基于plc的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、基于PLC的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　摘要：可編程控制器是以微處理器為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有使用方便、通用性強(qiáng)、可靠性高、適應(yīng)面廣、編程簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的場(chǎng)合。本文設(shè)計(jì)了基于西門子S7-200系列PLC對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的方案，使用觸摸屏作為控制界面，提高了直流調(diào)速系統(tǒng)的控制性能，為實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的數(shù)字控制提供了一種新的方法?！　￡P(guān)鍵詞：PLCS7-200編碼器觸摸屏電機(jī)　　直流調(diào)速系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的電氣傳動(dòng)裝置之一，廣泛地應(yīng)用于軋鋼機(jī)、冶金、印刷、金屬切削機(jī)床等許多領(lǐng)域的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的直流調(diào)速控制系統(tǒng)多采用模擬

2、元件，如晶體管、各種線性運(yùn)算電路等，雖在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但線路復(fù)雜，調(diào)速性能較差[1]。采用PLC實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，調(diào)速性能更好。　　PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)、性能、功能及編程手段等方面都有獨(dú)到的特點(diǎn)。在構(gòu)成上，具有模塊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，有利于維護(hù)，并且功能擴(kuò)充很方便，便于安裝。在性能上，可靠性高。PLC的平均無故障時(shí)間一般可達(dá)三五萬小時(shí)，并采用在線監(jiān)控、故障診斷、冗余等技術(shù)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在功能上，可進(jìn)行開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、位置控制、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、多PLC分布式控制等功能。在編程手段上，PLC的編程語言直觀、簡(jiǎn)單

3、、方便，易于各行業(yè)工程技術(shù)人員掌握[2]?！　∫?、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)　　本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用西門子S7-200系列PLC作為控制核心，它根據(jù)接收的觸摸屏設(shè)定轉(zhuǎn)速值，向直流電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，并采集旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際轉(zhuǎn)速值，發(fā)送到觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖1所示：　　1、S7-200系列PLC　　S7-200是西門子公司生產(chǎn)的一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。它具有以下特點(diǎn)：極強(qiáng)的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握、便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實(shí)時(shí)特性，強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊

4、。S7-200系列PLC在自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮了其強(qiáng)大功能，使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等[3]。　　S7-200系列PLC提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用，本設(shè)計(jì)方案采用的是CPU224XP。CPU224XP具有14個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)，10個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，2個(gè)模擬輸入點(diǎn)，1個(gè)模擬輸出點(diǎn)和6個(gè)高速計(jì)數(shù)器(30KHz)，可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展[3]?！　?、GT01觸摸屏　　GT01是松下

5、公司生產(chǎn)的3英寸、3色LED背光燈觸摸屏。它不僅能顯示信息、圖形，還能自由顯示按鍵、指示燈、PLC數(shù)據(jù)、圖表、時(shí)鐘等。此外，配合設(shè)備的狀況，它能夠切換3色背光燈，使運(yùn)行狀況一目了然。GT01備有5VDC/24VDC兩種電源和RS232C/RS422(RS485)兩種通信方式，可與各公司的PLC連接通信[4]。　　3、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器　　本設(shè)計(jì)方案采用的是和利時(shí)公司生產(chǎn)的直流無刷電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器?！　?、編碼器　　旋轉(zhuǎn)式編碼器，是將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理后檢測(cè)位置、速度等信息的傳感器。本設(shè)計(jì)方案采用的是歐姆龍?jiān)隽渴骄幋a器，分辨率為600P/R

6、。　　二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　　該控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分分為PLC程序設(shè)計(jì)與觸摸屏程序設(shè)計(jì)兩部分。　　1、PLC程序設(shè)計(jì)　　(1)PLC程序總體設(shè)計(jì)　　PLC程序使用的是STEP7MICRO區(qū)、AI區(qū)、AQ區(qū)等。觸摸屏的當(dāng)前頁面保存在S7-200的V].機(jī)械工業(yè)出版社，2014.　　[3]S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M].西門子自動(dòng)化工程有限公司，2004.　　[4]可編程智能操作面板GT01技術(shù)手冊(cè)[M].松下電器有限公司，2006.　　[5]松下觸摸屏軟件GT].松下電器有限公司，2006.