基于PLC的高压电机斩波串调控制系统的设计与实现
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基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统设计与分析
基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统设计与分析步进电机是一种常见的电机类型，具有精度高、转矩大、结构简单等优点，在自动化控制领域得到广泛应用。
而步进电机的速度控制是其中一个重要的问题，为了实现步进电机的精确控制，可以采用基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统。
1. 系统设计步进电机速度控制系统的设计是基于斩波控制原理的，它可以实现对步进电机转速的控制和调节。
该系统由以下几个部分组成：1.1 步进电机驱动器：该部分通过斩波控制算法将电机的输入信号转化为有效的驱动信号，控制电机的转速和运动方向。
1.2 速度测量装置：该部分通过测量电机的转速，反馈实际的转速信号给控制系统，用于闭环控制。
1.3 控制算法：该部分根据速度测量装置反馈的数据，通过斩波控制算法计算出控制信号，控制步进电机的转速和位置。
1.4 控制器：该部分接收控制算法计算出的控制信号，并将其转化为实际的控制命令发送给步进电机驱动器，从而控制步进电机的运动。
2. 系统分析基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统具有以下优点：2.1 精度高：通过测量电机的转速信号进行闭环控制，可以实现对电机转速的实时调节和精确控制。
2.2 响应快：由于闭环控制系统能够及时调节电机的转速，因此可以快速响应控制命令，实现高效的控制。
2.3 抗负载能力强：闭环控制系统能够根据实际负载情况进行动态调节，实现电机对负载的自适应控制，保证在不同负载条件下的稳定性和精度。
然而，基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统也存在一些局限性：2.4 对控制算法的要求高：系统的性能与控制算法的选择和设计密切相关，对控制算法的要求较高，需要针对具体应用场景选取合适的算法。
2.5 系统稳定性难以保证：闭环控制系统的稳定性可能受到系统参数变化、传感器测量误差等因素的影响，需要通过合理的系统建模和参数调节来保证系统的稳定性。
3. 总结基于斩波控制的步进电机速度闭环控制系统设计与分析是一个重要的自动化控制问题。
毕业设计_基于PLC与变频器的交流电机调速控制硬件系统设计与实现 精品
基于PLC与变频器的交流电机调速控制硬件系统设计与实现完成日期：指导教师签字：答辩小组成员签字：摘要可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。
PLC作为传统继电器的替代产品，广泛应用于工业控制的各个领域。
由于PLC可以用软件来改变控制过程，并有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，特别适用于恶劣环境下运行。
随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；本文介绍了基于PLC的变频器调速系统。
将现在应用最广泛的PLC 和变频器综合起来主要功能实现了变频调速。
首先通过设置给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制异步电机，控制运算主要由PLC和变频器来完成，执行元件为变频器和异步电机。
关键词：电力电子；变频器；变频调速；交流电机AbstractProgrammable logic controller (PLC) is a digital computing and control device operation. PLC as a the traditional relay replacement products, widely used in all areas of industrial control. PLC software can be used to change control process, and small size, flexible assembly and programming is simple, strong anti-jamming capability and high reliability, especially suitable for harsh environments.With the development of power electronics technology and control technology, the AC frequency control has been widely used in the field of industrial motor drag; programmable logic controller PLC as a new alternative relay control device, often used for field data collection and control equipment .This article describes the inverter speed control system based on PLC. Now the most widely used PLC and inverter together the main function of frequency control. First set to the given input to the PLC, PLC control inverter to control the motor via the inverter control algorithms mainly by the PLC and inverter to complete the implementation of the components of the inverter and the motor.Key words：Power electronics;Converter; Frequency control;A-c machive目录1概述 (1)2系统设计总体方案与功能分析 (1)2.1设计总体方案 (1)2.2系统功能 (2)3 PLC和变频器的型号选择 (3)3.1 PLC的选择 (3)3.2变频器的选择 (5)4硬件设计 (6)4.1变频器接线 (6)4.1.1变频器主电路接线 (6)4.1.2控制端子接线 (7)4.2变频器的操作及参数设置 (9)4.2.1变频器的操作说明 (9)4.2.2变频器的参数设置 (10)4.3 PLC的硬件接线 (11)4.4 PLC与变频器的连接 (12)4.5调速控制总电路 (13)5安装调试 (14)6总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (17)1概述PLC就是可编程控制器（Programmable logic Controller），国际电工委员会（International ElectricalCommittee）在1987年发布的PLC标准草案中对PLC做了这样的定义：一种数字运算操作的电子系统就是可编程控制器，主要是在工业环境下应用。
IGBT斩波控制直流电机调速系统的设计(辽宁工程技术大学电力电子课设,格式完全正确,10分下载即用).
课程设计名称：电力电子技术题目：IGBT斩波控制直流电机调速系统的设计专业：班级：姓名：学号：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表摘要在工业生产和机械制造中，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。
特别随着计算机在控制领域和高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。
直流电动机转速的控制方法可分励磁控制法与电枢电压控制法两类。
励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制；而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。
所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R 即可改变端电压，达到调速目的。
这种传统的调压调速方法效率低。
当今市场上用的最多的IGBT直流斩波器，是一种全控型斩波器，它的主导器件采用国际上先进的电力电子器件IGBT，由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR 斩波器的缺点。
该斩波器既能为煤矿窄轨电机车配套的调速装置，又可以针对不同的负载对象，做少量的改动用于其它要求供电电压可调的直流负载上。
与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比，具有极其明显的优势。
关键词：直流电动机；IGBT；直流斩波；调速目录前言 (1)1课程设计的目的 (2)2系统主电路设计 (2)2.1主电路方案 (2)2.2基本直流斩波电路原理图 (2)2.3各参数间数量关系 (3)3 IGBT驱动电路的选择 (3)3.1 IGBT元件简介 (3)3.2 IGBT驱动电路的条件 (3)4 控制电路的选择 (4)4.1 控制电路方案选择 (4)4.2 SG3525芯片工作原理简介 (5)5保护电路的设计 (7)5.1 主电路器件的保护电路 (7)6设计总结 (8)心得体会 (9)参考文献 (10)辽宁工程技术大学课程设计前言随着电力电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。
【精编完整版】基于PLC的交流电动机的调速控制设计毕业论文设计
基于PLC的交流电动机的调速控制设计系部：机电工程系学生姓名：专业班级：机电 10C3 班指导教师：年月日声明本人所呈交的基于PLC的交流电动机的调速控制设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：【摘要】本设计将运用先进的PLC控制技术，配合变频调速装置，设计电机运行工艺，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，系统中从而达到最终准确实现对电机调速的控制。
解决整套电机系统的电力拖动方面的一系列问题。
本文首先，研究交流电动机的工作原理及变频调速控制的原理，对设计方案进行研究、提出设计方法和手段；然后，根据对设计方案的分析，完成设计由PLC为核心控制变频调速的系统，由PLC完成电机速度的数据采集，达到对变频器的控制，最终实现对电机进行变频转速调节，实现能源充分利用，达到生产的要求。
关键词：PLC，交流电动机，变频器目录目录 (4)引言 (5)课题背景 (5)第一章绪论 (5)1.1三相交流异步电动机的结构和工作原理 (5)1.2 三相异步电动机的调速方式 (6)1.2.1 变极调速 (6)1.2.2 变频调速 (6)1.2.3 变转差率调速 (6)第二章硬件设计 (7)2.1 变频调速原理 (7)2.2 变频器结构 (8)2.3 变频器的控制方式 (9)2.4 变频器的选择 (9)第三章软件设计 (10)3.1 可编程控制器（PLC）简介 (10)3.1.1 PLC的基本特点 (10)3.1.2 可编程控制器的分类 (11)3.2 可编程控制器基础 (12)3.2.1可编程控制器的结构 (12)3.2.2可编程控制器的工作原理 (14)第四章程序设计 (17)4.1 变频器参数设置 (17)4.2 程序 (18)结论 (21)谢辞 (23)引言课题背景交流异步电机由于结构简单、维修容易等优点，被广泛应用于工农业及其他生产当中。
高压大功率串级调速系统中升压斩波电路的模块化设计
高压大功率串级调速系统中升压斩波电路的模块化设计毕天昊【摘要】针对高压大功率串级调速系统中升压斩波电路的实现问题,提出了一种机械结构模块化设计.该模块化设计主要由IGBT、续流二极管、电容组成,还包括连接铜排、连接铜柱、螺栓、绝缘板、绝缘薄膜、IGBT水冷板、IGBT光纤驱动板,并融入了接线方式、电气绝缘、电气间隙与爬电距离、水电隔离、光纤高低压隔离等设计思想,采用叠层母排设计及IGBT水冷散热方式,解决了升压斩波电路杂散电感过大、IGBT冷却效率低、并联回路结构设计困难、系统拓展与维护不易进行等问题,该模块化设计减小了斩波回路的体积,便于系统拓展与维护.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】3页(P53-55)【关键词】杂散电感;叠层母排;水冷【作者】毕天昊【作者单位】广州番禺职业技术学院机电工程学院,广东广州511483【正文语种】中文相比于变频调速，斩波串级调速系统[1-4]具有变流功率小、运行条件宽松、成本低等优点，非常适用于在高压大功率风机、水泵等设备的节能降耗应用上。
目前国内大部分工业现场采用的是几百瓦至一两千瓦的小功率电机，转子电压仅在几百伏至一千伏左右，其系统采用直流斩波回路PWM数字控制技术，将最小逆变角固定，有效降低了逆变颠覆故障，使得系统更加安全可靠，而且在功率因数提升、谐波抑制等方面有所提高。
而对于大功率的斩波串级调速系统，大都采用多路升压斩波电路并联的方式[5-6]来解决大功率电机转子电压高且电流过大的问题。
通常整个系统由整流柜、电抗柜、斩波柜、水冷柜和逆变柜组成，其中主要控制作用由斩波柜来完成，所以斩波柜的内部设计十分重要。
1.1 总体设计多路并联升压斩波电路模块整体设计框图如图1所示。
其中，黑色框部分为升压斩波主电路模块，主要由IGBT、续流二极管、电容组成，还包括了连接铜排、连接铜柱、螺栓、绝缘板、绝缘薄膜、IGBT水冷板、IGBT光纤驱动板。
一种基于PLC的提升机控制系统的设计
一种基于PLC的提升机控制系统的设计【摘要】用可编程控制器（PLC）代替传统的继电器逻辑控制回路可以提高矿井提升机的系统控制精度和可靠性，保证矿井提升机的安全运行。
文章介绍了一种基于西门子变频PLC的矿井提升机控制系统。
【关键词】西门子；PLC；提升机前言矿井提升机是煤矿最重要的设备之一，煤的运输，物料、材料的输运，人员的运输等都离不开提升机。
我国传统的矿井提升机主要采用继电器-接触器进行控制，并通过在电动机转子回路中串接附加电阻来实现启动和调速。
这种控制系统存在可靠性差、故障率高、操作复杂、电能浪费大、效率低等缺点。
用可编程控制器（PLC）代替传统的继电器逻辑控制回路可以用丰富的程序指令来实现原电子线路中不易完成的功能，在大大减小体积的同时，提高了系统的控制精度和可靠性，保证了矿井提升机的安全运行。
1矿井提升机变频调速系统设计基于西门子变频PLC的矿井提升机变频调速系统的构成主要包括：变频器、操作控制、形成控制、抱闸制动和能耗制动等，如图1所示。
变频器的作用在于实现提升机升降的变频调速；操作控制的作用在于完成提升机的故障复位、提升/下降启动、紧急制动等操作；行程控制的作用在于对提升机的制动、停车、变速等精确行程的控制；而抱闸控制和能耗控制的作用则是对提升机停车进行有效控制。
在所设计的矿井提升机综合保护控制系统中，主控制器由PLC充当，各个模块构成可编程控制器，以实现保护系统硬件模块化，可以按照设计需要增减模块数量。
在矿井提升机的电控系统中，变频其进行的变频调速主要包括行程变频调速运行、恒减速变频调速停车、恒加速变频调速启动等。
变频器调速的实现是通过电动机输入电源频率的改变，进而对电动机转速作出调解来实现的，因此，其表现出很宽的调速范围。
通常情况下，变频器均可达到0～60Hz，频率调解的精度为0.01Hz，从而在提升机的恒加减速方面，能够很好地满足要求。
可以说，变频器的应用，从真正意义上实现了点击的平滑调速和软启动。
基于PLC的串级控制程序的课程设计
科信学院PLC应用技术课程设计说明书（2011 /2012 学年第二学期）课程名称：PLC应用技术课程设计题目：水箱液位和注水流量串级控制PLC系统设计专业班级：09级自动化2班学生姓名：郭晓明王玉祥李学超学号：090412217指导教师：刘增环,王艳芬设计周数：2周设计成绩：2012年6月21日目录1.课程设计目的 (2)2.设计正文 (2)2.1 技术要求 (2)2.2 方案设计 (2)2.3 I/O口分配表 (2)2.4 系统分析 (2)2.5 PLC程序 (2)主程序 (4)子程序 (4)中断子程序0 (4)中断子程序1 (5)2.4 电路设计 (6)3、课程设计总结 (7)4、参考文献 (8)1、课程设计目的通过本次课程设计,加深对PLC知识的理解；了解力基于PLC的过程控制工程设计流程及方法；重点掌握PLC的I/O地址分配、信号采集、PID控制算法、程序编辑以及调试运行方法。
结合课程设计的内容，熟悉过程控制工程中需要编写的技术文档；加强对PLC编程能力；培养全面、周到的考虑实际问题的习惯；学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。
（1）了解水箱液位控制系统的物理结构、闭环调节系统的数学结构和PID控制算法。
（2）逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调节电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。
（3）逐一明确PLC到各执行机构的输入通道，包括各执行机构的种类和工作原理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。
（4）绘制水箱液位控制系统的电路原理图，编制I/O口地址分配表。
（5）编制PLC的程序，结合实验室现有设备进行调试，要求尽可能多地在实验设备上演示控制过程。
2、课程设计正文2.1技术要求水箱液位和注水流量串级控制系统主要由水箱、管道、水泵、异步电动机、电机控制电器、水压力传感器、涡轮流量计、电动调节阀、可编程控制器及其输入（检测）输出（控制）通道电路构成。
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器，通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来，能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度，越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造，引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机的转速，达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中，电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机转速．以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展，使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展，同时控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
《基于PLC控制的加热炉温度串级控制系统设计开题报告2000字》
加热炉串级系统框图
4．主要研究内容，关键问题的解决思路
本设计以PLC及MCGS组态软件为依托，来实现该系统的取样及分析。不仅克服了以前加热炉温度控制系统复杂、控制不连续的问题，而且实现了以计算机为辅助工具，对该系统进行精确的定量分析，并可通过远程监控来实现原系统不好操作的弱点。本设计利用了PLC的特点，对按钮、开关等输入/输出量进行控制，实现了系统在PLC控制作用下的自动化。以加热炉为被控对象，以加热炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成加热炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现加热炉温度的自动控制。
[4]宋乐鹏.基于PLC控制的加热炉温度控制系统[J]，可编程控制器与工厂自动化，2007(05):78-128，
[5]唐凤姣.基于PLC控制的加热炉温度控制系统研究[J]，中国高新技术企业，2013(33):59-348，
[6]贾华,刘香.基于PLC的加热炉温度控制系统的研究[J]，包头职业技术学院学报，2017(01):79-67.
[13]何通，基于PLC的电锅炉温度串级控制系统设计[D]，西安科技大学,2016(12):56-69
[14]PAN Gang~ LI Yi-ke~ Yun Xue-feng~ LUXiu-zhen~ REN Fu-hu~ (School of Energy and Environment, Baotou, Baotou, et al，Expert Control of Thermal Process in Reheating Furnace Based on PLC[J]，Industrial Heating, 2009(12):126-32.
[15]Luo J，Furnace Temperature Cascade Control System Design Based on PID Algorithm[J]，Computer Measurement & Control, 2012(12):3243-3245.
4．主要研究内容，关键问题的解决思路
本设计以PLC及MCGS组态软件为依托，来实现该系统的取样及分析。不仅克服了以前加热炉温度控制系统复杂、控制不连续的问题，而且实现了以计算机为辅助工具，对该系统进行精确的定量分析，并可通过远程监控来实现原系统不好操作的弱点。本设计利用了PLC的特点，对按钮、开关等输入/输出量进行控制，实现了系统在PLC控制作用下的自动化。以加热炉为被控对象，以加热炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成加热炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现加热炉温度的自动控制。
[4]宋乐鹏.基于PLC控制的加热炉温度控制系统[J]，可编程控制器与工厂自动化，2007(05):78-128，
[5]唐凤姣.基于PLC控制的加热炉温度控制系统研究[J]，中国高新技术企业，2013(33):59-348，
[6]贾华,刘香.基于PLC的加热炉温度控制系统的研究[J]，包头职业技术学院学报，2017(01):79-67.
[13]何通，基于PLC的电锅炉温度串级控制系统设计[D]，西安科技大学,2016(12):56-69
[14]PAN Gang~ LI Yi-ke~ Yun Xue-feng~ LUXiu-zhen~ REN Fu-hu~ (School of Energy and Environment, Baotou, Baotou, et al，Expert Control of Thermal Process in Reheating Furnace Based on PLC[J]，Industrial Heating, 2009(12):126-32.
[15]Luo J，Furnace Temperature Cascade Control System Design Based on PID Algorithm[J]，Computer Measurement & Control, 2012(12):3243-3245.
基于PLC和变频器的串级PID速度_...
象 ， 采 用 加 速 度 传 感 器 。 将 传 感 器 测 得 的 加 速 度 值 调理 成 ４～２ ｍＡ 的 标 准 信 号 ， 为反 馈 测量 值 送 入 ０ 作
Ｐ， 。 ＩＣ
图 １ 系统 组 成 框 图
１１系统控制器件配置 ．
交 流 变 频 调 速 器 、触 摸 屏 、ＰＬ 作 为 自动 化 程 Ｃ 度 高 、配 置 灵 活 的 工 业 生 产 过 程 控 制 装 置 ， 因 为 其
目标 简 单 、 有 效 的 方 法 之 一 。
（ ２）触 摸 屏 。触摸 屏采 用 富 士 公 司产 品 ｕＧ４ ０ ３
系列 。该 系 列 产 品 内 置 了 与 富 士 变 频 器 通 信 协 议 ， 使 用户 不 再 需 要 专 门 对 通 信 过 程 进 行 编 程 ， 提 高 了 软 件 运 行 的 可 靠 性 ； 同 时还 支持 多 种 型 号 的 ＰＬ Ｃ。
读 取高速 计数 器的 当前值 将 高速计数 器 的当前值 清零
ＤＭ １ ０～ＤＭ １ ０ ０８
数据依 次移 动 １ 字 个
求 和指令 ，从 ＤＭ１ １ ０ 开 始的 ８ 字求 和，并 个 存 人 ＤＭＩ ８中 ７ 除法指 令，对 相 加和 求平均值 存
人 ＤＭ １ ０ 中 ８
点 到 转 台 的 中心 距 ， ｍ。 由式 （ １）可 知 ， 可 由于 ｒ为定 值 ， 因此 对 加 速 的控制 实 际上 是对 转 速 ｎ的控 制 。经 Ｐ Ｄ算 法 ， 控 Ｉ 制 变 频 器 的输 出 频 率 厂 达 到 对 转 速 控 制 的 目 的 。 ，
２ １基于通信功能的控制方法实现 ．
维普资讯
变 频 技 术
基于 Ｐ Ｃ和变频器的串级 Ｐ Ｌ Ｉ Ｄ速度控制系统
Ｐ， 。 ＩＣ
图 １ 系统 组 成 框 图
１１系统控制器件配置 ．
交 流 变 频 调 速 器 、触 摸 屏 、ＰＬ 作 为 自动 化 程 Ｃ 度 高 、配 置 灵 活 的 工 业 生 产 过 程 控 制 装 置 ， 因 为 其
目标 简 单 、 有 效 的 方 法 之 一 。
（ ２）触 摸 屏 。触摸 屏采 用 富 士 公 司产 品 ｕＧ４ ０ ３
系列 。该 系 列 产 品 内 置 了 与 富 士 变 频 器 通 信 协 议 ， 使 用户 不 再 需 要 专 门 对 通 信 过 程 进 行 编 程 ， 提 高 了 软 件 运 行 的 可 靠 性 ； 同 时还 支持 多 种 型 号 的 ＰＬ Ｃ。
读 取高速 计数 器的 当前值 将 高速计数 器 的当前值 清零
ＤＭ １ ０～ＤＭ １ ０ ０８
数据依 次移 动 １ 字 个
求 和指令 ，从 ＤＭ１ １ ０ 开 始的 ８ 字求 和，并 个 存 人 ＤＭＩ ８中 ７ 除法指 令，对 相 加和 求平均值 存
人 ＤＭ １ ０ 中 ８
点 到 转 台 的 中心 距 ， ｍ。 由式 （ １）可 知 ， 可 由于 ｒ为定 值 ， 因此 对 加 速 的控制 实 际上 是对 转 速 ｎ的控 制 。经 Ｐ Ｄ算 法 ， 控 Ｉ 制 变 频 器 的输 出 频 率 厂 达 到 对 转 速 控 制 的 目 的 。 ，
２ １基于通信功能的控制方法实现 ．
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变 频 技 术
基于 Ｐ Ｃ和变频器的串级 Ｐ Ｌ Ｉ Ｄ速度控制系统
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浅谈基于PLC的高压电机斩波串调控制系统的设计与实现
摘要：基于plc的高压电机斩波串调控制系统能具有控制功率小，并具有plc控制系统的优良特性，不仅能够实现电机的智能控制，还能够达到节能减排的目的。
本文设计介绍了plc控制的串水阻系统的高压电机斩波串调控制系统的设计和实现。
关键词：plc；斩波串调控制系统
plc是一种通用的自动化控制装置，利用plc能够实现顺序控制、定时控制、逻辑控制以及计数控制等。
高压电机斩波串级能够实现智能化控制离不开该控制元件。
近年来我国经济发展迅速，人口的增长速度也日趋加快，资源和环境的约束体现了比较突出的矛盾，为此，我国大力推行节能减排。
由于传统的水泵、风机等采用的都是挡风板或者大阀门实现对流量的调节，这导致了电能的严重浪费。
而高频斩波串级调速技术和高压变频技术凭借着控制功率小、控制电压小的优点，在调速技术中占有绝对的优势。
将plc控制器和高频斩波串级调速技术和高压变频技术结合起来，能够通过逻辑关系实现电机故障保护动作的控制，本文将对基于plc的高压电机斩波串调控制系统的技术实现做简要分析。
1、高压电机斩波串级调速系统
基于串水阻系统的高压电机斩波串级调速系统是plc控制的对象。
如下图所示：
在该系统中，电机是定子辅助绕组绕线式内反馈三相异步电机。
功率为直流功率，并通过二极管、igbt、电容器共同构成的斩波电
路对其进行调节。
电容器中存储缓冲，通过最小逆变角三相有源逆变器转变成工频交流电功率，并通过定子绕组和阿福主绕组实行电网回馈。
串入转子绕组回路中的可调反电势是由斩波电路和有源逆变器提供的，通过可调反电势，系统能够实现调控转子电流，从而达到调节高压电动机的转速的目的。
该系统有km1-4三相真空接触器，通过控制保护系统，电机能够实现正常的停启和保护。
通过设计脉冲发生、控制逻辑以及控制电路能够在出现故障的情况下达到保护系统的目的。
2、基于plc的串调控制系统的设计概述
设计plc控制系统分为两个方面：plc软件编制和硬件选型。
设计这两方面的内容主要通过一下几个方面的设计：
（1）编制工程控制要求。
（2）进行系统分析。
系统分析主要包括系统的运行状态分析、测点选择、控制内容分析等。
选择测点的结果有：反馈交流电流、直流电流、转子单相电流以及电容电压等。
（3）系统设计。
主要包括的设计内容有：plc控制系统中所包含的硬件，有操作开关、传感器、按钮和限位开关等。
另外还有控制系统的执行机构，包括接触器、继电器以及信号灯等输出设备。
最后设计控制系统的总体结构、控制系统i/o地址分配。
（4）设计系统的可靠性。
（5）控制系统软件设计。
包括电气原理图、电气接线图、技术说明书、plc梯形图、元器件明细表等。
（6）人机界面设计。
包括系统控制模式、系统运行状态指示、记录系统的报警内容，形成故障日志等。
3、高压电机斩波串级控制系统的设计
高压电机斩波串级调速控制系统必须具备良好的保护动作逻辑
功能和自动控制功能，包括停车、开启、调速、升降速以及全速等。
另外还要具备各级调控之间的切换功能。
包括：调速/全速、远方/就地等。
对系统进行分析后可以得到测点和传感器的具体设计要求。
对系统的运行状态进行分析，能够得到系统过程态和稳态的分析：
对系统进行控制内容的分析，可以得到按钮操作、水阻控制、主回路接触器控制、pwm脉冲、操作模式转换以及模拟量监控等内同的具体调速配置内容。
通过分析这些内容，我们就可以进行系统设计。
（1）plc系统选型。
该系统选用的是西门子s7-200系plc电源，电源型号为24vdc cpu224，24vdc输入、输出型。
cpu224 100-230v ac/dc/继电器型电源则为实验台使用。
主要对硬件的开关量进行控制，以及调节和采集模拟信号，并利用人机界面实现设定和修改以及各种操作切换等。
结合上文的系统设计分析，我们对哪些信号要输入给plc、电压的等级、电流选择交流还是直流以及使用模拟量还是开关量等问题进行了综合考量，最终确定选用的plc型号为cpu224，并为系统选择扩展模块时，i/o点数保留了一定裕量，并配置了备系统扩充用的模块。
（2）plc的介绍。
西门子s7-200系plc结构比较小巧，并且可靠性非常高，其指标令系统非常丰富。
即能够使用单独的cpu形成数字量控制系统，也能够进行模块扩展，形成比较复杂的控制系统。
plc的核心控制单元是cpu，整个系统的控制点是i/o点。
plc通过工业的现场设备采集信号，然后将信号输入并分析输出，从而控制电机、指令控制泵等，通过通讯端口，plc能够将设备和cpu连接起来，并将系统的检查结果显示出来。
（3）em223数字量混合输出/输入模块和扩展单元配置。
按照本设计中选用的plc模拟量扩展单元em235的技术规范，我们将其分为四路进行模拟量的输入，当电压和电流具有不同的接线法时，输出接线法不同。
在接线时要注意：尽量缩短传感器的接线长度，使用的电线应当是屏蔽双绞线；电源线和信号线不能平行布置；有效利用电缆槽，这样能够避免在布线时形成导线锐角；为避免系统运行产生噪音，应该使用质量好的传感器电源，如240dc。
二，接入em235前的校准以及选用的配置方法。
首先按照工程的实际情况（接入是电流信号还是电压信号）对模块进行设置。
通过校准能够对系统在使用前进行刻度调零以及其他相关内容的调试。
校准输入时，首先要把电源切断，然后选择相应的输入范围，并将模拟量扩展模块和cpu模块的电源接通。
一段时间的稳定以后，利用一个电流源和传感器或者电压源和传感器，把零值信号直接加入到另一段，读出cpu的值，偏置电位器时其读数为零。
然后在一个输入端接入一个满刻度信号，再次读cpu的值，不断增加益电位器，并调节gain，
当cpu达到设定值时即可停止，完成校对。
当em235处于工作正常态时，数字量为输入的模拟量，符号位是最高有效位，0是正值，模拟量和数字量的转换值是12位数，左右要对其。
（4）控制系统i/o地址分配和扩展i/o寻址。
由于模拟量扩展和数字量扩展模块都是cpu模块i/o的扩展，因此必须对这两个模块寻址。
这两个模块的寻址应该是分开的，互不影响。
4、系统的可靠性设计
（1）采用交流式自相电压220v电源，利用总电源开关控制电源系统，根据系统的实际需求，选择空气开关或者刀闸门式开关。
使用24v直流i/o模块形成plc控制系统。
工业输入信号为电机按钮、继电器触点、接近开关等，输出信号是接触器线圈、显示灯、控制继电器线圈。
为了达到系统可靠工作。
（2）计算系统的配置电源。
plc系统中有一个内部电源，它为24vdc用户、跨站模块等供电。
cpu每一个模块都包含了一个传感器电源，如果本机使用电源超过了内部电源的定额，那么可以通过增加外部电源对24vdc的供电。
本系统cpu只有280毫安，而i/o 需要的是600毫安的24vdc电源。
因此我们给系统配置了320毫安的额外电流和24v直流电源，以提高电源的可靠性。
5、系统的软件设计和人机界面设计
该系统中的软件设计包括plc软件设计以及屏通人机软件设计。
在plc软件设计中，通过详细了解plc的软件设计基础，利用编程和pwm/pto功能块完成pwm输出。
人机界面设计包括：触摸屏的选
用，基于敏感度高、质量好、功能齐全的要求，本次采用的是panelmaster，其性价比非常高，其编程软件也十分方便用户的使用，具备如报警信息显示等一系列功能。
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