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(毕业设计全套)电动阀门控制器的设计(打包下载)

的延时动断触点来断开主电路,控制电动机正转,反转的时间即开启阀门或闭合阀门的时间。但实际工作过程中因为各种摩擦损耗因素,实际情况并不是我们理论上所能精确控制的。方案二在阀杆的输出端用锥齿轮将运动导出,然后算出锥齿轮与阀杆之间的传动比,这时候在锥齿轮的输出轴上串联个凸轮,拧阀门的把手,分别到阀门完全开启闭合的位置,记下两处的位置,在两处加上限位感应机构,当运动经减速器传到输出轴的时候,凸轮碰到限位机构的挡块,这时候将这个信号传给处理器,继电器动作,去驱动电动机,实现电动机的正反转或停的状态。方案三利用编码器对输出轴转动的圈数进行计数,将阀门的分开度显示出来,送到控制器,然后结合的高速计数器指令,高速比较置位指令对控制器进行反馈信号。这种方案相对方案三而言更加精确,并且机械部分比方案三更加简洁,控制器部分容易修改重新利用,整个系统可修复性强。所以选择以编码器对整个系统进行反馈控制电机动作,接下来详细对编码器的工作原理以及与的连接方式,程序进行介绍。编码器的选择利用电磁感应原理将两个平面型绕组之间的相对位移转换成电信号的测量元件,用于长度测量工具。感应同步器俗称编码器光栅尺分为直线式和旋转式两类。前者由定尺和滑尺组成,用于直线位移测量后者由定子和转子组成,用于角位移测量。年美国的特利普等在美国取得感应同步器的专利,原名是位置测量变压器,感应同步器是它的商品名称,初期用于雷达天线的定位和自动跟踪导弹的导向等。在机械制造中,感应同步器常用于数字控制起床加工中心等的定位反馈系统中和坐标测量机镗床等的测量数字显示系统中。它对环境条件要求较低,能在有少量粉尘油雾的环境下正常工作。定尺上的连续绕组的周期为毫米。滑尺上有两个绕组,其周期与定尺上的相同,但相互错开周期电相位差。感应同步器的工作方式有鉴相型和鉴幅型的两种。前者是把两个相位差频率和幅值相同的交流电压和分别输入滑尺上的两个绕组,按照电磁感应原理,定尺上的绕组会产生感应电势。如滑尺相对定尺移动,则的相位相应变化,经放大后与和比相细分计数,即可得出滑尺的位移量。在鉴幅型中,输入滑尺绕组的是频率相位相同而幅值不同的交流电压,根据输入和输出电压的幅值变化,也可得出滑尺的位移量。由感应同步器和放大整形比相细分计数显示等电子部分组成的系统称为感应同步器测量系统它的测长精确度可达微米毫米,测角精度可达。按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每个位置对应个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。旋转编码器是种光电式旋转测量装置,它将被测的角位移直接转换成数字信号高速脉冲信号。编码器的选取要符合两个方面,是接收的最高脉冲频率,二是进给的精度。我选用旋转编码器,旋转编码器是种光电式旋转测量装置,它将被测的角位移直接转换成数字信号高速脉冲信号。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给,利用的高速计数器对其脉冲信号进行计数,以获得测量结果。不同型号的旋转编码器,其输出脉冲的相数也不同,有的旋转编码器输出三相脉冲,有的只有相两相,最简单的只有相。输出两相脉冲的旋转编码器有条引线,其中条是脉冲输出线,条是端线,条是电源线。编码器的电源可以是外接电源,也可直接使用的电源。电源端要与编码器的端连接,与编码器的电源端连接。编码器的端与输入端连接,两相脉冲输出线直接与的输入端连接,连接时要注意输入的响应时间。有的旋转编码器还有条屏蔽线,使用时要将屏蔽线接地。从接近开关光电开关到旋转编码器,工业控制中的定位,接近开关光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用。可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优点就突出了除了定位,控制室还可知道其具体位置拳头大小的个旋转编码器,可以测量从几个到几十几百米的距离,个工位,只要解决个旋转编码器的安全安装问题,可以避免诸多接近开关光电开关在现场机械安装麻烦,容易被撞坏和遭高温水气困扰等问题。由于是光电码盘,无机械损耗,只要安装位置准确,其使用寿命往往很长除了定位,还可以远传当前位置主要的安装维护损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。如上所述优点,旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。旋转增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。比如,打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理,每次开机,我们都能听到噼哩啪啦的阵响,它在找参考零点,然后才工作。这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零开机后就要知道准确位置,于是就有了绝对编码器的出现。绝对型旋转光电编码器,因其每个位置绝对唯抗干扰无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度长度测量和定位控制。绝对编码器光码盘上有许多道刻线,每道刻线依次以线线线线。。。。。。编排,这样,在编码器的每个位置,通过读取每道刻线的通暗,获得组从的零次方到的次方的唯的进制编码格雷码,这就称为位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的,它不受停电干扰的影响。绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性数据的可靠性大大提高了。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是同步串行输出。从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯的编码,当转动超过度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯的原则,这样的编码器只能用于旋转范围度以内的测量,称为单圈绝对式编码器。如果要测量旋转超过度范围,就要用到多圈绝对式编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另组码盘或多组齿轮,多组码盘,在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯不重复,而无需记忆。多圈编码器另个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中。本设计中控制器受编码指令,把指令变化成具体脉冲数传输给驱动器的中枢性器件。所以我选用的是宜科多圈式绝对旋转编码器。编码器是宜科的系列,是代表法兰式,代表轴径,代表供电,分辨率是每转每相输出个脉冲的。通过验正可以知道此分辨率可以满足上面两个条件。验证所需的参数电机最高转速是转分转秒门高是。本系统脉冲最高频率转秒个转两相。由于此工程中对编码器的两相脉冲进行了分别计数,使用了两个高速计数器,且在程序中应用了高速比较置位指令,则此可处理的最高脉冲频率为千赫,千赫大于千赫,因此满足要求。编码器的安装使用绝对型旋转编码器的机械安装使用绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装低速端安装辅助机械装置安装等多种形式。高速端安装安装于动力马达转轴端或齿轮连接,此方法优点是分辨率高,由于多圈编码器有圈,马达转动圈数在此量程范围内,可充分用足量程而提高分辨率,缺点是运动物体通过减速齿轮后,来回程有齿轮间隙误差,般用于单向高精度控制定位,例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端,马达抖动须较小,不然易损坏编码器。低速端安装安装于减速齿轮后,如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后节减速齿轮轴端,此方法已无齿轮来回程间隙,测量较直接,精度较高,此方法般测量长距离定位,例如各种提升设备,送料小车定位等。而在般的开关阀门控制中,阀杆的转动圈数就有几十圈,再考虑到与电动机的传动比,所以不是合将编码器直接连到电动机的输出轴上,本设计在阀杆处连出锥齿轮,然后将编码器的轴与锥齿轮的输出轴相连此处不可忽略锥齿轮与阀杆的传动比。的选择首先确定的输入输出点数及分配情况。开启关闭阀门要分别各用个输入点,调试要用输入点,防开启关闭阀门的时候超出行程范围。要分别各用个输入点,停止要用个输入点,高速计数器要占用两个输入点,合计要用个输入点。驱动电机正转要用个输出点,驱动电机反转要用个输出点,合计要用个输出点。共计输入点输出点。因没有用到脉冲输出,只用继电器控制阀门电机的正反转,所以选用继电器输出型,再加上电源方便提取,因此要选用交流输入型。在这里我选用三菱的可编程序控制器,由于输入要有点,输出要点,所以我选用,的输入点有点,点继电器输出交流供电,它带有高速计数器指令,高速计数器等功能,另外此系列的高速计数器具有处理频率高达千赫的脉冲的能力,再加上的性价比高,因此选用完全可以满足开启关闭阀门的要求。开门机需要的输入输出点分配如下脉冲输入脉冲输入关闭开启停止调试关闭开启程序编写此工程中程序的难点主要在于数据的记忆与比较处理上。在阀门的开关工作过程中,要用个开启按钮或关闭按钮分别设定开启阀门的上限位和关闭阀门的下限位,还要用同个开启按钮或关闭按钮来控制阀门的开启和闭合。为了简化程序中的计算,采用了两个高速计数器和。通过增减计数方式计算开阀门关阀门进行的脉冲数,再把开启关闭的脉冲数分别储存到的数据寄存器,中。用于计数正常工作中的开启关闭脉冲数。当关闭阀门时,减计数的脉冲数等于中的数据时,常闭触点断开,阀门关闭到位自动停止。当开启阀门时,增计数的脉冲数等于中的数据时,常闭触点断开,开启到最大位置时自动停止。设定开启关闭阀门上下限的控制程序段见下图开启,关闭阀门动作的控制程序段见下图另外,还要用到子程序调用指令,。在进行阀门开关过程中的上下限设定时就调用设定开启关闭阀门上下限的控制程序段,设定完成后返回主程序执行。操作说明在设定关闭阀门限位时,要先按住,再按点动门到合适的下限位置时,先松掉,在没设定关闭阀门下限位时不能松掉调试按钮在设定上限限位时,也要先按住调试按钮,再按点动门到合适的上限位置,再松掉,最后才能松掉.在设定上下限的动作中千万不要松开。否则不能完成设定阀门限位记忆。在工作中按停止,驱动电机中间停止,或紧急停止。在阀门停止时,由电动控制器原本有的机械离合器自动制动停机,并锁住电机轴,确保阀门不会因为惯性继续开启或是关闭。还可以利用手动链条离合器,在控制系统坏了,或没电时,可以用手拉动链条,使离合器分离,并带动电机主轴旋转,从而带动门的主轴旋转,完成开启或关闭阀门动作。在开启或关闭阀门过程中,都有程序定位保护,当门开或关到程序记忆的数值时使电机停止,完成开门或关门动作,但万系统故障没有停机时,还可以在阀门的上下两个限位安装超程开关完成停机动作,确保阀门不会扭转过度而使电机过载。还有在电机主电路有短路和过载保险进行保护。通过上述的设计过程,与现在市场上广泛用的单片机电

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