【正文】 下，選擇變頻器的功率和電機的功率一樣，在有些特殊情況下（如重載設(shè)備），也會選擇變頻器的功率大于電機的額定功率，以保證變頻器帶動電機能夠正常運行。 (52)對于電機而言，其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機的轉(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的同步轉(zhuǎn)速，進而達到異步電機的調(diào)試目的。(5)總體精度1%。FX2N4AD占用FX2N擴展總路線的8個點，這8點可以分配成輸入或輸出。 轉(zhuǎn)速傳感器的選型本實驗在選擇轉(zhuǎn)速傳感器的時候考慮到必須是非接觸式測量，必須有較強的抗干擾能力能夠在煙霧、油氣、水汽等環(huán)境中工作，輸出的信號必須足夠強，測量范圍必須足夠廣，所以最終我們選擇了磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，同時磁電式轉(zhuǎn)速傳感器維護成本較低，運行過程無需供電，完全是靠磁電感應(yīng)來實現(xiàn)測量，同時磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的運轉(zhuǎn)也不需要機械動作，無需潤滑等優(yōu)點。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的工作維護成本較低，運行過程無需供電，完全是靠磁電感應(yīng)來實現(xiàn)測量，同時磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的運轉(zhuǎn)也不需要機械動作，無需潤滑。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。它們的地址分配根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對有關(guān)變量的控制要求確定。下圖為程序流程圖:圖62 轉(zhuǎn)速自動控制的程序流程圖程序思想是將輸入轉(zhuǎn)速加一個數(shù)值得到中間變量，再減同一個數(shù)值得到另一個中間變量，然后用轉(zhuǎn)速瞬時值與這兩個中間變量進行區(qū)間比較，從而觸發(fā)相應(yīng)的輔助繼電器MMM5。程序流程圖如下所示：圖66 自動怠速程序流程圖怠速觸發(fā)之后給轉(zhuǎn)速值賦值，根據(jù)設(shè)計的要求我們把這個值賦成1200，以達到節(jié)省燃料、保養(yǎng)機器的效果。圖610 DA轉(zhuǎn)換程序 軟件抗干擾設(shè)計在系統(tǒng)實際運行時，程序執(zhí)行往往會發(fā)生不合理中斷、循環(huán)和跳轉(zhuǎn)等情況，引起系統(tǒng)運行錯誤，嚴重時會引起重大事故。由于設(shè)備命令的優(yōu)先級最高，所以可以提高速度，尤其對寫通道。彈出（系統(tǒng)屬性）對話框，選擇硬件，單擊（設(shè)備管理）。否則就無法通信。(3)指定操作該繼電器區(qū)或寄存器區(qū)的什么地方即輸入通道地址，如要以字操作的方式讀或?qū)慏W15，則在輸入通道地址中寫15。實驗?zāi)Ｐ痛罱ê笕缦聢D所示。另外MCGS具有轉(zhuǎn)速報警數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)速歷史數(shù)據(jù)的記錄功能，可以為故障檢測提供全面的數(shù)據(jù)。 維護分析柴油發(fā)動機的保養(yǎng)項目為：更換機油濾芯200元，柴油濾芯215元，空氣濾芯750元，機油620元，人員費230元，合計2015元。電動系統(tǒng)都為通用件，無需備件貯備，當(dāng)天構(gòu)件安裝就能恢復(fù)生產(chǎn)，無需長期停工。在本設(shè)計中采用了利用可編程控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)核心，充分利用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計算機原理和檢測技術(shù)，達到了對電動機的可靠控制。然而,對多變量、非線性和強耦合的異步電機的控制性能卻不足,不能很好地滿足客戶的調(diào)速要求。在文獻中介紹了利用工業(yè)控制計算機和數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋控制。其基本的想法是:對于一個給定的系統(tǒng),原系統(tǒng)的逆系統(tǒng)是由一個動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引起的,對象信號和反饋信號的組合系統(tǒng)被轉(zhuǎn)化成一種線性關(guān)系的解耦標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。最后,該方法在實驗中被驗證,并將傳統(tǒng)的PI控制和反饋控制進行了對比。反饋系統(tǒng)集成了具有非線性逼近能力的反饋系統(tǒng)，其中具有非線性逼近能力的反饋系統(tǒng)能夠避免使用反饋方法帶來的麻煩。）用矢量模式,得代進公式,得 (2)可逆轉(zhuǎn)性分析,得 (3) (4)可供選擇的狀態(tài)變量如下輸入變量由上面的公式得出結(jié)果,得 (5) (6)然后雅可比矩陣 (7) (8)作為所以并且系統(tǒng)是可逆的。第二階段是混亂信號的輸入，當(dāng)每10秒鐘出現(xiàn)預(yù)處理信號時，隨機信號輸入,并得到閉環(huán)響應(yīng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的負荷和臨界值被保存下來。在這個系統(tǒng)上ACB15模塊被增加在逆變器上。比較傳統(tǒng)的軟件模式和硬件發(fā)展,設(shè)備生產(chǎn)商只需要培養(yǎng)一個操作員。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法標(biāo)準(zhǔn)化對運行采樣來說是必要的以便加快信號收集速度，在最終運行之前輸入和輸出信號乘以一個放大系數(shù)。通過實驗,PLC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反饋系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中具有有效性和可行性的到了驗證。很明顯,在穩(wěn)定性能上，網(wǎng)絡(luò)反饋控制的負載擾動優(yōu)于傳統(tǒng)的PI控制的負載擾動。設(shè)置WinCC作為OPC DA的服務(wù)器,一個OPC客戶將被很好的建立關(guān)于VBA。PPO1或PPO3的數(shù)據(jù)類型可供選擇。高速采集模塊是FM3501。隱藏神經(jīng)元的激勵函數(shù)是單調(diào)平滑雙曲正切函數(shù)。4. 網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的實現(xiàn)步驟 輸入與輸出的運行樣本的采集采樣對網(wǎng)絡(luò)反饋系統(tǒng)的建立是極其重要的。然后,一個線性閉環(huán)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)器將工作。主要的問題是怎樣在應(yīng)用軟件中獲得反饋模型。把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋結(jié)合到可編程序控制器(PLC)上就可以很容易地彌補不足的問題，解決在PLC控制系統(tǒng)上的非線性耦合。PLC控制系統(tǒng),可以很容易地集成到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并得到高性能的通信結(jié)構(gòu),所以它在近年來被廣泛地使用,并且深受歡迎。實驗結(jié)果表明變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能得到了很大的提高，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反饋控制的可行性得到了驗證。 當(dāng)然，本次設(shè)計還存在一些不足之處，例如:轉(zhuǎn)速傳感器采集的信號總是會有些干擾；轉(zhuǎn)速控制實時性不太理想；PID參數(shù)不是太準(zhǔn)確。在畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中我學(xué)到了豐富而有趣的專業(yè)知識，這些知識將在我今后的學(xué)習(xí)工作過程中應(yīng)用廣泛，對我?guī)椭薮?，而這短短的幾個月的畢業(yè)設(shè)計時間也會成為我人生中一段寶貴的記憶。大型機的養(yǎng)護費用幾乎不變。以此為基礎(chǔ)進行分析：20噸機型(CAT320C)在發(fā)動機最佳運行狀態(tài)時，每小時耗油量24升。第8章 技術(shù)創(chuàng)新點及經(jīng)濟效益分析 技術(shù)創(chuàng)新點將MCGS移植到挖掘機中，大大提高了系統(tǒng)的可操作性和可控性。(2)是否使用標(biāo)準(zhǔn)的三菱PLC編程電纜。內(nèi)部屬性用于設(shè)置PLC的讀寫通道，以便后面進行設(shè)備通道連接，從而把設(shè)備中的數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫中的指定數(shù)據(jù)對象或把數(shù)據(jù)對象的值送入設(shè)備指定的通道輸出。系統(tǒng)默認設(shè)置D8120=H0086表示9600，7，偶校驗，1位停止位，無命令頭和命令尾，整個命令不加校驗和，無協(xié)議的通信方式，F(xiàn)X2N系列PLC在掉電后D8120恢復(fù)成H0086。MCGS操作界面如下所示：圖612 MCGS操作界面利用SC09編程電纜來實現(xiàn)PC機與PLC的通信。所以在程序中設(shè)置“看門狗”可以有效的降低程序內(nèi)部干擾對系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響，提高系統(tǒng)運行的可靠性。MCGS中的“停車”指令執(zhí)行時XOOO和X001都被置0，來達到停止的效果。圖65 PID處理程序 發(fā)動機自動怠速怠速是指車在不給油門的情況下，保持發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速，怠速不能太高也不能太低，太高會浪費燃油，也會使發(fā)動機升溫太快，太低會使?jié)櫥蛪毫Σ粔?，造成潤滑不良，時間長了會損害發(fā)動機，所以要按電動機的說明書來調(diào)節(jié)怠速。、來完成對高速、中速、低速具體數(shù)值的輸入。因此，在設(shè)計本系統(tǒng)時，遵循以下原則：①實現(xiàn)被控對象的全部動作并滿足其對產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求；②在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、安全、可靠； ③充分提高自動化程度，使用及維修方便，減輕勞動強度； ④PLC的點數(shù)要比設(shè)計中的多10%，以備以后功能的擴充。在齒數(shù)確定的情況下，傳感器線圈輸出的電壓頻率正比于齒輪的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系為 (53)式中，n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速；z為觸發(fā)輪被等分的齒數(shù)；f為磁電式傳感器的輸出信號頻率。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的感應(yīng)電勢產(chǎn)生的電壓大小，和被測對象轉(zhuǎn)速有關(guān)，被測物體的轉(zhuǎn)速越快輸出的電壓也就越大，也就是說輸出電壓和轉(zhuǎn)速成正比。PLC是不知道具體電壓或者電流信號的大小的。輸入通道接收模擬信號并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這稱為A/D轉(zhuǎn)換。(2)輸入電壓為10V~+10V,如果絕對值超過15V，則可對單元造成損壞。圖59三菱變頻器變頻器的工作原理是把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電。此電動機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、運行維護方便，它被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動的原動機。然后，有些CPU在通訊接口及支持的通訊方式上有所不同，本著系統(tǒng)經(jīng)濟性和可用性的考慮，選擇已集成本系統(tǒng)需要用到的通訊方式，并且能支持需擴展的通訊方式的CPU。只要根據(jù)顯示設(shè)備圖像區(qū)域的大小，在觸摸屏的對角點兩下就好了。這類變壓器的結(jié)構(gòu)、鐵心材料、形狀及其線圈位置都比較特殊，它可以切斷高頻噪聲漏磁通和繞組的交鏈，從而使差模噪聲不易影響到二次側(cè)，故這種變壓器既能切斷共模噪聲電壓，又能切斷差模噪聲電壓，是比較理想的隔離變壓器。LM331 器件管腳圖及管腳功能圖53 LM331 器件管腳及管腳功能圖LM331 器件管腳名稱及管腳功能如下所示：表51 LM331 器件管腳名及管腳功能引腳號引腳名功能1Current Output電流輸出2Ref Current基準(zhǔn)電流3Frequency Output頻率輸出4GND接地5R/C接 RC 定時電路6Thresholod閾值7Comparator Input比較輸入8VS電源LM331 的內(nèi)部電路組成由輸入比較器、定時比較器、RS 觸發(fā)器、輸出驅(qū)動管、復(fù)零晶體管、能隙基準(zhǔn)電路、精密電流源電路、電流開關(guān)、輸出保護管等部分組成輸出驅(qū)動管采用集電極開路形式，因而可以靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、DTL 和 CMOS 等不同的邏輯電路。圖52變量泵轉(zhuǎn)速檢測電路一般來說傳感器輸出為正弦信號，需要將其進行整流、放大、AD轉(zhuǎn)換，以便送入PLC進行計算。圖51 PLC和變頻器相關(guān)接口連接電路在變頻器的缺省設(shè)置基礎(chǔ)上，做如下修改：(1)Pr30=1 表示再生功能制動選擇。經(jīng)驗法又叫現(xiàn)場湊試法，它不需要進行事先的計算和實驗，而是根據(jù)運行經(jīng)驗，利用一組經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對于轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊選用三菱FX 2N4AD，數(shù)模轉(zhuǎn)換用三菱FX 2N4DA，是三菱PLC的特殊功能模塊， PLC、變頻器均采用三菱品牌，所以這個系統(tǒng)就有了完美的兼容性，在設(shè)計過程中可以少走很多彎路。通過選擇比較，最終選擇三菱的FX2N系列PLC[3]。(2)對基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)總體方案進行設(shè)計。(2)PLC程序。(3)轉(zhuǎn)速的實時顯示。手動模式中通過高速、中速、低速三個檔位的變換來更改電動機的轉(zhuǎn)速，其中高速、中速、低速三種速度的具體數(shù)值可以通過變頻器的PU面板輸入，這樣就可以比較靈活地控制挖掘機的速度。電磁式轉(zhuǎn)速傳感器的輸出量是正弦波，輸出量一般不會十分完美，所以在輸入PLC的AD模塊之前還要經(jīng)過二極管進行整流，然后經(jīng)過比例放大器進行放大，才能輸入到三菱FX2N4AD模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。因此，比例和積分控制器可以使系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。將誤差的比例(P)，積分(I)，微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對控制對象進行控制，故稱PID控制器。在設(shè)備窗口內(nèi)配置不同類型的設(shè)備構(gòu)件，并根據(jù)外部設(shè)備的類型和特征，設(shè)置相關(guān)的屬性，將設(shè)備的操作方法，如硬件參數(shù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、設(shè)備調(diào)試等都封裝在構(gòu)件之內(nèi)，以對象的形式與外部設(shè)備建立數(shù)據(jù)的傳輸通道連接。國外挖掘機生產(chǎn)廠商重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。目前我國的電動挖掘機市場如雨后春筍，百家爭鳴。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀挖掘機從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)走過178年的歷史，期間經(jīng)歷過從人力到蒸汽再到液壓驅(qū)動?；赑LC的電動挖掘機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目錄第1章 緒論 1 課題來源以及重要意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀 1 國外發(fā)展及現(xiàn)狀 2 關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)難點 3第2章 主要技術(shù)指標(biāo)和主要功能 5 技術(shù)指標(biāo) 5 主要功能 5 預(yù)期達到的成果及其形式 6第3章 總體設(shè)計方案 7 設(shè)計思想 7 技術(shù)路線 7 設(shè)計原理 7第4章 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立和PID參數(shù)整定 10 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立 10 輸出電壓與轉(zhuǎn)速差的轉(zhuǎn)換模型 10 變頻器模型建立 10 電