Выбор и описание датчика наличия заготовки

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;

отсутствие воздействия агрессивных газов и паров, жидкостей, пылеобразных частиц и т.д.;

отсутствие токопроводящей пыли;

содержание нетокопроводящей пыли и частиц должно быть не более 0.7 мг/м3;

отсутствие вибраций и ударов;

отсутствие сильных электромагнитных полей со стороны другого оборудования;

рабочая температура - от минус 10 до + 50°С (до +40°С для модели на 5.5 кВт и 7.5 кВт);

относительная влажность воздуха — до 90% (без образования конденсата);

атмосферное давление — 86 — 106 кПа;

высота над уровнем моря — до 1000м;

допустимая вибрация - не более 9,86м/сек2 (lg) на частотах до 20Гц и не более 5,88 м/сек2 на частотах в диапазоне от 20 до 50Гц.

Подключение двигателя, тормозного резистора и автомата защиты производится согласно типовой схеме, приведенной на рисунке 19.

Подключение трехфазной сети (U = 220 или 380В в зависимости от типономинала) осуществляется к терминалам R, S, Т. Для преобразователей с питанием 1х220 В провода «фаза» и «ноль» подключаются к любым двум из трех терминалов, например, R и S.

Рисунок 19 – Подключение внешних устройств к преобразователю

Примечания:

сопротивление контура заземления не должно превышать 100 Ом. Заземление между ПЧ, двигателем и экранирующей оболочкой кабеля должно иметь высокочастотную эквипотенциальность;

длина кабеля между ПЧ и двигателем не должна превышать:

30 м для несущей частоты 15 кГц,

50 м для несущей частоты 10 кГц,

100 м для несущей частоты 5 кГц,

100 м - < 3 кГц;

при длине кабеля более 30м может потребоваться использование индуктивного фильтра, устанавливаемого между ПЧ и двигателем.

при длинном сетевом и двигательном кабеле сечение должно выбираться с учетом возможного падения напряжения;

тормозной резистор необходим в случае необходимости быстрой остановки двигателя;

для уменьшения электромагнитных помех рекомендуется применять кабели с тремя жилами питания и одной жилой заземляющей, помещенных в экран или металлорукав. Экран кабеля соединяется с точками заземления с двух сторон. Проводники, соединяющие экран не должны иметь разрывов. Промежуточные клеммники должны находиться в экранированных металлических коробках, отвечающих требованиям по ЭМС.

рекомендуется использовать кабели с ПВХ изоляцией, выдерживающей температуру + 105°С.

для подключения кабелей к силовым терминалам используйте кабельные наконечники.

закрепите подводящие силовые и сигнальные провода возле ввода в ПЧ, чтобы предотвратить разрушение силовых терминалов и терминалов управления.

при использовании устройства защитного отключения (УЗО) рекомендуется выбирать УЗО с током отключения не менее 200 мА и временем отключения не менее 0,1 сек, так как при более чувствительном УЗО возможны ложные срабатывания.

Типовая схема соединений с внешними устройствами приведена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Типовая схема соединений с внешними устройствами

На рисунке 21 и таблице 2 показано расположение и назначение управляющих терминалов и подключаемые к ним внешние устройства. Все управляющие терминалы имеют гальваническую развязку от сети и силовых цепей. При монтаже необходимо соблюдать следующие правила: управляющие цепи следует удалять от силовых, а прокладку проводов производить перпендикулярно силовым проводам.

Таблица 2. Назначение управляющих терминалов

Рисунок 21 – Расположение управляющих терминалов

С преобразователем производителем поставляется цифровая панель управления LC-M02E, монтируется на лицевой стороне преобразователя. Внешний вид панели представлен на рисунке 22. Панель состоит из двух частей: индикатора и клавиатуры. Индикатор позволяет визуально контролировать текущий статус и параметры привода. Клавиатура позволяет управлять работой привода, просматривать и программировать уставки параметров.

Рисунок 22 - Внешний вид панели управления преобразователем

Стандартная спецификация преобразователей частоты VFD-M и содержит 10 моделей, отличающихся напряжением питающей сети и мощностью подключаемого двигателя. Основные параметры и возможности моделей приведены в табл. 3.

Таблица 3. Стандартная спецификация преобразователей частоты VFD-M

Поскольку в установке применяется двигатель мощностью 2,2 кВт, выбираем модель преобразователя VFD - 022M. Поскольку диапазон регулирования частоты составляет 0,1 – 400 Гц, при номинальной частоте вращения двигателя 1500 об/мин это позволит получать диапазон частоты вращения 3 – 12000 об/мин.

Похожие работы

Совершенствование системы неразрушающего контроля качества изделий на предприятиях машиностроительного профиля

Скачать

81363

4

0

... в процесс, были одобрены, спланированы, получили материально-техническую поддержку и управлять в целях заинтересованных сторон. Глава 3. Перспектива автоматизации системы неразрушающего контроля изделий на предприятиях машиностроительного профиля   3.1 Комплексная технология АУЗК В связи с высоким техническим уровнем современного производства методом и средством НК предъявляют высокие ...

Технологический процесс изготовления корпуса приспособления для крепления оправок с хвостовиком HSK-63

Скачать

139381

22

14

... в такие помещения нужно подавать не менее 60 м3/ч на одного человека. Среди операций технологического процесса изготовления цанги присутствуют операции шлифования, на которых воздух загрязняется абразивной пылью, поэтому следует предусмотреть местную вытяжную вентиляцию рисунок 5 [56]. Для улавливания вредностей непосредственно в местах их образования применяется местная вытяжная вентиляция. ...

Разработка системы управления качеством на предприятии

Скачать

310716

12

0

... -текущих планов мероприятий – до исполнения. -перспективных планов мероприятий – 5 лет. Выводы по разделу 1. В первом разделе были рассмотрены теоретические основы управления качеством, являющимися базовыми при разработке системы управления качеством. Был затронут международный опыт данной деятельности. При работе над первым разделом была рассмотрена и представлена в разделе, процедура получения ...

Технология обработки конструкционных материалов

Скачать

305550

1

104

... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...