Совершенствование системы контроля длины заготовки установки для гибки прутков (стр. 3 из 5)
На лицевой панели расположены элементы управления и индикации. Восьмиразрядный цифровой индикатор служит для отображения отсчитываемого значения либо функциональных параметров прибора.
Четыре светодиода красного свечения сигнализируют о направлении счета и состоянии выходных устройств:
"+" - направление счета - прямое;
"-" - направление счета - обратное;
"К1" - включено первое выходное устройство;
"К2" - включено второе выходное устройство.
Кнопка [прог] предназначена для входа в режим просмотра и установки рабочих параметров, для перехода к установке значения параметра после его выбора, а также для записи нового установленного значения в энергонезависимую память и выхода в режим РАБОТА.
Кнопка |А| предназначена:
в режиме РАБОТА - для просмотра значения первого теневого источника при ее удержании;
в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ - для выбора параметра из списка, изменения знака числа или его значения.
Кнопка |»| предназначена:
в режиме РАБОТА - для просмотра значения второго теневого источника при ее удержании;
в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ - для перехода к параметру, выполняющему возврат в "Меню групп параметров" или режим РАБОТА, либо к установке положения запятой при задании значения множителя или выбора разряда при установке значения параметра.
Подключение прибора СИ8 с оптосимисторным, релейным и оптотранзисторным выходами представлено на рисунках 12 – 14.
Выбираем вариант прибора с релейным выходом. Выходной сигнал будет использоваться для блокировки работы установки с помощью реле. Счетные импульсы для подсчета изделий в партии предлагается брать с датчика отрезки, срабатывающего при каждой резке кольца и запускающего новый цикл.
Рисунок 12 – Подключение прибора с оптосимисторным выходом
Рисунок 13 – Подключение прибора с релейным выходом
Рисунок 14 – Подключение прибора с оптотранзисторным выходом
2.2.2 Выбор и описание датчика наличия заготовки
Для контроля наличия заготовки, необходим датчик, вырабатывающий сигнал при исчезновении прутка. Датчик должен быть малогабаритным, надежным иметь хорошую помехозащищенность, желательно с дискретным выходом. Этим требованиям удовлетворяют щелевые оптические инфракрасные датчики, разработанные фирмой "Honeywell". Датчик максимально защищен от постороннего света и загрязнения. Это позволит четко фиксировать наличие или отсутствие прутка в установке.
Используем передающий оптический преобразователь марки HOA2005. Внешний вид датчика изображен на рисунке 15.
Рисунок 15 – Внешний вид датчика
Характеристика датчика:
- интерфейс с прямой TTL логикой;
- логическая буферная схема;
- светофильтр, защищающий от пыли и отраженного света;
- точная считывающая позиция;
- апертурные окна размером 0.25 мм;
- ширина впадины 8 мм.
HOA2005 содержит инфракрасный светодиод, стоящий перед оптическим детектором (датчиком), заключенные в черном термопластичном корпусе. Фотоприемник состоит из фотодиода, усилителя, регулятора напряжения, триггера Шмитта и выходного транзистора N-P-N структуры с резистором номинальным сопротивлением 10 кОм. Буферная логическая схема обеспечивает высокую производительность, когда оптическая длина пути чиста (прозрачна), и низкую производительность, когда путь блокирован. Компоновка корпуса полезна в приложениях, в которых ИС размещается параллельно к базовой плоскости. И эмиттер, и детектор датчика имеют окно размером 0.25 мм Х 1.52 мм. Эта особенность идеальна для использования в приложениях, в которых желательна максимальная разрешающая способность.
Все устройства используют встроенный деформируемый вывод для максимальной прочности вложенных проводов. Корпус преобразователя содержит инфракрасные передающие окна. Эта особенность обеспечивает превосходную защиту против отраженного света.
Серия HOA2005 использует компоненты, отлитые из пластмассы. Корпус материала - поликарбонат. Корпус растворим в хлорированных углеводородах и кетонах. Рекомендованными очищающими средствами являются метиловый и изопропиловый спирт.
Цвета проводов и функции:
Красный цвет - IRED Анод.
Черный - IRED Катод.
Зеленый – Земля детектора.
Белый - питание детектора.
Голубой – выход детектора.
Электрические характеристики:
Напряжение питания: 4,5 – 12 В.
Падение напряжения на излучателе – 1,6 В.
Гистерезис – 10 %.
Потребляемый ток – 20 мА.
Внутренняя схема датчика приведена на рисунке 16. Сема датчика содержит операционный усилитель, триггер Шмитта, выходной транзистор. Питание осуществляется от встроенного регулятора напряжения. В результате сигнал с датчика можно напрямую использовать для управления цепью питания реле и т.д.
Рисунок 16 – Внутренняя схема датчика
Схема установки датчика наличия заготовки приведена на рисунке 17. Датчик устанавливается непосредственно возле роликов, подающих заготовку, и соединяется кабелем с блоком управления.
Конструкция и схема установки датчика длины приведена на рисунке 18. Датчик измерения длины отрезка прутка конструктивно состоит из привода ротора, кодового диска и оптического датчика. Привод ротора закрепляется на каркасе установки после модуля правки. Он состоит из корпуса, профильного приводного и нажимного роликов. На оси приводного ролика установлен кодовый диск с прорезями по окружности. Размеры прорезей и диаметры диска и ролика подобраны таким образом, что перемещение прутка на 1 мм вызывает поворот диска на угол, соответствующий 1 прорези. Это позволяет отсчитывать длину с точностью до 1 мм.
Рисунок 17 – Схема установки датчика наличия заготовки
Рисунок 18 – Схема установки датчика длины
2.2.3 Выбор и описание преобразователя частоты
Для плавного регулирования скорости вращения электродвигателя привода подачи рационально использовать промышленный преобразователь частоты. Хорошими характеристиками обладают преобразователи компании Delta Electronics.
Преобразователи частоты VFD компании Delta Electronics, Inc. содержат 8 серий: VFD-A, В, F, S, M, L, V для асинхронных двигателей мощностью от 40 Вт до 110 кВт. Ежемесячно заводы компании изготавливают порядка 50000 преобразователей. Все заводы сертифицированы по стандарту ISO9002. Преобразователи маркируются знаком соответствия Европейским нормам СЕ.
Выбираем серию VFD-M как наиболее дешевую и простую в использовании.
Преобразователи частоты (ПЧ) серии VFD-M предназначены для управления скоростью вращения трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью от 0,4 до 7,5 кВт в составе такого оборудования как, насосы, вентиляторы, миксеры, экструдеры, транспортирующие и подъемные механизмы и т. п. ПЧ этой серии отличаются:
малыми габаритами (с «книжной» формой) и массой;
низким уровнем шума за счет высокой несущей частоты (до 15 кГц);
съемным пультом управления;
широкими возможностями конфигурации ПЧ (155 параметров, значения которых пользователь может изменять с пульта управления или через последовательный интерфейс RS-485 с компьютера).
При производстве ПЧ VFD используются качественные комплектующие известных производителей:
главный процессор 16-битный серии 196 фирмы INTEL,
силовые IGBT и диодные модули фирмы MITSUBISHI, EUPEC,
электролитические конденсаторы фирмы NICHI CON.
Преобразователи VFD-M имеют защиту от многих аварийных и нештатных режимов:
от токов недопустимой перегрузки и короткого замыкания, в том числе от замыкания выходной фазы на "землю";
от недопустимых перенапряжений на силовых элементах;
перегрева радиатора;
от недопустимых отклонений, исчезновения и неполнофазного режима напряжения питающей сети;
от недопустимых отклонений технологического параметра;
от несанкционированного доступа к программируемым параметрам (защита паролем).
Условия транспортирования:
температура среды - в диапазоне от - 20 до +60°С;
относительная влажность - до 90% (без образования конденсата);
атмосферное давление - от 86 до 106 кПа.
допустимая вибрация - не более 9,86м/сек2 (1 g) на частотах до 20Гц и не более 5,88 м/сек2 на частотах в диапазоне от 20 до 50Гц.
Условия хранения:
хранить в сухом и чистом помещении;
при температуре среды от минус 20 до +60°С;
при относительной влажности до 90% (без образования конденсата);
при атмосферном давлении от 86 до ЮбкПа;
не хранить в условиях, благоприятствующих коррозии;
не хранить на неустойчивых поверхностях;
срок хранения преобразователя - не более 1 года без необходимости электротренировки электролитических конденсаторов. При более длительном хранении перед включением необходимо произвести формование конденсаторов цепи постоянного тока (см. п.6-2).
Условия эксплуатации:
сухое закрытое помещение;
отсутствие прямого попадания брызг и выпадения конденсата влаги (после нахождения ПЧ под минусовыми температурами, с целью устранения кондесата, необходимо выдержать преобразователь при комнатной температуре в течение нескольких часов до подачи на него питающего напряжения);
отсутствие воздействия прямых солнечных лучей и других источников нагрева;