【正文】 7參考文獻(xiàn)1. 原魁，劉偉強(qiáng)，鄒偉，朱海兵（2005）.。希望這次的經(jīng)歷能夠激勵我在以后的學(xué)習(xí)與工作中繼續(xù)進(jìn)步。 ，按下SB2,小車左行 按下SQ2，小車停止左行，停在2號位 （3）呼叫3號位。③按下SB3，此時如果小車處于3號位的左側(cè)，則SQSQ2中的任意一個被壓下，則小車右行；如果小車處于3號位的右側(cè)，則SQSQ5中的任意一個被壓下，則小車左行；如果小車處于3號位，則小車停止不動。 （2）按結(jié)構(gòu)形式分 ①整體式結(jié)構(gòu) 整體式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通訊接口、I/O擴(kuò)展接口等組裝在一個箱體內(nèi)。典型的機(jī)型有歐姆龍的CPM2A系列，三菱公司的FX系列，西門子公司的S7200系列等。PLC的平均無故障運(yùn)行時間為510萬小時，通過良好的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、抗干擾技術(shù)的使用、先進(jìn)電源技術(shù)的采用，以及監(jiān)控、故障診斷等技術(shù)的采用，同時配以嚴(yán)格的制造工藝，使PLC在工業(yè)環(huán)境中可靠的工作。逐條執(zhí)行用戶程序，并將執(zhí)行的結(jié)果存入元件映像寄存器。 ②通訊處理 PLC檢查通訊接口的外設(shè)，如編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面等是否有通訊請求，如有則進(jìn)行通訊處理。 ③供程序調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊—由不同功能的各種程序塊組成，如輸入輸出處理、PID運(yùn)算、高速計(jì)數(shù)等。另一種編程器是基于個人電腦加編程軟件和監(jiān)控軟件的編程系統(tǒng)。負(fù)載兩端并聯(lián)阻容吸收；當(dāng)用于直流時，負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。 交、直流輸入接口電路 ，和直流輸入接口電路有些相似，它為交、直流1224V輸入接口。外設(shè)輸入到PLC的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作接鈕、行程開關(guān)以及一些傳感器的輸出的開關(guān)量等，通過輸入接口轉(zhuǎn)化成中央處理器單元能接收到的信號，中央處理器單元輸出的弱電控制信號通過輸出接口變?yōu)殡姶砰y、接觸器等執(zhí)行元件的驅(qū)動信號。由于r2的設(shè)定值隨著溫度的增加而得到補(bǔ)償，保證了輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定。所以，對異步電動機(jī)進(jìn)行矢量控制和進(jìn)行轉(zhuǎn)差頻率控制時一樣，除了必須準(zhǔn)確地檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)速外，還必須準(zhǔn)確掌握電動機(jī)的內(nèi)部參數(shù)M和r2并將這些參數(shù)輸入變頻器的控制算法。 但是，在基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式中，除了按照上述方式對異步電動機(jī)進(jìn)行定常狀態(tài)時的控制外，還要根據(jù) θ = arc tan(I2/Im) （）的條件對電動機(jī)定子電流的相位進(jìn)行控制，以消除轉(zhuǎn)矩電流過渡過程中的波動。而電動機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測由速度傳感器和變頻器控制電路中的運(yùn)算電路完成。另一方面，對于異步電動機(jī)來說，其定子電壓頻率fs以電動機(jī)的實(shí)際頻率nn作為同步轉(zhuǎn)速時的電源頻率fn，以及轉(zhuǎn)差頻率fs三者的關(guān)系可以由 f = fn + fs （） 輸出。 由于E/f控制和V/f控制在控制原理上并無不同，這兩種控制方式通常統(tǒng)稱為V/f控制。因此，為了得到與E/f控制相近的特性，必須對這部分壓降進(jìn)行補(bǔ)償。 另一方面，從異步電動機(jī)的等效電路還可以得知。 V/f控制對于異步電動機(jī)，只要改變其他供電電源的頻率，既可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到進(jìn)行調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。在超精密加工和高性能機(jī)械區(qū)域中常常要用到高速電動機(jī)。 ②高性能專用變頻器。它主要應(yīng)用于水泵、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等對于系統(tǒng)的調(diào)速性能要求不高的場所，并具有體積小，價格低等方面的優(yōu)勢。在上面介紹的變頻器分類方式中我們是按照變頻器的工作原理對其進(jìn)行分類的，但是，對于一個變頻器的用戶來說，他關(guān)心更多的也可能是變頻器的用途而不是其工作原理。矢量控制的基本思想是將異步電動機(jī)的定子電流分為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵磁電流）和與其相垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）并分別加以控制。采用V/f控制方式的變頻器控制電路成本較低，多用于對精度要求不太高的通用變頻器。由于這種控制方式對換流器件的開關(guān)速度有較高的要求，所以用換流器件只能使用具有較高開關(guān)速度的IGBT或MOSFET等半導(dǎo)體元器件，目前在大容量變頻器中的利用仍然受到一定限制。這種控制方式也稱為SPWM控制。 由于逆變電路換流器件的開關(guān)頻率較低，在使用PAM控制方式的變頻器進(jìn)行調(diào)速驅(qū)動時具有電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，效率高等特點(diǎn)。 對于電流型變頻器來說，在電動機(jī)進(jìn)行制動的過程中可以通過將直流中間電路的電壓反向的方式使整流電路變?yōu)槟孀冸娐罚⒇?fù)載的能量回饋給電源。 ①電壓型變頻器。半導(dǎo)體開關(guān)器件的種類很多，如晶體管、晶閘管、GTO、IGBT等。交替打開和關(guān)斷這六個開關(guān)，就可以在輸出端得到相位上各相差120度（電氣角）的三相交流電源。它的主要作用是在控制電路的控制下將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。 變頻器的基本構(gòu)成 而對于采用了矢量控制方式的變頻器來說，由于進(jìn)行矢量控制時需要進(jìn)行大量的運(yùn)算，其運(yùn)算電路中有時還有一個以DSP(數(shù)字信號處理器）為主的轉(zhuǎn)矩計(jì)算用CPU以及相應(yīng)的磁通檢測和調(diào)節(jié)電路。 PLC連接變頻器 PLC是的輸出端子接變頻器的多功能端子，變頻器中設(shè)置多功能端子為多道速功能，并設(shè)置相應(yīng)頻率。德國西門子在1973年研制成功了歐洲第一臺PLC。目前變頻器不但在傳統(tǒng)的電力拖動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且?guī)缀跻呀?jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱等家電產(chǎn)品中也得到了廣泛應(yīng)用。 因此，很久以來，人們希望在許多場合下能夠用可調(diào)速的交流電動機(jī)來代替直流電動機(jī)，并在交流電動機(jī)的調(diào)速控制方面進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作。該系統(tǒng)充分利用了學(xué)習(xí)中講述的可編程控制器（PLC）的多方面的設(shè)計(jì)知識和方法，再加上變頻器兩者巧妙的配合精確的實(shí)現(xiàn)了對運(yùn)料小車系統(tǒng)的控制。但是，由于技術(shù)上的原因，在很長一段時期內(nèi)，占整個電力拖動系統(tǒng)80％左右的不變速拖動系統(tǒng)中采用的是交流電動機(jī)（包括異步電動機(jī)和同步電動機(jī)），而在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動機(jī)。隨著同時期內(nèi)電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為交流調(diào)速系統(tǒng)中心的變頻器技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展，并逐漸進(jìn)入了實(shí)用階段。 這十大條件主要要求：編程方便，可現(xiàn)場修改程序，維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)，可靠性高于繼電器控制裝置，體積小于繼電氣控制盤，數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)，成本可與繼電器控制盤競爭，擴(kuò)展時原系統(tǒng)改變最小。隨著高性能微處理器8位片式CPU在PLC中大量應(yīng)用，PLC的處理速度大大提高，同時，增加了浮點(diǎn)運(yùn)算、三角函數(shù)、脈沖調(diào)制輸出、自診斷功能等。（2） 通過PLC加數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將PLC數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入到變頻器的模擬量控制端子，控制變頻器工作。 直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電路能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。此外，控制電路還通過A/D,D/A等外部接口電路接收/發(fā)送多種形式的外部信號和給出系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)，以便使變頻器能夠和外部設(shè)備進(jìn)行各種高性能的控制。所以在實(shí)際的變頻器逆變電路中還沒有各種相應(yīng)的輔助電路，以保證逆變電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時對換流器件進(jìn)行保護(hù)。 （1）按照主電路工作方式分類。在電流型變頻器中，整流電路給出直流電流，并通過中間電路的電抗將電流進(jìn)行平滑后輸出。 ①PAM控制方式。在這種控制中，并通過改變輸出脈沖的寬度來達(dá)到控制電壓（電流）的目的。這種控制方式原理上實(shí)際是對PWM控制方式的改進(jìn)，是為了降低電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲而采用的一種控制方式。 ① V/f控制變頻器。但是，由于采用這種控制方式時需要在電動機(jī)上安裝速度傳感器，并需要根據(jù)電動機(jī)的特性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差，通常多用于廠家指定的專用電動機(jī)，通用性較差。但是，隨著變頻器調(diào)速理論和技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論在變頻器中的成功應(yīng)用，目前在新型矢量控制變頻器中已經(jīng)增加了自調(diào)整功能。這里通用性指的是通用變頻器可以對普通的異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。但是，隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展和變頻器參數(shù)自調(diào)整的實(shí)用化，目前一些廠家已經(jīng)推出了采用矢量控制方式的高性能多功能通用變頻器，以適應(yīng)競爭日趨激烈的變頻器市場的需要。例如，在機(jī)床主軸驅(qū)動專用的高性能變頻器中，為了便于和數(shù)控裝置配合完成各種工作，變頻器的主電路、回饋制動電路和各種接口電路等被做成一體，從而達(dá)到了縮小體積和降低成本的要求。二者的工作原理相同，但電路的結(jié)構(gòu)不同。這就是V/f控制的出發(fā)點(diǎn)。很明顯，E/f控制變頻器的特性要優(yōu)于V/f控制變頻器。而在具有全范圍轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器中，電壓補(bǔ)償是在電動機(jī)的整個運(yùn)行范圍中進(jìn)行的。 從異步電動機(jī)等效電路可以求得I2 = E/√〔(r2/s)2 +（2πfL2）2〕 （） 定義轉(zhuǎn)差頻率f為 Fs = sf （） 則可以得到 I2 = E/f｛1/√〔（r2/fs）2 +（2πL2）2〕｝ （） 而轉(zhuǎn)矩則由下式給出 T = mp/4π(E/f)2{fsr2/〔r22+（2πfsL2）2〕} （） 從式 ()可知，當(dāng)轉(zhuǎn)矩頻率fs較小時，如果E/f =常數(shù),則電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差fs成正比。這是因?yàn)椋灰軌蚩刂齐妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)差頻率。 目前在變頻器中得到實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度檢測器的矢量控制方式兩種。 無速度傳感器矢量控制方式的基本控制思想是：分別對作為基本控制量的勵磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測，并通過控制電動機(jī)定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流的指令值和檢測值達(dá)到一致，從而實(shí)現(xiàn)矢量控制。在某些情況下，當(dāng)溫度發(fā)生80℃左右的變化時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩甚至?xí)l(fā)生30％左右的變化。②存儲器：用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序級運(yùn)行數(shù)據(jù)。 直流輸入接口電路 交流輸入接口電路 ，C為隔直電容。 晶閘管（交流）輸出接口電路 繼電器（交、直流）輸出接口電路 ，繼電器輸出接口電路本身有隔離的功能，當(dāng)內(nèi)部有輸出時，相應(yīng)的繼電器吸合，使外部負(fù)載電路接通。 （4）I/O擴(kuò)展電路 小型PLC的輸入輸出接口是與中央處理器單元CPU集成在一起的，為了滿足被控制設(shè)備輸入輸出接口點(diǎn)數(shù)較多的要求，常需要擴(kuò)展數(shù)字量輸入輸出模塊；為了滿足模擬量控制要求，需要擴(kuò)展模擬量輸入輸出模塊，如A/D、D/A。 系統(tǒng)自檢測—內(nèi)部電路故障、用戶程序語法錯誤。 PLC則采用循環(huán)掃描的工作方式，整個工作過程可分為5個階段：自診斷，通訊處理，掃描輸入，執(zhí)行程序，刷新輸出。 PLC經(jīng)過這5個過程，稱為一個掃描周期，一個掃描周