【正文】 變換器選擇 PWM 變換器有可逆和不可逆兩類。 1. BFM內(nèi)部含義 0 通道初始化，缺省值為 H0000； 1~4 存放通道 1~4的采樣值，用于求平均值； 5~8 存放四個通道的平均輸入采樣值； 9~12 每個輸入通道當(dāng)前值存放； 13~14 保留； 15 用于選擇 AD轉(zhuǎn)換速度： 0為正常速度， 15ms；如為 1，則選擇高速， 6ms； 16~19 保留； 20 復(fù)位到缺省值預(yù)設(shè)，缺省值為 0； 21 禁止調(diào)整偏移量、增益值，缺省值為 0； 22 偏移、增益調(diào)整： G4O4G3O3G2O2G1O1； 23 偏移值，缺 省值為 0； 24 增益值，缺省值為 5000； 25~28 保留； 29 錯誤狀態(tài)； 30 識別碼： K2020； 31 不能使用； 1） 0， 1~4， 20~24中的數(shù)據(jù)可通過 TO指令改寫，其它的 BFM內(nèi)的數(shù)據(jù)可以使用 PLC的 FROM指令讀寫。 用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如 I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理、程序結(jié)構(gòu)等。 （ 2）執(zhí)行邏輯控制程序 在掃描周期的執(zhí)行程序階段， CPU從頭至尾執(zhí)行應(yīng)用程序，在程序或中斷服 務(wù)中，直接 I/O指 令允許用戶對 I/O點(diǎn)直接進(jìn)行存取。 PLC控制的實(shí)際系統(tǒng)可以距 CPU及其 I/0 模塊幾百米之遠(yuǎn)。 PLC系統(tǒng)的 4個主要的部分說明如下 [16][17]: (CPU)。在這一階段中， ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，而 ACR一般不飽和。 （ 3） sTTTonin 0 06 ?????。 2) 對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。 電流、轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) 根據(jù)自動控制原理 ，轉(zhuǎn)速反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正偏差的作用。電動機(jī)停止 時的微振交變電流可以消除靜摩擦死區(qū) 。這里著重分析雙極 式 H型 PWM變換器。 RTIN H123456781 61 51 41 31 21 11 09UAA 4002IB 1UUC CUC EICRS DRDG N DIB 2ECTRUS H程 序 流 程 圖P L C 的 型 號 選 擇P L C 模 塊 選 擇I / O 分 配 ， 設(shè) 置 和 安 裝系 統(tǒng) 聯(lián) 機(jī) 調(diào) 試系 統(tǒng) 投 入 運(yùn) 行軟 件 設(shè) 置編 輯 應(yīng) 用 程 序程 序 的 修 改 和 調(diào) 試確 定 控 制 對 象 及 控 制 范 圍軟件設(shè)計硬件設(shè)計 圖 28 UAA4002模塊 14腳：接正電源； 2腳：接負(fù)電源； 9腳：接零，提供參考的電位； 5腳：輸入端； 3腳：封鎖端，高電位時完全封鎖輸出信號，零電位時選擇電位輸入； 16腳：經(jīng)一小電阻 RB接被驅(qū)動功率晶體管基極，輸出正向驅(qū)動電流 IB1； 1腳：經(jīng)一小電感 L接驅(qū)動功率晶體管基極，輸出反向基極關(guān)斷 電流 IB2。 M_ _ T G_ _ F AP W MG DD L DU P WG MA C RA S RUsUdT AUcUiUi*__UnUn*+ + 圖 24 雙閉環(huán)控制的脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 （一） 鋸齒波發(fā)生器，如圖 25，它是由兩個運(yùn)算放大器組成，它們形成自激震蕩， A1輸出正負(fù)對稱的方波脈沖， A2輸出鋸齒波。實(shí)際應(yīng)用中，一般將單位階躍響應(yīng)曲線衰減到與穩(wěn)態(tài)值的誤差進(jìn)入并且不再超出允許誤差帶（通常取穩(wěn)態(tài)值的177。為了定量地分析問題，一般規(guī)定幾種性能指標(biāo)，以便衡量一個調(diào)速系統(tǒng)的性能。 第 2 章 直流調(diào)速系統(tǒng) 人為機(jī)械特性方程式為： nnTKK RRK UnNfeaadNeN ???????? 02 式中， UN、φ N—— 額定電樞電壓、額定磁通量； Ke、 Kt—— 與電機(jī)有關(guān)的常數(shù)； Rad、 Ra—— 電樞外加電阻、電樞內(nèi)電阻； n0、Δ n載轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速降； T— 周期。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。一些使用冗余 CPU的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。到上世紀(jì)五十年代，機(jī)組供電直流調(diào)速系統(tǒng)的控制技術(shù)發(fā)展到了巔峰的階段，也正是它的缺點(diǎn)暴露的最充分的時候：它的設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、安裝須地基、運(yùn)行有噪音、維修不方便等等日益稱為生產(chǎn)上的負(fù)擔(dān)。同時 ， PLC 控制的直流電動機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制 [13][14]。由于 PLC人機(jī)聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進(jìn)步，擠占了一部分 DCS的市場（過程控制）并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè) PC（ IPC）的 出現(xiàn)，特別是近年來現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展， IPC 和 FCS 也擠占了一部分 PLC 市場，所以近年來 PLC 增長速度總的說是漸緩。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。從直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能來講，具有一定得意義。 各種 生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速系統(tǒng)提出了不同的轉(zhuǎn)速控制要求，歸納起來有以下三個方面 [1][3]： （ 1）調(diào)速。 （ 1）跟隨性能指標(biāo) 在給定信號（或稱參考輸入信號） R（ t）的作用下，系統(tǒng)輸出量 C（ t）的變化情況用跟隨性能指標(biāo)來描述。 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng) 直流電動機(jī)的 PWM 控制原理 制調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱 PWM變換器。 當(dāng) Uc0 時，使輸入端合成電壓為正的寬度增大，即鋸齒波過零的時間提前，經(jīng)比較器倒相后，在輸出端得到正半波比負(fù)半波窄的調(diào)制輸出電壓（圖 27b）。 11腳 :退飽和保護(hù) 闡值整定端。電樞電流 id沿回路 3(經(jīng) VT2 和 VT3)流通，電動機(jī)兩端電壓 UAB = +US t USUdEidTto n+ USoUS/ i 圖 210 正向電動運(yùn)行時電壓、電流波形 US/i+tonTotidEUdUS 圖 211 反向電動運(yùn)行時電壓、電流波形 雙極式控制方式是指在一個 PWM 周期里，電機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。對單級式變換器有 3 2 )(frlsop ttTf ?? ? (29) 對雙極式有 23 3 2 )(frlsop ttTf ?? ? (210) 兩式中nomss II?? 雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 一般地 , 靜態(tài)性能較好的調(diào)速系統(tǒng)都采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方案 , 脈寬調(diào)速系統(tǒng)也不例外。但是這種作用只應(yīng)在上述的啟動和堵轉(zhuǎn)時存在，在正常運(yùn)行是取消，讓電流自由地隨著負(fù)載增減，這種當(dāng)電流大到一定程度時才出現(xiàn)的電流負(fù)反饋，叫做電流截止負(fù)反饋，簡稱截流反饋。 脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的放大系數(shù)為 1048 ??? ?idP W M UUK 于是可得脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的傳遞函數(shù)為 )( ???? ssT KW P W MP W MsP W M （ 2）電流濾波時間常數(shù) oiT 取 。第Ⅱ階段是恒流升速階段。但是，只要 Id仍大于負(fù)載電流 Idl，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。編程器 /監(jiān)視器是用來同 PLC電路進(jìn)行通信的設(shè)備。使能了模擬量濾波功能后， PLC會在每一個周期刷新模擬量，執(zhí)行濾 波功能并且在內(nèi)部存儲濾波值。一般來說，機(jī)型選擇的基本原則 應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、 維護(hù)使用方面以及最佳的性能價格比。梯形圖仍是目前最普遍使用的編程語言。 BFM 17的 b0位從“ 1”變?yōu)椤?0”時，通道 2的 D/A轉(zhuǎn)換開始； b1位從“ 1”變?yōu)椤?0”時，通道 1的 D/A轉(zhuǎn)換開始； b2位從“ 1”變?yōu)椤?0”時， D/A轉(zhuǎn)換的低 8位數(shù)據(jù)被鎖存，其余各位沒有意義。 采用單相交流 220V 供電，變壓器二。它有 2個模擬量輸出通道， 3種量程： DC 0~10V、 0~5V和 4~20mA,D/A轉(zhuǎn)換時間為 4ms/通道。流程圖是編程的主要 依據(jù)，要盡可能詳細(xì)。 33 PLC 電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟 PLC電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的一般流程如圖 31所示。 （ 1）讀輸入 :在件個掃描周期開始， CPU會讀取數(shù)字量輸入，并將這些值寫入過程映像輸入寄存器。在這個過程中，電源供 應(yīng)對直流電進(jìn)行濾波和調(diào)節(jié)，以確保計算機(jī)正常運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值 n*=n0時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸入偏差減小到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值 Uim*，所以電動機(jī)仍在加速，是轉(zhuǎn)速超調(diào)。由于在起動過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的 I、Ⅱ、Ⅲ三個階段。本實(shí)例中2k 取 2，則 sskkTt cef ?? 1ln22 ??????? 最佳開關(guān)頻率為 HzHzttT affrlsop 262710)(1025 )( 3 663 2 ??????? ?? 開關(guān)頻率 f 選為 ，此開關(guān)頻率已能滿足電流連續(xù)的要求。 根據(jù)反饋控制原理，要維持哪個物理量基本保持不變，就應(yīng)該引入哪個物理量的負(fù)反饋。如圖 212所示。電樞電流 id沿回路 4(經(jīng) VD4 和 VD1)流 通，電動機(jī)兩端電壓 UAB = +US。它經(jīng)一電容 CT接地。 控制電壓 Uc的極性與幅值隨時可變，與 Uo2相減，從而在運(yùn)算放大器 A3的輸出端得到周期不變、脈沖寬度可變的調(diào)制輸出電壓 Upwm。 2%）范圍之內(nèi)所需的時間，定義為恢復(fù)時間 tv，其中Cb稱為抗擾指標(biāo)中輸出量的基準(zhǔn)值。 由此可見，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是孤立的，必須同時提高才有意義。 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) 一臺 需要轉(zhuǎn)速控制的 設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對控制性能都有一定的要求 ，例如本文設(shè)計的調(diào)試系統(tǒng)要求穩(wěn)態(tài)無靜差，動態(tài)過渡過程時間 ts≤ ,電流超調(diào)量i? %≤ 5%，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n? %≤ 10%?？梢姼鞣N拖動系統(tǒng)都是通過控制轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，因直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速的特點(diǎn)，故被 廣泛的應(yīng)用在需要調(diào)速或快速正方向的電力拖動領(lǐng)域中 [1]。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。隨著集成電路技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代 PLC 產(chǎn)品了。但由于繼電器，集成運(yùn)算放大器，電氣元件的老化易出故障而損壞，而且結(jié)線復(fù)雜，使其工作可靠性較差。 1957年，可控的半導(dǎo)體器件 晶閘管問世，由它組成的靜止式可控整流裝置無論在運(yùn)行性能上還是在可靠性上都具有明顯的優(yōu)勢， 60年代成了晶閘管的時代，這種靜止式變流裝置供電的直流調(diào)速系統(tǒng)稱為晶閘管 電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱 VM系統(tǒng)）。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。由于Φ =F(If),當(dāng)改變勵磁電流 If時，可 以改變磁通量Φ的大小，從而達(dá)到改變磁通調(diào)速的目的。例如，調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時調(diào)速范圍和靜差率，位置隨動系統(tǒng)的定位精度和速度跟蹤精度，張力控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)張力誤差等等。2% ）所需的最小時間定義為調(diào)節(jié)時間。 ++A1++A2Rb a l 4Rb a l 3R1R2R3R4R5CV Z1V Z2RPαXUo 2 圖 25 鋸齒波發(fā)生器 （二）脈寬調(diào)制器 [4] 這是最關(guān)鍵的部件，它是將輸入直流控制信號轉(zhuǎn)換成為與之成比例的方波電壓信號，以便對電力晶體管進(jìn)行控制，從而得到希望的方波輸出電壓。它經(jīng)一電阻 RT接零，從而整定 tonmin，在 1~12181。組內(nèi)兩器件 VTl， VT4 同時導(dǎo)通或關(guān)斷，兩組間的器件 VTI， VT4 和VT2， VT3 則是交替的導(dǎo)通和關(guān)斷，其柵極驅(qū)動信號規(guī)律為 ub1 =ub4， ub2=ub3=ub1。低速平穩(wěn)性好，可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。 直流電動機(jī)全電壓啟動時，如果沒有限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對電動機(jī)不利，對過載能力低的電力電子器件來說也不利。 4）當(dāng)電動機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電