電鍍流水線行車避撞終端電路設(shè)計(jì)

1、電鍍流水線行車避撞終端電路設(shè)計(jì)0 引言現(xiàn)代電鍍企業(yè)大量采用自動(dòng)化掛鍍流水線， 在這些流水線中大多采用2 噸左右的小型行車在各鍍槽中轉(zhuǎn)移掛具架。行車的行走、停止、吊 具升降、停留等動(dòng)作完全由 PLC 控制，可實(shí)現(xiàn)較高精度。行車運(yùn)行 質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的實(shí)現(xiàn)。 在實(shí)際生產(chǎn)中， 行車運(yùn) 行并不是特別理想。 在生產(chǎn)線調(diào)試階段， 由于調(diào)試者技術(shù)水平和觀測(cè) 能力等主客觀限制， 行車與實(shí)際生產(chǎn)所需要的走位點(diǎn)之間往往存在微 小的誤差。通過長時(shí)間生產(chǎn)，這些原始誤差會(huì)逐步積累放大，最終導(dǎo) 致行車走位與實(shí)際需要之間出現(xiàn)比擬明顯的偏差， 從而引起行車間的 碰撞，造成掛具架倒掛等事故。一旦發(fā)生倒掛，整條生

2、產(chǎn)線就必須停 止，同時(shí)還需要人工處理掉落在渡槽中的鍍件， 每次處理時(shí)間至少在 20 分鐘以上，對(duì)正常生產(chǎn)影響極大。為解決碰撞問題，有必要為行 車設(shè)計(jì)和安裝一種特殊的避撞終端。1 避撞原理 行車一般都安裝于特定軌道上并直線運(yùn)行， 要實(shí)現(xiàn)避撞， 只要能及時(shí) 檢測(cè)兩部行車之間的距離， 在小于平安距離時(shí)暫停運(yùn)行即可。 在測(cè)距 時(shí)，通常可使用四種方法：即無線電測(cè)距、激光測(cè)距、紅外線測(cè)距和 超聲波測(cè)距。在電鍍流水線上，渡槽通常需要蒸汽加熱，很多原料比 如出光劑硝酸、除脂劑等會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)，在渡槽上空形成大量的白 色霧氣，所以紅外線測(cè)距和激光測(cè)距均不適合。 同時(shí)在電鍍車間中存 在大量的電力設(shè)備， 無線電也會(huì)受到

3、很大干擾， 因而選擇超聲波測(cè)距 作為實(shí)現(xiàn)手段。超聲波測(cè)距是一種非接觸式測(cè)量方式， 主要原理是： 發(fā)射器定期發(fā)射 超聲波，遇到障礙物產(chǎn)生反射，由接收器接收回波信號(hào)，采用單片機(jī) 進(jìn)行監(jiān)控，記錄發(fā)射與接收的時(shí)間差然后可用以下公式得到準(zhǔn)確的液位高度：L1=L- t*C/2其中 L 是預(yù)先輸入的罐體高度， C 是超聲波傳播速度。 不過超聲波在 空氣中的傳播速度受溫度影響較大， 與溫度的關(guān)系大致可用下式來表 示：C=331.45+0.61 米 /秒為當(dāng)?shù)貧鉁亍?電路設(shè)計(jì)避撞終端的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由控制電路ATmega8、溫 度補(bǔ)償電路、超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射換能器T、超聲波接收檢 測(cè)電路和接收換

4、能器、 輸出接口和電源組成。 超聲波的發(fā)射頻率決定 采用諧振頻率為40KHZ超聲波換能器TCT40-10F1和TCT40-10S1接 收，該器件工作距離約10m，盲區(qū)約30cm。超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路如圖 2所示采用以 74HC04 為核心的推挽式 驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)PC3 口輸出40KHZ的方波一路通過一級(jí)反向后加 入換能器的一端， 另一路通過兩級(jí)反向后參加換能器的另一端， 這樣 可以提高超聲波的發(fā)射功率，繼而增加最大測(cè)量距離。超聲波接收檢測(cè)電路采用 LM324 兩級(jí)反相比例放大電路和 LM393 比 較電路組成。放大電路用于接收并放大信號(hào)，兩級(jí)增益分別控制在40dB和20dB, LM393用于信號(hào)整形，整形后的信號(hào)將輸入 PC2 口。 溫度補(bǔ)償電路采用美國Dallas公司的DS18B20芯片，其精度可以達(dá) 到05C。數(shù)據(jù)通過PC2 口送入單片機(jī)。3 軟件設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)采用模塊化方式，主要包括主程序、發(fā)射子程序、計(jì)算子程 序、定時(shí)子程序、溫度測(cè)量子程序、比擬子程序等 7 個(gè)單元模塊。主 程序流程圖如圖 3 所示。4 結(jié)束語 避撞終端可安裝于行車行走裝置導(dǎo)軌上方前端，測(cè)量范圍約為0.3-10m,誤差范圍約cm,實(shí)際使用時(shí)控制的平安間距大致在 50cm 左右。在程序處理時(shí)需要引入數(shù)字濾波技術(shù)， 根據(jù)屢次測(cè)量計(jì)算出平 均值