基于遠(yuǎn)程io和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-05 09:54 本頁(yè)面
【正文】 ....11 5. 結(jié)束語(yǔ) ........................................................................................................................11 致 謝 ........................................................................................................................... 12 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 12 附錄 程序清單 ............................................................................................................... 13 重慶科技學(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目：基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 學(xué)生姓名 學(xué)生選題 后附名單 課程名稱 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控 20xx 地 點(diǎn) I5 I512 起止時(shí)間 ～ 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1. 接線圖設(shè)計(jì)：使用 ADAM4000 和 MM420 變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的所有接線圖；包括接線操作、 MM420 單獨(dú)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)和基本應(yīng)用等。 2. 程序設(shè)計(jì) (1)界面設(shè)計(jì)：主界面設(shè)計(jì)，設(shè)定轉(zhuǎn)速 /實(shí)際轉(zhuǎn)速的趨勢(shì)圖和棒圖，報(bào)警等設(shè)計(jì)。 (2)數(shù)據(jù)采集與處理程序設(shè)計(jì)： ADAM4000 數(shù)據(jù)輸入 /輸出程序；利用一元線性回歸擬合測(cè)量環(huán)節(jié)的特性曲線；分析系 統(tǒng)的系統(tǒng)誤差、粗大誤差與隨機(jī)誤差，確定減小各類誤差的方法；比較常見(jiàn)數(shù)字濾波器性能，實(shí)現(xiàn)一階慣性濾波等。 (3)電機(jī)速度的可編程曲線控制：開(kāi)環(huán)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速按預(yù)先設(shè)定的曲線變化；通過(guò)閉環(huán)控制（ PID 調(diào)節(jié)）將電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制到任意設(shè)定轉(zhuǎn)速。 3. 單回路 PID 參數(shù)的整定和分析。 要求：根據(jù)自己的學(xué)號(hào)與模 8 之余確定自己的 A/D 通道（采集電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速），據(jù)此設(shè)計(jì)相應(yīng)的接線圖；實(shí)現(xiàn)控制死區(qū)和輸出限幅；整定 PID 參數(shù)滿足相應(yīng)的控制要求；撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。 設(shè)計(jì) 參數(shù) 1. 變頻器： MM420；電機(jī)：具體參數(shù)見(jiàn)銘牌 2. 穩(wěn)態(tài)誤差： 1% 進(jìn)度 要求 第 12 天：選題、講解任務(wù)；第 34 天： ADAM4000 基本應(yīng)用、 CB 編程培訓(xùn)；第 56天： ADAM4000、 MM420 變頻器和電機(jī)的接線圖設(shè)計(jì)、 ADAM4000 基本編程、變頻器基本應(yīng)用；第 78 天：數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)與傳感器精度分析；第 910 天：系統(tǒng)精度分析；第 1112 天：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)；第 1315 天：實(shí)時(shí)控制程序設(shè)計(jì)；第 1617 天：界面設(shè)計(jì)與調(diào)試；第 1819 天：演示、檢查、答辯；第 20 天：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告 參考資料 胡文金等 .計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng) .重慶 :重慶大學(xué)出版社 , 西門(mén)子 .MM420 變頻器使用手冊(cè) 費(fèi)業(yè)泰 .《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》 (第 6 版 ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 其它 說(shuō)明 １ .本表應(yīng)在每次實(shí)施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫(xiě)二份，院系審批后交院系辦備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。２ .若填寫(xiě)內(nèi)容較多可另紙附后。 ，在設(shè)計(jì)內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。 系主任： 指導(dǎo)教師：楊波、王雪 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)概述 控制系統(tǒng)以 ADAM4000 系列模塊 組作為控制器，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器，氣重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 體壓力作為被控量，壓力計(jì)作為測(cè)量變送器，構(gòu)成了一個(gè)完整單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)。結(jié)合增量式不完全微分 PID 控制算法，使系統(tǒng)的控制精度控制在較高范圍，滿足控制要求。 系統(tǒng)總體框圖如圖 11 所示。 圖 11 系統(tǒng)總體框圖 設(shè)計(jì)方案 硬件設(shè)計(jì)方案 控制器 ADAM4000 系列遠(yuǎn)程 I/O 主要由 ADAM4019 作為數(shù)據(jù)輸入模塊、ADAM4024 作為控制量輸出模塊、 ADAM4050 作為模塊報(bào)警開(kāi)關(guān)量輸 出模塊組成?？諝鈮嚎s機(jī)提供整個(gè)系統(tǒng)需要的穩(wěn)定氣流，通過(guò)壓力計(jì)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的相互作用實(shí)現(xiàn)控制目的后空氣即可排出。 控制方案 本次控制方案我們將采用增量式不完全微分 PID 控制算法，它由一個(gè)不完全微分環(huán)節(jié)和一個(gè) PI 環(huán)節(jié)組成。其實(shí)際微分環(huán)節(jié)的微分作用按照指數(shù)衰減慢慢釋放，有利于提高氣體壓力控制系統(tǒng)的控制精度。不完全微分相對(duì)于純微分能夠更好的達(dá)到控制要求。在本次方案中我們基本確定采樣周期等于控制周期，周期時(shí)間選用 3 至 10 秒，再根據(jù)實(shí)際控制效果適當(dāng)匹配周期。 2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件硬件主要由 ADAM4000 系列模塊組、壓力計(jì)和電動(dòng)閥組成。壓力計(jì)將 0 至 1Mpa 的氣壓轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的 4 至 20mA 的電流信號(hào)，送至 ADAM4019 模塊作ADAM4000系列模塊 壓力計(jì) 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 控制對(duì)象（壓力） SP PV MVP — 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 為控制器的采集信號(hào)，經(jīng) PID 計(jì)算后由 ADAM4024 輸出 4 至 20mA 的電流信號(hào)控制電動(dòng)閥，來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制效果?？刂破髦饕K實(shí)物圖如圖 21 所示。 圖 21 ADAM4000 模塊組與 PC 機(jī)連接示意圖 ADAM4019+模塊 ADAM4019+是 16 位 A/D 8 通道的模擬量輸入模塊，可以采集電壓、電流等模擬量輸入信號(hào)。它為所有通道都提供了可編程的輸入范圍，這些模塊為 工業(yè)測(cè)量和監(jiān)控的應(yīng)用中提供很好的性價(jià)比；而且它的模擬量輸入通道和模塊之間還提供了 3000V 的電壓隔離，這樣就有效的防止模塊在受到高壓沖擊時(shí)而損壞。 ADAM4019+不僅支持 8 路差分信號(hào)，還支持 Modbus 協(xié)議。各通道可獨(dú)立設(shè)置其輸入范圍，同時(shí)在模塊右側(cè)使用了一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置 INT* 和正常工作狀態(tài)的切換， 4019+還增加了 4~20mA 的輸入范圍，測(cè)量電流時(shí)，不需要外接電阻，只需打開(kāi)盒蓋，設(shè)置跳線即可。跳線設(shè)置即是打開(kāi)盒蓋將接線柱向下調(diào)整即可。 ADAM4024 模塊 ADAM4024 有 4 路模 擬量輸出通道，分辨率為 12 位，帶有光隔離器，可防止接地回路、電源沖擊對(duì)設(shè)備造成損害，可以指定轉(zhuǎn)換速率和啟動(dòng)電流，支持Modbus 協(xié)議，輸出范圍可選 020mA， 420mA， +/10V。本設(shè)計(jì)選擇 420mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)以便控制電動(dòng)閥。 重慶科技學(xué)院 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 基于遠(yuǎn)程 I/O 和變頻器的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 ADAM4050 模塊及報(bào)警電路 ADAM4050 帶有 7 路數(shù)字量輸入和 8 路數(shù)字量輸出。它的數(shù)字量輸出為集電極開(kāi)路的
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