基于PLC的电机调速系统的技术研究

杨振宇

（中国地质工程集团公司，北京 100093）

：直流电机调速系统具有调速机能精良、靠得住性高的优点，被广泛利用于实际临盆的各个领域。首先简要先容了直流电机调速道理以及对调速的要求，然后设计了基于CPU224XPPLC的直流电机调速系统，并经由过程仿真软件编写了PLC梯形图，着末在S7200中进行了电机调速实验。实验结果注解所设计的直流电机PLC调速系统能对照好地实现给定的义务指标。

：直流电机；调速节制；梯形图；S7-200

：TM46文献标识码：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.06.001

引用款式：杨振宇. 基于PLC的电机调速系统的技巧钻研［J］.微型机与利用，2017,36（6）：1-2，6.

0小序

直流电机在调速方面的利用对照广泛，并且它常用于调速要求相称高的临盆机器上，比如掘客机器等。今朝直流调速节制对照多地采纳继电器打仗器节制系统，但因为该系统改动相称艰苦且掩护极为未方便，是以已经很难满意用户的要求。别的较多的利用因此单片机或者DSP芯片等作为节制器，因为这些节制器占用的端口多，同时连接的外部元件也多，导致了系统的稳定性和靠得住性受到影响［12］。而可编程节制器PLC有高靠得住性和刁悍的抗滋扰能力，是往后直流调速的主流钻研偏向。恰是基于以上缘故原由，本文设计了基于PLC的直流电机调速节制系统，颠末实验证实系统能够实现对电机的正确节制。

1直流电机的调速道理及调速要求

1.1直流电机调速道理先容

直流电念头是一种将电能转化为机器能的动力设备, 带动负载进行临盆活动。对付负载的不合, 平日要求电念头的转速在必然范围内可调节,要求调速范围广，而且调速平稳和方便， 直流电机转速n表达式为［34］:

n=ECEΦ=Ua－RaIaCEΦ(1)

此中n为转速(r/min); Ia为电枢电流(A); Ua为电枢电压(V); CE为由电机布局抉择的电动势常数; Ra为电枢回路总电阻(Ω); Φ为励磁磁通(ωb)。

由电机调速公式可知,直流电念头的调速有三种措施: 第一, 改变电枢电压Ua；第二, 经由过程改变励磁电流If来改变励磁磁通Φ； 第三, 则改变电枢电阻Ra。 假如要求实现无级调速而且范围对照广, 改变电枢电压是最佳措施。由于改变电枢电阻只能实现有级调速，而改变励磁电流来改变励磁磁通调速,调速范围对照小。综合以上阐发本文经由过程改变电枢电压进行调速。

1.2直流调速要求

对付任何一台必要进行直流调速的临盆设备来说，其临盆工艺都邑对其调速机能有必然的要求。比如调速范围，是无级调节照样有级调节，在稳定运行时容许的转速颠簸范围，从正转到反转运行的距离光阴，忽然加大年夜或者蓦地减轻负载时容许转速颠簸的范围，以及运行竣事所需的定位精度等。总而言之，对调速系统来说转速节制主要有以下三个方面的要求：第一：调速。在特定的额定最值区间内，有级或者无级地调节转速。第二：稳速。以某种精度在所需的转速上稳定运行，在受到滋扰的时刻不容许有过大年夜的转速颠簸以包管临盆质量。第三： 加速或减速。频繁启动、制动的设备要求加速、减速只管即便快，这样有利于前进临盆效率，不宜经受剧烈速率变更的机器则必要启动、制动只管即便平稳［56］。

2直流电机调速系统的实现

2.1直流电机硬件实现

直流调速采纳PLC作为节制器，其硬件设计部分对照简单，硬件设计的核心是经由过程检测模块对所得的丈量旌旗灯号进行PID运算，而后将结果转换成模拟电压旌旗灯号作为输出，从而节制PWM旌旗灯号的占空比，进而节制直流电机的运行。在本文中，拔取西门子S7200系列的CPU224xp，中央处置惩罚器、存储器、I/O端口、I/O扩展接口、通信设备、外围设备接口和电源等都是PLC主机的主要组成部分。模块化设计的西门子S7200属于紧凑型的，其节制系统的硬件组成部分有CPU模块、各类扩展模块以及各类附加硬件，其构成形式如图1所示。

2.2系统软件实现

PLC编程是实现电机节制的核心，可编程节制器（PLC）共有5种编程说话，最常用的便是梯形图。梯形图是一种图形编程说话，是一种面向节制历程的自然语。总体来说，梯形图说话对照形象、直不雅，对付认识节制线路的电气职员来说相称轻易被吸收。是以，在PLC利用中它是最基础、应用最普遍的编程说话。但这种编程要领只能是图形编辑器直接编程。本设计的梯形图如图2所示，此中包括启动梯形图、竣事梯形图、加速梯形图以及减速梯形图［78］。

3实验结果及阐发

本设计对直流电机调速的节制要求如下：（1）经由过程调节电枢电压使电机转速达到1 000 r/min，并很快达到稳定；（2）将转速从1 000 r/min加速到1 500 r/min，并很快维持稳定。连接好硬件电路后，写入PLC法度榜样，就可以实现电机的启动、运行、调速以及停机测试。图3和图4分手为直流电机转速为1 001 r/min以及1 502 r/min的平稳运行试验结果，此中从1 001 r/min加速到1 502 r/min的光阴不到1 s，而且运行异常平稳，阐明采纳PLC调速，直流电机调速系统动静态特点较好。

4停止语

本文以直流电机为被控工具，采纳PLC作为节制器，经由过程调节直流电机的电枢电压进行调速，主要进行了PLC的梯形图编程，在西门子S7200长进行了测试，实验结果注解，采纳PLC的直流调速系统具有调速机能好、运算速率快的特征。此外可以经由过程外围设计实现报警功能，不管是PLC自身故障照样外围设备事情故障都能够显示。是以，采纳PLC节制的直流调速系统是往后成长的趋势。

参考文献

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