直流電機調速的PLC控制

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上直流電機調速的PLC控制 背景： 使用直流電機有許多優(yōu)點如：電機調速經濟，控制方便；機械特性較硬，穩(wěn)定性較好；PLC電動機轉速控制可以完成了液位控制、直流電動機旋轉控制組態(tài)圖，使得操作人員通過計算機屏幕對現(xiàn)場的運行情況一目了然。用戶可以通過組態(tài)圖隨時了解、觀察并掌握整個控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時還可以通過界面向控制系統(tǒng)發(fā)出故障報警，進行人工干預。 一、硬件 輸入輸出接口電路實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。輸入輸出接口電路要有良好的電隔離和濾波作用。 1.輸入接口電路 輸入輸出信號分為開關量、模擬量及數(shù)字量?？删幊炭刂破鞯囊粋€重要特點就是所有的輸入

2、輸出信號全部經過了隔離，無論任何形式的輸入輸出最終都是經過光電偶合口或繼電器將信號傳入/送出PLC。由于生產過程中使用的各種開關、按鈕、傳感器等輸入器件直接接到PLC輸入接口電路上，為防止由于觸點抖動或干擾脈沖引起錯誤的輸入信號，輸入接口電路必須有很強的抗干擾能力1。 2.輸出接口電路 根據驅動負載元件不同可將輸出接口電路分為三種形式：一種是繼電器輸出型，CPU接通繼電器的線圈，繼而吸合觸點，而觸點與外線路構成回路；另一種是晶體管輸出，它是通過光偶合使開關晶體管通斷以控制外電路；再一種就是可控硅輸出型，這里的可控硅是采用光觸發(fā)型的。 二、軟件 第一部分為系統(tǒng)監(jiān)控程序。它是每一個可編程控制器成品

3、必須包括的部分，是由可編程控制器的制造者編制的，用于控制可編程控制器本身的運行。另一部分為用戶程序。它是由可編程控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運行。這里主要介紹監(jiān)控程序。 系統(tǒng)管理程序是監(jiān)控程序中最重要的部分，整個可編程控制器的運行都由它主管。管理程序又分為三個部分： 第一部分是運行管理，控制可編程控制器何時輸入、何時輸出、何時自檢等等，進行時間上的分配管理。第二部分進行存儲空間的管理，即生成用戶環(huán)境，由它規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶使用的數(shù)據參數(shù)存儲地址轉化為實際的數(shù)據格式及物理存放地址。第三部分是系統(tǒng)自檢程序。它包括各種系統(tǒng)出錯檢驗、用戶程序語法檢驗、句法檢驗等。在系統(tǒng)管

4、理程序的控制下，整個可編程控制器就能按部就斑的正確工作了2。 三、直流電動機 直流電動機的調速性能很好，啟動轉矩較大，特別是調速性能為交流電動機所不及。因此，在對電動機的調速性能和起動性能要求較高的生產機械上，大都使用直流電動機進行拖動。 （一） PWM控制技術 PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對脈沖寬度進行調制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要的波形。保持開關周期T不變，調節(jié)開關導通時間T 對脈沖的寬度進行調制的技術。PWM控制技術在晶閘管時代就已經產生，但是最初為了使晶閘管通斷要付出很大的代價，因而難以得到廣泛應用。 PWM的基本原理

5、是用改變電機電樞（定子）電壓的接通和斷開的時間比（占空比）來控制電機的速度，在脈寬調速系統(tǒng)中，當電機通電時，其速度增加；電機斷電時，其速度減低。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間，即可使電機的速度達到并保持一穩(wěn)定值3。 （二）PWM脈寬調制輸出 為了簡化位控應用程序的編程，STEP7-M/WIN中提供了位控編程向導，可以幫助用戶在幾分鐘內完成全部PTO、PWM的編程任務。 PWM可以用來控制電機轉速從停止到目標速度的變化，也可以用來控制閥從關到開的位置變化。 PWM的配置非常簡單，只需要在向導中選中配置PWM并定義其周期時間單位即可。 （三）直流電動機旋轉控制 （1）系統(tǒng)的組成 設定值：0-

6、10V連續(xù)變化的電壓模擬量； PWM：電動機輸入電壓的占空比； DIR：電動機正反轉控制信號。 PLS：電動機轉動角度的測量 （2）系統(tǒng)的特點 直流電機采用了PWM脈寬調制的方法對轉速進行控制，實現(xiàn)了電動機轉速可調的功能。PWM脈沖是通過編程，由PLC輸出口Q0.0或Q0.1來輸出完成的，通過外加的驅動電路來直接控制直流電動機的運轉。DIR信號控制電動機的正反轉，為0時，電動機正轉，為1時，電動機反轉。旋轉圓盤的旁邊安裝了一個對射式的光電傳感器，圓盤被黑條分成了20等份，這樣，根據光電傳感器在圓盤旋轉時接收到的脈沖信號就可以計算出圓盤旋轉的角度了。 （四）電動機的正反轉控制 要求：在電機正向旋

7、轉的時候，按下正反轉開關，電機先停止3秒鐘后開始反方向旋轉。當彈起正反轉開關后，電機也先停止3秒鐘后再改變方向運轉。PWM周期在1002000之間選擇，占空比為50%。 表1-1 I/O分配 （五）電動機的的模擬量開環(huán)轉速控制 設定值為模擬量輸入，用輸入的0-10V對應PWM脈沖的占空比0-100%，來控制輸出給電動機的電壓變化，以達到電動機轉速模擬量開環(huán)控制的目的。 表1-2 I/O分配 直流電動機的PID閉環(huán)控制，設定值為模擬量輸入，用輸入的0-10V對應PWM脈沖的占空比0-100%，以光電計數(shù)器PLS輸入作為反饋信號，進行PID運算，來控制輸出給電動機電壓的變化，以達到電動機轉速模擬量閉環(huán)控制的目的。反應根據采樣時間會有一定延遲。 參考文獻： 1 耿文學編著. 可編程序控制器應用技術手冊M.北