基于PLC的交流異步電動(dòng)機(jī)速度閉環(huán)控制設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-3"\h\u160501緒論 1129631.1概述 161341.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析 268381.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 2224592PLC和變頻器的型號(hào)選擇3308582.1PLC的特點(diǎn)和型號(hào)選擇 3223902.1.1PLC的根本特點(diǎn) 3235152.1.2PLC的根本結(jié)構(gòu) 3316482.1.3PLC的型號(hào)選擇 492532.2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置 599932.2.1變頻器的選擇5115712.2.2變頻調(diào)速原理686122.2.3變頻器的工作原理6218162.2.4變頻器的快速設(shè)置6221973硬件設(shè)計(jì)以及PLC編程8206703.1閉環(huán)控制設(shè)計(jì) 8116693.1.1硬件和速度反響設(shè)計(jì)889344實(shí)驗(yàn)調(diào)試和數(shù)據(jù)分析1065004.1PID參數(shù)整定 1012304.2運(yùn)行結(jié)果 108020心得127457致謝1320617參考文獻(xiàn)1412566附錄1523442附錄115613變頻器內(nèi)部原理框圖1527140附錄21629144閉環(huán)的程序設(shè)計(jì)以及源程序161緒論1.1概述調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能好是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中根本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位特別是在國(guó)防、汽車、冶金、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過(guò)程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。

可編程控制器〔PLC〕可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼續(xù)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格廉價(jià)，可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)樸，易學(xué)易用等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛地使用。

目前在控制領(lǐng)域中，雖然逐步采用了電子計(jì)算機(jī)這個(gè)先進(jìn)技術(shù)工具，特別是石油化工企業(yè)普遍采用了分散控制系統(tǒng)〔DCS〕。但就其控制策略而言，占統(tǒng)治地位的仍舊是常規(guī)的PID控制。PID結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、穩(wěn)定性好、工作可靠、使用中不必弄清系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。PID的使用已經(jīng)有60多年了，有人稱贊它是控制領(lǐng)域的常青樹。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有開展前景的調(diào)速方式之一，采用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)本錢。用戶根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。

組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長(zhǎng)，而且輕易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)王是海內(nèi)一家較有影響力的組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的，組態(tài)王具有流程畫面，過(guò)程數(shù)據(jù)記錄，趨勢(shì)曲線，報(bào)警窗口，生產(chǎn)報(bào)表等功能，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用。1.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的開展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；可編程控制器PLC作為替代繼電器的新型控制裝置，簡(jiǎn)單可靠，操作方便、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)且功能強(qiáng)大、容易使用、可靠性高，常常被用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制；組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件開發(fā)平臺(tái)工具，可實(shí)現(xiàn)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)速控制，在PC機(jī)上可開發(fā)友好人機(jī)界面，通過(guò)PLC可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行“智能〞控制。在此，本次設(shè)計(jì)就是基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC和變頻器綜合起來(lái)主要功能實(shí)現(xiàn)了變壓變頻調(diào)速。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，加減速以及快速制動(dòng)等。因此，該系統(tǒng)必須具備以下三個(gè)主體局部：控制運(yùn)算局部、執(zhí)行和反響局部?？刂七\(yùn)算主要由PLC和變頻器來(lái)完成；執(zhí)行元件為變頻器和電機(jī)；反響局部主要為速度反響。1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路系統(tǒng)主要由三個(gè)局部構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件PLC、變頻器和電機(jī)。首先通過(guò)設(shè)置給定輸入給PLC，再通過(guò)PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來(lái)控制電機(jī)，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)速反響給PLC，經(jīng)比較后輸出給變頻器從而實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。具體如下列圖所示：電機(jī)速度閉環(huán)控制的機(jī)構(gòu)控制圖電機(jī)速度閉環(huán)控制的機(jī)構(gòu)控制圖-速度給定速度反響信號(hào)+PLC〔PID〕變頻調(diào)速系統(tǒng)2PLC和變頻器的型號(hào)選擇2.1PLC的特點(diǎn)和型號(hào)選擇2.1.1PLC的根本特點(diǎn)PLC的誕生給工業(yè)控制帶來(lái)革命性的飛躍,與傳統(tǒng)的繼電器控制相比有著突出的特點(diǎn).第一,靈活性、通用性強(qiáng)。繼電器控制系統(tǒng)如果工藝要求稍有變化,控制電路必須隨之作相應(yīng)的變動(dòng),所有布線和控制柜極有可能重新設(shè)計(jì),耗時(shí)且費(fèi)力然而是利用存儲(chǔ)在機(jī)內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)各種控制功能的。因此當(dāng)工藝過(guò)程改變時(shí),只需修改程序即可,外部接線改動(dòng)極小,甚至可以不必改動(dòng),其靈活性和通用性是繼電器控制電路無(wú)法比較的。第二,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)"繼電器控制系統(tǒng)中,由于器件的老化、脫焊、觸點(diǎn)的抖動(dòng)以及觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象是不可防止的,大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而在控制系統(tǒng)中,大量的開關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成的,加之在硬件和軟件方面都采取了強(qiáng)有力的措施,使產(chǎn)品具有極高的可靠性和抗干擾能力可以直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定地工作。PLC在硬件方面采取電磁屏蔽、光電隔離、多級(jí)濾波等措施在軟件方面采取警戒時(shí)鐘、故障診斷、自動(dòng)恢復(fù)等措施,并利用后備電池對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),因此被稱為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)〞。第三,編程簡(jiǎn)單,使用方便。PLC采用面向過(guò)程,面向問題的“自然語(yǔ)言〞編程方式,直觀易懂,主要采用梯形圖和語(yǔ)句表編寫程序,使得廣闊電氣技術(shù)人員更容易接納和理解。同時(shí)設(shè)計(jì)人員也可根據(jù)自己的喜好和實(shí)際應(yīng)用的要求選擇其他編程語(yǔ)言。標(biāo)準(zhǔn)是編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn),除了梯形圖!語(yǔ)句表之外,還存在順序流程圖!結(jié)構(gòu)化文本和功能塊圖三種編程語(yǔ)言的表達(dá)方式。一個(gè)程序的不同局部可用任何一種語(yǔ)言來(lái)描述,支持復(fù)雜的順序操作功能處理以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第四,功能強(qiáng)大,可擴(kuò)展。的主要功能包括開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制局部還具備控制或模糊控制功能、數(shù)字量智能控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制等功能。PLC的功能擴(kuò)展也極為方便,硬件配置相當(dāng)靈活,根據(jù)控制要求的改變,可以隨時(shí)變動(dòng)特殊功能單元的種類和個(gè)數(shù),再相應(yīng)修改用戶程序就可以到達(dá)變換和增加控制功能的目的。2.1.2PLC的根本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)根本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖3.1所示：a.中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)存放器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出存放器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。b、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。C、電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去圖2.1PLC的根本結(jié)構(gòu)圖2.1.3PLC的型號(hào)選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原那么選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。綜合了輸入輸出〔I/O〕點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、各項(xiàng)控制功能和機(jī)型的考慮以及性價(jià)比等各方面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了S7-200PLC一臺(tái)。S7-200有5種CPU模塊、6個(gè)有12種工作方式的高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器/和脈沖寬度調(diào)制器、直接讀寫的模擬量I/O模塊、先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)、靈活方便的尋址方式以及程序化的PID編程控制。強(qiáng)大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。價(jià)格是它在所有品牌在同一功能區(qū)內(nèi)很有競(jìng)爭(zhēng)力的。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。這些都為實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供很好的條件和方便。例如，高速計(jì)數(shù)器可以用來(lái)測(cè)速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)速度反響。2.2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置2.2.1變頻器的選擇正確選擇通用型變頻器對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最適宜。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。假設(shè)對(duì)通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，往往會(huì)使通用變頻器不能正常的運(yùn)行、達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)：(l)調(diào)速平滑、調(diào)速范圍大。通過(guò)控制器的控制，變頻器的輸出頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流小、動(dòng)負(fù)荷小、調(diào)速平滑而無(wú)沖擊。(2)調(diào)速精度高。電動(dòng)機(jī)在自然特性上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的外特性硬，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化小。(3)動(dòng)態(tài)品質(zhì)好。可使提升機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速過(guò)程的時(shí)間降至最少，具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。(4)易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的換向，當(dāng)頻率降低至零后即可反向開車，采用控制器改變相序即可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，因此可在四象限內(nèi)平滑的過(guò)渡。(5)節(jié)電效果顯著。變頻調(diào)速比轉(zhuǎn)子回路串接電阻的調(diào)速方法節(jié)約電能20%~40%。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM420。變頻器MM420為我們提供了很好的BOP控制面板具體如下列圖：2.2.2變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)到達(dá)調(diào)速的目的。n=60f(1-s)/p對(duì)于成品電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,進(jìn)而到達(dá)異步電機(jī)的調(diào)試目的。2.2.3變頻器的工作原理變頻器的工作原理是把市電〔380V、50Hz〕通過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件〔GTO、GTR或IGBT〕組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。2.2.4變頻器的快速設(shè)置如果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，那么需對(duì)它進(jìn)行快速調(diào)試，試驗(yàn)中用到的變頻器都已經(jīng)完成了快速調(diào)試。序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說(shuō)明P0304230380電動(dòng)機(jī)的額定電壓(380V)P03053.250.35電動(dòng)機(jī)的額定電流(0.35A)P03070.750.06電動(dòng)機(jī)的額定功率(60W)P031050.0050.00電動(dòng)機(jī)的額定頻率(50Hz)P031101430電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(1430r/min)P100021用操作面板〔BOP〕控制頻率的升降P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率(0Hz)P10825050.00電動(dòng)機(jī)的最大頻率(50Hz)P11201010斜坡上升時(shí)間(10S)P11211010斜坡下降時(shí)間(10S)P070022選擇命令源〔由端子排輸入〕P0701110正向點(diǎn)動(dòng)P07021211反向點(diǎn)動(dòng)P10585.0030正向點(diǎn)動(dòng)頻率〔30Hz〕P10595.0020反向點(diǎn)動(dòng)頻率〔20Hz〕P106010.0010點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間〔10S〕P106110.005點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間〔5S〕注:〔1〕設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值〔2〕設(shè)定P0003=2允許訪問擴(kuò)展參數(shù)〔3〕設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定P0010=1(快速調(diào)試),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0010=0(準(zhǔn)備)3硬件設(shè)計(jì)以及PLC編程3.1閉環(huán)控制設(shè)計(jì)3.1.1硬件和速度反響設(shè)計(jì)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)就要把速度信息反響給輸入。速度的測(cè)量可以通過(guò)光電編碼器和PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度采集：S7-200具有高速脈沖采集功能，采集頻率可以到達(dá)30KHz，共有6個(gè)高速計(jì)數(shù)器〔HSC0~HSC5〕工作模式有12種。在固定時(shí)間間隔內(nèi)采集脈沖差值，通過(guò)計(jì)算既可以獲得電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。例如：設(shè)采樣周期為100ms即是每隔100ms采集脈沖一次，光電開關(guān)每轉(zhuǎn)發(fā)出8個(gè)脈沖，那么就可以得到速度為其中為采樣周期內(nèi)接受到的脈沖數(shù)。轉(zhuǎn)速的單位為。閉環(huán)控制就是將速度信號(hào)反響給PLC，再通過(guò)與給定量比較，輸出給PID控制局部，從而調(diào)節(jié)速度使其能到達(dá)設(shè)定要求。其結(jié)構(gòu)框圖電機(jī)電機(jī)-速度給定速度反響信號(hào)+PLC〔PID〕變頻調(diào)速系統(tǒng)3.1.2硬件連接圖4實(shí)驗(yàn)調(diào)試和數(shù)據(jù)分析4.1PID參數(shù)整定PID參數(shù)整定方法就是確定調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)P、積分時(shí)間Ti和和微分時(shí)間Td，改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，使系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程到達(dá)最為滿意的質(zhì)量指標(biāo)要求。一般可以通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定，但誤差太大。目前，應(yīng)用最多的還是工程整定法：如經(jīng)驗(yàn)法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反響曲線法。經(jīng)驗(yàn)法又叫現(xiàn)場(chǎng)湊試法，它不需要進(jìn)行事先的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，而是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用一組經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)反響曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗(yàn)，其規(guī)律如下表所示：被控變量規(guī)律的選擇比例度積分時(shí)間〔分鐘〕微分時(shí)間〔分鐘〕溫度滯后較大20~603~100.5~3實(shí)驗(yàn)湊試法的整定步驟為"先比例，再積分，最后微分"。

1〕整定比例控制

將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反響快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。

2〕整定積分環(huán)節(jié)先將步驟1〕中選擇的比例系數(shù)減小為原來(lái)的50～80％，再將積分時(shí)間置一個(gè)較大值，觀測(cè)響應(yīng)曲線。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。

3〕整定微分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)先置微分時(shí)間TD=0，逐漸加大TD，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數(shù)。4.2運(yùn)行結(jié)果此次是速度的PID控制，速度具有比較嚴(yán)重的滯后性，所以一般為了增強(qiáng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，比例、積分、微分全投入使用，經(jīng)過(guò)屢次參數(shù)設(shè)定比較后，當(dāng)設(shè)定比例系數(shù)P為10，積分時(shí)間I為0.15，微分時(shí)間D為0.01時(shí)，系統(tǒng)能得到比較滿意的控制效果，最大超調(diào)只有兩度多，穩(wěn)定后能保持在+1r/min以內(nèi).系統(tǒng)控制效果如下：心得通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺。在課程設(shè)計(jì)期間通過(guò)與同學(xué)們之間的交流和老師的指導(dǎo)，使自己學(xué)到了不少知識(shí)。除了學(xué)會(huì)了西門子S7—200的根本知識(shí)，并掌握了S7—200的工作原理和一些指令的功能以外，還掌握了傳感器和變頻器的使用方法，并且深化了我對(duì)PID控制技術(shù)的理解。在這次課程設(shè)計(jì)中我覺得最重要的就是要有自學(xué)能力，因?yàn)檫@次實(shí)訓(xùn)中有局部知識(shí)我們之前還沒有接觸過(guò)，所以自己必須學(xué)會(huì)查找相關(guān)的資料。另外就是在遇到實(shí)際問題的時(shí)候，要認(rèn)真思考，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題的。而在這次設(shè)計(jì)程序的過(guò)程中，我一開始時(shí)走了很多彎路，這也是自己的知識(shí)不夠扎實(shí)的原因。不過(guò)經(jīng)過(guò)自己幾天的努力，最后還是做了出來(lái)，而且還做得挺不錯(cuò)的。雖然我們?cè)O(shè)計(jì)的東西并不難，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我學(xué)到了書本上所沒有學(xué)到的東西。只有理論