【正文】 (3) 一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。PLC的工作原理可以簡單的描述為在系統(tǒng)程序管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序，對(duì)控制要求進(jìn)行處理判斷，并通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)?？刂品绞接心M控制或數(shù)字控制[10]。通過有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的導(dǎo)通和斷開，可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率的交換，這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件—電容器或電感器來緩沖，所以中間直流環(huán)節(jié)實(shí)際上是中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。它的作用是把工頻電源變換成直流電源。通用變頻器由主電路和控制回路組成。[12]三相異步電機(jī)是感應(yīng)電機(jī)，定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子銅條是短路的，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力，電磁力的方向可用左手定則確定。當(dāng)磁極沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。（3） 氣隙 異步電機(jī)定，轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，對(duì)于小型異步電機(jī)。（2） 轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。為了減少交變磁場(chǎng)在鐵心中引起的損耗，鐵心一般采用導(dǎo)磁性能良好?？删幊炭刂破魇歉鶕?jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，將PLC應(yīng)用于交流變頻調(diào)速，不僅可靠性高，易于操作，而且還能降低能耗，節(jié)約能源。它具有功能強(qiáng)，可靠性高，配置靈活，使用方便，以及體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)[13]。變頻技術(shù)是近年來國際家電領(lǐng)域全面開發(fā)和應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用新型變頻器，將50Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30130Hz的變化頻率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和提高效率的目的。該設(shè)計(jì)具有思路明確、可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過調(diào)試實(shí)現(xiàn)了上述功能。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。本文內(nèi)容介紹了步進(jìn)電機(jī)以及單片機(jī)原理、該系統(tǒng)的硬件電路、程序組成，同時(shí)對(duì)軟、硬件進(jìn)行了調(diào)試。近年來隨著電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，人們?cè)谧非罂刂齐姍C(jī)更快，更準(zhǔn)，更穩(wěn)的同時(shí)，也意識(shí)到節(jié)能，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的重要性。PLC是20世紀(jì)70年代以來，在電氣控制技術(shù)，集成電路，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻器越來越多的被應(yīng)用于調(diào)速場(chǎng)合。（1） 定子 異步電機(jī)的定子由鐵心，定子繞組和機(jī)座三部分組成,定子鐵心的作用是作為電機(jī)磁路的一部分和嵌放定子繞組。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。其結(jié)構(gòu)形式有兩種:籠式和繞線式。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中相對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁楊，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第一：要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，第二：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，第三：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于同步轉(zhuǎn)速，否則導(dǎo)體不會(huì)切割磁場(chǎng)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，無轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就要停下來，停下后，速度減慢，由于有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)子又開始轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，轉(zhuǎn)子總是落后同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動(dòng)。變頻器主要應(yīng)用于對(duì)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)，可將其分為四個(gè)部分，其結(jié)構(gòu)如圖11所示。圖11變頻器簡化結(jié)構(gòu)圖 (1) 整流器。無論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)，起始功率因數(shù)總不會(huì)等于1。逆變器的結(jié)構(gòu)形式是利用6個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)器件組成的三相橋式逆變器電路。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制，以及完成各種保護(hù)功能。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器，上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接[5]。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。 (6) 由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲[7][8]。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。綜合來說，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開拓，如用于海關(guān)過境車輛認(rèn)證(深圳鹽田)、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國已有實(shí)例。因此，在選用電動(dòng)機(jī)種類時(shí)，若機(jī)械工作對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)無過高要求，應(yīng)優(yōu)先選用交流電動(dòng)機(jī)。功率：40W；電流：；頻率：50HZ；絕緣等級(jí)：E[2]。本設(shè)計(jì)采用的變頻器是西門子公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器MM420。(3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。與單片機(jī)相比，PLC有以下優(yōu)點(diǎn): (1) 通用性強(qiáng)，使用方便。 (5) 編程簡單易學(xué)，PLC編程采用梯形圖與繼電器電路圖類似，不需要計(jì)算機(jī)專門知識(shí)也能理解。而對(duì)于單片機(jī)最大的缺點(diǎn)就是抗干擾的能力差，驅(qū)動(dòng)能力差，需要很多外圍設(shè)備來驅(qū)動(dòng)，在工業(yè)控制中多采用PLC，此外單片機(jī)編程復(fù)雜，需要了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作方式[3]。S7200系列的PLC是整體式結(jié)構(gòu)，根據(jù)其規(guī)模的的大小，可選擇相應(yīng)的主機(jī)單元CPU[11][19]。 3 變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) S7200PLC 本系統(tǒng)選用的是西門子公司生產(chǎn)的S7200系列小型PLC，可用于代替繼電器的簡單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 MicroMaster420變頻器 本系統(tǒng)采用的是通用變頻器MicroMaster420，MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。MicroMaster420具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。打開啟動(dòng)開關(guān)，變頻器開始運(yùn)行。其I/O分配如表32 所示。 表33 變頻器的參數(shù)設(shè)置序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說明32P070022選擇命令源（ 由端子排輸入 ）33P0701117固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令） 34P07021217固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令）35P0703917固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令）36P1001固定頻率137P1002固定頻率238P1003固定頻率339P1004固定頻率440P1005固定頻率541P1006固定頻率642P1007固定頻率7 輸入輸出分配如表34所示。使得PLC編程更加方便、快捷。數(shù)據(jù)被編譯并下載到PLC。⑤狀態(tài)表狀態(tài)表用來觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運(yùn)行情況的一種工具。交叉引用表并不下載到PLC，程序編譯成功后才能看到交叉引用表的內(nèi)容。圖33 USS指令圖USS_INIT指令:被用于啟用和初始化或禁止MicroMaster驅(qū)動(dòng)器通訊。使用邊緣檢測(cè)指令，以脈沖方式打開EN輸入。ACTIVE（激活）表示激活的驅(qū)動(dòng)器。變頻器先停止運(yùn)行，再反方向運(yùn)行。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。并且UPS還具有較強(qiáng)干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)利用通用變頻器和PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的控制，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行的速度調(diào)節(jié)，達(dá)到變頻調(diào)速的目的。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我們真正體會(huì)到了知識(shí)是學(xué)無止境的，以前一直想大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)該就可以了，可是通過這次設(shè)計(jì)，使我清楚的認(rèn)識(shí)到我們?cè)跁旧蠈W(xué)到的知識(shí)僅僅是基礎(chǔ)而已，要想真的要做出一點(diǎn)成績就要自己自學(xué)很多的知識(shí)，這就意味著我們雖然馬上就要畢業(yè)，但并不代表學(xué)習(xí)的終止，相反在以后的工作中學(xué)習(xí)的任務(wù)更加繁重。 Sons, 2003.歡迎您的光臨，！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。什么時(shí)候離光明最近？那就是你覺得黑暗太黑的時(shí)候。