文档介绍：直流电机调速的PLC控制
文章编号:ISSN1006―656X(2014)01-0065-01
背景:
使用直流电机有许多优点如:电机调速经济,控制方便;机械特性较硬,稳定性较好;PLC电动机转速控制可以完成了液位控制、直流电动机旋转控制组态图,使得操作人员通过计算机屏幕对现场的运行情况一目了然。用户可以通过组态图随时了解、观察并掌握整个控制系统的工作状态,必要时还可以通过界面向控制系统发出故障报警,进行人工干预。
一、硬件
输入输出接口电路实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。输入输出接口电路要有良好的电隔离和滤波作用。
输入输出信号分为开关量、模拟量及数字量。可编程控制器的一个重要特点就是所有的输入输出信号全部经过了隔离,无论任何形式的输入输出最终都是经过光电偶合口或继电器将信号传入/送出PLC。由于生产过程中使用的各种开关、按钮、传感器等输入器件直接接到PLC输入接口电路上,为防止由于触点抖动或干扰脉冲引起错误的输入信号,输入接口电路必须有很强的抗干扰能力[1]。
根据驱动负载元件不同可将输出接口电路分为三种形式:一种是继电器输出型,CPU接通继电器的线圈,继而吸合触点,而触点与外线路构成回路;另一种是晶体管输出,它是通过光偶合使开关晶体管通断以控制外电路;再一种就是可控硅输出型,这里的可控硅是采用光触发型的。
二、软件
第一部分为系统监控程序。它是每一个可编程控制器成品必须包括的部分,是由可编程控制器的制造者编制的,用于控制可编程控制器本身的运行。另一部分为用户程序。它是由可编程控制器的使用者编制的,用于控制被控装置的运行。这里主要介绍监控程序。
系统管理程序是监控程序中最重要的部分,整个可编程控制器的运行都由它主管。管理程序又分为三个部分:
第一部分是运行管理,控制可编程控制器何时输入、何时输出、何时自检等等,进行时间上的分配管理。第二部分进行存储空间的管理,即生成用户环境,由它规定各种参数、程序的存放地址,将用户使用的数据参数存储地址转化为实际的数据格式及物理存放地址。第三部分是系统自检程序。它包括各种系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验等。在系统管理程序的控制下,整个可编程控制器就能按部就斑的正确工作了[2]。
三、直流电动机
直流电动机的调速性能很好,启动转矩较大,特别是调速性能为交流电动机所不及。因此,在对电动机的调速性能和起动性能要求较高的生产机械上,大都使用直流电动机进行拖动。
(一) PWM控制技术
PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲宽度进行调制的技术,即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形。保持开关周期T不变,调节开关导通时间T 对脉冲的宽度进行调制的技术。PWM控制技术在晶闸管时代就已经产生,但是最初为了使晶闸管通断要付出很大的代价,因而难以得到广泛应用。
PWM的基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制电机的速度,在脉宽调速系统中,当电机通电时,其速度增加;电机断电时,其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间,即可使电机的速度达到并保持一稳定值[3]。
(二)PWM脉宽调制输出
为了简化位