自动化控制基础(电动)

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1、 自 动 化 控 制 基 础 培 训课 程 一 光 .电 及 电 气 控 制 系 统 在 IC封 装 测 试 设 备 中 ， 会 大 量 用 到 各 种 光 ， 电 传 感 器 ， 以及 电 气 控 制 元 件 。 其 中 传 感 器 对 控 制 对 象 能 准 确 反 馈 信 号起 重 要 作 用 ； 电 气 控 制 元 件 ， 如 继 电 器 ， 熔 断 器 ， PLC等 ，是 传 输 信 号 ， 执 行 命 令 的 工 具 。 下 面 就 这 两 部 分 进 行 详 细的 介 绍 ： （ 一 ） 光 ， 电 传 感 器 部 分传 感 器 是 一 种 把 物 理 量 和 化 学 量 转 换

2、 为 电 量 的 装 置 。 它 的 作 用 是 直 接感 受 被 测 物 理 量 ， 并 把 其 转 换 成 与 被 测 物 理 量 有 一 定 函 数 关 系 的 电 压 、电 流 或 电 路 参 量 ， 再 输 出 给 其 他 装 置 。1.什 么 是 传 感 器 ？2.传 感 器 的 组 成传 感 器 一 般 由 敏 感 元 件 、 转 换 元 件 和 辅 助 元 件 3部 分 组 成 ， 如 下 图 所 示 ： 敏 感 元 件 转 换 元 件 辅 助 部 件 输 出 非 电 量 传 感 器 4.IC封 装 测 试 设 备 中 常 见 传 感 器光 电 传 感 器 接 近 传 感 器

3、温 度 的 传 感 器 气 压 传 感 器 4.1.光 电 传 感 器 一 般 的 光 电 传 感 器 可 以 分 为 光 纤 型 ， 放 大 器 内 藏 型 和 放 大 器 分 离 型 。光 电 检 测 的 基 本 原 理 是 根 据 投 光 器 发 出 的 光 束 ， 被 物 体 阻 断 或 部 分 反射 ， 受 光 器 最 终 据 此 做 出 判 断 及 反 应 。 3.传 感 器 的 分 类按 测 量 原 理 分 类 ： 可 分 为 应 变 式 、 磁 电 式 、 电 容 式 、 电 感 式 、 热 电 式 等 按 输 入 物 理 量 分 类 ： 可 分 为 压 力 传 感 器 、 振

4、 动 传 感 器 、 位 移 传 感 器 等 光 纤 型 传 感 器光 纤 传 感 器 是 基 于 光 导 纤 维 导 光 的 原 理 制 成 的 。 光 导 纤 维 是 一 种 特 殊结 构 的 光 学 纤 维 ， 当 光 纤 以 一 定 角 度 从 它 的 一 端 射 入 时 ， 它 能 把 入 射的 大 部 分 光 线 传 送 至 另 一 端 。 这 种 能 传 送 光 线 的 纤 维 就 叫 光 导 纤 维 ，简 称 光 纤 。 这 种 传 感 器 的 应 用 最 为 广 泛 ， 它 通 常 配有 一 个 光 纤 放 大 器 ， 有 些 还 能 数 字 显 示 ，有 两 种 模 式 可

5、 供 选 择 ， 可 以 设 置 感 应 态为 ON， 也 可 以 设 置 感 应 态 为 OFF， 放 大器 一 端 可 以 接 光 纤 。 如 左 图 所 示 ： 先 将 教 导 开 关 打 到 TEACH那 一 档 ， 如 果 要 教 导 感 应 态 ， 在 感 应 器 被 物体 挡 住 以 后 ， 按 一 下 TEACH按 钮 ， 然 后 移 走 被 检 测 物 体 ， 按 一 下TEACH按 钮 ， 完 成 教 导 。 光 纤 型 传 感 器 教 导 的 方 法 方 法 为 ： 将 已 经 老 化 的 光 纤头 用 专 用 的 刀 片 切 掉 ， 在 切的 时 候 应 注 意 一 定

6、 要 将 光 纤轴 面 与 刀 片 面 垂 直 ， 否 则 切出 的 光 纤 面 会 不 容 易 接 受 光 ，从 而 影 响 感 应 的 质 量 。 常 见 问 题在 光 纤 与 放 大 器 相 连 的 地 方 ， 由 于 受 热 ， 在 长 期 使 用 以 后 灵 敏 度 会降 低 ， 所 以 当 发 现 这 个 情 况 以 后 ， 需 要 将 已 经 老 化 的 光 纤 一 端 切 断 。 光 纤 切 面特 殊 规 格 光 纤 型 传 感 器侧 面 照 射 型 放 大 器 内 藏 型 放 大 器 内 藏 型 光 电 感 应 器 的 检 出 距 离 业 界 是 最 远 的 ， 透 过 型

7、有 15M，回 归 反 射 是 4M， 扩 散 型 是 1M。 现 场 设 置 容 易 ， 小 型 化 省 空 间 ， 无 须 特别 选 择 设 置 场 所 。 耐 环 境 ， 耐 水 ， 抗 干 扰 力 强 。 这 种 感 应 器 的 灵 敏 度 可 通 过 调 节 旋 钮 来调 节 。 一 般 灵 敏 度 调 节 旋 钮 可 在 放 大 器或 感 应 器 自 身 上 找 到 。 如 右 图 所 示 ： 放 大 器 分 离 型 放 大 器 内 藏 型 光 电 感 应 器 的 特 点 是 小 而 薄 、 省 空 间 、 可 紧 密 安 装 ； 附防 止 相 互 干 扰 功 能 ； 感 应 器

8、有 输 入 显 示 灯 ， 容 易 设 定 的 特 点 4.2.接 近 传 感 器 接 近 传 感 器 一 般 用 在 汽 缸 或 SERVO电 机 中 ， 也 可 用 与 检 查 物 体 是 否 通过 或 物 体 是 否 存 在 ， 汽 缸 动 作 是 否 到 位 ， 等 等 。 按 其 形 状 可 以 分 为 圆柱 型 ， 小 型 和 方 型 。 常 用 于 检 测 物 体 是 否 存 在 ， 比 如 检 验设 备 上 某 一 工 件 是 否 到 位 ， 该 传 感 器可 向 PLC， PC等 控 制 器 件 发 出 信 号 。 圆 柱 型 小 型 通 常 用 在 汽 缸 上 检 测 汽

9、缸 是 否 动 作 或 到 位 。 方 型 通 常 用 在 SERVO电 机 中 ， 检测 极 限 位 置 或 SERVO原 点 。 4.3. 温 度 /气 压 传 感 器 它 们 大 部 分 都 是 数 字 显 示 的 。 简 单 的 检 测 温 度 的 传 感 器 可 以 通 过 热 电藕 来 实 现 ， 但 是 更 精 确 的 必 须 要 用 到 这 些 数 控 元 件 。 气 压 感 应 器 温 度 感 应 器 可 以 通 过 数 值 按 钮 来 调 节 气 压 或 者 是 温 度 的 最 小 值 和 最 大 值 。 具 体方 法 是 先 按 “ SET” 键 ， 然 后 通 过 “

10、” 和 “ ” 来 调 节 最 小 值 ，完 成 后 再 按 “ SET” 同 样 的 方 法 调 节 最 大 值 。 完 成 以 后 再 按 “ SET”键 回 到 原 来 状 态 。 （ 二 ） 电 气 控 制 元 件 部 分 电 气 控 制 技 术 在 生 产 过 程 中 的 应 用 十 分 广 泛 ， 各 种 电 气 控 制 设 备种 类 繁 多 ， 功 能 各 异 ， 但 就 其 控 制 原 理 ， 线 路 及 设 计 基 础 是 类 似的 ， 下 面 主 要 是 以 电 动 机 或 其 他 执 行 电 器 为 控 制 对 象 ， 介 绍 电 气控 制 的 基 本 原 理 。 1.继

11、 电 器 继 电 器 种 类 继 电 器 的 种 类 很 多 ， 常 用 的 继 电 器 种 类 有 电 流 继 电 器 ， 电 压 继 电 器 ，中 间 继 电 器 ， 时 间 继 电 器 和 热 继 电 器 等 等 主 要 用 于 控 制 与 保 护 电 路 中 做 信 号 转 换 用 。它 具 有 输 入 电 路 （ 又 称 感 应 元 件 ） 和 输 出电 路 （ 又 称 执 行 元 件 ） ， 当 感 应 元 件 中 的输 入 量 （ 如 电 流 ， 电 压 ， 温 度 ， 压 力 等 ）变 化 到 某 一 定 值 时 继 电 器 动 作 ， 执 行 元 件便 接 通 或 者 断 开

12、 控 制 回 路 。 2.接 触 器 接 触 器 是 电 力 拖 动 和 自 动 控 制 系 统 中 使 用 量 最 大 的 的 低 压 控 制 电 器 ，用 来 频 繁 的 接 通 和 分 断 交 流 主 回 路 和 大 容 量 控 制 电 路 。 主 要 控 制 对 象是 电 动 机 ， 能 实 现 远 距 离 控 制 ， 并 具 有 欠 （ 零 ） 电 压 保 护 。 接 触 器 工 作 原 理接 触 器 根 据 电 磁 原 理 工 作 ： 当 电 磁 线 圈 通 电 后 ， 线 圈 电 流 产 生 磁 场 ，使 静 铁 心 产 生 电 磁 吸 力 吸 引 衔 铁 ， 并 带 动 触 头

13、 动 作 ， 使 常 闭 触 头 断 开 ，常 开 触 头 闭 合 ， 两 者 是 连 动 的 。 当 线 圈 断 电 时 ， 磁 力 消 失 ， 衔 铁 释 放 ，触 头 还 原 。 继 电 器 和 接 触 器 接 触 器 和 一 般 电 磁 继 电 器 一 个 很 大 的 区 别 是 接 触 器 有 灭 弧 装 置 ， 而 继电 器 没 有 。 如 果 继 电 器 在 吸 合 的 时 候 有 打 火 ， 那 么 它 的 触 点 老 化 会 比 较 快 。 在 这 种 情 况 下 ， 可 以 选 择 合 适 的 接 触 器 代 替 ， 也 可 以 对 电 路 进行 细 微 的 改 动 ， 具

14、 体 方 法 是 ： 在 PLC输 入 和 输 出 之 间 并 联 一 个 适 量 的电 容 ， 例 如 24V DC 的 继 电 器 ， 可 以 加 一 个 4.7PF 10PF的 电 容 。 3.PLC 可 编 程 序 控 制 器 （ PLC） 具 有 控 制 简 单 ， 使 用 方 便 ， 价 格 便 宜 等 优 点 ，在 IC封 装 设 备 中 有 十 分 广 泛 的 应 用 。 我 们 使 用 的 PLC通 常 是 小 型 机 ， 它是 由 CPU， RAM， ROM， 和 输 入 ， 输 出 接 口 电 路 组 成 。 故 障 表 通 讯 口 CPU 输 入 /输 出 接 口 电

15、路通 常 PLC都 是 由 以 上 部 分 插 槽 式 的 单 元 组 成 ， 需 要 注 意 的 是 在 插 拔 这 单 元 的 时 候 必 须 要 先 将 电 源 关 掉 ， 以 免 数 据 丢 失 各 部 分 简 介 通 过 故 障 表 ， 可 以 查 别 错 误 ， 然 后 可 以 通 过 RESET键 对 PLC进 行 复 位 。通 过 通 讯 口 ， 使 用 编 程 器 可 以 对 PLC进 行 监 控 。通 过 输 入 /输 出 接 口 电 路 ， 可 以 把 传 感 器 的 信 号 传 输 给 PLC， 并 把 要 执行 的 动 作 信 号 传 输 给 各 控 制 部 件当 P

16、LC POWER指 示 灯 报 警 时 ， 表 明 PLC的 备 用 电 力 不 足 ， 需 要 更 换 电 池 。 需 要 注 意 的 是 ， PLC的 所 有 数 据 都 存 储 在 RAM里 ， 如 果 PLC掉 电 以 后 ，备 用 电 池 的 电 力 又 不 够 ， 那 么 这 些 数 据 都 将 丢 失 。 所 以 在 更 换 电 池 的 时候 需 要 在 30秒 内 完 成PLC电 池 的 更 换 4.马 达 及 驱 动 器 马 达 常 用 的 有 两 种 ， 一 种 是 步 进 的 ， 另 外 一 种 是 SERVO。伺 服 马 达步 进 马 达 步 进 电 机 的 定 位 精

17、 度 相 对 要 低 一 些 ， PLC给 了 马 达 前 进 多 少 信 号 ， 马达 就 直 接 执 行 ， 并 没 有 反 馈 系 统 。 如 果 要 增 加 步 进 电 机 的 精 度 可 以 给步 进 电 机 增 加 一 个 编 码 器 （ ENCODE） 。 那 么 ENCODE就 会 对 马 达 转圈 数 进 行 记 数 ， 如 果 没 有 达 到 设 定 的 值 ， 那 么 ENCODE就 会 反 馈 给 PLC，PLC就 会 反 过 来 给 出 命 令 ， 增 加 或 减 少 一 定 的 量 ， 来 达 到 要 求 的 值 。 SERVO电 机 是 一 种 精 度 高 ， 输 出功 率 大 的 电 机 。 SERVO电 机 的 价格 一 般 都 比 较 贵 ， 通 常 被 用 在 定位 精 度 要 求 高 的 位 置 。 SERVO马达 都 会 有 一 个 SERVO DRIVER控制 它 ； 同 时 会 有 距 离 SENSOR CHECK 它 的 极 限 位 置 。 Servo Driver Servo Motor THANKS