【正文】 )等，即省去 T。 在 PID控制中，加入微分項(xiàng)就是為了增大系統(tǒng)的阻尼，同時(shí)由于微分控制是一種超前控制，因此，會(huì)加快響應(yīng)速度。超調(diào)量反映的是系統(tǒng)的振蕩性 。 PK 為比例控制增益； IT 為積分時(shí)間常數(shù)； DT 為微分時(shí)間常數(shù)。 P比例控制：比例控制器在控制輸入信號(hào) e(t)變化時(shí)，只改變信號(hào)的幅值而不改變信號(hào)的相位，采用比例控制可以提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。在編程時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： 1程序結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到不同變頻器的特點(diǎn)。程序編譯下載到 PLC時(shí)，所有符號(hào)地址被轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址，符號(hào)表中的信息不 會(huì)下載到 PLC。 設(shè)置 MM440的 15段固定頻率控制參數(shù)，如表 3所示 出廠值 設(shè)置值 說(shuō)明 P0003 1 3 設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為專家 P0004 1 7 命令和數(shù)字 I/O P0700 2 2 命令源選擇“由端子排輸入” P0701 1 17 選擇固定頻率 P0702 12 17 選擇固定頻率 P0703 9 17 選擇固定頻率 P0704 15 17 選擇固定頻率 P0705 15 1 啟動(dòng) /停止 P0004 1 10 設(shè)定值通道 P1000 2 3 選擇固定頻率設(shè)定值 P1001 0 5 選擇固定頻率 1 P1002 5 10 選擇固定頻率 2 P1003 10 20 選擇固定頻率 3 P1004 15 30 選擇固定頻率 4 P1005 20 40 選擇固定頻率 5 P1006 25 50 選擇固定頻率 6 P1007 30 45 選擇固定頻率 7 P1008 35 35 選擇固定頻率 8 P1009 40 25 選擇固定頻率 9 P1010 45 15 選擇固定頻率 10 P1011 50 10 選擇固定頻率 11 P1012 55 20 選擇固定頻率 12 P1013 60 30 選擇固定頻率 13 P1014 65 40 選擇固定頻 率 14 P1015 65 50 選擇固定頻率 15 表 3 圖 5 第四章 ：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 編程軟件的介紹 ⑴ 本系統(tǒng)采用的編程軟件是 STEP7 MicroWIN,該編程軟件可以方便的在 Windows環(huán)境下對(duì) PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。 MM440變頻器特點(diǎn) 1）、主要特性 易于安裝 易于調(diào)試 牢固的 EMC設(shè)計(jì) 可由 IT電源供電 對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的 參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確保它可對(duì)廣泛的應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行配置 電纜連接簡(jiǎn)便 具有多個(gè)繼電器輸 具有多個(gè)模擬量輸出 (0~20mA) 6個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可 NPN/PNP接線 1 2個(gè)模擬輸入： ? ADC1： 0~10V， 0~20mA和 10至 +10V ? ADC2： 0~10V， 0~20mA 1 2個(gè)模擬輸入可以作為第 7和第 8個(gè)數(shù)字輸入 1 BICO技術(shù) 1模塊化設(shè)計(jì)，配置非常靈活 1開(kāi)關(guān)頻率高 (傳動(dòng)變頻器可到 16kHz)，因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低 1內(nèi)部 RS485接口 (端口 ) 1詳細(xì)的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能 2）、性能特性 矢量控制 ? 無(wú)傳感器矢量控制 (SLVC) ? 帶編碼器的矢量控制 (VC) V/f控制 ? 磁通電流控制 (FCC)，用于改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性 ? 多點(diǎn) V/f特性 自動(dòng)再啟動(dòng) 捕捉再啟動(dòng) 滑差補(bǔ)償 快速電流限制 (FCL)動(dòng)能，適用于自由 脫扣運(yùn)行 電機(jī)停機(jī)抱閘 內(nèi)置直流制動(dòng) 復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性 內(nèi)置制動(dòng)單元 (框架尺寸 A至 F)用于電阻制動(dòng) (動(dòng)力制動(dòng) ) 1給定值輸入，通過(guò)： ? 模擬輸入 ? 通訊接口 ? 點(diǎn)動(dòng) (JOG)功能 ? 電動(dòng)電位計(jì) ? 固定頻率 1斜坡函數(shù)發(fā)生器 ? 有平滑功能 ? 無(wú)平滑功能 1工藝調(diào)節(jié)器 (PID) 1參數(shù)組轉(zhuǎn)換 ? 傳動(dòng)數(shù)據(jù)組 (DDS) ? 命令數(shù)據(jù)組和給定值源 (CDS) 1自由功能塊 1直流母線電壓調(diào)節(jié)器 1動(dòng)能緩沖 1定位控制的斜坡下降 3）、保護(hù)特性 過(guò)電壓 /欠電壓保護(hù) 變頻器過(guò) 熱保護(hù) 接地故障保護(hù) 短路保護(hù) I2t電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù) PTC/KTY84電動(dòng)機(jī)保護(hù) MM440變頻器的控制端子 表 2 MM440變頻器的控制端子 PLC 的 I/O 分配 I0.，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行按鈕 SB1； I0.，電動(dòng)機(jī)停止，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB2； Q0.，固定頻率設(shè)置，接 MM40數(shù)字輸入端子“ 5” Q0.，固定頻率設(shè)置，接 MM40數(shù)字輸入端子“ 6” Q0.，固定頻率設(shè)置，接 MM40數(shù)字輸入端子“ 7” Q0.，固定頻率設(shè)置，接 MM40數(shù)字輸入端子“ 8” *Q0， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 /停止控制，按 MM440數(shù)字輸入端子“ 16” 變頻器設(shè)置 MM440變頻器數(shù)字輸入“ 5”，“ 6”，“ 7”，“ 8”端子通過(guò) P0701,P0702,P0703,P0704參數(shù)設(shè)定為 15段固定頻率控制端，每一段的頻率分別由 P1001~P1015參數(shù)設(shè)置。本系列有多種型號(hào)，額定功率范圍從 120W到 200kW(恒定轉(zhuǎn)矩 (CT)控制方式 )，或者可達(dá) 250kW(可變轉(zhuǎn)矩 (VT)控制方 )，供用戶選用。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。在 PLC 選型時(shí)，反復(fù)比較，編者選中了目前流行的、有較高性價(jià)比的西門(mén)子 S7200系列小型 PLC。 3） 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC的 CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。 ，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。這種傳輸技術(shù)類似于 IEC標(biāo)準(zhǔn)的 HZ，安裝十分簡(jiǎn)單，總線結(jié)構(gòu)允許增加或移去站點(diǎn)，或者分步擴(kuò)展系統(tǒng)而不影響其他站的工作。 ⑷ 保護(hù)功能完善、維修性能好。 變頻器的選擇 隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速得到廣泛應(yīng)用。 方案的確定 PLC的選擇 S7200CN系列 PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。速度精度小于 %，轉(zhuǎn)速上升時(shí)間小于 100ms；在額定功率 10%的范圍內(nèi)，采用電流閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制。 ② 具有恒定磁通功能的 V/f通用變頻器 為了克服普通控制型的 V/f通用變頻器對(duì) V/f的值進(jìn)行調(diào)整的困難，如果采用磁通反饋，讓異步電動(dòng)機(jī)所輸入的三相正弦電流在空間產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么就會(huì)產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。與整流器的作用相反，逆變器是將直流功率變換 為所要求頻率的交流功率。主電路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)（又稱平波回路）、逆變器。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則來(lái)確定。250V交流 /2A，電感性負(fù)載 )。由于 PLC與變頻器之間沒(méi)有采用 D/A進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而是采用 RS485 進(jìn)行數(shù)字通信，有效的提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。在正常運(yùn)行中 ，短時(shí)間內(nèi)突然增大負(fù)載轉(zhuǎn)矩以致超載，觀察電機(jī)的過(guò)載性能（包括轉(zhuǎn)速和電流），確定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。本 課題以 PLC和變頻器控制交流調(diào)速為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出基于 PLC和變頻器控制交流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置。由于這些設(shè)備一般均采用恒速驅(qū)動(dòng)，每年造成大量能源浪費(fèi)。如果把這些設(shè)備的控制系統(tǒng)換成交流調(diào)速系統(tǒng)，就能節(jié)省消耗在擋板和閥門(mén)上的能量。在 20世紀(jì)的大部分年代里，鑒于直流傳動(dòng)具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速傳動(dòng)都采用直流電動(dòng)機(jī)，而約占電氣傳動(dòng)總?cè)萘?80%的不變速傳動(dòng)則采用交流電動(dòng)機(jī)，這種狀況在一段時(shí)期內(nèi)已成為一種舉世公認(rèn)的格局。s speed is controlled by frequency converter. And in the industrial fields of extremely extensive application obtained. In today39。且在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。 PROFIBUSPDP municatio 目錄 摘要 （中文） ...........................................................Ⅰ （英文） ............................................................Ⅱ 第一章 概述 .................................................. PLC和變頻器控制交流電機(jī)的調(diào)速的發(fā)展與現(xiàn)狀 .......................... PLC和變 頻器控制交流調(diào)速的目的 ...................................... 研究?jī)?nèi)容 ............................................................ 預(yù)期目標(biāo) ............................................................ 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................ 變頻調(diào)速系統(tǒng) ........................................................ 系統(tǒng)的控制要求 ...................................................... 方案的確定 .......................................................... PROFIBUS的通訊原理 .................................................. RS485傳輸技術(shù) ....................................................... 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................... 可編程控制器 ......................................................... 交流電機(jī)的運(yùn)行理論 ................................................... 變頻器 ............................................................... PLC的 I/O分配 ....................................................... 變頻器設(shè)置 ......................................................... 硬件接線圖 ........................................................... 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................ 編程軟件的介紹 ...................................................... ............................................................. 數(shù)字 PID控制算法 .................................................... ........................................................... PLC程序設(shè)計(jì) ......................................................... 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 ...................................... 結(jié)束語(yǔ) ......................................................... 參 考文獻(xiàn) ....................................................... 附錄 ........................................................... 第一章 概述 PLC 和變頻器控制交流電機(jī)的調(diào)速的發(fā)展與現(xiàn)狀 隨著電力電子