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S7200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[12]。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[34]:
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[56]。
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S7200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S7200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[78]。
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S7200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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