【正文】 沖。 [D]指定脈沖輸出元件號(hào)。脈沖占空比為 50%。脈沖以中斷方式輸出。 I/O 分配列表 由于本課題還有其他部分如橫梁、左右刀架、垂直刀架等的設(shè)計(jì)，所以使用的輸入輸出端口如表 。 表 I/O 分配列表 輸入端口 功能 輸出端口 功能 X1 啟動(dòng) Y000 正轉(zhuǎn) X2 停止 Y001 反轉(zhuǎn) X015 轉(zhuǎn)速增加 1 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 續(xù)表 輸入端口 功能 輸出端口 功能 X016 轉(zhuǎn)速減小 1 X003X014 10 鍵輸入開(kāi)關(guān) 部分程序設(shè)計(jì) 限流保護(hù)是為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過(guò)大的問(wèn)題而采取的一種限流措施，當(dāng)直流電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流；運(yùn)行過(guò)程中若遇到堵轉(zhuǎn)情況，電流就會(huì)超過(guò)允許值，對(duì)電機(jī)換向不利，對(duì)過(guò)載能力低的晶體管來(lái)說(shuō)，更是不能允許的。 限流保護(hù)程序如圖 所示 。 圖 限流保護(hù)程序 程序?qū)?40（經(jīng) AD轉(zhuǎn)換后額定電流的兩倍）存入 D1 中，之后將 D1 與電流反饋回來(lái)的數(shù)字值（存在 D31 中）進(jìn)行比較，如果 D31 中的值大于或等于 D1 中的值，則系統(tǒng)停機(jī)。 初始化程序 先將識(shí)別碼送到 D4，之后比較識(shí)別碼是否正確。再設(shè)置四個(gè)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”。之后寫(xiě)入平均取樣次數(shù)，再讀狀態(tài)信息。最后讀取采樣平均值。程序如圖 所示。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 FX2N4AD初始化程序 程序設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 程序的編制 就是用編程語(yǔ)言把一個(gè)控制任務(wù)描述出來(lái)，根據(jù)在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題： （ 1） 在編程前應(yīng)了解你所使用的 PLC 的技術(shù)指標(biāo) ， 有些技術(shù)指標(biāo)只需一般了解，而有些指標(biāo)必 須搞清楚 。 例如：梯形圖中所使用的各種元件編號(hào)、圖形符號(hào)應(yīng)與所用的PLC機(jī)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(yǔ)言、程序容量、指令條數(shù)、輸入輸出繼電器的點(diǎn)數(shù)等 。 這樣才能最大限度發(fā)揮 PLC 的作用 。 （ 2） PLC 作為一種工業(yè)控制專用電子計(jì)算機(jī) ， 所有控制信息在機(jī)內(nèi)都是通過(guò)“ 0”和“ 1”兩種數(shù)字狀態(tài)進(jìn)行傳輸、運(yùn)算、處理和存貯的 。 因?yàn)樵谕粫r(shí)刻同一繼電器的觸點(diǎn)不可能有兩種狀態(tài) 。 所以在 每 個(gè)梯形圖中一般不允許雙線圈輸出的情況 。并且我們還要注意的是，對(duì)于 PLC 的輸入信號(hào)，只能是數(shù)字信號(hào)，而不要把模擬信號(hào)直 接接到 PLC的輸入端，應(yīng)該經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后在聯(lián)到 PLC 的輸入端。 （ 3） 為了保持梯形圖簡(jiǎn)潔并易于編程 ， 在繪制梯形圖時(shí) ， 應(yīng)注意梯形圖中的信號(hào)流向總是從左到右 ， 從上到下 ， 不能倒流；當(dāng)有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí) ， 應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)回路放在最上面；當(dāng)有幾個(gè)并聯(lián)回路串聯(lián)時(shí) ， 應(yīng)將觸點(diǎn)最多的回路放在最左邊 ；當(dāng)有幾個(gè)線圈并聯(lián)時(shí)，含有觸點(diǎn)的支路應(yīng)放在無(wú)觸點(diǎn)支路的下面 。 （ 4） 在編程時(shí)輸入輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等器件的觸點(diǎn)數(shù)可以重復(fù)使用 ， 無(wú)需用復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來(lái)減少觸點(diǎn)的使用次數(shù) 。 （ 5） 指令表程序的編寫(xiě) 應(yīng)遵循各邏輯回路獨(dú)立編寫(xiě) ， 一個(gè)邏輯回路從左到右的原則 。 程序中各條指令的順序不能顛倒 ， 否則將有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤 ， 達(dá)不到預(yù)期的控制目的 。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 （ 6） 在調(diào)試程序、修改程序的過(guò)程中 ， 如果要?jiǎng)h除內(nèi)存中的內(nèi)容 ， 其地址碼一定要復(fù)位回到 0000 狀態(tài) ， 否則內(nèi)存中的程序不能被刪除 。 系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)接線圖 [21]如圖 。 圖 系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)的總體程序見(jiàn)附錄。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第五章 系統(tǒng) 調(diào)試 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法 編制的程序 、 焊接的電路在理論上是符合要 求的，但在調(diào)試過(guò)程中遇到很多問(wèn)題。如在驅(qū)動(dòng)電路 的調(diào)試中，觸發(fā)電壓輸出端和上拉電阻之間的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的 IGBT管組接通，負(fù)載燈泡亮；但當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，負(fù)載燈泡仍亮。經(jīng)過(guò)細(xì)心的檢查電路和分析電路中元件的通斷狀態(tài)，最后發(fā)現(xiàn) PLC 的接地端和驅(qū)動(dòng)電路的接地端之間有 6伏左右的電勢(shì)差，將兩個(gè)接地端接在一起后，問(wèn)題就解決了。 在開(kāi)始驅(qū)動(dòng) 時(shí)，由于突然給電路的觸發(fā)電壓過(guò)大，使一個(gè) IGBT 管燒壞。在以后啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，將所給觸發(fā)電壓從 開(kāi)始增大（ IGBT 管的觸發(fā)電壓約 ），調(diào)到 5V就可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)。 PLC 程序的調(diào)試是在可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行的。由于開(kāi)始沒(méi)有 弄清楚 PLC 輸出端口的輸出（置“ 0”或置“ 1”）與驅(qū)動(dòng)電路的 IGBT 管導(dǎo)通和截止的 關(guān)系，編制的程序在每一次輸出時(shí)都使 兩 組 IGBT 管導(dǎo)通，不符合 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原理。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮和老師的指導(dǎo)，將控制循環(huán)條件改變后在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上演示，其輸出是符合要求的。 運(yùn)行完全正確的程序在系統(tǒng)再次啟動(dòng)時(shí)有時(shí) 會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，遇到這種情況，檢查線路是否斷路或短路、運(yùn)行程序并進(jìn)行監(jiān)控、檢查元件是否完好按照這個(gè)順序檢查整個(gè)系統(tǒng)就可以解決問(wèn)題。在接下來(lái)的調(diào)試中，由于特別注意這些問(wèn)題，系統(tǒng) 的運(yùn)行控制都非常順利。 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)如果給定電壓一下加到 220V時(shí) IGBT 管可能燒掉，因?yàn)楫?dāng)電壓開(kāi)始時(shí)就太大，瞬時(shí)電流過(guò)大， IGBT 承受不了所以就燒掉了。 調(diào)試時(shí)先把電壓調(diào)低點(diǎn)讓電機(jī)能轉(zhuǎn)，之后再漫漫加電壓直到 220V。系統(tǒng)就可以正常工作了。 開(kāi)關(guān)問(wèn)題 及元件好壞判定 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 實(shí)驗(yàn)中由于自己怕電壓過(guò)高引起短接的問(wèn)題，結(jié)果忽略飽和電流的問(wèn)題，以致使自己在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)電樞的電壓會(huì)隨著供壓的高低發(fā)生變化，而且模塊的發(fā)熱量很高也很快，不符合晶體管的開(kāi)關(guān)特性。后來(lái)經(jīng)查資料，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電流偏小，使管子沒(méi)有工作在飽和特性下。后來(lái)實(shí)驗(yàn)中，滿足觸發(fā)電壓的同時(shí)，確保飽和電流的供給，模塊很好的 工作了。 在電路檢查時(shí)，故障也可能出現(xiàn)在 IGBT 上面，由于其內(nèi)部又不可見(jiàn)。對(duì)于這種情況，可以用以下方法來(lái)判定每個(gè)管子的好壞。 在調(diào)試時(shí)要判斷一個(gè)號(hào)管子的好壞，只需先將其觸發(fā)，再把 C 端與 E端相連使之短接，如電路接通證明該管子是好的，反之，則說(shuō)明它是不能正常工作的。 因?yàn)殡妷菏褂玫氖?220V 直流電，電阻為 220 歐 時(shí) ，沒(méi)考慮到電流 過(guò)大 及時(shí)間長(zhǎng)做功的問(wèn)題，不到 5 分鐘，電阻就燒焦了，后來(lái)經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)器件。在以后的的實(shí)驗(yàn)中，這一部分工作很理想。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 第六章 結(jié)論 本課題研究的調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速，適用于龍門(mén)刨床主電機(jī)調(diào)速。系統(tǒng)用雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速電路和 PLC實(shí)現(xiàn)。 PLC主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)的電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，整個(gè)系統(tǒng)以 PLC為核心。系統(tǒng)的硬件部分通過(guò)搭電路板、接線以及對(duì) PLC的主要部件了解對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有了硬件的支持。軟件的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。 幾個(gè)月來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我有了很大的收獲， 對(duì)龍門(mén)刨床的主電機(jī)調(diào)速和加工工藝有了深刻的理解，對(duì)大型機(jī)床及其控制電路有了一定程度的認(rèn)識(shí)，對(duì)直流脈寬調(diào)速的原理、應(yīng)用及發(fā)展有了更深層次的理解，熟練掌握了可編程控 制器各模塊的工作原理、編程方法及技巧、應(yīng)用領(lǐng)域等，并能應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)控制，對(duì)電流閉環(huán)控制、速度閉環(huán)控制原理及應(yīng)用有較深認(rèn)識(shí)，掌握了常規(guī)電力拖動(dòng)及常規(guī)低壓器件的工作原理、電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 結(jié)束語(yǔ) 在幾個(gè)月來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然忙碌，卻非常充實(shí)。通過(guò)對(duì)一個(gè)實(shí)際的課題的分析、研究、論證、及實(shí)現(xiàn)，感覺(jué)收獲頗多。我不僅清醒的認(rèn)識(shí)到自己專業(yè)的應(yīng)用，而且也學(xué)會(huì)了怎樣進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)怎樣用先進(jìn)的處理方法、思路來(lái)處理問(wèn)題。 目前，這個(gè)研究已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了其功能，收到了很好的效果，可以實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速。但是，由 于時(shí)間上的倉(cāng)促以及自己水平的有限，這套系統(tǒng)仍有需要完善的地方。 通過(guò)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和實(shí)踐開(kāi)發(fā)研究，加上后期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我已具備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)、提供準(zhǔn)確解決方案的能力。對(duì)龍門(mén)刨床的主電機(jī)調(diào)速和加工工藝有了深刻的理解，對(duì)大型機(jī)床及其控制電路有了一定程度的認(rèn)識(shí)，對(duì)直流脈寬調(diào)速的原理、應(yīng)用及發(fā)展有了更深層次的理解，熟練掌握了可編程控制器各模塊的工作原理、編程方法及技巧、應(yīng)用領(lǐng)域等，并能應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)控制，對(duì)電流閉環(huán)控制和速度閉環(huán)控制原理及應(yīng)用較深認(rèn)識(shí)，掌握了常規(guī)電力拖動(dòng)及常規(guī)低壓器件的工作原理、電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用 方法。 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐對(duì)我知識(shí)的積累和自身能力的提高有著非常重要的作用，這對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 致謝 本課題是在我的導(dǎo)師秦建華副教授的精心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)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(xì)的指導(dǎo)。秦老師為我提供了廣闊的自動(dòng)化方面的書(shū)籍，還有很多前衛(wèi)的知識(shí)介紹。在此向秦老師致以衷心的感謝。 在課題進(jìn)行中自動(dòng)化中心實(shí)驗(yàn)室給了我創(chuàng)造了很好的實(shí)驗(yàn)條件保證了課題的順利的進(jìn)行。在調(diào)試過(guò)程中也得到實(shí)驗(yàn)室老師和同學(xué)的大力幫助，在此也對(duì)他們表示我衷心的感謝！ 我還要感謝我的家人 和所有愛(ài)我和關(guān)心我的人，正是他們的愛(ài)和關(guān)心才讓我有今天的成績(jī)。 再次對(duì)幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示由衷的感謝！ 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 參考文獻(xiàn) [1] 李恩林 .龍門(mén)刨床自動(dòng)控制 [M].科學(xué)出版社 ,1978,12:2104. 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