工业互联网预测性维护 课件 0103-转速对象模块

转速对象模块重庆电子工程职业学院01速度传感器03转速显示单元02转速对象模块040506任务练习一转速传感器速度传感器：能感受速度并转换成可用输出信号的传感器。单位时间内位移的增量就是速度，速度包括线速度和角速度，与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器，统称为速度传感器。线速度：刚体上任一点对定轴作圆周运动时的速度，单位m/s。角速度：连接运动质点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度，单位rad/s。一、速度传感器（一）定义从物体运动的形式，分为线速度测量和角速度测量。从运动速度的参考基准，分为绝对速度测量和相对速度测量。从速度的数值特征，分为评价速度测量和瞬时速度测量；从获取物体运动速度的方式，分为直接速度测量和间接速度测量。一、速度传感器（二）速度的测量

1.接触式速度传感器

接触式速度传感器是和运动的物体直接接触的。

（1）测速发电机：在机器人自动化技术中，旋转运动速度测量较多，而且直线运动速度也经常通过旋转速度间接测量。测速发电机可以将旋转速度转变成电信号，就是一种速度传感器。测速机要求输出电压与转速间保持线性关系，并要求输出电压陡度大，时间及温度稳定性好。测速机一般可分为直流式和交流式两种。直流式测速机的励磁方式可分为他励式和永磁式两种。

（2）编码器：编码器是角位移或直线位移转换成电信号。按照读出方式，编码器可以分为接触式和非接触式。接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来标识代码的状态是“1”还是“0”。非接触式的敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来标识代码的状态是“1”还是“0”。一、速度传感器（三）速度传感器分类

2.非接触式速度传感器

非接触式测量原理很多，有光电式(分为直射式，反射式)、磁电式、电涡流式、电容式、霍尔转数传感器等。

（1）光电式测速传感器：是一种基于光电变换原理的测速传感器，分为透光式测速传感器和反射式测速传感器。它将速度的变化转变成光通量的变化，在通过光电转换元件将光通量的变化转换成电量变化，即利用光电脉冲变成电脉冲，光电转换元件的工作原理是光电效应。

（2）磁电式速度传感器：由磁铁、线圈和阻尼元件组成。由振动引起的磁铁和线圈的相对运动产生感应电势。线圈在磁场中运动的结构形式称为动圈式，磁铁在线圈中运动的结构形式称为动磁式。由于测量方式的不同，磁电式速度传感器分为相对式和惯性式两种类型。一、速度传感器（三）速度传感器分类

（3）电涡流式转速传感器：是一种非接触式的线性化测量工具，主要作用于大型旋转机械在线状态的监测与故障诊断。电涡流传感器系统由传感器探头壳体、前置器、电缆和接头等部分组成。

（4）霍尔速度传感器：是一种基于霍尔效应的磁电传感器，具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便等特点。它主要是由特定磁极对数的永久磁铁（一般为4或8对）、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成。一、速度传感器（三）速度传感器分类MX5051霍尔速度传感器

（5）磁电式传感器和霍尔传感器的区别外接插头线数量不一样

霍尔传感器外接插头线有三根，其中两根为电源线，一根为信号线；

磁电式传感器外接插头线有两根都为信号线。传感器类型划分不一样

霍尔传感器为“有源”传感器，需要有电源外部供电；

磁电式传感器为“无源”传感器，无需电源外部供电。工作原理不一样

霍尔传感器是利用霍尔效应原理；

磁电传感器是利用电磁感应原理。

一、速度传感器（三）速度传感器分类

（5）磁电式传感器和霍尔传感器的区别优缺点不一样

霍尔传感器：优点，输出信号电压幅值不受转速的影响；频率响应高，其响应频率可高达20kHz，相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率；抗电磁波干扰能力强。缺点：互换性差，信号随温度变化，非线性输出，最好进行非线性和温度校正。

磁电式传感器：优点，结构简单成本低。缺点，一是其输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢，其输出信号低于1V，电控单元就无法检测；二是响应频率不高。当转速过高时，传感器的频率响应跟不上；三是抗电磁波千扰能力差。

一、速度传感器（三）速度传感器分类二转速对象模块

转速对象由转速传感器和执行机构组成。

1.转速传感器参数：工作电压，10~30VDC；电气设计，PNP常开；开关频率，1~15000H；感应距离，1.7mm土10%；工作距离，1.38mm；环境温度，-32~85℃；外壳防护等级，IP65、IP68、IP69K。2.执行机构：包含电机1个（额定电压24V，转速>1500r/min)。二、转速对象模块（一）转速对象模块组成

(1)将转速传感器线缆的另一头接入控制屏的转速显示单元IN端口；二、转速对象模块（二）转速对象模块接线(2)使用下图所示的连接线将控制屏转速显示单元OUT端口接入专用网关AI电压端口；(3)将转速对象的P_A端口接入控制屏直流PWM调制OUT端口。三转速显示单元三、转速显示单元

转速显示单元设置有IN输入接口、OUT输出接口。

IN输入接口接OB01A转速对象模块安装的转速传感器；

OUT输出接口输出0-10VDC，根据需要接PLC或接网关模块。（一）输入输出接口三、转速显示单元（二）参数设置说明三、转速显示单元（二）参数设置说明短按“SET”键松开，显示如下参数长按“SET”键3S，显示如下参数三、转速显示单元

显示状态下长按SET键3秒，P-COEF参数：

本设备模块采用每转4个脉冲信号，P-COEF=60*10/4=150其中4为编码器的分辨率，乘以10为1位小数位（参数“---.-”）。

计算方法：用4P/R编码器来测量转速（转/分钟），转速精确到一位小数，先设定小数点（参数“---.-”）在第一位（精度为1位小数），再设定倍率值P-COEF=[60*10]/4=150（式中所乘10由小数点位置在第一位而定，4为编码器的分辨率）。

按上参数设置后，如：转速为1500n/min，每秒100个脉冲，显示值为：（CP脉冲数*P-COEF）/10=（100*150）/10=1500。（三）脉冲当前倍率设置三、转速显示单元

显示状态下长按SET键3秒，设置LC-10U参数，本设备设置为09，转速值变送输出。

输出信号给变频器调速用，比如用一个机器的转速来控制另一个电机速度，也就是用转速表输出0到10伏控制变频器和主电机速度基本同步。

OUT2模拟量输出：有3种（01,08,09）输出方式

（1）01输出方式：OUT2设定直接输出电压。

输出电压=OUT2设定值/LC-10U值*10。举例说明:设置参数（LC-10U）(10V输出对应的转速)，假如10V对应设定3000转，OUT2设定值为1000转，输出电压为1000/3000*10=3.33V。

（2）08输出方式：PID调节输出控制电压

通过OUT2设定转速值，PID调节输出电压，控制转速恒定在OUT2的设定转速，使转速不受负载变化。这个主要是恒定转速的功能，和变频器配套使用自动调节速度，假如OUT2设定1000转，这时可以通过调节输出电压使变频器输出稳定在1000转，这种输出转速准确，不受负载大小的影响，可以自动调节恒定转速。

（3）09输出方式：测量转速值变送输出电压

就是根据检测到的转速变换成电压输出，输出电压=测量值/LC-10U值*10