶振電路、復(fù)位電路。復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻組成，當系統(tǒng)的電源得電后,

36、rst腳將會變?yōu)楦唠娖?這個高電平保持的時間由電路的rc值來確定.通常單片機都是當rst引腳輸入高電平后將保持兩個機器周期以上完成復(fù)位。為了精確地獲得9600波特率和19200波特率，晶振選取應(yīng)取11.0592mhz。構(gòu)造單片機系統(tǒng)都從單片機最小系統(tǒng)開始構(gòu)造，可以說一個復(fù)雜的單片機系統(tǒng)都是單片機最小系統(tǒng)的擴展，所以單片機最小系統(tǒng)顯得非常重要。圖3.4 單片機最小系統(tǒng)3.1.6 推桿電機推桿電機是一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)，推桿電機由驅(qū)動電機、減速齒輪、螺桿推桿、滑座、彈簧、外殼及渦輪、微動控制開關(guān)等構(gòu)成，能夠達到遠距離控制、集中控制的作用。它的工作原理是電動機通過齒輪減速后，齒輪帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生

37、直線運動，如搖桿或連桿等單元可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、搖動等復(fù)雜動作?；蛘吒淖兏軛U力臂大小，能夠增大行程。按實際情況來選擇推桿電機的速度和行程，而氣缸的速度明顯加快，但推桿電機力矩是氣缸的幾十倍，且速度很穩(wěn)定。推桿電機在一定行程范圍內(nèi)作往返動作，通常推桿電機行程根據(jù)實際需要來選擇行程，如果沒有合適的行程，可以依據(jù)不同應(yīng)用情況要求設(shè)計定做。推桿電機能夠依據(jù)不同的運行負荷來設(shè)計不同推力的推桿電機，通常其最大推力達到6000n，空載情況下運轉(zhuǎn)速率為4mm35mm/s,推桿電機的動力源一般是24v/12v直流永磁電機，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往返運動。穩(wěn)定性好，大力矩，所以推桿電機執(zhí)行單元比氣動執(zhí)行單元有顯著節(jié)能

38、優(yōu)點，應(yīng)用在各行各業(yè)中，得到廣泛的應(yīng)用。所以本設(shè)計選用推桿電機執(zhí)行傳送帶的推料動作，應(yīng)用在廢品的分揀過程中，根據(jù)設(shè)計需要選用輸入電源為24v直流電壓，行程為100mm，速度為9mm/s的推桿電機。3.1.7 光電傳感器光電傳感器是主要由光源、光學通路和光電元件三部分構(gòu)成的一類作為檢測單元的傳感器。光電傳感器又可以分為發(fā)送器、接收器和檢測電路構(gòu)成，它的工作過程是將發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，光束持續(xù)地發(fā)射，當光束發(fā)生變化，將被測量的變化轉(zhuǎn)化為光信號的變化，然后利用光電元件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。接收器由光電二極管或者光電三極管或者光電池構(gòu)成。接收器的前面需要用到裝有光學元件如透鏡和光圈等。而檢測電路在

39、其后面，能過濾出有用信號和使用該信號，光電傳感器又可分為對射型和漫反射型12。對射式光電傳感器：發(fā)射器和接收器在同一直線上，且彼此分開，當發(fā)射器發(fā)射出的光束被阻擋時，接收器沒有接受到光束，接收端在信號線上輸出一個開關(guān)信號，它們之間的距離最高可達50米遠間隔。特點：作用距離大，抗干擾能力強，能夠安全可靠地在野外或者有塵埃的環(huán)境中也可以應(yīng)用；該設(shè)備的價格高，由于發(fā)射器和接收器需要接電源，造成損耗高，發(fā)射端和接收端都需要敷設(shè)電纜，透明的物體不能辨別12。 漫反射型光電傳感器：當傳感器啟動后，能發(fā)射光束，照射到目標上，使目標產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器集合在單一的標準結(jié)構(gòu)，當接收器接受到充足的組合光返回

40、時，傳感器在信號線上輸出開關(guān)信號，作用距離的一般可達到到3米。特點：目標表面性質(zhì)和和顏色對目標的反射能力影響很大，而目標的反射能力決定有效作用距離，起重要的作用；當傳感器的反射端和接收端由單個元件構(gòu)成時，一般是能夠?qū)崿F(xiàn)粗定位；選用背景抑制功能可以調(diào)節(jié)測量距離；對目標上的塵埃敏感和對目標變化了的反射性能敏感12。本設(shè)計選用對射式光電傳感器，設(shè)計之初，選擇檢測距離是10cm漫反射式光電傳感器，但發(fā)現(xiàn)漫反射式光電傳感器檢測距離超出了它規(guī)定的檢測距離，達到17cm，引起的誤差很大。最后決定選擇了對射式光電傳感器作為顏色辨別箱內(nèi)的工件到來檢測，對射式光電傳感器的檢測距離取決于發(fā)射端和接收端的距離，它檢測

41、距離可達50米，而本設(shè)計不需要長距離檢測，最重要是使用它能設(shè)定檢測距離這個優(yōu)點，并且它比漫反射式的抗干擾能力和穩(wěn)定性都增強，可以設(shè)定好檢測距離為10cm，很大程度減少了誤差，抗干擾增強，彌補了漫反射式光電傳感器的不足。而本次設(shè)計將漫反射式光電傳感器用在檢測距離要求不高的地方，如傳送帶始端和尾端工件位置檢測，兩種光電傳感器的電源由直流24v電源提供，npn型三線輸出，光電傳感器的電源不用plc提供的24v直流電源，采用外部直流24v開關(guān)電源提供電壓，保護plc輸入i/o口，光電傳感器的接受器和發(fā)射器電路圖如圖3.5所示。 (a) (b)圖3.5 對射式光電傳感器的電路圖(a) 接收器;(b）發(fā)射

42、器3.1.8 直流24v開關(guān)電源 開關(guān)電源是使用的是脈沖寬度調(diào)制（pwm）技術(shù)，為了達到設(shè)置的電壓值和保持穩(wěn)定輸出電壓，可以通過控制開關(guān)管的導通和關(guān)斷的時間比值也就是占空比實現(xiàn)。pwm開關(guān)電源利用功率晶體管不斷工作在導通與關(guān)斷的狀態(tài)，由這兩種狀態(tài)可以看出，功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流小）功率器件上的伏安乘積便是功率半導體器件上所產(chǎn)生的消耗13。 脈沖的占空比通過調(diào)節(jié)開關(guān)電源的控制器來實現(xiàn)。對輸入的電壓斬成交流方波，其幅值也就可以通過增加或減少變壓器的二次繞組數(shù)就能夠增加或者降低輸出的電壓值。所以這些交流波形再通過整流和濾波后就獲得穩(wěn)定的直流輸

43、出電壓13?？刂破鞯闹饕猛臼菫榱吮３州敵鲭妷旱姆€(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器差不多。即控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，能夠設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器一樣功能。它們結(jié)構(gòu)存在差異，在驅(qū)動功率管之前，誤差放大器的輸出（誤差電壓）就要通過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元13。本設(shè)計選取直流24v電源，設(shè)計之初，考慮到需要直流24v電源的各種用電設(shè)備額定電流，所以在買24v直流電源的額定電流留下很大裕度，選取了額定電流為10a的24v直流電源，功率為240w。足夠驅(qū)動光電傳感器，推桿電機等設(shè)備。利用電力電子技術(shù)的24v直流電源能提供優(yōu)質(zhì)的電壓，質(zhì)量都得到很大保證。系統(tǒng)使用了外部直流24v電源大大方便了光電

44、傳感器，推桿電機等用電需要，而不用plc里面的內(nèi)部24v電源，因為plc里面的內(nèi)部24v電源額定電流低于1a，而推桿電機的額定電流是1a，光電傳感器的額定電流是300ma，而本設(shè)計需要6個光電傳感器，所以plc里面的內(nèi)部24v電源的功率不足提供這么多用電設(shè)備。3.1.9 空氣開關(guān)空氣開關(guān)是斷路器的一種，具有過流保護的作用，只要電路的電流超過空氣開關(guān)斷路器的額定電流就會使空氣開關(guān)斷路器迅速跳閘，從而保護用電設(shè)備的安全?？諝忾_關(guān)還有另一些功能比如能完成接觸和分斷電路的作用，如開關(guān)一樣，可以對過載和欠電壓等進行保護，也能夠作為電機不頻繁的啟動和停止操作?？諝忾_關(guān)具有控制和多種保護作用，被普遍應(yīng)用在低

45、壓配電網(wǎng)絡(luò)中以及電力拖動系統(tǒng)中且扮演非常重要角色?？諝忾_關(guān)的結(jié)構(gòu)由觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)和脫扣系統(tǒng)組成，如圖3.6所示。 dz47系列小型斷路器的頻率為交流50/60hz,額定工作電壓為240v及以下，最大額定電流可達60a。 dz47系列小型化斷路器組成特點由塑料外殼、操作機構(gòu)、觸頭滅弧系統(tǒng)、脫扣機構(gòu)等構(gòu)成。外殼選用了高阻燃、高強度的特種塑料。觸頭滅弧結(jié)構(gòu)采取了特殊的導弧角和過道滅室，從而獲得出色的限流特點。在現(xiàn)代建筑物的電氣線路及設(shè)備的過載、短路保護中人們廣泛選用dz47系列空氣開關(guān)，另外也被用在線路的不頻繁操作及隔離。本設(shè)計要對系統(tǒng)進行過載和欠電壓等進行保護，所以購買了三個2p，交流220v

46、輸入的dz47系列小型斷路器，其中dz47le-32 c32空氣開關(guān)作為總的過電流保護，剩下兩個空氣開關(guān)都接在它的輸出端，dz47le-60 c20空氣開關(guān)作為plc和24v直流開關(guān)開源等的過電流保護，由于變頻器需要一個電流保護設(shè)備，所以加了一個空氣開關(guān)在變頻器的電源輸入電路中，變頻器是單相220v電壓輸入，輸入的額定輸入電流是8.2a，選擇交流220v電壓和額定電流為10a的空氣開關(guān)作為保護變頻器的設(shè)備，所以選取了正泰dz47le-32 c10型的空氣開關(guān)。圖3.6 空氣開關(guān)斷路器的結(jié)構(gòu)組成3.1.10 中間繼電器 中間繼電器(intermediate relay)主要用于繼電保護和自動控制

47、系統(tǒng)中，目的是增加觸點數(shù)和容量。它常用在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器和交流接觸器的的結(jié)構(gòu)和原理類似，與接觸器的不同的是接觸器的主觸頭能夠承受大電流，而中間繼電器的觸頭則只允許小電流流過。因此，它多被用在控制電路中。因為過載能力比較小，通常是沒有主觸點的，所以輔助觸頭數(shù)目很多。中間繼電器的現(xiàn)在用字母k表示，以前采用ka表示。通常采用直流電源，也有用交流供電。中間繼電器的工作原理跟一般繼電器一樣，都是將鐵心繞有線圈，通電將銜鐵吸取，銜鐵帶動相應(yīng)常開常閉觸點動作。線圈繞在u形鐵心上，鐵心上頭有一個可以活動的銜鐵，鐵心兩側(cè)安裝有兩排觸點彈片。在失電的情況下觸點彈片會使銜鐵恢復(fù)原位，能使銜鐵和鐵心

48、之間保持一定空間。當氣隙間的電磁力矩小于反作用力矩時，銜鐵被吸向鐵心移動，此時銜鐵壓住動觸點彈片，使相應(yīng)的常閉觸點斷開而常開觸點閉合，實現(xiàn)繼電器工作過程。當失電時，電磁力矩消失，觸點彈片的反作用力矩，從而使觸點與銜鐵恢復(fù)到初始位置，下次工作過程也一樣。本繼電器的u形鐵心選用雙鐵心結(jié)構(gòu)，也就是在兩個邊柱上面都繞有一定的線圈。有些裝設(shè)一個線圈，而有些可依據(jù)實際情況在另一個鐵心上裝設(shè)用以保持線圈或延時用阻尼片等。一般繼電器大多都是用一個鐵心。本設(shè)計選用直流24v，兩開兩閉的中間繼電器，作用是將光電傳感器信號輸出線和從光電傳感器電源負極接在外部24v直流電源的負極線引出一條線接在中間繼電器的一個常開觸

49、點中實現(xiàn)電壓隔離，因為plc內(nèi)部24v電源電流最大值是800ma，實現(xiàn)電壓隔離就是為了避免使用plc輸出的24v電源造成plc輸出電流不足，還有就是保護plc的輸出觸點，還用于plc輸出端和推桿電機相連接，更好實現(xiàn)了對推桿電機的控制。 (a) (b) (c)圖3.7 繼電器表示的符號(a) 常開觸頭;(b）常閉觸頭;(c) 線圈3.2 傳送帶的動力模塊本設(shè)計的傳送帶由三相減速電機拖動，而三相減速電機由plc和變頻器配合控制，利用plc的i/o輸出端連接變頻器的數(shù)字端，然后通過變頻器升/降方式來對三相減速電機來調(diào)速，連接方式如圖3.8所示。圖3.8 傳送帶動力系統(tǒng)連線圖3.2.1 變頻器運行升/

50、降頻率控制變頻器的頻率源有數(shù)字設(shè)定和多段速設(shè)定，選擇數(shù)字設(shè)定的頻率的升/降（up/down）給定，頻率的升/降（up/down）給定，up/down功能是指通過變頻器的數(shù)字量端口的通/斷來控制變頻器的頻率升/降而進行給定。大部分變頻器是通過多功能輸入端口進行數(shù)字量的up/down給定的，通過up/down頻率控制，使傳送帶在運行過程中可以實現(xiàn)加減速運行，從而使工件有效率的傳送。根據(jù)匯川md300a-s-0.7bc變頻器的使用手冊知，通過在變頻器設(shè)定好數(shù)字端子多功能輸入端子up/down的設(shè)定，第一步，將di1端子設(shè)為正轉(zhuǎn)給定，di2設(shè)為up給定，di3設(shè)為down給定，使用手冊規(guī)定電機啟動必須

51、要使正轉(zhuǎn)給定端子通電，方可使電機起動，電機停止也是通過對正轉(zhuǎn)給定端子斷電方可停止電機，所以多功能輸入端子必須對正轉(zhuǎn)給定。變頻器的數(shù)字端的com端要接plc輸出端的com端，因為變頻器的數(shù)字端的com端是所有數(shù)字信號的公共端，且輸出+24v直流電壓，plc輸出端和變頻器數(shù)字端直接可以連接，不需外加電源，plc和變頻器的連線如圖3.9所示。第二步，我們通過變頻器的控制面板對up/down功能的一些相應(yīng)參數(shù)進行給定，如f3-01代號是對up/down速率的給定，設(shè)定范圍為0.01hz/s100.0hz/s.具體的設(shè)定如表3.5所示。圖3.9 plc和變頻器的電路圖表3.5 up/down頻率運行控制

52、相應(yīng)參數(shù)設(shè)定參 數(shù)參數(shù)內(nèi)容參數(shù)說明f0-00控制方式v/f控制f0-01命令源選擇端子運行命令通道（led滅）f0-02頻率源選擇數(shù)字設(shè)定（記憶）f0-03di1端子功能選擇正轉(zhuǎn)運行（fwd）f0-04di2端子功能選擇端子upf0-05di3端子功能選擇端子downf0-06di4端子功能選擇故障復(fù)位（reset） 續(xù)表3.5 參 數(shù)參數(shù)內(nèi)容 參數(shù)說明f0-07端子up/down速率上升速度/下降速度 plc輸出端和變頻器的數(shù)字端連接好后，且up/down相應(yīng)的參數(shù)給定好后，只要對di1和di2和di3實現(xiàn)相應(yīng)的通和斷就可以實現(xiàn)up/down功能，如要想以30hz運行電機，而up/down速

53、率的給定為5hz/s，則對di2的up給定通電6s后，變頻器加速到30hz運行，此過程di1正轉(zhuǎn)給定和di2一起得電，達到20hz運行時，di2斷電。此時我們想要減速到20hz運行，我們將di3的down端子給定通電2s時間后，變頻器就運行到20hz了。如果想停止電機，只需將di1正轉(zhuǎn)給定斷電就可以實現(xiàn)自由停車。表3.4數(shù)字設(shè)定中的記憶是指變頻器掉電時，變頻器的當前設(shè)定頻率值記憶在機器內(nèi)，再上電時，將該記憶值作為預(yù)置頻率值。up/down功能的頻率給定的優(yōu)點是非常突出的。up/down端子頻率給定屬于數(shù)字量給定，精度較高，因為數(shù)字量控制，所以不受線路電壓降的影響，抗干擾能力強，適合遠距離操作，

54、調(diào)節(jié)簡便且不易損壞，可靠性好，主要用于遠距離和多地控制，工業(yè)上的天車和起重機械，深水泵，生產(chǎn)線的操作臺等，運用非常廣泛。3.2.2 變頻器的主電路圖和控制電路圖變頻器的主電路是l1和l2接單相220v，50hz的交流電，且變頻器的電源輸入端要加一個保護裝置如空氣開關(guān)斷路器實現(xiàn)對變頻器的過流保護和過載保護，空氣開關(guān)不可以當做變頻器的開關(guān)來使用，否則會損壞變頻器。根據(jù)匯川md300a-s-0.7bc的使用手冊知變頻器的l1和l2，u、v、w端可以不考慮相序，本設(shè)計的l1端接交流220v的火線，l2端接交流220v的零線。變頻器的輸出端u、v、w接三相減速電機，有星形接法和三角形接法，根據(jù)電機廠家給

55、出的三相220v接線和三相380v接線方式如圖3.10所示。選擇使用三相220v的接法，也就是星形接法。由于本設(shè)計的三相減速電機的功率才25w，用星形接法。變頻器的主電路如圖3.11所示。變頻器的控制電路圖的連接根據(jù)up/down頻率運行控制和變頻器故障報警來連接控制電路圖，如圖3.12所示。up/down頻率運行控制要求設(shè)定好多功能輸入端子的設(shè)定，將di1設(shè)為正轉(zhuǎn)給定，di2為up給定，di3為down給定，通過對多功能輸入端子實行相應(yīng)的通和斷就可以實現(xiàn)up/down頻率運行控制，也就是對傳送帶的調(diào)速控制。變頻器的故障報警由ta-tb和ta-tc為故障繼電器觸點，ta-tb為故障繼電器的常閉

56、觸點，ta-tc為常開觸點，我們將ta與plc的輸入com連接，而tc與x10相連接。di4為故障復(fù)位設(shè)定，當變頻器出現(xiàn)故障時，ta-tc為常開觸點閉合，plc通過程序?qū)梢詫i4接通對變頻器進行復(fù)位操作。在對plc和變頻器的主電路和控制電路的接線，主電路的電線選擇使用的線芯規(guī)格為2.55mm2，因為主電路變頻器的輸入電壓是220v，輸出是380v，所以主電路的電線要求能承受380v電壓，而控制電路電壓是直流24v電壓，所以電線相對主電路的電線線芯小很多，控制電路的電線的線芯規(guī)格是1mm2。不同電路的電線顏色也有要求，火線電線顏色是紅色，零線的電線顏色是藍色，三相電路中u使用的電線是紅色，v使用的電線是綠色，w使用的電線是黃色，且對接好的電線貼好標簽，電路出現(xiàn)錯誤時候方便檢查，接好電路后需要檢查電線是否接觸不良防止斷路。 (a) (b)圖3.