【正文】 N N N Y Y Y N N Y 讀入輸入： ▽ 前向 /后向信號(hào) ▽ 負(fù)載電流信號(hào) IL ▽ 啟動(dòng)信號(hào) ▽ 定子電流信號(hào) IS ▽ 速度設(shè)定信號(hào) ▽ 速度反饋信號(hào) 轉(zhuǎn)子方向鎖定 IF IS＜ A N 速度控制模式 IF IS＞ A 速度控制模式 Y IF IS＞ 速度控制模式 IF nsp＞ 1500 切斷電機(jī)程序 IF ns＜ 600 不啟動(dòng)電機(jī) 啟動(dòng)電機(jī) IF ns＜ 300 Y 圖 /重啟流程圖 讀入輸入： ＊ 停止信號(hào) ＊ 負(fù)載電流 IL ＊ 定子電流 IS IF IS ＞ Y ＊ 合上跳閘燈 ＊ 打開(kāi)三相自動(dòng)開(kāi)關(guān) ＊ 將速度顯示置位為 0 ＊ 打開(kāi)啟動(dòng)燈（綠） ＊ 合上停止燈（紅） ＊ 打開(kāi)負(fù)載自動(dòng)開(kāi)關(guān) ＊ 等待 3 秒種 ＊ 斷 開(kāi) 跳 閘 燈（黃） ＊ 打開(kāi)熱繼電器 ＊ 啟動(dòng)電機(jī) 監(jiān)視和保護(hù)模式 N 速度控制模式 。 電機(jī)停止后和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重啟前負(fù)載馬上卸下。這樣電機(jī)可以重新啟動(dòng)。在過(guò)載情況下，電機(jī)停機(jī) ,跳閘燈 (黃 )亮 .操作員必須釋放熱繼電器 ,然后通過(guò)按下跳閘或停止按鈕關(guān)掉跳閘燈。 VI）在所有其他情況下 ,電機(jī)進(jìn)入速度控制模式，速度控制軟件如 A 部分描述的執(zhí)行。 IV）負(fù)載增加 (額定轉(zhuǎn)矩的 40%),SI ? ,速度設(shè)定值低于 40%或nsp 600r/min,則電機(jī)不會(huì)啟動(dòng)。 II）在 AIM 中輸入速度設(shè)定值 nsp ,負(fù)載電流 LI ，定子電流 SI ，和速度反饋信號(hào)。在軟件中編制下列程序 ,使電機(jī)在啟動(dòng)和帶載運(yùn)行情況下進(jìn)行過(guò)載電流保護(hù)。 圖 3. 主程序流程圖 掃描循環(huán) 控制模式 掃描輸入 存儲(chǔ)輸入 停止模式 梯形圖執(zhí)行 : 速度控制軟件 保護(hù)軟件 關(guān)閉 /重啟電機(jī)軟件 數(shù)據(jù)更 新 Y 讀入輸入： 前向 /后向信號(hào) 定子電流 IS 啟動(dòng)信號(hào) 速度反饋信號(hào) 速度設(shè)定信號(hào) nsp 停止信號(hào) 計(jì)算速度錯(cuò)誤信號(hào) IF 錯(cuò)誤 =0 圖 4 速度軟件流程圖 圖 5 給出了軟件流程圖 .在電機(jī)運(yùn)行中，不能通過(guò)改變開(kāi)關(guān)位置來(lái)改變旋轉(zhuǎn)方向。第三個(gè)顯示的是通過(guò)負(fù)載電流信號(hào)計(jì)算出來(lái)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（ Nm）。要求的速度是通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)變阻器得到的， AIM 獲取這個(gè)信號(hào)。最后，控制信號(hào)送給數(shù)字輸出模塊，并且連接逆變器的數(shù)字輸入去控制變化量。如果誤差信 號(hào)不是 0，而是正或是負(fù)，然后， PLC 根據(jù) CPU 的運(yùn)算減少或增加逆變器的 V/F，因此，電機(jī)速度是修正的。這樣，PLC 可以獲得電機(jī)被要求的速度和的實(shí)際速度。如表 5 所示，對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)接入到數(shù)字輸入模塊，輸出信號(hào)送到數(shù)字輸出模塊。通過(guò)按下手動(dòng)按鈕，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。如果沒(méi)有 PLC 和反饋控制環(huán)，逆變器也不可能控制電機(jī)恒定速度運(yùn)行。軟件調(diào)整速度監(jiān)視定速度 控制而不管轉(zhuǎn)矩變化。當(dāng) PLC 系統(tǒng)處于對(duì)機(jī)器的實(shí)時(shí)控制時(shí)， PLC 系統(tǒng)是在線的且監(jiān)控所有數(shù)據(jù)確保正確的運(yùn)行。主機(jī)給程序文檔編輯，保存，打印和程序執(zhí)行監(jiān)控提供了軟件環(huán)境。對(duì)于給定的 PLC，完整的掃描一次所用的時(shí)間或是掃描時(shí)間是 (1000 步 )，最大的程序容量是 1000 步。最新的輸出狀態(tài)保存到固定存儲(chǔ)區(qū)（輸出映像區(qū) Q）。接下來(lái)梯形圖程序也一行行執(zhí)行。 PLC 程序在主循環(huán)程序中采用循環(huán)掃描，如對(duì)輸入變量的周期檢查。輸入輸出數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)器之間的直接聯(lián)系是以下面的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的： PLC 的存儲(chǔ)器分為三個(gè)區(qū)：輸入映像區(qū)（ I），輸出映像區(qū)（ Q），和內(nèi)存（ M）。 CPU 的功能就是控制存儲(chǔ)器和 I/O 設(shè)備，依照程序來(lái)處理數(shù)據(jù)。然后，梯形圖轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制命令形式，因此它就可以保存到隨機(jī)存儲(chǔ)器 （ REM）或可擦可編程存儲(chǔ)器（ EPROM）。 PLC 提供了在主機(jī)終端可以運(yùn)行的基于軟件的設(shè)計(jì)環(huán)境，它可以將梯形圖調(diào)出，修改，測(cè)試和診斷。因此， PLC 提供了靈活的可編程選擇形式給用模擬設(shè)備建立的電路傳輸控制系統(tǒng)。 表 3 PLC結(jié)構(gòu)配置 可用的 已用的 直接輸入 (%I) 32 8 直接輸出 (%Q) 16 9 模擬輸入 (%AI) 8 7 模擬輸出 (%AQ) 8 6 存儲(chǔ)器 (M) 540 PLC 程序是依據(jù)輸入設(shè)備的邏輯要求，程序與其說(shuō)是體現(xiàn)數(shù)字計(jì)算法則不若說(shuō)主要是體現(xiàn)了邏輯性。圖 2 給出了所有組成；一個(gè)主開(kāi)關(guān)，一個(gè)自動(dòng)單相開(kāi)關(guān)，一個(gè)三相熱繼電器，一個(gè)負(fù)載自動(dòng)開(kāi)關(guān)，信號(hào)燈（向前，向后，啟動(dòng)，停止，跳閘），按鈕（啟動(dòng)，停止，跳閘），選擇開(kāi)關(guān)（向前向后旋轉(zhuǎn)），一個(gè)速度選擇 器，一個(gè)增益選擇器，還有 PLC 模塊和整流逆變器也放置在控制面板上。 PLC 的其它外在控制回路設(shè)計(jì)采用低壓直流 24V 電源。異步電機(jī)帶動(dòng)它的軸機(jī)械旋轉(zhuǎn)，輸出一個(gè)電壓，電壓的大小與旋轉(zhuǎn)速度成比例。因此，閉環(huán)系統(tǒng)的雙反饋回路是有負(fù)載電流傳感器，速度傳感器和模擬輸入模塊組成。作為基于微處理器的系統(tǒng)， PLC系統(tǒng)硬件是由以下幾個(gè)模塊組成： 中央處理單元（ CPU） 數(shù)字輸出模塊（ DOM） 數(shù)字輸入模塊（ DIM） 模擬輸入模塊（ AOM） 模擬輸出模塊（ AIM） 電源 表 3— 表 5 給出了 PLC 的其它詳細(xì)的結(jié)構(gòu)?？刂破魇窃跇?biāo)準(zhǔn) PLC的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。 表 1 異步電機(jī)技術(shù)參數(shù) 接線方式 △ /Y 輸入電壓 380/660 AC 輸入電流 額定功率 輸入頻率 50HZ 磁極數(shù) 4 額定速度 1400rpm 表 2 逆變器技術(shù)參數(shù) 輸出電壓 380， 460 AC 輸出頻率 0， 480 HZ 輸出電流 2， 5 A 輸出負(fù)載 150%/60S 電源電壓 38046010% V AC 輸入電流 3 A 功耗 46 W IGBT逆變器將直流電壓輸入轉(zhuǎn)變成三相電壓輸出，提供給異步 電機(jī)的定子。繼電器輸出連接整流器，整流器調(diào)整三相電壓，并且給 IGBT逆變器提供直流輸入。異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為變動(dòng)負(fù)載的直流電機(jī)。另一方面 ,如果整個(gè)控制系統(tǒng)是迂回的， c)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)。 PLC 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 控制命令 圖 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電氣原理圖 c)標(biāo)準(zhǔn)變速系統(tǒng) .由三相標(biāo)準(zhǔn)恒壓恒頻電源提供給異步電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)變負(fù)載。 b)變速開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) .異步電機(jī)通過(guò)恒定的逆變器反饋驅(qū)動(dòng)變負(fù)載。 a)恒速閉環(huán)控制系統(tǒng)由速度反饋和負(fù)載電流反饋組成。 PLC是有特殊的硬件板快即模塊組成的標(biāo)準(zhǔn)型 ,它們可以直接插入它們的專屬位子 :中央處理器 (CPU),供電單元 ,輸入輸出模塊 ,終端處理 器 .這種模塊方法的優(yōu)點(diǎn)是初始配置可以為將來(lái)的應(yīng)用擴(kuò)展 ,如 :多機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)連接。 圖 1 PLC 的控制過(guò)程 在我們的應(yīng)用中， PLC控制異步電機(jī)恒速變負(fù)載的邏輯和數(shù)字輸入輸出信號(hào)。 PLC通過(guò)編程可檢測(cè)，激活和控制工業(yè)設(shè)備，還匯集很多可輸入電信號(hào)的 I/O點(diǎn)。 II． PLC作為系統(tǒng)控制器 PLC是為工業(yè)環(huán)境下自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)的基于微處理器的控制系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)表明了在變動(dòng)負(fù)載和恒速的運(yùn)動(dòng)情況下功率和精度都提高了。這篇文章講述了基于 PLC的三相電動(dòng)機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)。 異步電機(jī)的應(yīng)用除了包括電機(jī)控制 功能，還有許多特殊模擬和數(shù)字 I/O信號(hào)，源信號(hào)，跳閘信號(hào)，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)的處理。一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)功率控制器利用 PLC來(lái)提高功率因數(shù)，且通過(guò)調(diào)整頻率占空比來(lái)調(diào)整電壓。用兩個(gè) PLC來(lái)確定裝置的靈敏度，監(jiān)視電網(wǎng)質(zhì)量和鑒別電設(shè)備帶來(lái)的擾動(dòng)。開(kāi)關(guān) 磁阻電動(dòng)機(jī)可以選擇用直流或是交流加速驅(qū)動(dòng)，它是用可實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯的 PLC和電源控制器做成的單片邏輯控制器來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度。同時(shí)其它類型電機(jī)也與 PLC接口。 很少有人發(fā)表關(guān)于用 PLC控制直流電機(jī)的文章。將 PLC與電源轉(zhuǎn)換器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、和其它電器設(shè)備接口，可以得到精確的工業(yè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)。許多廠家都將 PLC運(yùn)用到自動(dòng)化過(guò)程中，降低生產(chǎn)成本且提高了 質(zhì)量和可靠性。 Ⅰ .簡(jiǎn)介 自從電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)出現(xiàn)，在電器方面得到應(yīng)用的用電力電子器件實(shí)現(xiàn)的可編程邏輯控制器（ PLC）也應(yīng)用到生產(chǎn)自動(dòng)化方面。因此，可以說(shuō)明 PLC 在電力拖動(dòng)的工業(yè)控制方面是一個(gè)通用且有效的工具。實(shí)驗(yàn)表明用逆變器驅(qū)動(dòng)且 PLC 控制的異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的 VF 變頻控制系統(tǒng)在速度調(diào)整上有更高的精度。同時(shí)，在獲得異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的前提下，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)保護(hù)和速度控制的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 ? discrete input module (DIM)。中文 4620 字 英文原文 Design and Implementation of PLCBased Monitoring Control System for Induction Motor Maria G. Ioannides, Senior Member, IEEE IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL. 19, NO. 3, SEPTEMBER 2021 Abstract—The implementation of a monitoring and control system for the induction motor based on programmable logic controller(PLC) technology is described. Also, the implementation of the hardware and software for speed control and protection with the results obtained from tests on induction motor performance is provided. The PLC correlates the operational par