PLC在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用方案

1、.PAGE ：.；PAGE 4PLC在改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)電氣控制系統(tǒng)改造中的運(yùn)用方案田松岳泰州技師學(xué)院 江蘇 泰州 225300摘要：本文從硬件和軟件兩個(gè)方面引見了PLC可編程序控制器在改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)電控制系統(tǒng)改造中的運(yùn)用。充分利用閑置設(shè)備改造舊設(shè)備，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。關(guān)鍵詞：PLC 轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制 改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)我院機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)型號為NJ100B，該機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是轉(zhuǎn)速負(fù)反響和電流截止負(fù)反響晶閘管雙閉環(huán)直流轉(zhuǎn)速自動(dòng)系統(tǒng)。由主電路、觸發(fā)、放大、勵(lì)磁、測速和換向回路等部分組成。原系統(tǒng)采用分立元件的電子線路實(shí)現(xiàn)。因運(yùn)用多年，線路老化，可靠性差。常出現(xiàn)啟動(dòng)、調(diào)速性能不穩(wěn)定，甚至不能啟動(dòng)的

2、景象。運(yùn)用PLC對該系統(tǒng)的控制部分進(jìn)展改造，系統(tǒng)的可靠性大大提高，且控制線路得以簡化，對類似系統(tǒng)的改造具有一定參考價(jià)值。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 為保管原系統(tǒng)的技術(shù)性能，直流電動(dòng)機(jī)乃采用Z2系統(tǒng)，功率為1.1KW，電壓為110V，電流為13.45A，勵(lì)磁電壓為110V，勵(lì)磁電流為0.713A，轉(zhuǎn)速為1500rpmPLC采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的SR21型，其存儲(chǔ)器容量為700字CMOS、掃描速度12ms1.0K，數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)間為2ms，具有較強(qiáng)的邏輯和數(shù)值運(yùn)算功能，框架為E50B型。改造后的系統(tǒng)控制原理如圖一所示R SR21PLC 給定值 電區(qū)電 勵(lì)磁電路 勵(lì)磁線圈 丈量值 壓調(diào)理 電壓值 勵(lì)磁電 脈沖生成器 晶閘管

3、整流 直流電動(dòng)機(jī) 電流值 流調(diào)理 電流互感器 電壓互感器 測速發(fā)電機(jī) 圖一 控制系統(tǒng)原理圖 觸發(fā)脈沖生成器的作用是將PLC運(yùn)算后的輸出量轉(zhuǎn)換成晶閘管的觸發(fā)雙脈沖，經(jīng)隔離后驅(qū)動(dòng)晶閘管電路，將交流電整流成直流電。勵(lì)磁電路中包括弱磁信號的檢測電路，該電路既將PLC運(yùn)算后的輸出量轉(zhuǎn)換成所需的勵(lì)磁直流量，又可進(jìn)展弱磁維護(hù)。PLC共需運(yùn)用4個(gè)A/D輸入模塊，故應(yīng)占用四個(gè)輸入通道，四個(gè)通道分配為：轉(zhuǎn)速給定值、轉(zhuǎn)速丈量值、電機(jī)電流丈量值、電機(jī)電壓丈量值。運(yùn)用兩個(gè)D/A輸出模塊，占用兩個(gè)輸出通道分別設(shè)置為電樞電壓調(diào)理量和勵(lì)磁電流調(diào)理量。為滿足系統(tǒng)對調(diào)速的要求，控制環(huán)節(jié)采用帶PI調(diào)理器和給定積分等輔助環(huán)節(jié)的方式進(jìn)

4、展控制。設(shè)U為調(diào)理器的輸出，V為轉(zhuǎn)速丈量值與轉(zhuǎn)速給定值的差，為PI調(diào)理器積分部分的時(shí)間常數(shù)。那么U=KPV+1/.1其中，KP是比例系數(shù)。 設(shè)C為為采樣周期，UN為第N 次采樣輸出，VN為第N次采樣偏向。那么積分式變?yōu)?UN=KPVN +C/2 為便于PLC運(yùn)算，將式2變?yōu)樵隽糠绞経=KPVNVN-1+KP VN .3其中：KP=KPC/控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開場 該軟件運(yùn)用能完成式3的計(jì)算。式中有兩個(gè)變量，即速度給定值Ug和反響環(huán)節(jié)的丈量值Uf。在程序中它們分別存入R400和R402。R415設(shè)為輸出值存放器，R435設(shè)為中間運(yùn)算存放器。取常數(shù) C1=1/KP 、C2=1/KP， 調(diào)理運(yùn)算周期為

5、K0.1S。圖二 給定值Ug與丈量值Uf讀數(shù)給出程序主體部分的流程圖。程序中，先將R400與R402的 計(jì)算V=Ug-Uf數(shù)據(jù)進(jìn)展比較，結(jié)果存入772、773和774。為滿足調(diào)速性能 計(jì)算KPVN的要求，用計(jì)數(shù)器C600設(shè)定速度調(diào)理周期為K0.1S，即 計(jì)算KPVN-VN-1每隔K0.1S進(jìn)展一次調(diào)理運(yùn)算。 根據(jù)丈量數(shù)據(jù)R402與給定 計(jì)算UN=KPVN+KPVN-VN-1數(shù)據(jù)R400之差，判別能否進(jìn)展VN的添加運(yùn)算或減少運(yùn)算。添加運(yùn)算時(shí)與“225 作上下限處置比較，“225為添加運(yùn)算的溢出范圍 。減少運(yùn)算時(shí)與“0比較，“0為最小運(yùn)算 終了 調(diào)理量。如輸出值小于“0，那么以“0輸出，如不小于“

6、0，以正常值輸出，即作上下限處置。 圖二.控制系統(tǒng)流程圖該程序的梯形圖如圖三所示。結(jié)論： 改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)的電氣控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)展改造，系統(tǒng)的可靠性得以提高，任務(wù)更加穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，計(jì)算準(zhǔn)確度高。但系統(tǒng)中的觸發(fā)脈沖生成器須進(jìn)展一定的修正，應(yīng)使其輸入端與PLC的D/A輸出模塊輸出量相匹配，以便將該輸出量轉(zhuǎn)變成能控制晶閘管整流電路的脈沖信號。SR21還具有較強(qiáng)的邏輯控制功能，改動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)的啟動(dòng)、停頓、可逆運(yùn)轉(zhuǎn)、測力機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)等均可由PLC參與控制。限于篇幅，本文從略。 A 140 164 722 F60 R400 F50 R225 141 F60 R425 F60 R402 165 142 F50 R404 F50 R402 F72 R402 F70 R400 F74 C1 375 F60 R435 C600 K F50 R402 C600 F72 R400 F600 R404 F74 C2C600 F60 R435 164 F50 R415C611 F72 R435 165 165 775 164 F50 0 F50 R402 F60 R415 F72 R404 165 775 F74 C1 F50 R41