【正文】 在采用方案一的時候發(fā)現(xiàn)，在給定的轉(zhuǎn)速之下，想要達到轉(zhuǎn)動角度的時間很短，大多不到 1S，而在短時間內(nèi)，變頻器并不能順利啟動電機并使之轉(zhuǎn)動相應(yīng)的時間，因此放棄方案一。 （ 3）整定微分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié) 先置微分時間 TD=0，逐漸加大 TD，同時相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和 PID控制參數(shù)。 閉環(huán)控制就是將速度信號反饋給 PLC，再通過與給定量比較，輸出給 PID 控制部分，從而調(diào)節(jié)速度使其能達到設(shè)定要求。 許多控制系統(tǒng)內(nèi)，可能只需要 P、 I、 D中的一種或兩種控制類型。 子程序： 初始化 HSC，中斷程序參數(shù)設(shè)置， PID 參數(shù)設(shè)置 PID 算法 比 例積 分微 分廣 義 被 控 對 象r ( t )e ( t )y ( t )++++u ( t ) 圖 PID 控制原理圖 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 PLC 的 PID 控制器設(shè)計是以連續(xù)系統(tǒng) PID 控制規(guī)律為基礎(chǔ)，經(jīng)采樣將其數(shù)字化寫成離散形式 PID控制方程，再根據(jù)離 散方程進行控制程序設(shè)計。 flexible 選件 WinCC flexible 選件可以擴展 WinCC flexible 的標(biāo)準(zhǔn)功能。所有與項目相關(guān)的組態(tài)數(shù)據(jù)都存儲在項目數(shù)據(jù)庫中。 wincc flexible 簡介 WinCC flexible 是用于所有組態(tài)任務(wù)的工程系統(tǒng)。 PLC 所顯示的狀態(tài)時 PLC 循環(huán)掃描完成后的元件狀態(tài)?？梢酝ㄟ^ CPU 模塊上的模式轉(zhuǎn)換開關(guān)控制 PLC的 STOP 與 RUN。對于分塊結(jié)構(gòu)的程序，應(yīng)在完成全部程序編輯后，在主程序 OB1 上進行組織。西門子順應(yīng)市場需求推出的全新 SIMATIC 精彩系列面板SmartLine，準(zhǔn)確地提供了人機界面的標(biāo)準(zhǔn)功能，經(jīng)濟實用，具備高性價比。人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介， 它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)在定子繞組上接入三相交流電時，在定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，它與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相對運動，使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢，出現(xiàn)感應(yīng)電流，此電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機轉(zhuǎn)動起來。 （電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。它主要由三部分構(gòu)成 ，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約 5天。 ： CPU 221/222 4個高速計數(shù)器（ 30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入， 2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為 90176。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。一般交流電壓波動在 +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。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程控制器 PDP— 14 ，在 美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺 PLC。反之， S 減小。 在我國，工頻 f1=50Hz，因此對應(yīng)于不同極對數(shù) p 的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n0，見表 p 1 2 3 4 5 6 n0 3000 1500 1000 750 600 500 表 ③．轉(zhuǎn)差率 s 電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方 向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就都不存在。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)。 00sins i n ( 1 2 0 )s i n ( 1 2 0 )UmVmWmi I ti I ti I t?????? ???? ??? （ ） 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 圖 三相異步電動機定子接線 當(dāng) ?t=00時， 0Ai ? ， AX 繞組中無電流； Bi 為負(fù)， BY 繞組中的電流從 Y 流入 B1流出； Ci為正， CZ 繞組中的電流從 C 流入 Z流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖 （ a）所示。 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸上加機械負(fù)載 表 轉(zhuǎn)子組成 鼠籠式電動機由于構(gòu)造簡單，價格低廉，工作可靠，使用方便，成為了生產(chǎn)上應(yīng)用得最廣泛的一種電動機。 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理 1．三相異步電動機的構(gòu)造 三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。 本篇文章通過對鼠籠式三相異步電動機工作過程的分析 ,著重討論了三相異步電動機的調(diào)速和轉(zhuǎn)角性能 ,嘗試簡單，有效 的調(diào)速和調(diào)角度方法。 題目： 三相異步電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)設(shè)計 2020 年 6 月 1 日 摘要 I 摘 要 本文介紹三相異步電動機基于西門子 S7200 系列 PLC 的變頻調(diào)速與轉(zhuǎn)角控制方法。 關(guān)鍵詞： PLC；三相異步電動機；轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)角 ABSTRACT II ABSTRACT This article describes the threephase asynchronous motor based on Siemens S7200 series PLC frequency control and angle control methods. PLC in the threephase asynchronous motor control applications, with traditional relay control, pared with a control speed, high reliability, flexibility, functional, etc., for a variety of automated control equipment provides a very reliable control is able to provide safe and reliable automation and control applications and more plete solution for the current demand for automation of industrial enterprises. Currently, the electric drive is the industry39。此外還有端蓋、風(fēng)扇等附屬部分，如圖 所示。 為了保證轉(zhuǎn)子能夠自由旋轉(zhuǎn)，在定子與轉(zhuǎn)子之間必須留有一定的空氣隙，中小型電動機的空氣隙約在 ~ 之間。 當(dāng) ?t=1200時， 0Bi ? ， BY繞組中無電流； Ai 為正， AX繞組中的電流從 A流入 X 流出；Ci 為負(fù)， CZ 繞組中的電流從 Z流入 C流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖 （ b）所示。 當(dāng)每相繞組只有一個線圈，繞組的始端之間相差 1200空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，即 p=1； 當(dāng)每相繞組為兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差 600空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩 對極，即 p=2； 同理，如果要產(chǎn)生三對極，即 p=3 的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的三個線圈，繞組的始端之間相差 400（ =1200/p）空間角。也就是說旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此我們把這種電動機稱為異步電動機，又因為這種電動機的轉(zhuǎn)動原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，故又稱為感應(yīng)電動機。異步電動機運行時，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一般很接近，轉(zhuǎn)差率很小。 1969年，美國研制出世界第一臺 PDP14 1971年，日本研制出第一臺 DCS8 1973年，德國研制出第一臺 PLC 1974年，中國研制出第一臺 PLC 發(fā)展： 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器。這標(biāo) 志著可編程控制器已步入成熟階段。 （ CPU） 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 中央處理單元（ CPU）是 PLC 的控制中 樞。 ① ．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 S7200系列 PLC可提供 4個不同的基本型號的 8種 CPU 使用。的 CPU224/226 6個高速計數(shù)器（ 30KHz），具有 CPU221/222相同的功能。選用電池模塊能延長存貯時間到 200天（ 10年壽命）。 （ 1） 整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。 （ 1） 運算電 路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 電機磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，用 N 表示： N=60f/p(r/min) （ ） 式中： f— 三相交流電源頻率，一般為 50Hz； p— 磁極對數(shù)。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。精彩系列面板采用全新的高分辨率 16:9 寬屏液晶顯示和先進的工業(yè)設(shè)計理念，使設(shè)備操作變得更加輕松快捷，引領(lǐng)人機界面產(chǎn)品進入高分辨率寬屏顯示時代。 在主程序 OB1 上，首先編輯子程序、中斷程序的調(diào)用條件，然后打開指令數(shù)中的“指令文件夾”、選擇“指令分類文件夾”，并栓劑相應(yīng)的子程序號，即可輸入子程序、中斷程序的調(diào)用指令。但是，當(dāng) PLC 操作系統(tǒng)檢測到重大錯誤時，將強制從 RUN模式轉(zhuǎn)入 STOP 模式。編輯元件中出現(xiàn)綠色 只是表明該編程元件接通，紅色表示指令有誤，灰色表示指令未被掃描（跳過或未調(diào)用）。 WinCC flexible 采用模塊化的設(shè)計。 WinCC flexible 用于組態(tài)用戶界面以操作和監(jiān)視機器與設(shè)備。每個選件需要一個單獨的許可證。典型的 PID 算法包括 3 項，比例項、積分項和微分項。如可能只要求比例控制或比例與積分控制，通過設(shè)置參數(shù)可對回路進行控制類型進行選擇。 調(diào)試與數(shù)據(jù)分析 PID 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、積分時間 Ti和和微分時間 Td，改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性，使系統(tǒng)的過渡過程達到最為滿意的質(zhì)量指標(biāo)要求 。 整定后的 PID 參數(shù)如下表： 被控變量 比例 積分時間（ min） 微分時間（ min) 轉(zhuǎn)速 ~ ~ 表 PID參數(shù)表 運行結(jié)果 系統(tǒng)控制效果如下： 圖 速度設(shè)定為 600r/min 圖 設(shè)定速度 600r/min 是的反饋速度 圖 設(shè)定速度為 759r/min 圖 設(shè)定速度為 759r/min 時的反饋速度 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 23 第四章 電機轉(zhuǎn)角控制 系統(tǒng)設(shè)計的總體思路 系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件 PLC、變頻器和電機。 方案二中不難得出轉(zhuǎn)角與編碼器脈沖數(shù)之間的換算公式： 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 25 36010004n ??? ? （ ） 其中 n是編碼 器脈沖數(shù)，α是設(shè)定角度。 為了計算方便，本次設(shè)計采用的是 60r/min 的電機轉(zhuǎn)速，即電動機每秒轉(zhuǎn)動 1 轉(zhuǎn)。 然后減小積分時間，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)。轉(zhuǎn)速的單位為 min/r 。微分時間常數(shù) Td 增大時，超調(diào)量減少，動態(tài)性能得到改善，但 Td過大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn) 態(tài)時可能上升緩慢。 中斷程序：調(diào)用 PID指令進行運算以及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。在運行系統(tǒng)中，您可以在過程模式下執(zhí)行項目?；蛘呤褂谩半x散量報警”編輯器組態(tài)報警。 wincc flexible 組態(tài)軟件