【正文】 系統(tǒng)。= ()在矢量控制中，被控制的物理量是定子電流，因此必須從數(shù)學(xué)模型中找到定子電流各分量與其它物理量的關(guān)系。 PLC技術(shù)簡(jiǎn)介 PLC概述 可編程程序控制器(Programmable Controler)，也稱為PLC(programmable Logic controler)，即是可編程邏輯控制器。典型的數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊有:輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種:8種DC, 8點(diǎn)AC輸入。普通電機(jī)與變頻電機(jī)在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致。若用在電機(jī)額定功率選定的基礎(chǔ)上提高一擋的方法選擇變頻器的容量，則可能會(huì)造成不必要的放容損失。一旦直流回路電壓超過(guò)一定的界限，該晶體管導(dǎo)通，并將過(guò)剩的電能通過(guò)與之相接的制動(dòng)電阻器轉(zhuǎn)化為熱能耗。, 。 軟件:PLC和PC是通過(guò)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變量是上位機(jī)與PC之間用于數(shù)據(jù)交換的最重要的通訊方式。與變頻器的通信，對(duì)PLC的CPL!掃描是異步的，完成一個(gè)變頻其通信事務(wù)通常需要幾次CPU掃描。 抗干擾的主要措施有。下位機(jī)采用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)各電機(jī)的啟、停、電磁閥的開關(guān)，數(shù)值的轉(zhuǎn)換、速度的檢測(cè)。 感謝1234學(xué)院機(jī)電系的各位老師在這三年學(xué)習(xí)生涯中給予我的關(guān)心和幫助。第五章 結(jié)束語(yǔ) 本論文主要為橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)一套將可編程序控制器與變頻器結(jié)合應(yīng)用于橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)起重機(jī)電機(jī)速度的可調(diào)節(jié)，以節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)的需要。上述兩個(gè)措施可有效的防止誤報(bào)警。PLC的軟件設(shè)計(jì)部分我們采用模塊化的方法，PLC程序設(shè)計(jì)共有四個(gè)模塊:按鈕處理模塊、通信模塊、PID控制模塊、故障報(bào)警模塊。 本系統(tǒng)采用工業(yè)觸摸屏監(jiān)控起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由上位機(jī)、下位機(jī)，經(jīng)MPI多點(diǎn)接口卡與PLC連接，組成一個(gè)小型的MPI網(wǎng)。專用協(xié)議包括點(diǎn)到點(diǎn)(pointtopoint)接口協(xié)議(PPI)、多點(diǎn)(MultiPoint)接口協(xié)議(MPI), Profibus協(xié)議、自由通信協(xié)議和USS協(xié)議。 交流電抗器 在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對(duì)變頻器的危害。 二、變頻器容量選擇 。隨著高開關(guān)頻率的工GBT等電力電子器件的使用、PWM調(diào)制、矢量控制、增強(qiáng)型V/f控制方法的應(yīng)用、使變頻器輸出波形、諧波成份、功率因數(shù)及使用效率得到了很大的改善，有效地提高了變頻控制電機(jī)的低速區(qū)轉(zhuǎn)矩。這里介紹CPU222。考慮到運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作頻率較少，為節(jié)省成本，在調(diào)速中運(yùn)行機(jī)構(gòu)共用一臺(tái)變頻器。為互感。設(shè)M軸與軸之間的夾角為w，則～坐標(biāo)系上的分量和坐標(biāo)系上的分量之間的變換關(guān)系如下。正弦調(diào)制波的頻率fr,即是逆變器的輸出頻率f1改變fr,便可改變f1三角載波的幅值為恒定，因而改變正弦調(diào)制彼的幅值就改變了矩形脈沖的面積，由此實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值的改變。在器件結(jié)構(gòu)上，從分立器件發(fā)展到由分立器件組合成功率變換電路的初級(jí)模塊，繼而將功率變換電路與觸發(fā)控制電路、緩沖電路、檢測(cè)電路等組合在一起的復(fù)雜模塊?！罉O氣隙磁通量，單位為Wb。變頻調(diào)速以其可靠性好，高品質(zhì)的調(diào)速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。(5)可控硅串級(jí)調(diào)速。摘 要隨著現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，微處理器和微電子技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速控制系統(tǒng)日趨成熟。(6)直流調(diào)速。本論文研究了變頻調(diào)速技術(shù)在20/5t * ，并且根據(jù)原有的控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合組態(tài)軟件和PLC技術(shù)，提出了一個(gè)改進(jìn)的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，并且采用此體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。由公式可知，只要控制好和便可以控制磁通不變，需要考慮基頻(額定頻率)以下和基頻以上兩種情況。整流電路一般的三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成?！噶靠刂品绞绞噶靠刂频幕舅枷胧?將異步電動(dòng)機(jī)的物理模型等效變換成類似直流電動(dòng)機(jī)的模型，再仿照直流電動(dòng)機(jī)去控制它，等效的原則是在不同坐標(biāo)中產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相同。= （）= （）式中為軸的夾角，= （）同步旋轉(zhuǎn)變換符號(hào)為：VR 注意:對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系中的分量、是隨時(shí)間變化的交流量，而經(jīng)過(guò)同步旋轉(zhuǎn)變化到MT坐標(biāo)系后得到的分量和則是直流量。由于轉(zhuǎn)子繞組是短路的，所以“、均為零。變頻器的選擇，一般以電動(dòng)機(jī)的額定功率作為選擇的依據(jù)。CPU222它有8輸入/6輸出，I/0共計(jì)14點(diǎn)。同時(shí)由于變頻控制軟件的優(yōu)化使用，使電機(jī)可以避開共振點(diǎn)，解決了系統(tǒng)在大調(diào)速區(qū)間內(nèi)可能發(fā)生的共振問(wèn)題?？紤]到電源電壓波動(dòng)因素及需通過(guò)125%超載試驗(yàn)要求等因素，以確保其安全使用的要求。同時(shí)，交流電抗器的接入還可起到降低電機(jī)噪聲、改善起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、在電機(jī)輕載時(shí)改善電機(jī)功率因數(shù)的作用。 PPI通信協(xié)議是西門子專門為S7200系列PLC開發(fā)的一個(gè)通信協(xié)議。S7200向人機(jī)界面產(chǎn)品提供全局?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)。 其中按鈕模塊主要處理各電機(jī)和電磁閥的啟?？刂?。報(bào)警處理由畫面元素和PLC變量直接對(duì)應(yīng)，無(wú)需編程。 根據(jù)要求，此系統(tǒng)要能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況、運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在司機(jī)控制室掌握，用戶在控制室可以通過(guò)人機(jī)界面來(lái)設(shè)置變頻器的運(yùn)行頻率、啟動(dòng)和停止電機(jī)，并且變頻器的故障信息可以在人機(jī)界面上反映出來(lái)，以用來(lái)提示用戶。也感謝我在123求學(xué)期間結(jié)識(shí)的好友，給予我的幫助、鼓勵(lì)和支持，在此一并感謝。上位機(jī)選擇觸摸屏主要完成系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和開關(guān)量置位。所以在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮PLC的抗干擾措施。STEP 7Micro/Win32軟件工具包提供了LISS通信協(xié)議，從減少軟件的工作量和提高可靠性出發(fā)，我們采用LISS協(xié)議來(lái)完成PLC與變頻器的通信。上位機(jī)和PLC之間的通信如下： 硬件:上位計(jì)算機(jī)(PC)通過(guò)CP5611卡與可編程控制器(PLC)的串行通信接口連接，對(duì)PLC進(jìn)行集中監(jiān)視和管理?？梢酝ㄟ^(guò)PC/PPI電纜或兩芯屏蔽雙絞線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。常在其直流電路中加接一檢測(cè)直流電壓的晶體管。此時(shí)變頻器容量為 (KVA) 式中—電機(jī)的功率因數(shù)，= —起升額定負(fù)載所需功率，kw —電機(jī)效率， =0. 85 —變頻器容量，KVA —系數(shù)，K=2起升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì)算，并考慮2倍的安全力矩。嚴(yán)格意義上的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，響應(yīng)較快，可工作在比額定轉(zhuǎn)速高出很多的工況條件下，這些特性均非起重機(jī)的特定要求。 當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行I/0擴(kuò)展，I/O擴(kuò)展包括I/0點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展?？刂品绞竭x用無(wú)PG v/f的變頻控制方式。通過(guò)這種設(shè)定，就得到轉(zhuǎn)子磁通定向的異步電動(dòng)機(jī)電壓方程式（），也就是矢量控制所依據(jù)的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型。例如由和幾求出和就屬于K/P變換。若有兩個(gè)互相垂直的M繞組和T繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)，繞組中分別通以直流電流iM和iT，產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)可以與三相合成磁動(dòng)勢(shì)等效且炳個(gè)磁動(dòng)勢(shì)有相同的幅值、轉(zhuǎn)速和方向。整流電路按其控制方式，可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。由上式可知，要保持不變，單頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低然而繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以控制的，但電動(dòng)勢(shì)較高時(shí)，可以忽略電子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓U1 ≈E，則得U1 /f1=常值。第二章 矢量控制變頻調(diào)速 變頻調(diào)速的基本原理異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為: = （ 1－） ()其中: —異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。起動(dòng)電流大，對(duì)電網(wǎng)沖擊大。傳統(tǒng)的橋式起重控制系統(tǒng)主要采用繼電器接觸器進(jìn)行控制，采用交流繞線串電阻的方法進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)速，這種控制系統(tǒng)存在可靠性差，故障率高，電能浪費(fèi)大，效率低等缺點(diǎn)。(3)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。 要從根本上解決這些問(wèn)題，只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式?！ㄗ用烤€繞組串聯(lián)匝數(shù)。從晶閘管發(fā)展到PID, PIC通過(guò)門極或柵極控制脈沖可實(shí)現(xiàn)器件導(dǎo)通與關(guān)斷的全控器件。三角載波的頻率fc,和正弦調(diào)制波的頻率fr,之比即fc / fr =Nc稱為載波比。= （）= （）三相/兩相變換符號(hào)為，3/2 iA iαiB iβiC對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)電壓和磁通的坐標(biāo)變換表達(dá)式均與電流的變換式相同。這四個(gè)繞組上分別加上電源電壓UD眾UQ、Ud、Uq，則原型電機(jī)的電壓方程為:= ()由上可知，等效到α、β坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)和原型電機(jī)結(jié)構(gòu)完全一致，因此原型電機(jī)的電壓方程也適用于兩相異步電動(dòng)機(jī)。PLC接受電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換卡送達(dá)的反饋信號(hào)，避免吊鉤的下滑。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 一、變頻調(diào)速對(duì)電機(jī)的要求采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動(dòng)時(shí)不同的特征。其電機(jī)容量P為 (kw)式中 一起重機(jī)額定提升負(fù)載，kg 一額定起升速度，m/s 一重力加速度，g=9. 81m/s 一機(jī)構(gòu)總效率，能承受電壓波動(dòng)的影響，其最大轉(zhuǎn)矩值必須大于2,否則必須讓電機(jī)放容，從而降低電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的工作效率。 斷路器 為避開變頻器投入時(shí)直流回路電容器的充電電流峰值，～，整定值為斷路