沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
磁场。因此，要使单相电动机能自动旋转起来，就要在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，这样起动绕组就要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动。 2.单相交流电动机的选型及性能特点
此次设计的自动分拣系统的传送部分主要由电动机完成，在电动机的选择上也就尤为重要，电动机转速过快，传感器无法识别传送带上的物品，转速过慢，则会浪费更多的时间。由于大部分电机转速过快且噪音大，因此，不适合本次设计的系统。为了能配合传感器的识别工作以及实验室环境，我采用了联谊公司生产的带减速器的YN60-6型号电机作为设计传送部分的动力来源。其中，配套的减速器为60JB150G08型号的变速齿轮箱。此外，此电机还具有体积小、免维修、寿命长等优点。 3.YN60-6单相交流电机的技术参数
主要相关参数：工作电压 220V；额定频率 50Hz；额定电流 0.15A；额定功率 6W；减速比 1：30；空载转速 1550r/min。
3.1.6稳压电源的选型设计
1.直流稳压电源简介
直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电压大都是交流电压，当交流供电电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都能保持稳定。 2.直流稳压电源的选型及性能特点
为了使本次设计更加趋于实验室环境，故设备规模较小，由于外部设备较多，PLC内部供电不足，因此需要一个稳压电源供电，将我们日常所用的220V交流电转换成24V直流电，为了得到更高的性价比，本次设计的电源部分选用上海明纬电子有限公
12
沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
司生产的HS-50-24型号的稳压电源。 3. HS-50-24直流稳压电源的技术参数
主要相关参数如下：输入电压电流 115VAC,1.3A/230VDC,0.65A；输入频率50/60Hz；输出电压电流 24VDC,2.1A。
3.1.7传感器的选型设计
本次毕业设计的自动分拣系统可检测3种材质的物品，在设计中对每种材质的物品的检测均有多种检测方法。由于物料分3种，分别是铁质、铝质和塑料。由于铝质传感器很难在市场上找到，故选用金属传感器代替。因此在传感器排序上要安排得当，否则，无法达到预期的设计效果。我将铁质传感器放在第1位，金属传感器放在第2位，最后的是颜色传感器。
接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡型、使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。
一般接近开关有两种安装方式：齐平安装和非齐平安装。
齐平安装：接近开关头部可以和金属安装支架相平安装。 非齐平安装：接近开关头部不能和金属安装支架相平安装。
一般，可以齐平安装的接近开关也可以非齐平安装，但非齐平安装的接近开关不能齐平安装。这是因为，可以齐平安装的接近开关头部带有屏蔽，齐平安装时，其检测不到金属安装支架，而非齐平安装的接近开关不带屏蔽，当齐平安装时，其可以检测到金属安装支架。正因为如此，非齐平安装的接近开关的灵敏度比齐平安装的灵敏度要大些，在实际应用中可以根据实际需要选用。 1. 电感式接近开关的选型设计 （1）电感式接近开关简介
电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放
13
沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
大电路组成，利用金属物体接近这个能产生电磁场振荡感应的测量头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，近而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。 （2）电感式接近开关的选型及性能特点
在系统中需要检测的材质有铁质品，那么，此种物质可用电感式接近开关、电容式接近开关、高频振荡型接近开关、手持式金属探测器、霍尔开关等，经查阅资料和仔细分析后，介于螺纹圆柱型电感式接近开关安装方便、体积小、使用寿命长、准确度高、价格适中且不影响后面检测效果等。因此，选择此种传感器作为本次设计铁质物料的检测传感器。
选择电感式接近开关作为本设计的铁质检测传感器后，就要考虑选择何种电感式接近开关能具更高的性价比。根据本次设计的规模要求、测量精度要求。我选择了浙江洞头生产的LE4-1K型号的传感器。这种电感传感器具备无触点输出，使用寿命长、反应速度快、安装灵活等优点，能够适应各种生产环境，即便是在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测，同时，传感器头部带有屏蔽可齐平安装。 （3）LE4-1K电感式接近开关的技术参数
此类型传感器主要相关参数如下：工作电压 10～30VDC；检测距离 4mm?20%；电流输出 200mA；响应频率 300Hz。 2. 电容式传感器的选型设计 （1）电容式接近开关简介
电容式接近开关也属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn（Sn为额定动作距离）的位置动作。
14
沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
（2）电容式接近开关的选型及性能特点
在系统中需要检测的还有铝制品，此种材质可用电容式接近开关、霍尔开关、磁感式接近开关等，由于电容式接近开关体积小、安装方便、发展潜力大、价格便宜、灵敏度高、恶劣条件的适应性强等，因此，选择其作为本次设计铝质物料的检测传感器。
本次设计所选的电容传感器为日本欧姆龙公司生产的E2K-X8M1型号的电容式接近开关。此电容式传感器可用无接触的方式来检测任意一个物体，安装方便，配有LED指示灯可监视运行情况，可齐平安装。典型的应用领域为塑料制造业、食品业及化学工业。
（3）E2K-X8M1电容式接近开关的技术参数
此类型传感器主要相关参数如下：工作电压12～24 VDC；检测距离8mm?10%；电流输出 200mA；响应频率 100Hz。 3. 光电开关的选型设计 （1）光电开关简介
光电开关是利用光电效应做成的开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便有信号输出，由此便可“感知”有物体接近。其中，颜色传感器也是利用这一原理进行检测的。
（2）颜色传感器的选型及性能特点
系统最后需要检测的是黄颜色的物品，此种物品可用标识传感器、颜色传感器、色标传感器等，介于检测距离的范围、价格的高低、检测的准确度、体积的大小、安装的便利程度等，选择标识传感器作为本次设计黄颜色物料的检测传感器。
本次设计选择日本欧姆龙公司生产的E3S-VSIE4型号的标识传感器作为颜色分拣传感器。此类型标识传感器内藏放大器，使设定、操作更容易，可齐平安装，适用于农用机械及建筑设施，被广泛应用在机械、工程设备、交通设备、医疗设备、汽车生产流水线等自动化控制领域，并且传感器灵敏度可调，具有较稳定的工作性能。 （3）光电开关的选型及性能特点
15
沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）
本次设计选择日本欧姆龙公司的EEP-SPY402型号的光电开关来检测物料库中是否有料。此类型传感器内藏放大器，安装方便，配有指示灯可监视运行情况，体积小。
（4）E3S-VSIE4标识传感器的技术参数
此类型标识传感器主要相关参数如下：检测距离 12?2mm；供应电压12～24VDC；应答时间执行及释放 1ms max；最大输出电流 40mA。 （5）EEP-SPY402光电开关的技术参数
主要相关参数如下：工作电压 5～24 VDC；检测距离 5mm；电流输出 8mA。
3.2可编程控制器外部连接图
为了更加直观的了解此次系统的PLC外部连接情况，在此加入可编程控制器的外
部连接图。需要强调的是由于PLC中的部分输入点和输出点被无法使用的第四气缸占用，因此在PLC外部接线图中没有体现，其中包括I0.3、I1.5和Q0.3。
图3.2 PLC外部接线图
16