搅拌机下料改造方案.doc

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1、搅拌下料机改造方案论证摘要：该文主要讨论了基于pic的搅拌下料机料位控制系统的设计和实现。关键词：料位控制，pic,超声波测距传感器，导电棒引言：搅拌下料机储料仓储料多少无法控制以致储料过满,料仓搅拌电机吋常堵转以致烧坏电札同时起不到搅拌下料的作用。现欲对设备进行改造，在其中加入控制以期达到正常、安全使用的日的。改造方案描述：在储料仓加入对测量料位高度装直，rti以往经验确定料位高度对装直进行设置，达到指定料位给出信号，信号控制搅拌仓的开闭，从而控制料位，使搅拌电机正常运行改造方案一在储料仓仓顶加入超声波测距传感器，如示意图所示:当料位

2、过高时即超声波测距传感器所测得的长度小于给定最小值时给PLC信号X0,此时PLC控制搅拌仓阀门关闭°当料位过低时即超声波测距传感器所测得的长度人于给定最人值时给PLC信号XI,此吋PLC控制搅样仓阀门开启。搅样仓阀门开闭可由气缸动作完成。注：该方案屮超声波测距传感器是否能够准确测出该种粉状料位位直，需进行实际测试。超声波传感器的介绍超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变同频率的其他形式的能的器件。目前常用的超声传感器有两人类，即电声型与流体动力型。电声型上要有：1压电传感器；2磁致伸缩传感器；3静电传感器。

3、流体动力型屮包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应用目的不同，超声传感器的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声检测和诊断屮习惯上都把超声传感器称作探头，而工业中采用的流体动力型传感器称为“哨”或“笛”。压电传感器属于超声传感器屮电声型的一•种。探头由压电晶片、楔块、接头等组成，是超声检测屮最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件,是超声波检测装置的重要纟fl成部分。压电材料分为晶体和压电陶瓷两类。屈于晶体的如石英，锐酸锂等，屈于压电陶瓷的有错钛酸铅，钛酸钺等。其具有下列的特性：把这种材料置于电场之屮，它就产生

4、一定的应变；相反，对这种材料施以外力，则由于产生了应变就会在其内部产生一定方向的电场。所以，只要对这种材料加以交变电场，它就会产生交变的应变，从而产生超声振动。因此,用这种材料可以制成超声传感器。传感器的上要组成部分是压电晶片。当压电晶片受发射电脉冲激励厉产生振动，即对发射声脉冲，是逆压电效应。当超声波作用于品片时，品片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，是止压电效应。前者用于超声波的发射，后者即为超声波的接收。超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需要的压电材料较少，价格低廉，且非常适用于气体和液体介质屮。在压电陶

5、盜上加有人小和方向不断变化的交流电压时，根据压电效应，就会使压电陶瓷晶片产生机械变形，这种机械变形的大小和方向在一定范用内是与外加电压的大小和方向成正比的。也就是说，在压电陶瓷品片上加有频率为fO交流电压，它就会产生同频率的机械振动，这种机械振动推动空气等媒介，便会发出超声波。如果在压电陶瓷晶片上有超声机械波作用，这将会使其产生机械变形，这种机械变形是与超声机械波…致的，机械变形使压电陶瓷晶片产生频率与超声机械波相同的电信号。图2.1压电式超声波传感器结构图压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的，超声波发内部结构如图2」所

6、示，它有两个压电品片和一个共振板，当它的两极外加信号，其频率等于压电品片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接超声波时，将压迫斥电晶片作振动，将机械能转化为电信号，这时它就成为波传感器。压电陶瓷晶片有一个固定的谐振频率，即屮心频率fO。发射超声波时，在其上面的交变电压的频率要与它的固有谐振频率i致。这样，超声传感器较高的灵碱度。当所用乐电材料不变时，改变压电陶瓷晶片的儿何尺寸，就常方便的改变其固有谐振频率。利用这一-特性可制成各种频率的超声传感器超声波传感器的内-部结

7、构市压电陶瓷晶片、锥形辐射喇叭、底座、引线属売及金属网构成，其中，压电陶瓷品片是传感器的核心，锥形辐射喇叭使和接收超声波能量集屮，并使传感器有i定的指向角，金属壳可防止外界力压电陶瓷晶片及锥形辐射喇叭的损坏。金属网也是起保护作用的，但不影响与接收超声波。超声波测距原理及实现超声波的指向性强，能暈消耗缓慢，遇到障碍物后反射效率高，是测距的良好载体。测距时由安装在同一位置的超声波发射器和接收器完成超声波的发射与接收，由定时器计时。首先由发射器向特定方向发射超声波并同时启动定时器计时,超声波在介质传播途中一口遇到障碍物后就被反射冋來，当接收器

8、收到反射波后立即停上计时。这样，定时器就记录下了超声波白发射点至障碍物Z间往返传播经历的时间t(s)o由于常温下超声波在空气屮的传播速度约为340m/s,所以发射点距障碍物之间的距离为：S=340t/2=1