doc 基于plc的交流异步电机转速闭环控制系统的设计与开发 ㊣ 精品文档 值得下载

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要感谢我们的刘老师在课上对我们每个同学耐心的指导和答疑,感谢您每天这么无私的教导。


机的额定功率电动机的额定频率电动机的额定转速或选择命令源由端子排输入或用端子排输入控制频率的升降电动机的最小频率电动机的最大频率斜坡上升时间斜坡下降时间在通过控制变频器时需将和设定值改为。


触摸屏组态画面图触摸屏设计画面图变量定义当前转速对应的域和棒图组态的地址为给定转速对应的域和棒图组态的地址为启动停止按钮对应的变量为型,组态的地址为。


编程向导指定回路号码指定配置哪个回路。


如果项目包含使用版建立的现有配置,必须在继续执行步骤之前选择编辑其中个现有配置或建立个新配置。


设置回路参数回路给定是为向导生成的子程序提供的个参数。


指定回路给定应当如何标定。


为范围低限和范围高限选择任何实数指定下列回路参数比例增益采样时间积分时间微分时间。


回路输入和输出选项回路过程变量是您为向导生成的子程序指定的个参数。


指定回路过程变量应当如何标定。


可以选择单极性至双极性至偏移量至,不可变更。


在环路设定值图连接设置的下限必须对应于过程变量的下限,环路设定值的上限必须对应于过程变量的上限,以便算法能正确按比例缩放。


本次设计计算的上限值为。


图回路参数设置图回路输入和输出选项为计算指定存储区指令使用存储区中的个个字节的参数表,存储用于控制回路操作的参数。


计算还要求个暂存区,用于存储临时结果。


需要指定该计算区开始的存储区字节地址。


般选择建议地址就行。


指定初始化子程序和中断程序调节。


如果需要设定,则与确定的方法相同,取不振荡时其值的。


系统空载带载联调。


对参数进行微调,直到满足性能要求。


图调节控制面板指令主程序图主程序图调节控制面板子程序图子程序图子程序中断程序图中断程序图中断程序系统调试此次设计是调节电机转速。


经过多次参数设定比较后,当设定比例系数为,积分时间为,系统能得到比较满意的控制效果,最大超调只有两度多,稳定后能保持在以内。


负载改变后转速可以很快的达到给定转速。


系统控制效果如下图控制效果图图中断程序总结通过此次的技能考核设计,使我更加深刻的掌握了有关变频器和组态软件的知识,在设计过程中也遇到了各种各样的小问题,但经过我们大家的共同思考和耐心的检查终于找出了原因所在,同时也暴露出了以前我在这方面的知识欠缺和经验不足。


俗话说,时间是检验真理的唯标准。


这次通过亲自动手编写调试,把平时课本上的理论知识与实践相结合,从而使得我们对所掌握的知识有了更深步的理解和记忆。


在机与面板通讯时,需要让推出程序界面并进入界面。


在编写代程序时需要数据转换,我和同学讨论以及查阅资料后还是没有解决问题,最终在老师的帮助下完成了数据类型间的转换。


在系统运行过程中实际的转速和经过计算的当前转速有比较大的差值,需要把回路输入选项中的范围高限改成自己计算的准确值,以及在计算比例时码盘的输出最大电压测出来带入程序中去就可以保证输出和显示同步了。


在通过调节控制面板调节参数时,可以先通过自动调节,待系统稳定后用手动调节微调。


我在调节参数时,系统误差度较大,通过我翻阅资料,与同学交流以及老师的帮助下减少了系统的无差度。


经过此次的技能考核设计,也让我又次体会到了大家的力量。


在我有问题自己不能解决的时候,很多同学都愿意帮忙起检查和讲解我的问题根源。


身如果项目中包含个激活配置,已经建立的中断程序名被设为只读。


因为项目中的所有配置共享个公用中断程序,项目中增加的任何新配置不得改变公用中断程序的名称。


向导为初始化子程序和中断程序指定了默认名称。


可以编辑默认名称。


生成代码该屏幕显示向导生成的列表,并对如何把它们集成进用户程序作出简要说明。


经过以上向导配置,点击完成,指令向导将为指定的配置生成程序代码和数据块代码。


由向导建立的子程序和中断程序成为项目的部分。


要在程序中使能该配置,每次扫描周期时,使用从主程序块调用该子程序。


该代码配置。


该子程序初始化控制逻辑使用的变量,并启动中断程序。


根据采样时间循环调用中断程序。


通过向导方法的代码如下图程序图程序图程序在与通讯时需要把波特率改为和相同的波特率。


图程序刷新出与的连接。


图波特率设置图通信设置可以通过调节控制面板改变参数调节系统无差度。


参数确定的步骤控制器参数选择的方法很多,例如试凑法临界比例度法扩充临界比例度法等。


但是,对于控制而言,参数的选择始终是件非常烦杂的工作,需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。


确定比例系数确定比例系数时,首先去掉的积分项和微分项,可以令,使之成为纯比例调节。


输入设定为系统允许输出最大值的,比例系数由开始逐渐增大,直至系统出现振荡再反过来,从此时的比例系数逐渐减小,直至系统振荡消失。


记录此时的比例系数,设定的比例系数为当前值的。


确定积分时间常数比例系数确定之后,设定个较大的积分时间常数,然后逐渐减小,直至系统出现振荡,然后再反过来,逐渐增大,直至系统振荡消失。


记录此时的,设定的积分时间常数为当前值的。


确定微分时间常数微分时间常数般不用设定,为即可,此时调节转换为系统作为和商务集成的平台可用选件和附加件进行扩展全集成自动化的组成部分,适用于所有工业和技术领域的解决方案。


二是实例证明,集生产自动化和过程自动化于体,实现了相互之间的整合,这在大量应用和各种工业领域的应用实例中业已证明,包括汽车工业化工和制药行业印刷行业能源供应和分配贸易和服务行业塑料和橡胶行业机械和设备成套工程金属加工业食品饮料和烟草行业造纸和纸品加工钢铁行业运输行业水处理和污水净化。


组态包括域组态按钮组态文本列表和图形列表组态动画组态报警组态。


系统硬件设计系统设计目的对于控制电机转速,开环系统结构简单,控制电压直接控制电机触发电路。


但系统静特性差,在转矩变化的情况下转速变化很大。


闭环系统结构复杂,但是调速性能好,系统特性曲线较硬,转矩变化对系统速度扰动几乎不记。


在许多工业场合,需要电机转速能够很好地跟随给定转速,因此采用闭环控制系统。


本次设计就是基于的变频器实现转速闭环调速系统。


系统硬件结构框图系统主要由三个部分构成,即可编程逻辑控制器件变频器和电机。


首先通过设置给定输入给,再通过控制变频器,再经由变频器来控制电机,随后将电机的转速反馈给,经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。


闭环调速系统的硬件结构框图控制器结构图图闭环控制的结构控制图速度给定速度反馈信号变频调速系统图控制结构图控制器以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工业过程控制中不可替代的主要技术之。


控制分为三个环节,分别是比例环节积分环节微分环节。


比例调节作用是按比例反应系统的偏差,系统旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用以减小偏差。


比例作用大,可以加快调节时间但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。


积分调节作用是使系统消除稳态误差,提高无差度。


因为有误差,积分调节就进行,直至消除误差。


积分作用的强弱取决于积分时间常数,越小,积分作用就越强反之积分作用就越弱。


加入积分调节可使系统的动态响应变慢。


积分作用常与另两种调节规律结合,组成调节器或调节器。


调节器是最常用的调节器。


微分调节作用反应系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没形成之前,已被积分作用消除。


因此,可以改善系统的动态性靠不能人为改变电动机的机械特性。


直流电机直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类。


本设计用直流发电机,外接电阻,相当于电动机负载,另端接码盘测速。


码盘码盘分为绝对式编码器和增量编码器两种,前者能直接给出与角位置相对应的数字码后者利用计算系统将旋转码盘产生的脉冲增量针对个基准数进行加减以求得角位移。


常用的码盘是接触编码器和光学编码器。


接触编码器是绝对式编码器中的种,它由编码盘电刷和电路组成。


编码盘按二进制码制成,与旋转轴固定在起。


码盘上有条码道,每条码道上有许多扇形导电区和不导电区,全部导电区连在起接到个公共电源上。


个电刷沿个固定的径向安装,分别与条码道接触。


每个电刷与单根导线相连,输出个电信号,其电平由码盘的位置控制。


当电刷与导电区接触时,输出为电平与不导电区接触时,输出为电平。


随着转角的不同,输出相应的码。


编码器的精度取决于码盘本身的精度,分辨率则取决于码道的数目。


条码道的码盘,其分辨率为,采用多个码盘和装上内部传动机构时可达。


另种绝对式编码器是光学编码器,是依照光学和光电原理制成的器件。


它由光源码盘光学系统及电路部分组成。


码盘是在不透明的基底上按二进制码制成透明区图案,相当于接触编码器的导电区和不导电区。


光线通过码盘由光电元件转换成相应的电信号。


光学编码器的精度高于,径向分度线的精度为弧秒。


已制出的标准码盘有伪随机码素数码循环码正弦余弦码对数码和二进十进码等。


本次设计采用的是接触编码器,把输入模拟量转速转换成数字量,并用的电压输出。


由于有误差存在,实验测得码盘最大输出电压为。


硬件接线系统接线图电机机组为异步电动机和直流发电机同轴相连,对于鼠笼式异步电动机,定子绕组为型接法,需将分别短接,他励直流发电机由实验台电源进行励磁,电枢绕组串接实验台欧可变电阻。


触摸屏端口变频器转速输出图系统接线图系统软件设计变频器参数序号变频器参数出厂值设定值功能说明用户访问级别电动机的额定电压电动机的额定电流电。


在微分时间选择合适情况下,可以减少超调和调节时间。


微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的微分调节,对系统抗干扰不利。


变频调速原理异步电机的转速可以表示为式中,为同步转速,为转差损失的转速,为磁极对数,为转差率,为电源的频率。


可见,改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。


频率的下降会导致磁通的增加,造成磁路饱和,励磁电流增加,

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