【正文】 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期，王芳老師耐心的指點(diǎn)，讓我明白總體框架，而后又不厭其煩的指出設(shè)計(jì)中的不足和解決方法，以及特別細(xì)心的修改論文，老師這種踏實(shí)的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度備受感激。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我查閱了好多資料和書籍，深化了以前所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)又學(xué)到了很多新的知識(shí)。 Hai Huang~2。 張光輝。 彭燕標(biāo). 基于PWM控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011:515.[6] 肖金鳳。通過設(shè)計(jì)不但對(duì)已學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更加深入的了解，同時(shí)也學(xué)到了以前沒學(xué)過的知識(shí)，大大擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。最后達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)的主要控制流程為：轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋模擬量輸入給PLC，然后通過PLCS7300中的FB41模塊，經(jīng)過里面自帶的PID控制輸出一個(gè)0~10V的電壓，然后給脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器通過輸入的電壓值與鋸齒波比較，然后輸出PWM脈沖，在通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路給四個(gè)IGBT晶體管脈沖，通過對(duì)占空比的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與調(diào)節(jié)。圖66為我做的熱鍵設(shè)計(jì)。 圖62選擇的連接的串口的配置圖63 設(shè)備指定地址的設(shè)置 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控界面，包括直流電機(jī)，PLC300，四個(gè)IGBT，整流二極管等，建立的畫面和實(shí)時(shí)曲線見下圖。 設(shè)備管理本設(shè)計(jì)組態(tài)王通過上位機(jī)和PLC建立通訊連接，經(jīng)過對(duì)設(shè)備的配置，工程瀏覽器畫面的新建等操作，完成組態(tài)王軟件對(duì)本次設(shè)計(jì)的監(jiān)控與運(yùn)行。(2)組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)是亞控公司的產(chǎn)品，里面提供中文界面，具有結(jié)果可視化、人機(jī)界面的環(huán)境十分友好等特點(diǎn)。當(dāng)然，在別的行業(yè)當(dāng)中也存在組態(tài)的概念，如PhotoShop，AutoCAD等。LMN將經(jīng)過PID整定的數(shù)值傳送至MD26寄存器中。一般發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)反應(yīng)不夠或PID功能的積分值增長(zhǎng)比較慢時(shí)可以考慮應(yīng)用積分初值D_SELBOOL選擇位(微分)，該位為ON時(shí)，選擇D（微分）控制有效；一般的控制系統(tǒng)不用；CYCLETIMEPID的采樣周期，一般設(shè)為200MS；SP_INTREALPID（給定值）；PV_IN REALPID的反饋值（也稱過程變量）；PV_PERBOOL未經(jīng)規(guī)格化的反饋值，由PEPERON選擇有效；（不推薦）MANBOOL手動(dòng)值，當(dāng)MANON時(shí)選擇有效；GAINREAL比例增益；TI TIME積分時(shí)間；TDTIME微分時(shí)間；DEADB_WREAL死區(qū)寬度；用死區(qū)來降低靈敏度的話，輸出在平衡點(diǎn)附近就不會(huì)產(chǎn)生微小幅度的振蕩；LMN_HLMREALPID上極限，一般是100%；LMN_LLMREALPID下極限；一般為0%，如果需要雙極性調(diào)節(jié)，則需設(shè)置為100%；PV_FACREAL比例因子（過程變量）PV_OFFREAL偏置值（過程變量）（OFFSET）LMN_FACREAL比例因子（PID輸出值）；LMN_OFFREAL偏置值（PID輸出值）（OFFSET）；I_ITLVALREAL積分初值（PID）；當(dāng)IITLON選擇時(shí)有效；DISVREAL擾動(dòng)量（允許），加入前饋的控制，通常不設(shè)置； 表54 FB41功能塊輸出接口輸出類型功能LMNREAL輸出（PID）；LMN_P REALPID輸出中P的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）LMN_IREALPID輸出中I的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）LMN_DREALPID輸出中D的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）圖57 FB41內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖57所示為FB41系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊的內(nèi)部結(jié)果框架。下面取OB1里的Network1作為例子，如圖56。對(duì)于W160000以外的其它值，參見錯(cuò)誤信息。當(dāng)反向轉(zhuǎn)換被使用時(shí)，輸入值增加的同時(shí)輸出值將減小。SCALE的功能可以參考以下等式：OUT = [ ((FLOAT (IN) K1)/(K21)) * (HI_LIMO_LIM)] + LO_LIM常數(shù)K2和K1根據(jù)輸入值，設(shè)置成UNIPOLAR或者BIPOLAR。SETP7程序塊如圖54所示。圖51 程序流程圖 PLC硬件配置 PLC硬件組態(tài)配置 PLC硬件組態(tài)是完成PLC主機(jī)對(duì)外擴(kuò)展模塊的信息配置，如圖52所示，首先通過硬件組態(tài)右側(cè)樹狀窗口對(duì)首先添加“UR”機(jī)架(導(dǎo)軌)按如圖順序添加模塊，本系統(tǒng)以經(jīng)濟(jì)廉價(jià)的S7314C2DP主機(jī)為CPU。其傳遞函數(shù)為： （44）其中，是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； 是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)。因此 （43）其中， 要求電流超調(diào)量，查表可知， 綜上： 校驗(yàn)： 1） 校驗(yàn)晶閘管整流傳遞函數(shù)的近視條件 2) 校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流影響的條件3） 校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 綜上，近似處理的條件均滿足。從動(dòng)態(tài)角度看，不允許電流有太大超調(diào)，以保證電流不超過最大允許值。如圖31為本次設(shè)計(jì)中選用的美國(guó)UC3724驅(qū)動(dòng)器，從驅(qū)動(dòng)電路中我們可以看到7號(hào)腳輸入信號(hào)，4和6號(hào)腳則輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中，脈寬調(diào)制器SG3525主要是從PLC中接收FB41中的PID運(yùn)算結(jié)果（0~10V）的電壓，經(jīng)過與鋸齒波比較然后輸出寬度不等的脈沖，在通過IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，給硬件圖中的4個(gè)IGBT管子脈沖，來實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的控制的。（3）I/0模塊。在電源供應(yīng)的過程中，電源提供對(duì)直流電進(jìn)行調(diào)節(jié)和濾波，用來保證計(jì)算機(jī)的正常操作運(yùn)行。 (2)存儲(chǔ)器。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、地板或機(jī)架，這些模塊也可以依照一定的規(guī)則組合配置。如圖26為直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制模塊的示意圖。下位機(jī)以西門子S7300系列PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制器，并通過PLCS7300里自帶的PID功能輸出模擬量給脈寬調(diào)制器，在通過IGBT驅(qū)動(dòng)給四個(gè)IGBT管子提供寬度不等的脈沖，最終是實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速控制。在Uc=0時(shí)，電壓比較器的輸出端可以獲得正、負(fù)半周期脈沖寬度相等的調(diào)制輸出電壓Upwm；另一個(gè)輸入信號(hào)端是加一個(gè)負(fù)的偏移電壓Ub，它的值為 (22)當(dāng)Uc0時(shí)，讓其輸入端合成的電壓為正的寬度增大，即鋸齒波過零的時(shí)間提前，經(jīng)過比較器的倒相后，可以在輸出端獲得正半波相比較負(fù)半波窄些的調(diào)制輸出電壓。 圖23脈寬調(diào)制器圖23為脈寬調(diào)制器的原理圖，它是一個(gè)電壓脈寬的變換電路，它由電流環(huán)ACR輸出的控制電壓Uc進(jìn)行控制，它輸出的電壓的脈沖寬度與控制電壓Uc成正比。測(cè)速發(fā)電機(jī)TG測(cè)量電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速n，速度給定電壓Un*與速度反饋信號(hào)Un同時(shí)附加在速度調(diào)節(jié)器ASR的輸入端，構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的速度外環(huán)。如圖21給出了橋式可逆PWM的變換器電路 MV1V3V2V4VD1VD2VD3VD4U+_圖21橋式可逆PWM的變換器電路從圖21可以看出，電樞電流沿對(duì)角回路流通（比如：VD1VD4），反之依然，在一個(gè)周期內(nèi)具有正負(fù)相間的脈沖波形，這便是雙極式的由來。為實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的控制提出了一種新的有效的方法。從而我們可以發(fā)現(xiàn)各種拖動(dòng)系統(tǒng)都是依靠對(duì)轉(zhuǎn)速的改變來實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、停止性能，可以方便的在大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)，所以被普遍的使用在快速正方向的電力拖動(dòng)或需要調(diào)速的領(lǐng)