工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)預(yù)測(cè)性維護(hù) 課件 0103-轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊

轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊重慶電子工程職業(yè)學(xué)院01速度傳感器03轉(zhuǎn)速顯示單元02轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊040506任務(wù)練習(xí)一轉(zhuǎn)速傳感器速度傳感器：能感受速度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。單位時(shí)間內(nèi)位移的增量就是速度，速度包括線速度和角速度，與之相對(duì)應(yīng)的就有線速度傳感器和角速度傳感器，統(tǒng)稱(chēng)為速度傳感器。線速度：剛體上任一點(diǎn)對(duì)定軸作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，單位m/s。角速度：連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度，單位rad/s。一、速度傳感器（一）定義從物體運(yùn)動(dòng)的形式，分為線速度測(cè)量和角速度測(cè)量。從運(yùn)動(dòng)速度的參考基準(zhǔn)，分為絕對(duì)速度測(cè)量和相對(duì)速度測(cè)量。從速度的數(shù)值特征，分為評(píng)價(jià)速度測(cè)量和瞬時(shí)速度測(cè)量；從獲取物體運(yùn)動(dòng)速度的方式，分為直接速度測(cè)量和間接速度測(cè)量。一、速度傳感器（二）速度的測(cè)量

1.接觸式速度傳感器

接觸式速度傳感器是和運(yùn)動(dòng)的物體直接接觸的。

（1）測(cè)速發(fā)電機(jī)：在機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量較多，而且直線運(yùn)動(dòng)速度也經(jīng)常通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度間接測(cè)量。測(cè)速發(fā)電機(jī)可以將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，就是一種速度傳感器。測(cè)速機(jī)要求輸出電壓與轉(zhuǎn)速間保持線性關(guān)系，并要求輸出電壓陡度大，時(shí)間及溫度穩(wěn)定性好。測(cè)速機(jī)一般可分為直流式和交流式兩種。直流式測(cè)速機(jī)的勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)式和永磁式兩種。

（2）編碼器：編碼器是角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。按照讀出方式，編碼器可以分為接觸式和非接觸式。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來(lái)標(biāo)識(shí)代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。非接觸式的敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來(lái)標(biāo)識(shí)代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。一、速度傳感器（三）速度傳感器分類(lèi)

2.非接觸式速度傳感器

非接觸式測(cè)量原理很多，有光電式(分為直射式，反射式)、磁電式、電渦流式、電容式、霍爾轉(zhuǎn)數(shù)傳感器等。

（1）光電式測(cè)速傳感器：是一種基于光電變換原理的測(cè)速傳感器，分為透光式測(cè)速傳感器和反射式測(cè)速傳感器。它將速度的變化轉(zhuǎn)變成光通量的變化，在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件將光通量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，即利用光電脈沖變成電脈沖，光電轉(zhuǎn)換元件的工作原理是光電效應(yīng)。

（2）磁電式速度傳感器：由磁鐵、線圈和阻尼元件組成。由振動(dòng)引起的磁鐵和線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為動(dòng)圈式，磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為動(dòng)磁式。由于測(cè)量方式的不同，磁電式速度傳感器分為相對(duì)式和慣性式兩種類(lèi)型。一、速度傳感器（三）速度傳感器分類(lèi)

（3）電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器：是一種非接觸式的線性化測(cè)量工具，主要作用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與故障診斷。電渦流傳感器系統(tǒng)由傳感器探頭殼體、前置器、電纜和接頭等部分組成。

（4）霍爾速度傳感器：是一種基于霍爾效應(yīng)的磁電傳感器，具有對(duì)磁場(chǎng)敏感度高、輸出信號(hào)穩(wěn)定、頻率響應(yīng)高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。它主要是由特定磁極對(duì)數(shù)的永久磁鐵（一般為4或8對(duì)）、霍爾元件、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及輸入/輸出插件等組成。一、速度傳感器（三）速度傳感器分類(lèi)MX5051霍爾速度傳感器

（5）磁電式傳感器和霍爾傳感器的區(qū)別外接插頭線數(shù)量不一樣

霍爾傳感器外接插頭線有三根，其中兩根為電源線，一根為信號(hào)線；

磁電式傳感器外接插頭線有兩根都為信號(hào)線。傳感器類(lèi)型劃分不一樣

霍爾傳感器為“有源”傳感器，需要有電源外部供電；

磁電式傳感器為“無(wú)源”傳感器，無(wú)需電源外部供電。工作原理不一樣

霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)原理；

磁電傳感器是利用電磁感應(yīng)原理。

一、速度傳感器（三）速度傳感器分類(lèi)

（5）磁電式傳感器和霍爾傳感器的區(qū)別優(yōu)缺點(diǎn)不一樣

霍爾傳感器：優(yōu)點(diǎn)，輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響；頻率響應(yīng)高，其響應(yīng)頻率可高達(dá)20kHz，相當(dāng)于車(chē)速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率；抗電磁波干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：互換性差，信號(hào)隨溫度變化，非線性輸出，最好進(jìn)行非線性和溫度校正。

磁電式傳感器：優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。缺點(diǎn)，一是其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車(chē)速過(guò)慢，其輸出信號(hào)低于1V，電控單元就無(wú)法檢測(cè)；二是響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上；三是抗電磁波千擾能力差。

一、速度傳感器（三）速度傳感器分類(lèi)二轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊

轉(zhuǎn)速對(duì)象由轉(zhuǎn)速傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

1.轉(zhuǎn)速傳感器參數(shù)：工作電壓，10~30VDC；電氣設(shè)計(jì)，PNP常開(kāi)；開(kāi)關(guān)頻率，1~15000H；感應(yīng)距離，1.7mm土10%；工作距離，1.38mm；環(huán)境溫度，-32~85℃；外殼防護(hù)等級(jí)，IP65、IP68、IP69K。2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包含電機(jī)1個(gè)（額定電壓24V，轉(zhuǎn)速>1500r/min)。二、轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊（一）轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊組成

(1)將轉(zhuǎn)速傳感器線纜的另一頭接入控制屏的轉(zhuǎn)速顯示單元IN端口；二、轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊（二）轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊接線(2)使用下圖所示的連接線將控制屏轉(zhuǎn)速顯示單元OUT端口接入專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)AI電壓端口；(3)將轉(zhuǎn)速對(duì)象的P_A端口接入控制屏直流PWM調(diào)制OUT端口。三轉(zhuǎn)速顯示單元三、轉(zhuǎn)速顯示單元

轉(zhuǎn)速顯示單元設(shè)置有IN輸入接口、OUT輸出接口。

IN輸入接口接OB01A轉(zhuǎn)速對(duì)象模塊安裝的轉(zhuǎn)速傳感器；

OUT輸出接口輸出0-10VDC，根據(jù)需要接PLC或接網(wǎng)關(guān)模塊。（一）輸入輸出接口三、轉(zhuǎn)速顯示單元（二）參數(shù)設(shè)置說(shuō)明三、轉(zhuǎn)速顯示單元（二）參數(shù)設(shè)置說(shuō)明短按“SET”鍵松開(kāi)，顯示如下參數(shù)長(zhǎng)按“SET”鍵3S，顯示如下參數(shù)三、轉(zhuǎn)速顯示單元

顯示狀態(tài)下長(zhǎng)按SET鍵3秒，P-COEF參數(shù)：

本設(shè)備模塊采用每轉(zhuǎn)4個(gè)脈沖信號(hào)，P-COEF=60*10/4=150其中4為編碼器的分辨率，乘以10為1位小數(shù)位（參數(shù)“---.-”）。

計(jì)算方法：用4P/R編碼器來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘），轉(zhuǎn)速精確到一位小數(shù)，先設(shè)定小數(shù)點(diǎn)（參數(shù)“---.-”）在第一位（精度為1位小數(shù)），再設(shè)定倍率值P-COEF=[60*10]/4=150（式中所乘10由小數(shù)點(diǎn)位置在第一位而定，4為編碼器的分辨率）。

按上參數(shù)設(shè)置后，如：轉(zhuǎn)速為1500n/min，每秒100個(gè)脈沖，顯示值為：（CP脈沖數(shù)*P-COEF）/10=（100*150）/10=1500。（三）脈沖當(dāng)前倍率設(shè)置三、轉(zhuǎn)速顯示單元

顯示狀態(tài)下長(zhǎng)按SET鍵3秒，設(shè)置LC-10U參數(shù)，本設(shè)備設(shè)置為09，轉(zhuǎn)速值變送輸出。

輸出信號(hào)給變頻器調(diào)速用，比如用一個(gè)機(jī)器的轉(zhuǎn)速來(lái)控制另一個(gè)電機(jī)速度，也就是用轉(zhuǎn)速表輸出0到10伏控制變頻器和主電機(jī)速度基本同步。

OUT2模擬量輸出：有3種（01,08,09）輸出方式

（1）01輸出方式：OUT2設(shè)定直接輸出電壓。

輸出電壓=OUT2設(shè)定值/LC-10U值*10。舉例說(shuō)明:設(shè)置參數(shù)（LC-10U）(10V輸出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速)，假如10V對(duì)應(yīng)設(shè)定3000轉(zhuǎn)，OUT2設(shè)定值為1000轉(zhuǎn)，輸出電壓為1000/3000*10=3.33V。

（2）08輸出方式：PID調(diào)節(jié)輸出控制電壓

通過(guò)OUT2設(shè)定轉(zhuǎn)速值，PID調(diào)節(jié)輸出電壓，控制轉(zhuǎn)速恒定在OUT2的設(shè)定轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化。這個(gè)主要是恒定轉(zhuǎn)速的功能，和變頻器配套使用自動(dòng)調(diào)節(jié)速度，假如OUT2設(shè)定1000轉(zhuǎn)，這時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸出電壓使變頻器輸出穩(wěn)定在1000轉(zhuǎn)，這種輸出轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確，不受負(fù)載大小的影響，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)恒定轉(zhuǎn)速。

（3）09輸出方式：測(cè)量轉(zhuǎn)速值變送輸出電壓

就是根據(jù)檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變換成電壓輸出，輸出電壓=測(cè)量值/LC-10U值*10