【正文】 .................................................. 26 PLSY指令 ...................................................... 27 I/O 分配列表 ....................................................... 27 部分程序設(shè)計 ..................................................... 28 程序設(shè)計中應(yīng)注意的問題 ........................................... 29 系統(tǒng)接線圖 ....................................................... 30 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 31 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法 ....................................... 31 開關(guān)問題及元件好壞判定 ........................................... 31 第六章 結(jié)論 ............................................................ 33 結(jié)束語 ................................................................. 34 致謝 ................................................................... 35 參考文獻 ............................................................... 36 附錄 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 龍門刨床的電力傳動系統(tǒng) [1~2]，由始至今一般有以下兩種方式： 1）工作臺主傳動系統(tǒng)在歷史上曾經(jīng) 采用電機擴大機 直流 發(fā)電機 直流 電動機組成的直流調(diào)速系統(tǒng) ，簡稱 KFD系統(tǒng)。 龍門刨床工作臺速度運行圖 [1~2]如圖 所示。 課題主要做以下工作： （ 1）設(shè)計出系統(tǒng)的方案，并對系統(tǒng)重要參數(shù)進行測定和計算。隨著電流的增加，電動機轉(zhuǎn)速不斷下降，當電流增加到某一數(shù)值（即堵轉(zhuǎn)電流）時，電動機停止轉(zhuǎn)動。按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的負反彼就可以保持該量基本不變，那么采用電流負反饋就應(yīng)該 能得到近似的恒流過程。 FX2N4AD 與主單元的數(shù)據(jù)傳遞通過緩沖寄存器進行，在 FX2N4AD 中有 32個緩沖器，每個 16位。 應(yīng)用霍爾效應(yīng)開環(huán)原理的電流傳感器，能在電隔離條件下測量直流、交流、脈沖以及各種不規(guī)則波形的電流。 （ 8）四個 1KΩ電阻和兩個 。 圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 可編程控制器的模擬量輸入端口直接接到直流電機測速輸出端和霍爾電流傳感器的輸出端，可編程控制器的脈沖輸出端接到 IGBT的驅(qū)動端 。 A/D轉(zhuǎn)換由 FX2N4AD實現(xiàn)。系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，兩個調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓都為零。在整個起動過程中，電流調(diào)節(jié)器的輸出是不應(yīng)該飽和的，這就決定了 其時間常數(shù)的選擇，不應(yīng)當讓電流調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)比調(diào)節(jié)對象的時間常數(shù) T1小得太多，同時整流裝置的最大電壓也須留有余地，即可控硅裝置也不應(yīng)飽和，這些都是在設(shè)計中必須注意的。電網(wǎng)電壓擾動的作用點則離被調(diào)量更遠，它的波動先要受到電磁慣性的阻撓后影響到電樞電流，再經(jīng)機電慣性的滯后才能反映到轉(zhuǎn)速上來，等到轉(zhuǎn)速反饋產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用己為時已晚。 3）在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中 (當負載變化時 )，使電流入跟隨給定電壓變化。常用的可控直流電源有以下三種： — 用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調(diào)的直流電壓。雙極式 H 型PWM變換器電路圖 所示。對于 PLC 的內(nèi)部程序，也可以把它讀到 PLC上來修改并保存。（范圍 031）。 [S2] 指定產(chǎn)生脈沖的數(shù)目。 例如：梯形圖中所使用的各種元件編號、圖形符號應(yīng)與所用的PLC機型及指令系統(tǒng)相一致；還有像 PLC 的執(zhí)行式 、 執(zhí)行速度、程序語言、程序容量、指令條數(shù)、輸入輸出繼電器的點數(shù)等 。 在開始驅(qū)動 時，由于突然給電路的觸發(fā)電壓過大，使一個 IGBT 管燒壞。 因為電壓使用的是 220V 直流電，電阻為 220 歐 時 ，沒考慮到電流 過大 及時間長做功的問題，不到 5 分鐘，電阻就燒焦了，后來經(jīng)過審查，換成了 1000 歐的電阻，工作就正常了，而 且 IGBT 成了較好的開關(guān)器件。 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 致謝 本課題是在我的導師秦建華副教授的精心指導下完成的，導師在選題，擬定研究方案，采用的技術(shù)都做了系統(tǒng)的布置與詳細的指導。但是，由 于時間上的倉促以及自己水平的有限，這套系統(tǒng)仍有需要完善的地方。后來實驗中，滿足觸發(fā)電壓的同時，確保飽和電流的供給，模塊很好的 工作了。 圖 系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)的總體程序見附錄。之后寫入平均取樣次數(shù)，再讀狀態(tài)信息。 考慮到在低速時，用 PWM 調(diào)速達不到要求，所以用 PLSY 指令。此命令的格式如圖 所示。 它除了具有一般軟件例如修改等功能外，還可以實現(xiàn)程序的校對，程序的 PLC 診斷，當用戶編程到某一步發(fā)生錯誤時將給予提醒，大大的提供了用戶的編程速度及質(zhì)量。這時 +Us 加在電樞 AB 兩端， UAB=Us，湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 電樞電流 id沿回路 1流通。 Φ ； U。 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器一旦飽和，起著飽和非線性的控制作用，使電流環(huán)進行恒流調(diào)節(jié)。 在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器還能起到動態(tài)抗干擾作用，我們知道，單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于被包圍在反饋環(huán)內(nèi)的一切擾動作用都有抑制作用，因為一切擾動作用最終都要反應(yīng)到被調(diào)量上來，都可以通過測出被調(diào)量的偏差而進行調(diào)節(jié)。此時由于基本上保持電流恒定，因而拖動系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。不論起動或穩(wěn)態(tài)運行時、電流調(diào)節(jié)器是不會達到飽和狀態(tài)的。程序上只需將 D10做如式 ： D12=(15000*D10)/（ 6*2048） （ ） 所以當要求在 多大的 轉(zhuǎn)速下工作時只需 鍵入多大的數(shù)值（但必須在額定轉(zhuǎn)速之內(nèi)）即可。 驅(qū)動電路的設(shè)計完成，在設(shè)計電路的過程中，遇到許多問題，比如不知道如何選用上拉電阻，在老師的指導下，驅(qū)動電路的設(shè)計才得以順利完成。 5%)V （ 4） 220V直流電源。緩沖器 可以通過軟件調(diào)整 OFFSET 和 GAIN，如同使用 FX2N4AD 面板的開關(guān)設(shè)施一樣。輸入通道接受模擬信號并將其轉(zhuǎn)化數(shù)字量。這時，起動電流呈方形波，而轉(zhuǎn)速足線性增長的 ， 這是在最大電流 (轉(zhuǎn)矩 )受限制的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動過程。根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一物理量基本上不變，就應(yīng)該引入那個物理量的負反饋。 課題的研究意義 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 龍門刨床如控制和使用得當，不僅能提高效率，節(jié) 約成本，還可大大延長使用壽命。其生產(chǎn)工藝的特點是工作臺與工件頻繁的進行往復運動。 pulse width type of direct current。利用這種直流機組傳動克服了古老刨床機械結(jié)構(gòu)復雜、難以調(diào)速的毛病，系統(tǒng)可靠性相對較高一些，調(diào)速范圍較寬，因它只受電樞壓降的影響，但 KFD系統(tǒng)有擴大機組和發(fā)電機組，故成 本高，占地面積大，噪音大，且 KFD系統(tǒng)是機組變流，變流過程損耗大，效率低，其系統(tǒng)的慣性除受直流電動機影響外，還受到發(fā)電機和電機擴大機電磁慣性的影響，故慣性大，換向時沖擊大。 圖中： LQ—— 工作行程； LH—— 返回行程； VJ—— 慢速切入速度； VQ—— 切削速度； VH—— 返回速度； 圖 原龍門刨床工作臺速度運行圖 0t1—— 工作臺前進起動階段； t1t2—— 刀具慢速切入階段； t2t3—— 加速至穩(wěn)定工作速度階段； t3t4—— 穩(wěn)定工作速度階段； 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 t4t5— — 減速退出工作階段； t5t6—— 反接制動到后退工作階段； t6t7—— 后退穗定速度階段； t7t8—— 后退減速階段； t8t9—— 后退反接制動階段。 （ 2）本課題要用雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，所以主要是對其論述。這種當電流大到一定程度時才出現(xiàn)的電流負反饋，簡稱截流反饋。問題是希望在起動過程中只有電流湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 負反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負反饋同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端 ； 到達穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負反饋，不再依靠電流負反饋發(fā)揮主要的作用。 FX2N4AD占有 FX2N 8 位輸入輸出擴展總線。 霍爾電流傳感器的最大優(yōu)點是測量精度高、線形度好、可以做到無接觸檢測，這是一般電流傳感器無法達到的。 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 雙極式 H型 PWM變換器電路 [8]如圖 。 系統(tǒng)采用可編程控制器進行邏輯控制以實現(xiàn) 可逆控制。 把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制兩組IGBT管的觸發(fā)。 （ 2）調(diào)節(jié)器飽和：當負載轉(zhuǎn)矩加大，達到設(shè)定的最大電流以后，轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)速偏差增大，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出達到飽和值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響，雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個恒電流無靜差的單環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 第三階段為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在這個階段中者發(fā)揮作用。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，這個問題便大有好轉(zhuǎn)。 4）當電動機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，從而起到 快速的安全保護作用，如果故障消失，系統(tǒng)能夠自動恢復正常。 — 在交流供電系統(tǒng)中，用靜止的可控整流器，例如晶閘管可控整流器以獲得可調(diào)的直流電壓。 圖 雙極式 H型 PWM變換器電路圖 但 V1 與 V2,V3 與 V4 都不允許同時導通，否則電源 Ud直接短路。 最后它還可以實現(xiàn)不同類型 PLC的程序相互轉(zhuǎn)換，為用戶已有的正確程序?qū)崿F(xiàn)較為為方便的使用及調(diào)試。 n：待傳送數(shù)據(jù)的字數(shù)（范圍 031）。脈沖數(shù)范圍： 16 位指令， 132767 個脈沖； 32位指令，12147483647 個脈沖。 這樣才能最大限度發(fā)揮 PLC 的作用 。在以后啟動系統(tǒng)時，將所給觸發(fā)電壓從 開始增大（ IGBT 管的觸發(fā)電壓約 ），調(diào)到 5V就可以驅(qū)動整個系統(tǒng)。在以后的的實驗中，這一部分工作很理想。秦老師為我提供了廣闊的自動化方面的書籍，還有很多前衛(wèi)的知識介紹。 目前，這個研究已經(jīng)基本實現(xiàn)了其功能，收到了很好的效果，可以實現(xiàn)直流電機的調(diào)速。后來經(jīng)查資料，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電流偏小，使管子沒有工作在飽和特性下。 系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)接線圖 [21]如圖 。再設(shè)置四個通道的輸出類型 CH1和 CH2 為電壓輸出型，設(shè)為“ 0”； CH3 和 CH4 空閑不用，設(shè)為“ 3”。變換變址積存器 V 的值 (0和 1)即可。本課題的 TO 指令也主要用來進行 FX2N4AD的初始化。對于一般的工業(yè)用計算機來說，都可以安裝，它的功能是相當完善的。在一個開關(guān)周期內(nèi)，當 0≤ tton 時， Ub1和 Ub4為正，晶體管 VT1和 VT4 飽和導通；而 Ub2和 Ub3為負， VT2和 VT3 截止。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進行相控制調(diào)壓；使用可控硅整流器將交流電整流成直流電或者由蓄電池等直流電源供電，再由PWM降壓斬波器進行斬波調(diào)壓等。 2）對負載變化起抗擾作用。當然，這里只是實現(xiàn)了時間最優(yōu)控制的基本思想，因為在起動過程的第一和第三階段并不是按時間最優(yōu)進行控制的，但是這兩個階段在整個起動時間中并不占主要地位。在這個階段中，由于轉(zhuǎn)速低于給定值，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器一直是飽和的，轉(zhuǎn) 速環(huán)相當于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)只有電流環(huán)工作，表現(xiàn)為電流恒值的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 實際上，對于雙閉環(huán)系統(tǒng)。 由于當轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速 1500r/min時， 測定