【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 it of efficiency of standard supplied motor. Stator voltage versus frequency characteristics of an inverter with PLC control. 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 20 Despite the simplicity of the speed control method used, this system presents: ? constant speed for changes in load torque。 ? full torque available over a wider speed range。 ? very good accuracy in closedloop speed control scheme。 ? higher efficiency。 ? overload protection. Thus, the PLC proved to be a versatile and efficient control tool in industrial electric drives applications. References [1] Bashore D, Oliaro G, Roney P, et al. Fusion Engineering and Design, 1999, 43:239 [2] zuru Yonekawa, Toshiyuka Hiromi, Hiromi Akasaka, et al. Fusion Engineering and Design, 2020, 48: 17 [3] Raupp G, Gruber O, Mertens V, et al. Protection Strategy in the ASDEXUpgrade Control System. Proc. 18th Symposium on Fusion Technology, Karlsruhe (D),1994. Eds. 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The Proceedings of the 3rd Workshop of Chinese Academy of Sciences on Plasma Physics and Fusion Research, Heifei, China, 2020, July 6 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 21 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 1 基于 PLC的異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 朱少營(yíng)，徐雨，何正文 中國(guó)西安市 西安交通大學(xué) 郵編 710049 摘要： 本文描述了 基于可編程邏輯控制器（ PLC）的異步電動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的實(shí)施。此外， 還提出了 異步電動(dòng)機(jī) 的速度控制的 硬件和軟件 要求 。 PLC 程序與用戶(hù)要求的速度運(yùn)行參數(shù)及對(duì)系統(tǒng)在正常運(yùn)行和跳閘條件下的 監(jiān)控情況相關(guān)。變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的調(diào)速，并通過(guò) PLC 控制，比傳統(tǒng)的 V / f 控制的調(diào)速精度更高。 PLC 的控制效率在同步速度高速運(yùn)行時(shí)提高了 95%。因此，PLC 證明了其在工業(yè)電力驅(qū)動(dòng)控制中可作為用途非常廣泛和有效的工具。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控，電力驅(qū)動(dòng)，異步電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制，可編程邏輯控制器（ PLC），變頻驅(qū)動(dòng)，電壓控制。 一 導(dǎo)言 隨著電力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的面世，使用電力電子技術(shù)的可編程邏輯控制器（ PLC）應(yīng)用已引入制造自動(dòng)化制造行業(yè) [1][2]。這種應(yīng)用有很多優(yōu)勢(shì)，如，開(kāi)啟時(shí)較低的壓 降，使電機(jī)和其他設(shè)備具有一個(gè)幾乎統(tǒng)一的功率因數(shù)的控制能力。許多工廠(chǎng)在自動(dòng)化流程中使用 PLC，以減少生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量和可靠性 [4] [9]。其他應(yīng)用還包括在使用的 PLC 的基礎(chǔ)上改進(jìn)電腦數(shù)控機(jī)床（數(shù)控）的精度。為了獲得準(zhǔn)確的工業(yè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，需要使用帶電源轉(zhuǎn)換器 PLC 的接口，個(gè)人電腦及其他電子設(shè)備 [11] [13]。盡管如此，這使得設(shè)備更精密，復(fù)雜，昂貴的 [14]， [15]。 涉及 PLC 控制直流電機(jī)的文章很少。這些文章涉及一些采用 PLC 控制電樞電壓來(lái)調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)控制的速度的方法實(shí)施，及 將基于自校正調(diào)節(jié)器技術(shù)的自適應(yīng)控制器納入到現(xiàn)有的工業(yè) PLC[17]。此外，其他類(lèi)型的機(jī)器與 PLC 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 2 的連接。因此，工業(yè) PLC 用于控制步進(jìn)電機(jī)五軸轉(zhuǎn)子位置，方向和速度，減少了電路元件數(shù)量，降低成本，提高可靠性 [18]。由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)可代替交流和直流驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，單芯片邏輯控制器使用 PLC 控制轉(zhuǎn)矩和速度，再加上一個(gè)電源控制器 [19]，實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯。作為一個(gè)可能的替代其他的一些應(yīng)用涉及電梯的直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)與 PLC 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集 [20]。為了監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量和識(shí)別破壞電能生產(chǎn)的干擾，需要兩個(gè) PLC 來(lái)確定設(shè)備的 靈敏度。 二 PLC 作為系統(tǒng)控制器 一個(gè) PLC 是一種基于微處理器的控制系統(tǒng)，用于在工業(yè)環(huán)境中的自動(dòng)化進(jìn)程控制。它使用一個(gè)可編程的存儲(chǔ)器，用戶(hù)至上的指示執(zhí)行特定功能，如算術(shù)內(nèi)部存儲(chǔ)，計(jì)算，邏輯，順序，時(shí)機(jī) [23]， [24]。 PLC 可編程來(lái)進(jìn)行感應(yīng)，動(dòng)作和控制工業(yè)設(shè)備，因此，采用的 I / O 點(diǎn)，允許電信號(hào)接口。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備連接到 PLC 的控制程序輸入到 PLC 內(nèi)存（圖 1）。 在我們的應(yīng)用程序中，它通過(guò)模擬和數(shù)字輸入和輸出控制不同的恒定負(fù)載的異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。此外， PLC 根據(jù)控制程序連續(xù)監(jiān)測(cè)輸入和激活輸出。 這是 特定的硬件模塊，直接插入一個(gè)專(zhuān)有總線(xiàn)：中央處理器單元（ CPU），電源 圖 1 PLC 的控制動(dòng)作 供應(yīng)器，輸入輸出模塊 I / O，程序終端組成的組合式 PLC 系統(tǒng)。這種模塊化的方法，可以擴(kuò)大將來(lái)的擴(kuò)展，如多機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)的連接。 PLC 控制程序 輸入 輸出 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 3 三 異步電機(jī)控制系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖如圖 2 所示。系統(tǒng)配置可由下列步驟進(jìn)行。 a）恒定轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制系統(tǒng)，由速度反饋和負(fù)載電流反饋系統(tǒng)構(gòu)成。感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)變量的負(fù)載，信號(hào)由變頻器送入， PLC 控制變頻器的 V / f 輸 出。 b）一個(gè)開(kāi)環(huán)變速操作控制系統(tǒng)。異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)變量負(fù)載。 c）標(biāo)準(zhǔn)變速操作。異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變量負(fù)載，接收恒定的電壓恒定頻率標(biāo)準(zhǔn)的三相供電的反饋信號(hào) 四 硬件描述 該繞線(xiàn)式異步電機(jī)實(shí)施和測(cè)試控制系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格在表一給出。異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)直流發(fā)電機(jī)，它提供了一個(gè)變量負(fù)載 R。三相電源連接到主三相開(kāi)關(guān)，然后是三相熱過(guò)載繼電器，它提供了對(duì)電流過(guò)載的保護(hù)。繼繼電器輸出連接到整流器，來(lái)矯正三相電壓，并給絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）變頻器一個(gè)直流輸入。其技術(shù)規(guī)范 [25]總結(jié)在表二。 IGBT 變頻器將直流電壓轉(zhuǎn)換為三相電壓 輸出，提供給異步電動(dòng)機(jī)的定子。另一方面，變頻器連接到 PLC 控制器。 表一 異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)格 接線(xiàn)類(lèi)型 /Y? 輸入電壓 380/660V ac 輸入電流 額定功率 輸入頻率 50Hz 極數(shù) 4 額定轉(zhuǎn)速 1400rpm 這種控制器由 PLC 的模塊化系統(tǒng)實(shí)施。 PLC 的體系結(jié)構(gòu)是指其內(nèi)部的硬件和 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 4 軟件。作為一個(gè)基于微處理器的系統(tǒng)， PLC 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和建造以下模塊 [29] [37]： ?中央處理器（ CPU）， 離 散輸出模塊（ DOM） 離散輸入模塊（點(diǎn)心） ?模擬量輸出模塊（ AOM）的 ?模擬輸入模塊（ AIM） ?電源。 PLC 配置的其他詳情載于表三和四。 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 5 圖 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電氣原理圖 速度傳感器用于速度反饋，電流傳感器，電流傳感器用于負(fù)載電流反饋，第二個(gè)電流傳感器連接到定子電路 [32]。因此，兩個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)反饋回路是由負(fù)載電流傳感器，速度傳感器，和 AIM 安裝而成。 測(cè)速器（永磁直流電動(dòng)機(jī)）用于速度感應(yīng)。感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械軸和產(chǎn)生輸出電壓，其中電壓的大小與旋轉(zhuǎn)速度成正比。極性取決于旋轉(zhuǎn)方向。測(cè)速發(fā)電 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 6 機(jī)的電壓 信號(hào)，必須與 AIM 指定的電壓范圍（ 05 伏直流和 200 內(nèi)部阻力）符合。其他 PLC 外部控制電路的設(shè)計(jì)，使用 24 V DC 電源的低電壓。 五 結(jié)論 系統(tǒng)在可變負(fù)載運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行了測(cè)試，包括對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度控制性能的測(cè)試和行程的情況下測(cè)試。 PLC 根據(jù)軟件監(jiān)控電機(jī)運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)。 開(kāi)始時(shí)，為異步電動(dòng)機(jī)性能測(cè)試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 380 伏， 50 赫茲網(wǎng)絡(luò)。然后，實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)在空載和滿(mǎn)負(fù)荷（ N m）兩種情況下測(cè)試。 a）由變頻器和 PLC 控制的感應(yīng)電機(jī)的反 饋 。 b）變頻器控制感應(yīng)電機(jī)的反饋 對(duì)應(yīng) PLC 硬件和軟件設(shè)計(jì)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和速度的范圍如上一節(jié)所述。 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 7 圖 6 切斷 /重啟流程圖 效率提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。圖 8 描繪的結(jié)果表明，在所有情況下的配置 a）比配置 b）具有更高的效率。此外，在高于額定負(fù)載 70％時(shí)，規(guī)范化的效率 ? ?pu? 1，根據(jù)這個(gè)數(shù)字， PLC 控制系統(tǒng)的效率較標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)運(yùn)行提高 1012％。 從理論的角度來(lái)看，如果我們忽略勵(lì)磁電流，效率的近似值為 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 8 其中 s 是滑差， ,SRRR分別是定子和轉(zhuǎn)子繞組的電阻，從圖 7 中可以看出。 PLC控制系統(tǒng)（ a）工程滑值非常低，幾乎為零。在所有速度和負(fù)載轉(zhuǎn)矩條件下，配置 (a)比配置 (b）有較小的滑差，從而效率更高，系統(tǒng)更合理，尤其是在高的速度和頻率下。在較低的頻率下，磁通增加，磁化電流增加，造成損失增加。 六 總結(jié) 前文所描述的計(jì)劃表明， PLC 可以與異步電動(dòng)機(jī)成功的應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)由變頻器驅(qū)動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)由 PLC 控制，其在恒速變負(fù)荷運(yùn)行的調(diào)速精 度較高。 圖 8 有無(wú) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)的效率 圖 9 PLC 控制的變頻器的頻率特性與定子電壓 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 9 盡管速度控制方法簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)具有一系列優(yōu)點(diǎn)： ?負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)速度恒定 。 ?在更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)全扭矩 。 ?閉環(huán)控制系統(tǒng)中較高的準(zhǔn)確性 。 ?更高的效率 。 ?過(guò)載保護(hù) 因此， PLC 是在工業(yè)電氣傳動(dòng)中應(yīng)用靈活、高效的控制工具。 湖北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文文獻(xiàn)翻譯 10 參考文獻(xiàn) [1] Bashore D, Oliaro G, Roney P, et al. Fusion Engineering and Design, 1999, 43:239 [2] zuru Yonekawa, Toshiyuka Hiromi, Hiromi Akasaka, et al. Fusion Engineering and Design, 2020, 48: 17 [3] Raupp