工业自动化系统相关知识简介

机电一体化相关知识简介天津市龙洲科技仪器目录TOC\o"1-4"\h\z第一章PROFIBUS工业总线控制系统〕与电动机有关的参数－请参看电动机的铭牌。2〕表示该参数包含有更详细的设定值表，可用于特定的应用场合。请参看CD上的“参考手册〞和“操作说明书〞用于参数化的电动机铭牌数据图3-4典型的电动机铭牌举例提示如果P0003≥2，只能看到参数P0308和P0309。究竟可以看到其中的哪一个参数，决定于P0100的设定值。P0307所显示的单位是kW或HP，决定于P0100的设定值。详细的资料请参看参数表。除非P0010=1，否那么是不能更改电动机参数的。确信变频器已按电动机的铭牌数据正确地进行配置，即在上面的例子中，电动机为△形接线时端子电压应接230V。将变频器复位为工厂的缺省设定值为了把变频器的全部参数复位为工厂的缺省设定值，应按照下面的数值设定参数〔用BOP，AOP或必要的通讯选件〕：1.设定P0010=302.设定P0970=1说明完成复位过程至少要3分钟。故障和报警如果安装的是BOP，在出现故障时可以显示最近发生的8种故障状态〔P0947〕和报警信号(P2110〕。更多的信息请参看“参数表〞MICROMASTER系统参数的简要介绍变频器的参数只能用根本操作面板〔BOP〕，高级操作面板〔AOP〕或者通过串行通讯接口进行修改。用BOP可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数值在五位数字的LCD〔可选件〕上显示。只读参数用rxxxx表示，Pxxxx表示设置的参数。P0010起动“快速调试〞。如果P0010被访问以后没有设定为0，变频器将不运行。如果P3900>0，这一功能是自动完成的。P0004的作用是过滤参数，据此可以按照功能去访问不同的参数。如果试图修改一个参数，而在当前状态下此参数不能修改，例如，不能在运行时修改该参数或者该参数只能在快速调试时才能修改，那么将显示。忙碌信息某些情况下-在修改参数的数值时-BOP上显示：最多可达5秒。这种情况表示变频器正忙于处理优先级更高的任务。访问级变频器的参数有4个用户访问级；即标准访问级，扩展访问级，专家访问级和维修级。访问的等级由参数P0003来选择。对于大多数应用对象，只要访问标准级〔P0003=1〕和扩展级〔P0003=2〕参数就足够了。每组功能中出现的参数号取决于P0003中设定的访问级。访问级：1P0003 用户访问级最小值访问级：1CStat: CUT 数据类型:U16 单位:- 缺省值: 1参数组: 常用使能有效:立即快速调试:否最大值: 4本参数用于定义用户访问参数组的等级。对于大多数简单的应用对象，采用缺省设定值(标准模式)就可以满足要求了。可能的设定值:0 用户定义的参数表-有关使用方法的详细情况请参看P0013的说明1 标准级:可以访问最经常使用的一些参数。2 扩展级:允许扩展访问参数的范围，例如变频器的I/O功能。3 专家级:只供专家使用。4 维修级:只供授权的维修人员使用-具有密码保护。通讯采用的串行通讯接口所有的标准西门子变频器都有一个串行接口。串行接口采用RS485双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。单一的RS485链路最多可以连接30台变频器，而且根据各变频器的地址或者采用播送信息都可以找到需要通讯的变频器。链路中需要有一个主控制器〔主站〕，而各个变频器那么是附属的控制对象〔从站〕。采用串行接口有以下优点：大大减少布线的数量。无须重新布线，即可更改控制功能。可以通过串行接口设置和修改变频器的参数。可以连续对变频器的特性进行监测和控制。串行通讯的工作情况串行通讯采用精心设计的硬件和软件协议。软件协议中规定了信号的波特率，字长，表示的意义等，而且可以由设计者根据其特殊的需要来定义。也可以专门开发符合自己需要的通讯标准，但是，大多数用户还是采用现在已有的标准。典型的串行通讯标准是RS232和RS485。它们定义了电压，阻抗等。但不对软件协议给予定义RS485：这一标准的应用范围要大的多。它是为多台机器之间进行通讯而设计的，有着很高的抗噪声能力，而且允许工作在超长距离的场合〔可达1000m〕。RS485采用差动电压，在0与5V之间切换。所有的西门子变频器都采用RS485硬件，有的也提供RS232接口。图13-1典型的RS485多站接口采用通用的串行接口协议通用的串行接口协议〔USS〕按照串行总线的主-从通讯原理来确定访问的方法。总线上可以连接一个主站和最多31个从站。主站根据通讯报文中的地址字符来选择要传输数据的从站。在主站没有要求它进行通讯时，从站本身不能首先发送数据，各个从站之间也不能直接进行信息的传输。PZD区域〔过程数据区〕通讯报文的PZD区是为控制和监测变频器而设计的。在主站和从站中收到的PZD总是以最高的优先级加以处理。处理PZD的优先级高于处理PKW的优先级，而且，总是传送接口上当前最新的有效数据。表13-4PZD〔过程数据〕区的结构虽然根据P2023〔访问级3〕的设置，变频器也可以采用0到4个字长的PZD进行操作，但是，MICROMASTER4通常采用的是2个字长的PZD。非2个字长的PZD例子将在后面讨论。任务报文〔主站→MICROMASTER4〕STW：PZD任务报文的第1个字是变频器的控制字〔STW〕。通过USS控制的变频器〔参看参数P0700〕所提供的控制字的含义如下表所示：表13-5变频器的控制字〔STW〕位00“On〔斜坡上升〕/OFF1〔斜坡下降〕〞。0否1是位01“OFF2：按惯性自由停车〞。0是1否位02“OFF3：快速停车〞。0是1否位03“脉冲使能〞。0否1是位04“斜坡函数发生器〔RFG〕使能〞。0否1是位05“RFG开始〞。0否1是位06“设定值使能〞。0否1是位07“故障确认〞。0否1是位08“正向点动〞。0否1是位09“反向点动〞。0否1是位10“由PLC进行控制〞。0否1是位11“设定值反向〞。0否1是位12未使用。位13“用电动电位计〔MOP〕升速〞。0否1是位14“用MOP降速〞。0否1是位15本机/远程控制。0P0719下标01P0719下标1说明：对于变频器收到的控制字，其位10必须设置为1。如果位10是0，控制字将被弃置不顾，变频器像它从前一样的控制方式继续工作。位15选择的本机/远程控制功能在较早期出版的软件版本〔r0018=1.05〕中是有效的。HSW：PZD任务报文的第2个字是主设定值〔HSW〕。这就是主频率设定值，是由主设定值信号源USS提供的，〔参看参数P1000〕。有两种不同的方式〔COM或BOP链路串行接口〕，按照P2023〔“USS规格化〞〕的设置可以定义采用哪种方式如果P2023设置为0，数值是以十六进制数的形式发送，即4000〔hex〕规格化为由P2000设定的频率。如果P2023设置为1，数值是以绝对十进制数的形式发送〔即4000〔十进制〕〔=0FA0hex〕等于40.00Hz。〕应答报文〔MICROMASTER4→主站〕ZSW：PZD应答报文的第1个字是变频器的状态字〔ZSW〕。变频器的状态字通常由参数r0052定义。其定义的含义如下：表13-5变频器的状态字〔ZSW〕位0变频器准备。0否1是位1变频器运行准备就绪。0否1是位2变频器正在运行。0否1是位3变频器故障。0是1否位4OFF2命令激活。0是1否位5OFF3命令集活。0否1是位6禁止on〔接通〕命令。0否1是位7变频器报警。0否1是位8设定值/实际值偏差过大。0是1否位9PZDl〔过程数据〕控制。0否1是位10已到达最大频率。0否1是位11电动机电流极限报警。0是1否位12电动机抱闸制动投入。0是1否位13电动机过载。0是1否位14电动机正向运行。0否1是位15变频器过载。0是1否如果您希望选择与此不同的应答报文状态字，可以这样来做，即对参数P2023或P2023的下标0中状态字的信号源另外进行定义。它们都是访问级3的参数，所以，P0003必须设置为=3，以便访问这些参数。HIW：PZD应答报文的第2个字是主要的运行参数实际值〔HIW〕。通常，把它定义为变频器的实际输出频率。通过P2023〔如上所述〕进行规格化，也适用于这一数值。如果您希望选择与此不同的运行参数实际值〔PZD应答报文中〕，可以这样来做，即对参数P2023或P2023的[下标1]中的实际值信号源重新定义〔例如，设置为27，可给出实际输出电流〕。这些参数都属于访问级3，因此，P0003必须设置为=3，以便访问这些参数。PROFIBUS概况PROFIBUS是一种开放的标准通讯协议，它是针对一般工业环境下的应用而设计和开发的。协议的标准由EN50170〔卷2〕规程加以规定，而且已经被世界范围的许多制造商开发，赞同和采用。目前，PROFIBUS控制有很多种产品〔由各个不同的公司生产〕可供选用，这些公司还制造传动设备，执行机构，阀，以及可编程序控制器〔PLC〕和其它的系统控制器。PROFIBUS的运行可以通过各式各样的硬件连接介质，例如光纤和RS485。有三种版本的PROFIBUS：FMS，DP和PA，所有这些版本都可以使用。常用的版本是DP，适用的控制对象是一般的工业应用。这是由西门子传动产品支持的版本。PROFIBUS的使用为了连接成PROFIBUS系统，必须采用PROFIBUS模板。这一模板安装在变频器的正面，通过RS485串行接口与变频器进行通讯。在PROFIBUS模板的底板上装有一个9针的“D型〞插头/座〔这是PROFIBUS标准的要求〕。PROFIBUS系统以类似于USS的方式对变频器进行控制和监测。PROFIBUS协议较之USS协议更为复杂，但采用专用软件进行的控制程序开发也最好。虽然PROFIBUS系统比某些协议，例如USS协议，更为复杂，但是，它具有以下一些优点：是开放的，定义透明的系统。由不同的制造商开发了多种产品。在工业应用中证明效果很好。减少了现场布线的数量；便于〔不用更改布线〕重新编程，监测和控制。速度快，可达12Mbaud。一个DP系统最多可以连接125个从站。可以由一个主站或多个主站进行操作。通讯方式可以是点对点或播送方式。有支持和开发软件供使用。PROFIBUS模板PROFIBUS模板是一个可选件，用户采用这一选件后，可以通过PROFIBUS－DP串行总线〔SINECL2-DP〕对MICROMASTER4进行控制。PROFIBUS－DP是一个价格适当的高速串行通讯系统，是执行机构和/或传感器领域最优化的系统，因为这一领域的设备对缩短系统的响应时间有着很高的要求。PROFIBUS按照分布式I/O系统来操作，即是说，RS485串行总线系统把各个站点连接在一起，取代了传统的传感器和执行机构的布线方式。由于近年来总线的数据传输速率已提高到12MBd，PROFIBUS系统对这些应用对象的适用性得以大大增强。通讯协议的定义遵循DIN19245标准和EN50170标准的要求，保证PROFIBUS－DP的各个站点之间是开放的，多主的通讯方式。一个总线系统最多可以把125个站点链接成为一个网络，其数据结构非常灵活，可以使系统优化，完全可以满足每个被控设备的需求。PROFIBUS-DP是西门子公司生产的新一代SIMATICS7自动化系统的核心。采用这种简单的总线系统，可以把工程设计，可视化和PLC控制集成在一起。为了配置一个以SIMATIC为根底的自动化系统，需要在一台PC上运行相关的STEP7配置工具。总线的配置是在图象显示的PROFIBUS-DP网络中采用拖动和下沉技术来完成的。采用PROFIBUS-DP来实现系统的自动化，其优点如下面所列：♦由操作面板，变频器，传感器，执行机构以及PLC组成自动化系统时只需要一个简单的网络。♦在设备安装时间和电缆布线方面节约费用。♦用SIMATICS7PLC系统和STEP7软件进行调试，使调试工作十分简便。♦系统投运以后，扩展和改造自动化系统具有很大的灵活性。♦便于集成到更高一级的过程可视系统中，例如PCS7。♦在设备出现问题的情况下，远程诊断功能减少了停机时间。PROFIBUS模板的特点通过PROFIBUS总线系统可进行快速的周期通讯。PROFIBUS支持的波特率可达12MBd。采用PROFIBUS-DP协议最多可以控制125台变频器(带有重发器)。符合EN50170标准的要求，保证串行总线系统的通讯是开放的。它可以与串行总线上其它的PROFIBUS-DP/SINECL2DP外围设备一起使用。数据格式符合VDI/VDE标准3689“变速传动装置的PROFIBUSProfile〞。具有连接SIMOVIS或其它维修工具的非周期通讯通道。支持PROFIBUS控制命令SYNC和FREEZE。使用S7管理软件，或其它任何专用的PROFIBUS调试工具，系统配置十分方便。采用专门设计的功能块(S5)和软件模块(S7)，可以简便地集成到SIMATICS5或S7的PLC系统中。模板从变频器的正面插入，操作十分方便。不需要单独的供电电源。可以通过串行总线读2出数字和模拟的输入，控制数字和模拟的输出。对过程数据的响应时间为5mS。输出频率(和电动机速度)可以在变频器的机旁控制，也可以通过串行总线进行远程控制。可以实现多结点运行，控制数据通过端子(数字输入)输入，设定值通过串行总线输入。另一种方法是，设定值由机旁信号源(模拟输入)给定，传动装置的控制通过串行总线进行。所有的变频器参数都可以通过串行链路进行访问。PROFIBUS模板安装在变频器的正面，推入轻便。为了拔出模板，必须拉开固定在底板上的卡子。说明：只有在变频器断电时才允许把PROFIBUS模板插入变频器，或从变频器上拔出该模板。如果PROFIBUS模板与面板上的SUB-D插座连接，那么，6SE32变频器内部的RS485连接端子(端子23和24)必须是空闲不用的。PROFIBUS模板不能用电缆与变频器连接。按照VDI/VDE3689的规定：PROFIBUS-DP通讯的数据结构可以是PPO类型1或PPO类型3。其含义实际上就是，发送的数据总是过程数据〔发送报文中的控制字、设定值和接收报文中的状态字、实际值)。如果总线的频带宽度或PLC的存贮空间非常珍贵，那么，参数数据的交换就可能被封锁。数据的结构和PPO的类型，通常由总线的主站确定。如果没有指定数据结构的PPO类型(例如，如果把ROFIBUS-DP/PROFIBUSFMS总线主站结合起来使用)，缺省的PPO类型是1，允许进行参数数据的交换)。从串行链路传输的过程数据与参数数据相比，具有更高的优先级。这就是说，修改设定值或改变变频器的控制命令，要比修改参数的命令具有更快的处理速度。根据需要，可以使能或禁止通过串行链路'写'参数，而通过串行链路'读'参数永远是允许的，可以连续读出变频器的数据，诊断信息，故障信息等。这样，可以轻而易举地组成可视系统。可以像变频器没有安装PROFIBUS模板时那样，任何时候都能在变频器的机旁用On-(接通运行)，Off-(停车)，Jog-(点动)和Reverse-(反向)按钮控制电动机。PROFIBUS电缆连接到PROFIBUS模板正面的9针SUB-D插座上。表39 PROFIBUSSUB-D插座的插针功能分配端子号功能、信息1不接线(NC)2NC3RS485的发送和接收线，双线，正的差动输入/输出B/P4请求发送(RTS)6终端电阻的5V带隔离的供电电源7NC8RS485的发送和接收线，双线，负的差动输入/输出A/N9NC表310与数据传输速率相应的最大电缆长度数据传输速率(Kbit/s)每段的最大电缆长度(m)9.60

19.20

93.75

187.50

500.00

500.00

12000.001200

1200

1200

1000

400

200

100电缆的屏蔽层必须与SUB-D插头/座的外壳相连。采用RS485重发器可以扩展一段电缆长度。建议采用：SINECL2型RS485重发器(订货号:6ES7972-0AA00-0XA0)。为了保证串行总线系统运行可靠，电缆的两端必须接有终端电阻。为了使运行速率到达12MBd，电缆两端必须连接到装有内置阻尼网络的插头/座上。此外，在12MBd运行速率下总线电缆的末端不允许有多余的裸露短线。为了在数据传输速率到达12MBd时运行可靠，下面的表3-11中列出了适宜的SINEC-L2DP插头/座：表311插头/座和电缆的订货号订货号说明6ES7972-0BB10-0XA0带PG接口的总线插接器6ES7972-0BA10-0XA0不带PG接口的总线插接器6XV1830-0AH10总线电缆长度20m随PROFIBUS模板一起供货的软盘上带有关于配置PLC系统的手册和2个数据文件。快速设置PROFIBUS的指导原那么必须正确地连接主站与变频器之间的总线电缆，包括必要的终端电阻和终端网络(在通讯速率为12

MBd时)。总线电缆必须是屏蔽电缆，其屏蔽层必须与电缆插头/座的外壳相连。PROFIBUS主站的配置必须正确，允许采用PPO1型或PPO3型数据结构，实现与DP从站的通讯〔如果不能由远程的操作控制来配置数据结构的PPO类型，那就只能是PPO1型〕。当Simatic管理器用于S7时，必须装载目标管理器。总线必须是运行的(对于SIMATIC模板，操作控制板的开关必须设定为"运行(RUN)")。总线的波特率不得超过12MBd。PROFIBUS模板必须与变频器正确地匹配，变频器必须是上电状态。变频器的从站地址〔参数P0918〕必须正确设置，使它与PROFIBUS主站配置的从站地址相一致，总线上定义的每个变频器的地址必须是唯一的。注：将参数P0719设置为66，参数P0918设置为5〔此参数根据硬件组态变频器的组态地址设置一直即可，可设置成任何数值，在本系统中我们设置为5〕即可。更换操作面板小结在机电一体化设备中变频器的参数设置如下：P0003=3P0010=1P0304=380VP0305=1.12AP0307=0.37KWP0310=50HzP0311=1400rpmP700=6P0918=5P1080=8P1082=50P3900=1〔假设电机的运动方向和实际所需要的方向相反，可通过设置P1820的参数进行换向〕具体参数定义和其它功能设置可详见《MicroMaster420通用型变频器使用大全》。伺服电机操作·显示型号说明伺服放大器伺服电机系统构成图伺服电机规格小惯量系列〔GYS电机〕3000r/min伺服电机外型尺寸图小惯量系列〔GYS电机〕3000r/min伺服放大器规格根本规格：接口规格连接图〔参考〕小结在机电一体化设备中伺服电机驱动器应用于升降梯立体仓库单元中，用于控制升降梯的内进和外送〔即使工件进入不同的库位〕。接线说明：驱动器CN1接头采用12芯屏蔽线进行连接PinWirecolorexplain1红P242白CONT13粉CONT24紫CONT35浅绿CONT46绿CONT514兰M2413浅粉M519黄PPI8棕*CA21黑*CB22灰Vrif伺服电机采用速度控制时参数设置：no.09→01〔控制模式切换〕;no.10→01(CONT1信号分配伺服启动RUN);no.11→02(CONT2信号分配复位);no.12→05(CONT3信号分配紧急停止);no.13→16(CONT4信号分配手动反转);no.14(CONT5信号分配手动正转)→15;no.74→17〔CONT一直有效1〕伺服电机采用位置控制时：no.01→16384(命令脉冲补偿α);no.02→125(命令脉冲补偿β);no.03→00(输入脉冲串形式);no.05→00(调整模式);no.10→01(CONT1伺服启动);no.11→05(CONT2紧急停止);no.09→00〔控制模式切换〕具体参数定义和其它功能设置可详见《富士伺服系统FALDIC-Wseries用户手册》。步进电机系列步进电机相关知识简介什么是步进电机?步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度〔及步进角〕。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。步进电机分哪几种?步进电机分三种：永磁式〔PM〕，反响式〔VR〕和混合式〔HB〕永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反响式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等兴旺国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反响式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。步进电机精度为多少？是否累积?一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。步进电机的外表温度允许到达多少?步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率〔或速度〕的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。为什么步进电机低速时可以正常运转,但假设高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机到达高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频〔电机转速从低速升到高速〕。如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服：

A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；

B.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法；

C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；

D.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但本钱较高；

E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。细分驱动器的细分数是否能代表精度?步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术〔请参考有关文献〕，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比方对于步进角为1.8°的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°，电机的精度能否到达或接近0.45°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差异很大；细分数越大精度越难控制。如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?电压确实定混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围〔比方IM483的供电电压为12～48VDC〕，电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否那么可能损坏驱动器。

B.电流确实定供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I的1.5～2.0倍。如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?只需将电机与驱动器接线的A+和A-〔或者B+和B-〕对调即可。混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态〔脱机状态〕。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴〔手动方式〕，就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。两相混合式步进电动机86系列————小体积，高转矩，低振动绝缘电阻——500VDC100MΩMin轴向间隙——0.1～0.3mm径向跳动——0.02mmMax温升——65KMax绝缘强度——750VAC1Minute环境温度——-20℃～+绝缘等级——B级技术数据货物编码型号相数步距角(°)静态相电流(A)相电阻(Ω)相电感(mH)保持转矩(Nm)定位转矩(Nm)空载启动频率(半步方式)(KHz)重量(Kg)转动惯量(gc㎡)外形图接线图00023086BYG250B-SAFRBL-040220.9/1.840.654.05.00.21.73.230001a00026086BYG250C-SAFRBC-030220.9/1.831.6267.00.21.74.245001a表中电机空载启动频率的测试条件：驱动电压为70VDC典型适配驱动器：SH-20806NSH-20803NSH-20806型号说明矩频特性曲线接线说明考前须知:1．电机安装时务必用电机前端盖安装止口定位，并注意公差配合，严格保证电机轴与负载轴的同心，否那么会造成电机轴弯曲和断裂。2．电机与驱动器连接时，请勿接错相。3.对于电机引线方式，用户订货时需事先声明，由厂家接好线，用户不必自己改动小结在机电一体化设备中86系列两相混合式步进电动机应用于上料单元，用于上料杨臂的升降动作。绝缘电阻——500VDC100MWMin轴向间隙绝缘电阻——500VDC100MWMin轴向间隙——0.1～0.3mm径向跳动——0.02mmMax温升——65KMax绝缘强度——750V50Hz1Minute环境温度——-20℃～+50绝缘等级——B级————小体积，高转矩，低振动技术数据货物编码型号相数步距角(°)静态相电流(A)相电阻(Ω)相电感(mH)保持转矩(Nm)定位转矩(Nm)重量(Kg)转动惯量(gc㎡)外形图00099586BYG250BN-SAFRBL-040120.9/1.841.1115.00.082.61200100088286BYG250CN-SAKRBL-050120.9/1.850.87.27.50.343.642802典型适配驱动器：SH-20806NSH-20806SH-20806CN等型号说明矩频特性曲线86BYG250C86BYG250CN-SAKRBL-0501驱动方式：双极恒流步距角：1.8°接线方式：标准方式考前须知:1．电机安装时务必用电机前端盖安装止口定位，并注意公差配合，严格保证电机轴与负载轴的同心，否那么会造成电机轴弯曲和断裂。考前须知:1．电机安装时务必用电机前端盖安装止口定位，并注意公差配合，严格保证电机轴与负载轴的同心，否那么会造成电机轴弯曲和断裂。2．电机与驱动器连接时，请勿接错相。小结在机电一体化设备中86系列两相混合式步进电动机应用于升降梯立体仓库单元的升降梯上，用于提升货物。两相混合式步进电动机细分驱动器SH–20806————适应性宽，可靠性高，灵活性★全新的双极恒相流加细分控制模式★★全新的双极恒相流加细分控制模式★创新的自动寻优电路使性能最优化★最大64细分的多种运行模式可选★24V～70V直流供电★最大输出驱动电流6A/相★输入信号5V或24V接口可选★输入信号光电隔离★输出电流可方便设定★过流、过压、错相保护★脱机保持功能★提供节能的半电流运行模式★提供自动试机功能★精巧的外形尺寸便于安装概述本驱动器引入了全新的电流控制技术，从而大大改善了电机电流的控制精度，进一步降低了力矩的脉动，提高了细分的精度，并且可以将电机的损耗降低30%，到达减小电机温升的效果。更宽的电压电流应用范围可以满足更多的应用场合。通过控制模式的调整以及输出电流方便设定功能可以适配多种型号电机均能到达最正确运行效果。新引入的接口适应能力可以方便地与PLC适配。是一款适应性宽，使用灵活方便，性能优异的细分驱动器。性能指标电气特性〔环境温度Tj=25℃供电电源24V~70VDC，容量0.2KVA输出电流峰值6A/相〔Max〕〔输出电流可由面板拨码开关设定〕驱动方式恒相流PWM控制励磁方式A型：整步，半步，4细分，8细分，16细分，32细分，64细分，改善半步B型：整步，半步，4细分，5细分，8细分，10细分，20细分，40细分绝缘电阻在常温常压下＞500MΩ绝缘强度在常温常压下0.5KV，1分钟使用环境及参数冷却方式强制风冷使用环境场合尽量防止粉尘、油雾及腐蚀性气体温度0℃～+湿度＜80%RH，无凝露，无结霜震动5.9m/s2Max保存温度-20℃~+外形尺寸132×77×60mm重量0.64Kg功能及使用电源电压本驱动器采用直流电源供电，由机壳正面的红色指示灯指示。电源电压在24V～70VDC之间都可以正常工作，用户可以直接采用变压器整流加电容滤波电路提供。但注意应使整流后电压纹波峰值不超过70V。考虑到电网电压的波动，变压器副边空载输出电压建议小于50VAC。采用较低的电源电压会使电机高速运行力矩下降，但有助于驱动器降低温升和增加低速时的运行平稳性。所加电源的输出能力应不少于电机的额定相电流，电源电压越低那么对电源电流输出能力的要求越大。接线时务必注意电源正负，切勿反接！输出电流选择本驱动器最大输出电流值为峰值6A/相。可以通过侧板第1〔S1〕，2〔S2〕，3〔S3〕位拨码开关在30%~100%满度电流之间进行8种电流值的选择〔详见电流选择表〕。为用户选配不同的电机及调整电机的驱动电流带来了极大的方便。细分选择本驱动器有A、B两种类型，每种类型各提供8种细分运行模式。对于A型，可提供整步、半步、4细分、8细分、16细分、32细分、64细分及改善半步模式；对于B型，可提供整步、半步、4细分、5细分、8细分、10细分、20及40细分模式。对于类型的选择，用户需要事先确定通知厂家。驱动器出厂时，面板上会有类型标注。8种细分模式用户可通过侧板第4〔MS1〕，5〔MS2〕，6〔MS3〕位拨码开关方便进行设定〔详见细分模式选择表〕。细分步数均相对整步而言，如驱动整步为1.8度电机，设定整步运行时，一个脉冲使电机转动1.8度，半步时，一个脉冲使电机转动0.9度，4细分时一个脉冲那么使电机转动0.45度⋯⋯本驱动器提供了改善半步运行模式。驱动整步步距角1.8度的两相电机时可实现每步0.9度的分辨率，即400步/转。在这一点上与标准半步运行方式相同，但是由于采用了力矩补偿技术，可以提高电机的低速力矩〔理论上最大可以提升40%〕，并且可有效解决相邻两拍之间的力矩波动，即强弱步问题，使电机的加速性和平稳性得到改善。接口信号选择通过侧板第10位拨码开关MODE可选择适配不同的控制信号，置于‘0’时可适配5V的控制信号，置于‘1’时可适配24V的控制信号，分别适应控制机TTL电平信号和通用PLC的24V接口信号。置于‘0’时各输入端内置光耦的等效限流电阻为330Ω，而置于‘1’时内置限流电阻切换到3KΩ，防止了在使用PLC24V控制信号时加串限流电阻的不便。注意：驱动器接口模式的设定和用户实际使用的脉冲、方向、脱机信号幅度必须全部一致，否那么可能会导致工作异常甚至会造成内部电路损坏！最优运行性能调节本驱动器内置了创新的自动寻优电路，可以根据所配合电机当前的工作状况按照震动和噪音最小化的目标搜寻最正确的控制模式，无需人工干预，结合细分模式对电机震动噪音的抑制作用，对于大多数的电机而言都可以获得比拟满意的效果。脱机功能脱机控制端外加低电平时，驱动器将切断电机各相绕组电流使电机轴处于自由状态，此时步进脉冲将不能被响应。此状态可有效降低驱动器和电机的功耗和温升。当不需用此功能时，脱机端可悬空。半自动电流通过侧板第8位拨码开关HC可选择是否开放自动半电流，置于‘0’时无效，置于‘1’时为半电流有效，此时假设电机运行速度低于1转/分〔不管设定为何种细分模式〕，驱动器输出电流自动减为额定值的70%，损耗减为50%；电机转速高于1转/分时，驱动器立即自动恢复正常工作。自动半电流功能能够降低电机不运转时驱动器和电机的损耗，减少发热。但此时电机的保持力矩也会下降。试机功能驱动器内置脉冲发生器，可通过驱动器面板第9位拨码开关TEST进行选择。置于‘1’时，驱动器能在无外部脉冲输入的情况下，实现电机恒速试运转，用来检验系统运行状况，脉冲频率11Hz。注意：1：在系统正式运行之前，务必将试机功能开关设置在‘0’侧。否那么将导致驱动器内部脉冲与外部脉冲的冲突。2：在使用试机功能时，一定要切除半电流功能，即一定要将HC设定在“0〞位！错相保护两相电机与驱动器连接时，用户极易接错相，从而严重损坏驱动器。本驱动器设计了错相保护电路，用户接错相时，驱动器不会损坏，但电机运行不正常，主要表现在出力极小。遇此情况，应检查电机接线是否错误。输入信号驱动器的信号输入采用可拔插的端子，可以将其取下，接好线后再插上。脉冲信号输入信号从高到低的下跳变被驱动器解释为一个脉冲，此时驱动器将按照相应的时序驱动电机运行一步。脉冲低电平的持续时间不应少于500ns。本驱动器的信号最高响应频率为1MHz，过高的输入频率将可能得不到正确响应。方向信号输入该端的高电平和低电平被解释为电机运行的两个方向，信号的改变将使电机运行的方向发生变化。该端的悬空被等效认为输入高电平。要注意一点是，应确保方向信号领先脉冲信号输入至少10μs建立，从而防止驱动器对脉冲的错误响应。当不需换向时，方向信号端可悬空。脱机信号输入该端外加低电平时，驱动器将切断电机各相的电流使电机轴处于自由状态，此时的步进脉冲将不能被响应，为了防止脱机信号消失后电机跳动，在脱机有效期间应停止脉冲信号的输入。当不需用此功能时，脱机端可悬空。共阳端本驱动器的输入信号采用共阳极接线方式，用户应将控制信号的正电源〔5V或24V〕连接到该端子上，信号输出线连接到相应的信号端子上，当信号输入端出现低电平时相对应的内部光耦开通，将信号输入驱动器中。当用户系统的信号无法提供共阳接线方式时，需要另做转换接口的电路与之匹配，也可以和我们联系，使用本公司的信号转换模块解决。典型接线图注意：为了更好的使用本驱动器，用户在系统接线时应遵循功率线〔电机相线，电源线〕与弱电信号线分开的原那么，以防止控制信号被干扰。在无法分别布线或有强干扰源〔变频器，电磁阀等〕存在的情况下，最好使用屏蔽电缆传送控制信号；采用较高电平的控制信号对抵抗干扰也有一定的意义。输入接口输入接口电路注意：R为驱动器内置限流电阻，在24V模式下R=3K；5V模式时R=330。当控制信号不是5V或24V时，应根据信号电压大小在各信号输入端口〔非公共端〕外串限流电阻，如12V时加1K电阻〔此时应将MODE开关置于‘0’位〕。每路信号都要使用单独的限流电阻，不要共用。小结在机电一体化设备中两相混合式步进电动机细分驱动器SH–20806系列克分别用于驱动86和86N系列两相混合式步进电动机，对于不同的电机在实际应用中的实际输出扭矩不同参数设置也不相同，具体参数设置如下：配合上料单元的86BYG250B型号的电机使用的步进电机驱动器具体参数设置为：S1S2S3MS1MS2MS3MCHCTESTMODE0111100000配合升降梯立体仓库单元的86BYG250CN型号的电机使用的步进电机驱动器具体参数设置为：S1S2S3MS1MS2MS3MCHCTESTMODE1000010000蜗轮蜗杆直流减速电机产品外形图产品详细资料型号电压(VDC)转速比第一点负载数据第二点负载数据L转矩(N.m)电

流(A)转速(r/min)转矩(N.m)电

流(A)转速(r/min)63JBW0011301:150.64≤0.41101.06≤0.510516863JBW0021301:150.95≤13701.7≤1.2535518763JBW003121:302.26≤71103.39≤9.810518763JBW004241:302.26≤3.61103.39≤5.010518763JBW005241:151.2≤31652.4≤4.2145168直流减速电机产品详细资料减速比Ratio转矩Kg转速r/min型号Model1/101/151/201/251/401/751/100额定电压〔VDC〕空载电流〔mA〕负载电流〔A〕L(mm)1012162032557570JB-55ZYN001J100010066504025131024≤150≤0.710670JB-55ZYN001J20002001331008050262024≤200≤1.310670JB-55ZYN001J300030020015012075403024≤400≤2.7106产品外形图SDS系列数显表RS-232-C接口说明光栅显示系统广泛应用于各类型机床设备、划线机、坐标测量机、计量仪器等设备的动态位移数字显示及精密测量、控制，读数直观、准确、可靠、迅速。此外该系统的功能齐全，安装方便，操作简单，无需花多少时间便可熟练掌握。普通机床使用该系统后，由于具有了可靠精密的坐标定位功能，不受丝杠的误差及回程间隙的影响，能有效地提高机床的加工精度和加工效率，因此它将使您的工作效率得到很大的提高。SDS3-1数显箱功能(通用型〕公制/英制转换

绝对/相对转换

线性误差补偿功能

正反方向计数

分中功能

归零

绝对零参考点

分辨率设置

磨床去抖动功能

半/直径转换

RS-232-C接口〔附加〕

掉电记忆

符合输出〔附加〕RS-232-C接口采用9脚D型插座，RS-232-C接口参数如下：每个字符包括11bits，即开始值(0)1位数据值8位(ASCⅡ码，第一位为低位)奇偶校验位1位偶校验停止位(1)1位波特率为9600bits/sRS-232-C接口输出的是ASCⅡ码，连续传递数据，输出格式为：“X=符号显示值Y=符号显示值Z=符号显示值〞其中：“X〞包括11bits,“符号〞包括11bits显示值中整数局部包括4×11bits，小数点(•)包括11bits，小数局部包括3×11bits。例：X-1234.567Y-1234.567Z-1234.5679脚插座的信号为：第2脚接收数据第3脚发送数据第5脚信号地传输线采用3m细线，连接方法如下：注：①如采用DOS接收程序，PC接头4和6、7和8需短接。②如采用WIN32接收程序，PC接头4和6、7和8应断开。SDS3-1F带RS-232-C接口数显表采用实时传输方式，即一开机便开始传送数据，输出只有X轴数据。SDS8-2F和SDS8-3F具有在线通讯功能。SDS8-2BDF和SDS8-3BDF具有在线通讯功能和“3D〞碰边通讯功能。在线通讯功能是在非计算状态下按“√〞键，数据便可送出，并在米字管显示区最左处显示“>〞；“3D〞碰边通讯功能是在碰边时把数据送出的。附带一张磁盘，SINO.EXE为接收程序，可用于测试数显表的数据传送。使用时先接上传输线，数显表上电后在DOS状态下键入SINO后即可开始接收数显表送来的数据。SINO.CPP为C语言源代码(BorlandC3.1)。使用COM1口接收。7、关于SINO.EXE的使用SINO.EXE程序是用来接收SINO公司光学尺显示器传送过来的三维点数据。开数显表，在非计算功能状态下按“√〞键，数据便可送出，并在米字管显示区最左处显示“>〞；“3D〞碰边通讯功能是在碰边时把数据送出的，此时PC机可开始接收数据。(SDS3-1F型开机便传送数据，无须以上操作)。在DOS命令行下键入SINO回车后即可接收数据并显示出来，用Esc键可退出接收。如果要产生文本文件，那么在DOS命令行下键入SINO>>SL.TXT回车后可接收数据，用Esc键可退出接收并产生数据文本，SL.TXT是文本文件名，您可以键入其它文件名获得相应的文本文件。如果需要打印机数据，那么在DOS命令行下键入SINO>>PRN回车后可接受数据，用Esc键退出接收后开始打印。8、关于三维点数据与AutoCAD的连接在C盘建立子目录SINO，拷入程序SINOCAD.BAT，SINOCAD.LSP，SINO1.EXE。开数显表，在非计算功能状态下按“√〞键，数据便可送出，并在米字管显示区最左处显示“>〞；“3D〞碰边测量功能是在测量棒靠上工件时把数据送出的，此时PC机可开始接收数据。(SDS3-1F型开机便传送数据，无须以上操作)。进入子目录SINO，在DOS命令行下键入SINOCAD回车后即可接收数据，用Esc键可退出接收并产生数据文件SL.TXT。进入AutoCAD在命令行下键入(load“c:/sino/sinocad〞)回车后即调入SINOCAD.LSP程序，然后在命令行键入SIO回车后即将数据转换为AutoCAD的三维点阵。另注：AutoCAD中的三维点缺省状态下很小，可修改点类型(POINTSTYLE)，而后刷新(REGEN)即可。附：3D碰边、测量功能1、碰边功能1)按进入3D碰边功能2)X轴碰边预置数按Y轴和Z轴置数方法与X轴相同。3)测量棒碰边时将所置数写入数显表按退出此功能。2、测量功能1)按进入3D碰边功能2)按进入3D测量功能3)测量棒靠上工件时，锁定测量数值4)传送锁定数据到PC机按退出此功能。KA系列光栅尺

其中KA-300是用量最多的标准尺〔TTL水平〕，KA-500为超小型薄尺〔20x18mm〕，代表当今中国高水平，为一些位置限窄的地方及专用测量仪器的安装提供方便，KA-700是一种专为油压系统及位置极难安装而最新设计的产品，它的出现，将拓宽数显装置的使用范围。规格\型号KA-300测量长度L，每50mm一个规格70-1020截面尺寸〔mm)25x34准确度±3/±5/±10µm(20°C/68°F)最大进给速度1m/s重复性±1计数脉冲密封保护IP55分辨率0.5/1/5输出信号TTL结构原理KA系列光学尺安装机床上，移动位置位置的计数脉冲KA系列光学尺安装机床上，移动位置位置的计数脉冲数显表接收到计数脉冲进行计数处理计数值显示出位置尺寸光学尺通过光电原理产生送入数显表传感器电容式接近开关怎样选择适宜的电容式接近开关选择电容式接近开关时，按电气参数，外形，外壳材料选择概述电容式传感器用作非接触和无损耗地检测金属〔导体〕和非金属〔不导体〕。开关距离和介电常数电容式传感器的检测距离是不一样的。通过检测导体材料〔如金属〕可获得最大的开关距离。当用电容式开关检测金属时，对于不同金属的衰减系数是同常规电感式传感器相反的。 非导体材料的开关距离取决于介电常数，检测物的介电常数越大，获得的开关距离越大。〔表1列出了一些重要材料的介电常数。〕木材的不同介电常数同木材的含水量有关。因为水具有很高的介电常数明显高于干木材，结果导致更大的开关距离。开关距离的调整几乎所有的TRUCK的电容式传感器都可通过调节〔电位器〕来使用特定的应用。温度补偿TRUCK电容式传感器表达了由于防止湿度干扰而表现得温度补偿。〔**页类处了安装调节说明及一些重要材料册介电常数〕外壳材料随着标准的塑料盒金属外壳，TRUCK推出了一种Dyflo外壳来防止化学侵蚀。电容式接近开关工作原理图1感应面图电容式接近开关的感受面由两个同轴金属电极构成，很象“翻开的〞电容器的电极〔图1〕电极A和B连接在高频振子的反响回路中。该高频振子无测试目标时不感应。当测试目标仅仅传感器外表时，它就进入了由这两个电极构成的电场。引起A、B之间的耦合电容增加，电路开始震荡。每一振荡的振幅均由一数据分析电路测得，并形成开关信号〔图2〕。图1感应面图前视图检测物振荡器检波器输出前视图检测物振荡器检波器输出B：主电极C：辅助电极图2电容式接近开关—工作原理影响因素电容式接近开关既能被导体目标感应，也能被非导体目标感应。以导体为材料的测试目标对传感器的感应面形成一个反电极，由极板A和极板B构成了串联电容CA和CB〔图3〕。该串联电容的电容量总是大于无测试目标时由电极A和B所构成的电容量。因为金属具有高传导性，所以金属测试目标可获得最大开关距离。在使用电容式传感器时不必象使用电感式传感器那样，对不同金属采用不同的校正因数。以非导体绝缘体为材料的测试目标可用以下方式感应其开关。将一块绝缘体放在电容器的电极A和B之间〔图4〕，使其电容量增加，增加量取决于介电常数。表1同时列出了普通固体材料和流体材料，这些材料的介电常数均大于空气的介电常数〔空气介电常数=1〕。一般而言，材料的介电常数越大，可获得的开关距离就越大，测试有机材料时，开关距离在和大程度上取决于其水含量〔水含量=80！〕。环境条件的影响温度影响TURCK公司制造的电容式传感器适用变化范围为-25至+70℃的环境温度。电容式传感器的温度漂移比电感式传感器要高一些〔≤0.2Sr，Sr﹤接地的影响当导体材料的测试目标接地时，开关距离就会有少许增加〔≤0.2xSr〕,如果对灵敏度进行调整，就会抵消这种增加。温度、灰尘、露水等的影响在实际使用中，电容式传感器会受到湿度灰尘等因素的影响，导致开关误动作。为克服这种影响，每个传感器都装有补偿电极C，该电路为负反响电路的一局部。在某些情况下，温度补偿电路可能会有副作用。例如单纸可以在一定距离内被检测出来。但如果这张纸感应面太近。就可能回启动补偿电路。这种“微小影响〞被认为是一种需要抑制的干扰开关距离和介电常数由图可以看出开关距离〔Sr〕取决于物体的介电常数〔εr〕，通过检测金属物时，可以获得最大的开关距离(100%)对于其它材料物体开关距离会被减少。表1列出了一些重要材料的介电常数，由于水的介电常数很高。而木材的含水量不同，故不同要材的介电常数是不一样，的检测湿木材容易。表1材料介电常数材料介电常数材料介电常数材料介电常数空气1聚乙烯2.3纸板压制的碎屑4硬纸4.5特氟龙2聚丙烯2.3有机玻璃3.6石英砂4.5木材2．。。7电缆胶皮化合物2.5环氧树脂粘合计3.6玻璃5石蜡2.2软橡胶2.5电木3.6聚跣胺5汽油2.2硅2.8石英玻璃3.7云母6松节油2.2聚氯乙烯2.9硬橡胶4大理石8变压器油2.2聚本乙烯3油纸4酒精25.8纸2.3赛璐铬3陶瓷4.4水80安装安装模式TURCK公司制造的所用电容式传感器都有一个内金属屏蔽，以确保电厂仅在感应面的前面起作用。它们在任何材料〔导体和非导体〕内都适合于齐平式安装。齐平安装时，对开关距离的影响为最小，而且这种影响可以通过调整电位器来克服。在非齐平式安装中，可允许的开关距离比齐平式增加50%。调整方法根本调整方法大多数TURCK电容式传感器都有一个20圈的螺旋电位计，用于开关距离的微调，在制作过程中，通常使用3×Sn见方的接地方钢作为测试目标，范围设置成0.7﹍0.8Sn，所有技术数据均在此测试目标。当测试目标具有低介电常数〔如纸，玻璃〕时，可以通过顺时针方向旋转电位计来增加灵敏度。应该注意的是，任何这种增加都会产生一个受环境变化〔如温度、湿度、灰尘等〕所影响的非常关键的开关点。如果没有把握，建议使用接地测试目标。〔如上所述〕来进行测试，齐平式校正至Sr≤1.2Sn，非齐平式校正至Sr≤1.5Sn。系列校正当需要校正大量具有相同测试目标的电容式传感器时，建议采用接地的标准测试目标作为测量参考。一旦确定了第一个传感器的开关距离。剩下的传感器便可作相应校正。注意：校正为Sr≥Sn时,开关滞后会大幅增加。图1：电容式传感器开关距离误差图1：电容式传感器开关距离误差电容式接近开关术语可用工作距离〔sa〕(图.1)接近开关可靠工作的距离与额定工作距离的关系——电容式接近开关：sa﹤0.72·sn电磁兼容性〔EMC〕测试和极限值按生产标准EN60947-5-2定义紧固扭矩〔图．2〕旋紧螺母时，不可使扭矩超出允许值适合螺母的扳手型号尺寸样本已注明对于强震动，使用液压扳手齐平和非齐平安装接近开关齐平安装，埋入金属基座中，感应面与基座面齐平非齐平安装时应露出金属.非齐平安装接近开关检测距离大滞后〔H〕〔图.3〕接近开关接通与断开时。检测物轴向位置差。用于检测距离的百分比表示绝缘级别〔VDE0110b〕绝缘级别根据VDE0110b确定，主要包括：应用情况受周围环境的影响如灰尘、温度、老化等影响导致绝缘电阻减小。图.3：滞后在使用中可能出现的绝缘故障图.3：滞后绝缘级别B包括用于私人、销售、商业的设备，高精度机械，实验，医疗场所等。绝缘级别C包括主要用于工业，贸易，农业，无加热储藏室，车间，罐区，机械加工等。最小工作电流〔Im〕保持开关功能最小工作电流仅对两线接近开关而言空载工作电流〔Io〕供电与0伏间的电流值仅对三/四线接近开关而言关状态电流〔Ir〕两线接近开关：无鼓励状态电流三/四线接近开关：供电与0伏间的无鼓励状态电流〔PNP输出〕，输出和供电压端的无鼓励状态电流〔NPN输出〕开关距离〔s〕随着物体做轴向接近而改变的距离。输出功能常开〔N.O.〕：开状态接近开关无输出，关状态有输出。常闭〔N.C.〕：开状态接近开关有输出，关状态无输出。互补输出：当传感器被鼓励时，另一个输出关闭。可用工作距离在允许温度和电压范围内的可靠工作距离相关工作距离——电容式传感器额定工作距离采用标准检测物轴向接近测得。制造误差和外部影响不被考虑。样本只标注额定工作距离实际开关距离在固定温度和供电条件下测得的开关距离制造误差算在内与额定工作距离的关系防护级别外壳对固体和液体的防护IP65：直立局部压力下的完全接触保护，防尘和淋水。IP67：直立局部压力下的完全接触保护。水下1米，30分钟不渗水。额定工作电流〔Ie〕最大负载电流余波残留的交流电压叠加于直流电压通常供电余波为10%〔顶点到顶点〕是允许的标准检测物图.4开关频率f方形金属块用于标定额定开关距离图.4开关频率f材料：37号钢1mm厚外形尺寸：3倍额定工作距离，前提是如果3sn超过感应面直径，否那么应大于感应面的直径。电压降〔Ud〕开关输出电压断线保护如果导线断了，输出关闭〔无故障〕开关频率〔f〕每秒开关变化的最大次数用标准圆盘检测〔见图.4〕最大开关频率的距离s=sn/2〔标准圆盘〕电感式接近开关图1：电感式传感器开关距离误差电感式接近开关工作原理图1：电感式传感器开关距离误差通过在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC振荡电路减弱。这一变化能被传感器的放大电路感知。电感式接近开关是以无磨损和非接触方式检测金属物体。通过高频交流电磁场非接触检测物体，对普通传感器而言，磁场由绕在铁氧体芯线圈构成的LC振荡电路形成。图1：电感式传感器开关距离误差电感式接近开关术语图1：电感式传感器开关距离误差可用工作距离〔sa〕(图.1)接近开关可靠工作的距离与额定工作距离的关系sa﹤0.81·sn电磁兼容性〔EMC〕测试和极限值按生产标准EN60947-5-2定义紧固扭矩〔图．2〕旋紧螺母时，不可使扭矩超出允许值适合螺母的扳手型号尺寸样本已注明对于强震动，使用液压扳手齐平和非齐平安装接近开关齐平安装，埋入金属基座中，感应面与基座面齐平；非齐平安装时应露出金属.非齐平安装接近开关有更大的检测距离滞后〔H〕〔图.3〕接近开关接通与断开时。检测物轴向位置差。用于检测距离的百分比表示〔%〕图.3：滞后绝缘级别〔VDE0110b〕图.3：滞后绝缘级别根据VDE0110b确定，主要包括：应用情况受周围环境的影响如灰尘、温度、老化等影响导致绝缘电阻减小。在使用中可能出现的绝缘故障绝缘级别B包括用于私人、销售、商业的设备，高精度机械，实验，医疗场所等。绝缘级别C包括主要用于工业，贸易，农业，无加热储藏室，车间，罐区，机械加工等。最小工作电流〔Im〕保持开关共能最小工作电流仅对两线接近开关而言空载工作电流〔Io〕供电与0伏间的电流值仅对三/四线接近开关而言关状态电流〔Ir〕两线接近开关：无鼓励状态电流三/四线接近开关：供电与0伏间的无鼓励状态电流〔PNP输出〕，输出和供电压端的无鼓励状态电流〔NPN输出〕开关距离〔s〕随着物体做轴向接近而改变的距离。输出功能常开〔N.O.〕：开状态接近开关无输出，关状态有输出。常闭〔N.C.〕：开状态接近开关有输出，关状态无输出。互补输出：当传感器被鼓励时，两个输出中的一个关闭；当传感器被鼓励时，另一个输出关闭。防护级别外壳对固体和液体的防护IP65：直立局部压力下的完全接触保护，防尘和淋水。IP67：直立局部压力下的完全接触保护。水下1米，30分钟不渗水。IP68：包括IP67的内容——24小时置于+70——24小时置于-25——水下1米放7天——+70℃至-25IP69K：抗高压冲洗按DIN40050-9标准，基于EN60529额定工作距离采用标准检测物轴向接近测得。制造误差和外部影响不被考虑。样本只标注额定工作距离实际开关距离在固定温度和供电条件下测得的开关距离制造误差算在内与额定工作距离的关系修正因数带铁氧体磁芯的电感式接近开关的距离与检测物的材质有关。最大开关距离依据检测物材料为37号钢，其它材质检测距离将减小修正因素以37号钢为依据标准修正参数值：材料修正因数37号钢1黄铜0.35…0.5铜0.25…0.45铝0.35…0.50不锈钢0.6…1余波残留的交流电压叠加于直流电压通常供电余波为10%〔顶点到顶点〕是允许的标准检测物方形金属块用于标定额定开关距离材料：37号钢1mm厚图.4开关频率f外形尺寸：3倍额定工作距离，前提是如果3sn超过感应面直径，否那么应大于感应面的直径。图.4开关频率f额定工作电流〔Ie〕最大负载电流开关频率〔f〕每秒开关变化的最大次数用标准圆盘检测〔见图.4〕最大开关频率的距离s=sn/2〔标准圆盘〕可用工作距离在允许温度和电压范围内的可靠工作距离相关工作距离电压降〔Ud〕开关输出电压断线保护如果导线断了，输出关闭〔无故障〕光电式传感器检测原理及术语——根底知识图1早期的光电传感器使用白炽灯作为光源；随着技术的进步，现在使用非常小的LED做为光源。光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上〔见图1〕。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而巩固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。图1早期的光电传感器使用白炽灯作为光源；随着技术的进步，现在使用非常小的LED做为光源。LED〔发光二极管〕发光二极管是最早出现在19世纪60年代，现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管作为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时，它会发光。由于LED是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不象白炽灯那样，LED抗震动抗冲击，并且没有灯丝。另为LED所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一局部。〔激光二极管出外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能到达更远的检测距离〕。图2.图2.光谱图经调制的LED传感器到1970年，人们发现LED还有一个比寿命长更好的优点，就是它能够以非常快的速度来开关，开关速度可到达KHz〔见图3〕。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对此频率振动的光信号进行放大。图3经过调制的光源我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台，就可以忽略其他的无线电波信号，经过调制的LED发射器就类似于无线电波发射器，其接收器就相当于收音机。图3经过调制的光源人们常常有一个误解：认为由于红外光LED发出的红外光是看不到的，那么红外光的能量肯定会很强。经过调制的光电传感器的能量大小与LED光波的波长无太大关系。一个LED发出的光能很少，经过调制才将其变得能量很高。一个未经调制的传感器只有通过使用长焦距镜头的机械屏蔽手段，使接收器只能接收到发射器发出的光，才能使其能量变得很高。相比之下，经过调制的就收器能忽略周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。图4图4调制传感器的原理图图5周围光源接收器可检测到红热瓶子或金属发出的红外光如果一个金属发射出的光比周围的光强很多的话，那么它就可以被周围光源接收器可靠检测到〔见图图5周围光源接收器可检测到红热瓶子或金属发出的红外光但是并不是说经调制的传感器就一定不受周围光的干扰，当使用在强光环境下时就会有问题。例如，未经过调制的光电传感器，当把它直接指向阳光时，它能正常动作。我们每个人都知道，用一块有放大作用的玻璃将阳光聚集在一张纸上时，很容易就会把纸点燃。设想将玻璃替换成传感器的镜头，将纸替换成光电三极管，这样我们就很容易理解为什么将调制的接收器指向阳光时它就不能工作了，这是周围光源使其饱和了。图6光谱响应比拟：光电池VS.光电三极管调制的图6光谱响应比拟：光电池VS.光电三极管红外光LED是效率最高的光束，同时也是在光谱上与光电三极管最匹配的光束〔见图6〕。但是有些传感器需要用来区分颜色〔如色标检测〕，这就需要用可见光源。在早期，色标传感器使用白炽灯做光源，使用光电池接收器，直到后来创造了高效的可见光LED。现在，多数的色标传感器都是使用经调制的各种颜色的可见光LED发射器。经调制的传感器往往牺牲了响应速度以获取更长的检测距离，这是因为检测距离是一个非常重要的参数。未经调制的传感器可以用来检测小的物体或动作非常快的物体，这些场合要求的响应速度都非常快。但是，现在高速的调制传感器也可以提供非常快的响应速度，能满足大多数的检测应用。光纤图7.图7.各式各样的塑料光纤和玻璃光纤图8图8.单根光纤的接受角和出射角图8表示了两条入射光束〔入射角在接受角以内〕沿光纤长度方向经屡次反射后，从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光，损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的最大入射角略大，这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响〔弯曲半径要大于最小弯曲半径〕。大多数光纤是可弯曲的，很容易安装在狭小的空间。玻璃光纤图10.玻璃光纤的结构玻璃光纤由一束非常细〔直径约图10.玻璃光纤的结构光缆的端部有各种尺寸和外形，并且浇注了巩固的透明树脂。检测面经过光学打磨，非常平滑。这道精心的打磨工艺能显著提高光纤束之间的光耦合效率〔见图10〕图11图11玻璃光纤外部的保护层通常是柔性的不锈钢护套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纤可用于特殊的空间或环境，其检测头做成不同的形状以适用于不同的检测要求。〔见图11〕光纤检测头光芯做成多种形状，以适应不同的检测要求玻璃光纤巩固并且性能可靠，可使用在高温和有化学成分的环境中，它可以传输可见光和红外光。常见的问题就是由于经常弯曲或弯曲半径过小而导致玻璃丝折断，对于这种应用场合，我们推荐使用塑料光纤。塑料光纤图12.玻璃光纤和塑料光纤的光谱传输效率图塑料光纤由单根的光纤束〔典型光束直径为0.25到1.5mm〕构成，通常有图12.玻璃光纤和塑料光纤的光谱传输效率图多数的塑料光纤其检测头都做成探针形或带螺纹的圆柱形，另一端未做加工以方便客户根据使用将其剪短。邦纳公司的塑料光纤都配有一个光纤刀。不像玻璃光纤，塑料光纤具有较高的柔性，带防护外皮的塑料光纤适于安装在往复运动的机械结构上。塑料光纤吸收一定波长的光波，包括红外光〔见图12〕，因而塑料光纤只能传输可见光。与玻璃光纤相比，塑料光纤易受高温，化学物质和溶剂的影响。图13.图13.对射式和直反式光纤玻璃光纤和塑料光纤既有“单根的〞－对射式，也有“分叉的〞－直反式〔见图13〕。单根光纤可以将光从发射器传输到检测区域，或从检测区域传输到接收器。分叉式的光纤有两个明显的分支，可分别传输发射光和接收光，使传感器既可以通过一个分支将发射光传输到检测区域，同时又通过另一个分支将反射光传输回接收器。直反式的玻璃光纤，其检测头处的光纤束是随意布置的。直反式的塑料光纤，其光纤束是沿光纤长度方向一根挨一根布置。光纤的特殊应用图14.光纤使用在特殊环境下由于光纤受使用环境影响小并且抗电磁干扰，因而能被用在一些特殊的场合，如：适用于真空环境下的真空传导光纤〔VFT〕和适用于爆炸环境下的光纤。在这两个应用中，特制的光纤安装在特殊的环境中，经一个法兰引出来接到外面的传感器上，光纤和法兰的尺寸多种多样〔见图14〕。本安型传感器，如图14.光纤使用在特殊环境下检测原理及术语——检测模式检测模式光电传感器的检测模式分为如下几类：对射式、反射板式、偏振反射板式、直反式、宽光束式、聚焦式、定区域式和可调区域式。其中，直反式、宽光束式，聚焦式、定区域式和可调区域式有时又归类于“光电接近检测模式〞〔注意：不要与电容式或电感式接近开关混淆〕。对于光纤传感器，如使用对射光纤，那么为对射式检测模式；如使用直反式光纤，那么为接近式检测模式。超声波传感器分对射式和接近式两种检测模式。对射式图16.对射式检测模式对射式检测方式的发射器和接收器相互对射安装，发射器的光直接对准接收器。当被测物挡住光束时，传感器输出产生变化以指示被测物被检测到。〔见图图16.对射式检测模式对射式是最早使用的一种光电检测模式。在调制光出现之前，发射器和接收器的对准是一个很大的难题。今天，对于使用高能调制光的光电传感器，将发射器和接收器对准已非常容易。光路对准－对射式光路对准可使最大数量的发射光到达接收器，发射光要位于接收区域的中央位置。当发射器为可见光时，为使光路对准方便，在接收器镜头的正前方放一浅色的标定物，通过观察照在标定物上的光斑来调整发射器位置。将标定物移开，观察传感器上的过量增益指示灯，细调发射器和接收器的位置以到达最正确的对准位置。检测距离－对射式检测距离是传感器一个很重要的参数。对于对射式传感器，此参数是指传感器的发射器与接收器之间的最大距离。有效光束是指发射的所有光束中起作用的那局部，为可靠检测物体，此局部光必须要被全部遮挡。对射式检测模式的有效光束，我们可以将其比喻为连接发射器镜头〔或超声波变送器〕与接收器镜头〔或变送器〕的一个杆〔见图17〕，如果发射器和接收器的镜头大小不一样，那么此杆会变成锥形。有效