【文章內容簡介】 （）實際中的電機，因為已經制作好了，所以磁極對數p肯定已經固定，而且轉差率我們一般知道變化很小，所以由該式可以得到電機的轉速和電源的供電頻率直接成正比關系，也就是說我們只需要通過改變供電電源的頻率就可以得到控制電機的轉速的效果，從而完成電機的調試的目的，目前市場上變頻器的控制方法有下面兩種：（1）市場上常用的V/F變頻器采用的是開環(huán)的控制方式。這種控制方式很簡單，都沒有速度的反饋，所以響應速度也慢，電機可以使用標準的異步電機，通用性比較好，性價比也高，所以在常用的變頻器上多半采用這種方法。（2）具有固定磁通功能的V/F變頻器使用反饋磁通的方式使得感應電機的三相正弦電流產生一個空間的圓形旋轉磁場，這樣就會有一個固定的電磁轉矩，這是為了解決經典V/F變頻器在V/F值上調整苦難這一個問題，這樣控制方式我們叫做磁鏈跟蹤控制。有時我們也把這種控制方式稱為空間電壓矢量控制，因為磁鏈的蹤跡是由電壓矢量相加獲得。矢量控制方式的基本思想是：參考直流電機的調速，讓控制感應電機也可以像直流電機一樣控制兩個獨立的調速，將矢量分為無速度控制和有速度控制或者所閉環(huán)轉矩矢量控制。 交流異步電機的正反轉控制 三相異步電動機的原理圖21 三相異步電動機正反轉電路對于斷路器的選擇，首先需要了解該斷路器的延遲曲線，工作等級等主要技術也行，而且還需要關注斷路器的好多其它特性，好多經常被忽略的性質如果認真考慮，不僅可以完成電路的美化，而且在設計中還可以減少很多不必要的問題，是設計師們經常需要考慮的問題，也可以利用這些性質去設計保護電路。圖中還有一些輔助接點，我們也稱作輔助開關，它是用于報警的程序開關，和主接點有一個電氣隔離。這些接點在系統有問題的時候可以自動向工作人員報警，然后進行檢修，在一些很重要的場合中還可以通過這些開關完成輔助電源的接入。 三相異步電動機的制動三相異步電動機脫離電源之后，由于慣性，電動機要經過一定的時間后才會慢慢停下來, 但有些生產機械要求能迅速而準確地停車，那么就要求對電動機進行制動控制。電動機的制動方法可以分為兩大類：機械制動和電氣制動。機械制動一般利用電磁抱閘的方法來實現；電氣制動一般有能耗制動、反接制動和回饋發(fā)電制動三種方法。 PLC的工作原理 PLC基本結構PLC可以說是一種專門用于工業(yè)控制的計算機，基本上它的硬件結構和微型計算機相同，如圖22所示： a. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元也即CPU是PLC的核心。首先CPU是更加用戶所寫的程序去完成相應的功能，這個程序一般是存放在程序存儲器中，也有一些數據是放在數據存儲器中；然后判斷一些外部電源、存儲器、輸入輸出I/O口、定時/計數器等的工作狀態(tài)，并且CPU可以對用戶編寫程序中的語法問題進行報錯。而在正常工作的時候，PLC會采用掃描的方式一次獲得各個端口的數據和狀態(tài)，把相應的數據放入到I/O映象區(qū)，然后再從程序寄存器中讀取用戶所編寫的程序，經過內部解析后執(zhí)行相應的邏輯或者算數運算，把得到的結果再送入到I/O映像區(qū)進行存儲。等到所有的程序按這樣的步驟完成后，把映像區(qū)中的寄存器或者數據變量送到對應的端口，這樣周期循環(huán)，一直到程序截止。 為了更好的完成PLC的可靠性能，現在對一些比較重要的PLC還是用了雙核系統，構成一個冗余備份，有些時候還采用的是多個CPU的PLC，這樣做的主要目的是為了防止PLC中的一個CPU出現故障后整個系統出現故障，多個CPU可以在單個故障時完成備用的工作，一般應用在一些特殊要求的場合，成本也高。b、存儲器 PLC含有兩種類型的存儲器，一個是放在系統程序的存儲器，叫做系統程序存儲器；還有一個是放在應用程序的存儲器，叫做用戶程序存儲器。c、電源 任何一個控制器都需要一個穩(wěn)定的電源，如果電源不穩(wěn)定，那么系統肯定不能進行正常工作，所以一個穩(wěn)定的供電電源很重要。PLC的研發(fā)者對供電電源也很看重，一般需要交流電源電壓的波動只可以在177。10%上，我們需要一個專門的供電電源，而不是直接把電網的交流電提供給PLC設備。圖22 PLC的基本結構圖 PLC的分類PLC按結構形式分，有整體式、模塊式和疊裝式三類。 （1）整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU和I/O部件集中于一個機箱內。其構造緊湊、價格低、體積小。多半小型的PLC會采用該結構。這種形式的PLC包括基本單元和擴展單元。而基本單元內又同樣有CPU、I/O和電源。擴展單元內卻只有I/O和電源。整體式的PLC常配有特殊功能單元，如位置控制單元、模擬單元等，使PLC的功能得到擴展。例如，美國GE公司的GEI/J系列PLC為整體式結構。 （2）模塊式PLC 這種方式是把PLC的多個部分進行分類成好多個獨立的模塊，包括、CPU模塊、定時模塊、電源模塊和I/O模塊等等。物理上模塊PLC式包括機架和功能模塊，這些模塊放在機架上。這種方式的好處是安裝很是方便，裝配也是很便利的，如果出現問題，很方便檢修，而且對于一些需要擴展的場合，這樣擴展也很方便。一般在中等和大型的場合會采用模塊式的PLC，這是為了多了進行擴展，比如西門子公司的300和400系列就是采用這樣結構。 （3）疊裝式PLC 所謂疊裝式，就是把整裝和模塊式進行組合。這樣的PLC除了有基本單元，還包括一些特殊功能模塊和擴展模塊，同樣也具有模塊式的一些功能，很方便安裝、檢修方便，而且還有整體式的一些優(yōu)點，結構上很緊俏，體積小。西門子公司的200系列是采用這種方式。 PLC工作過程PLC的程序執(zhí)行是循環(huán)掃描式。上電后,執(zhí)行系統程序所指定的工作,重復掃描并執(zhí)行用戶的程序。每掃描完一次所用的時間我們稱為掃描周期。每一次循環(huán)過程可以分為五個步驟,循環(huán)掃描過程為執(zhí)行用戶程序，掃描周期計算輸入湖人輸出刷新外設端口。在這個環(huán)節(jié)，PLC完成了一些初始化的操作，包括程序復位、硬件檢測、定時/中斷查詢、內存查詢等等工作，如果發(fā)現這種環(huán)節(jié)有異常，那么故障燈會報警，而且還會自己診斷出問題所在，并且顯示，如果是一小小問題，那么只是報警，但是如果是大問題就會直接自動停止等待處理。在這個階段，如果提前假設需要使用的掃描周期值，那么CPU會直接進行等待，一直到計算到這個值的時候再繼續(xù)往下掃描，如果沒有進行設定，那么需要先計算掃描周期值。在用戶程序執(zhí)行的環(huán)節(jié)，CPU會依次讀取并且解析執(zhí)行相應的程序，這些所有的信息都是從映像區(qū)的寄存器中獲得。而映像寄存器我們又可以分為輸入和元件映像寄存器，輸入映像寄存器是放置了繼電器的斷和通的工作情況，也就是對應繼電器的0或1狀態(tài)。元件映像寄存器儲存了輸出繼電器以及輔助繼電器等的通斷狀態(tài),表示方法和輸入映像寄存器類似。PLC在執(zhí)行用戶的程序時有時候需要獲取外部輸入信息,它不能直接從輸入端去讀取狀態(tài),而是從存儲的輸入映像寄存器中讀取數據。在每一個掃描周期I/O刷新過程,CPU會從PLC的輸入口讀取一次信息并且存入相應的輸入映像寄存器中。隨后的一個周期中,即使PLC的輸入端口狀態(tài)發(fā)生了變化,但輸入的映像寄存器中存儲的數據會保持不變。所需要的輸出繼電器等可編程元件的狀態(tài)數據,都是從元件映像寄存器中讀取得到。在運行用戶程序的階段,依據用戶程序所給定的邏輯關系去進行運算,得到的結果可再放入元件映像寄存器中。所以,在一個周期中的元件映像寄存器中的數據是可以改變的。在外設服務的階段,完成與外設口外界設備的通信處理，比如編程器或通信適配器。完成以上的工作環(huán)節(jié)后，又開始進行公共處理的過程，如此周期循環(huán)。在I/O刷新的階段,主要做兩件事情：(1)讀各輸入點狀態(tài)讀狀態(tài)顧名思義就是從輸入的I/O口中獲取其電平信號，把這些信號放到輸入映像寄存器中，這就完成了映像寄存器的數據更新，再斷開輸入映像寄存器的外部通信，也就是說不管外部輸入信號是什么，這個輸入的映像寄存器內所保持的數據是保持不變的，一直要等到下一個I/O刷新周期才會重新執(zhí)行刷新數據的過程。(2)讀輸出元件映像寄存器中數據將對應的輸出繼電器設備映像寄存器的數據送到輸出鎖存器中,再經過輸出電路的隔離和功率放大作用送到輸出端,去控制外部執(zhí)行相應的元件動作。 基于PLC的變頻調速原理本設計中我們用P L C實現各種故障保護和對繼電器I/O口觸點的控制，大大節(jié)約了人力物力財力，使系統變得安全可靠。根據系統的設計要求完成一個保護電路，通過硬件的檢測，然后把數據送到PLC進行處理，作出相應的決定。還將由測速發(fā)電機信號經軟件計算后處理成電動機運行速度，進行后備速度保護?；赑LC控制的交流電動機變頻調速控制系統由動力裝置、變頻器、操作臺和控制監(jiān)視系統組成，本次設計的邏輯框圖如下，圖23所示。各部分功能如下。動力裝置：包括兩臺主電機、一臺輔助電動機、電源模塊、制動器和底座，完成電機調速的