基于PLC的直流电机调速控制器设计
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目 录 第1章 绪论 .................................................................................................................................. 1 1.1 PLC(可编程序控制器)概述 ....................................................................................... 1 1.2 PLC特点 .......................................................................................................................... 1 第2章 VFO变频器介绍 ................................................................................................................ 3 2.1 松下变频器VF0系列简介 ............................................................................................... 3 2.2 设定变频器模式 ............................................................................................................. 3 2.3 变频器的控制方式 ......................................................................................................... 4 2.3.1 U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 ...................................................... 4 2.3.2 电压空间矢量(SVPWM)控制方式 ..................................................................... 4 2.3.3 矢量控制(VC)方式 ......................................................................................... 4 2.3.4 直接转矩控制(DTC)方式 ............................................................................... 5 2.3.5 矩阵式交—交控制方式 ..................................................................................... 5 2.4 欧姆龙CP1H的特点及功能简介 ..................................................................................... 5 2.4.1 欧姆龙CP1H功能简介 ....................................................................................... 5 2.4.2 欧姆龙功能简介 ................................................................................................. 6 2.5 变频器接线 ..................................................................................................................... 7 2.5.1 主回路接线 ......................................................................................................... 7 2.5.2 控制回路接线 ..................................................................................................... 7 2.5.3 接线注意事项 ................................................................................................... 8 第3章 电机介绍........................................................................................................................... 9 3.1 电机的规格指标参数 ..................................................................................................... 9 3.2 电动机的工作原理 ......................................................................................................... 9 3.3 电动机的接线 ............................................................................................................... 10 3.4 PLC、变频器、电机三者的运行关系 ......................................................................... 10 第4章 PLC变频调速系统的设计与调试 ................................................................................ 11 4.1 系统设计程序 ............................................................................................................... 11 4.2 接线图 ........................................................................................................................... 12 4.3 程序调试 ....................................................................................................................... 12 第5章 课程总结....................................................................................................................... 14 参考文献 ........................................................................................................................................ 15 PLC课程设计
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化技术的快速发展,PLC(可编程逻辑控制器)和变频器在电机控制领域的应用越来越广泛。
为了满足现代工业对电机调速的高精度、高效率和高可靠性的要求,本文设计并实现了一套基于PLC控制的电机变频调速试验系统。
该系统通过PLC与变频器之间的通信,实现对电机的精确控制,提高了系统的稳定性和可靠性。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC、变频器、电机及传感器等组成。
其中,PLC作为系统的核心控制单元,负责接收上位机的指令,并通过通信接口与变频器进行数据交互。
变频器用于控制电机的运行速度,电机则负责系统的实际运转。
此外,为了实现电机的精确控制,系统还配备了编码器等传感器,用于实时监测电机的运行状态。
2. 软件设计软件设计包括PLC程序设计、上位机界面设计和通信协议设计等部分。
PLC程序采用梯形图编程语言,实现电机的启动、停止、调速等基本功能。
上位机界面采用人机交互界面设计,方便用户进行参数设置和系统监控。
通信协议采用标准的Modbus协议,实现PLC与上位机之间的数据传输。
三、系统实现1. PLC程序设计PLC程序设计是实现系统功能的关键。
通过编写梯形图程序,实现对电机的启动、停止、调速等基本功能的控制。
在程序中,通过读取上位机发送的指令,根据指令内容控制变频器的输出频率,从而实现对电机转速的精确控制。
2. 上位机界面设计上位机界面采用图形化编程语言进行设计,具有友好的人机交互界面。
用户可以通过界面进行参数设置、系统监控等操作。
界面上显示了电机的实时运行状态、转速、电流等参数,方便用户了解系统的运行情况。
3. 通信协议实现本系统采用标准的Modbus协议实现PLC与上位机之间的数据传输。
通过编写通信程序,实现数据的发送和接收。
在通信过程中,采用差错控制、流量控制等措施,保证数据的可靠传输。
四、系统测试与结果分析1. 测试方法为了验证系统的性能和可靠性,我们进行了多次实际测试。
基于PLC的PWM直流开环调速一、工程训练目的和内容(一)工程训练的目的工程训练是对学生进行工程基本训练的重要环节,培养学生的工程实践能力。
1、通过现场观察、分析、实验和应用常用电器、电子元件、电子仪器,培养学生正确选择和使用电子器件及仪器的能力。
2、电路板的焊接和调试,培养学生实际动手能力。
3、通过一个实际系统的工程设计、实现与调试,培养学生工程设计和工程实践能力。
总之,工程训练的重点是工程设计、选型、操作、调试及其工程总结,培养学生综合应用所学知识去解决工程和实际问题的能力。
(二)工程训练的内容1、熟悉实验陈列的常用电器、电子元件的外型、型号、结构、参数、特点、工作原理、用途,正确选用合适元件。
2、根据给出的电路印刷板,要求推断出其电路原理图,并分析其工作原理,同时训练焊接技术,要求原理图正确,原理分析透彻,焊接符合要求。
3、完成一个实际系统的工程设计、实验与调试。
(1)用Protel99se绘制出系统原理图。
(2)分析说明系统的工作原理和各单元的工作原理。
(3)主要参数计算及元器件的选型,列出元器件清单表。
(4)完成系统的组装与调试,分析系统的性能。
二、工程训练选题以及设计分析(一)工程训练选题本次工程训练,为了能够有效提高自己的系统分析设计能力,动手能力,调试能力,自动化技术综合应用能力,并且为了接下来的运动控制的学习打下一定的基础,我们小组一致决定选择基于PLC的直流PWM开环调速系统。
选题要求及一些参数如下:1.原始参数:电机功率1.5kW;额定电压:220VDC;额定电流:8.7A;额定转速:1500rpm;额定励磁电压:220VDC;2.根据参数算出PWM的最大占空比;3.设计系统主要回路,选定器件的参数;4.根据要求设计控制回路,选定控制器件和PLC型号等;5.根据要求设计系统软件,实现电机的开环调速;6.硬件软件中必须有响应的电路保护措施;7.联系实验室进行系统调试;8.实验室调试及结果分析总结。
摘要随着工业控制要求的发展,对电机速度的控制越来越高。
传统的模拟信号控制方式存在抗干扰能力差、对设备要求复杂、控制精度不高等问题,难以适应日益复杂的工业环境。
本文主要介绍了多段调速系统的结构,并完成了以PLC为控制器,以增量式光电编码器为速度采集的闭环PID控制系统,通过RS-485对变频器的控制实现了三相异步电机的多段调速。
关键字:PLC;RS-485;多段调速;光电编码器AbstractWith the requirements of the development of industrial control, the speed of motor control is more and more strict. The traditional analog signal control mode has poor capacity of resisting disturbance, the requirement of complex equipment, the control precision low and some other problems, it is difficult to adapt to the increasingly complex industrial environment. In this article, mainly introduces the structure of various speed system, and completed the closed loop PID control system through the PLC as controller and incremental photoelectric encoder for speed acquisition, achieve the multistage speed control three-phase asynchronous motor through Frequency converter based on RS-485.Key words: PLC; RS-485; multistage speed; encoder目录第一章概述 (4)1.1 课题研究的背景及意义 (4)1.2 课题研究现状 (5)1.3 本课题研究的主要内容 (6)第二章系统分析 (7)2.1 PLC基本知识 (7)2.1.1 PLC的基本功能 (8)2.1.2 PLC的特点 (9)2.1.3 PLC的展望 (11)2.2 变频器基本知识 (12)2.2.1 变频器的应用 (12)2.2.2 变频器的分类 (13)2.2.3 变频器控制的展望 (14)2.3 光电编码器 (15)2.3.1 增量式编码器 (15)2.3.2 绝对式编码器 (16)第三章系统设计 (19)3.1 总体方案 (19)3.2 硬件设计 (19)3.2.1 变频器的连接 (20)3.2.2 光电编码器的配置 (20)3.2.3 PLC输入输出口分配 (21)3.3 软件设计 (21)3.3.1 变频器的参数设置 (22)3.3.2 PLC的设计 (23)第四章结论 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章概述1.1 课题研究的背景及意义随着计算机技术、电子技术的不断进步,PLC(可编程逻辑控制器)技术、变频(变频器)调速技术的发展极为迅速,已渗透到各个领域,以它们为主导的现代生产技术正以史无前例的速度迅猛发展。
摘要现代科学是一个以自动化设备控制系统为核心的工业科学。
工业自动化技术对工业生产过程实现测量、控制、优化和决策,使企业实现“好、省、多、快”,提升企业的市场竞争力.因此“国家中长期科技发展规划”已明确规定,工业自动化技术是21世纪现代装备制造业中最重要的科学工业技术之一,而PLC占据主导地位。
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置,它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
本次基于CompactLogix风动模型控制器的设计,主要内容是对PLC进行了研究,通过搭建DeviceNet网络,通过对CompactLogix 可编程逻辑控制器编程,控制PowerFlex变频器来驱动风机模型,风机转动改变模型箱的压强,从而使小球运动并悬浮于某一设定位置。
通过模型中小球的运动趋势来展现了抽象的运动控制,使得能够更直观的看到运动控制的功效.关键词:CompactLogix、变频控制、自动化、风机summaryModern science is a scientific industry as the core of automation equipment control system. Industrial automation technology achieves measurement, control,optimization and decision for industrial producing process. And makes enterprises realize ”good, province, much and fast",and improve enterprises' market competitiveness。
题目1: 19.PLC控制电机变频调速系统的设计一、任务详情1.1背景调速系统屮夬速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别杲在国防.汽车.冶金、机械.石油等工业中,具有举足轻重的作用。
调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此对系统要求更为先逬的控制技术和控制理论。
可编程控制器(PLC)可编程控制器是一种工业控制计算机,是继续计算机.自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强,价格便宜,可靠性强,编程简朴,易学易用等特点,在工业领域中深受工程操作人员的喜欢,因此PLC 已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
变频调速己被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之—,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的,一是为了满足提高劳动生产率、改逬产品质量、提高设备自动化程度.提高生活质量及改进生活环境等要求;二是为了节约能源、降低生产成本。
用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
1.2任务要求经过PLC控制变频器,使三相异步电动机按图1-1所示的曲线运行,并可经过触摸屏远程控制电机的启动.停止,可对电机启动时间、减速时间设定调整,同时要求经过触摸屏实时显示数字电机转速.频率,显示转速图。
电机运行可分为三个部分:第—部分要求电机起动后在60s 内从0( r/min)线性增加到1022( r/min);第二部分是逬入恒转速运行阶段,运行时间为120s, 转速恒定为1022( r/min);第三部分是当恒速到了规定时间,进入减速阶段,电机转速要求在40s内降到0( r/min) o二、方案设计2.1电路构造思路选用EM AM06作为smart 200plc的扩展模块给予模拟量信号。
经过计算,将1022转速转换为对应数字量18837.5输入,并对应分配到各个时间所需加的信号。
接入触摸屏控制启动停止, 复位。
PLC实验报告电机控制与调速PLC实验报告:电机控制与调速一、实验目的本实验旨在通过使用PLC(可编程逻辑控制器)来实现电机的控制与调速,并掌握PLC在工业自动化领域中的应用。
二、实验器材与软件1. 实验器材:- 电机(选择适合的电机型号)- 电机驱动器(可与PLC通信的型号)- PLC设备(选择适合的型号)2. 实验软件:- PLC编程软件(根据所选PLC型号选择相应的软件)三、实验步骤与内容1. 硬件连接根据所选择的电机、电机驱动器和PLC设备的型号,按照产品手册或者相关说明书进行硬件连接。
确保连接正确、稳固。
2. PLC编程2.1 确认所使用的PLC编程软件已经正确安装并打开。
创建一个新的项目。
2.2 首先,通过PLC软件中的输入/输出配置功能,配置所使用的输入输出点位。
根据电机驱动器的要求,将PLC的输出点位与电机驱动器连接。
将电机驱动器的输出点位与电机连接。
2.3 接下来,编写PLC程序。
根据电机控制与调速的要求,编写相应的逻辑控制程序。
程序中应包括控制电机启动、停止、正转、反转的逻辑,并且可以通过改变设定值来实现电机的调速功能。
2.4 在编写完成后,通过软件的仿真功能进行仿真测试,确保程序的正确性。
3. 实验验证3.1 将已编写好的PLC程序下载至PLC设备中。
3.2 按照电机启动、停止、正转、反转的要求进行实验验证。
记录下所使用的设定值和实际调速效果,并进行比较分析。
3.3 根据实验结果,对PLC程序进行优化调整,并再次进行实验验证。
四、实验结果与分析1. 实验结果记录下各个设定值对应的电机实际转速,形成一张表格。
可以通过表格的对比,分析电机控制与调速的性能。
2. 实验分析通过实验结果的分析可以得出电机控制与调速的性能评估。
对于不满足要求的部分,可以进一步优化PLC程序,改进电机控制系统的性能。
五、实验总结与心得体会通过本实验,我深刻理解了PLC在电机控制与调速中的重要性。
通过合理的硬件连接和PLC程序的编写,我们能够实现对电机的精确控制和调速。
摘要随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,可编程控制器(PLC)的功能更加完善,应用更为广泛,基于PLC的控制系统渐渐成为工业控制系统的主流。
本文介绍了基于PLC的直流电机双环调速系统,根据直流调速理论及自动控制系统的理论,介绍了PLC控制的双闭环调速系统的组成、工作原理和动态性能。
本系统实现了对直流电机双闭环调速系统进行全数字化的改造,使电流环和速度环控制器都由PLC系统来实现。
重点讨论了用西门子S7-200系列PLC中的CPU222及其两个扩展模块来实现直流电机双闭环调速系统。
应用PLC的PID功能指令来实现直流电机速度的闭环控制。
系统易于扩展,便于扩展各种I/O模块和功能模块。
关键词:可编程控制器;直流电动机;双闭环;控制目录第1章绪论 (1)1.1 直流电动机简介 (1)1.2 双闭环调速系统 (1)1.3 PLC在电机调速中的应用 (2)第2章系统总体设计及算法模型确定 (4)2.1 系统总体设计 (4)2.2 双闭环调速系统常用控制方法介绍 (5)2.3 控制方法的确定 (6)2.3.1 PID控制的结构 (7)2.3.2 PID参数的调整 (9)2.3.3 PID模块 (9)2.4 系统参数计算 (11)2.4.1 主电路参数计算 (11)2.4.2 电流环节(ACR)的设计 (11)2.4.3 转速环(ASR)的设计 (13)2.4.4 按转速环(ASR)退饱和重新计算超调量 (14)第3章硬件设计 (15)3.1 系统总体结构 (16)3.1.1 CPU主机部分 (16)3.1.2 电机驱动部分 (16)3.2 检测部分 (17)3.2.1 电流检测部分 (17)3.2.2 速度检测部分 (18)3.3 数据采集模块 (19)3.3.1 PLC输入/输出端口 (20)3.3.2 用于PLC的输入/输出模块 (22)3.3.3 采集时序控制电路 (22)3.3.4 正交采用 (23)3.3.5 模块量混合模块EM235 (24)3.4 晶体管驱动、触发电路的设计 (24)3.4.1 驱动电路原理 (24)3.4.2 触发电路原理 (24)3.5 稳压电源 (25)第4章软件设计 (25)4.1 系统程序设计方案 (26)4.2 主程序设计 (26)4.3 速度初始化子程序 (27)4.4 转速检测子程序 (28)4.5 电流检测子程序 (29)4.6 PID控制子程序 (30)4.7 电流环及转速换子程序 (31)参考文献 (32)附录A 程序清单 (33)附录B 系统原理图 (37)附录C 元器件清单 (38)总结 (39)第1章绪论1.1直流电动机简介直流电动机调速系统在当前的工业生产中应用相当广泛。
目录目录 (1)第一章系统的功能设计分析和总体思路 (2)1.1 概述 (2)1.2 系统功能设计分析 (3)1.3 系统设计的总体思路 (3)第二章PLC和变频器的型号选择 (4)2.1 PLC的型号选择 (4)2.2 变频器的选择和参数设置 (5)2.2.1 变频器的选择 (5)2.2.2 变频调速原理 (6)2.2.3 变频器的工作原理 (6)2.2.4 变频器的快速设置 (7)第三章硬件设计以及PLC编程 (9)3.1 开环控制设计及PLC编程 (9)3.1.1 硬件设计 (9)3.1.2 PLC软件编程 (10)3.2 闭环控制设计 (14)3.2.1 硬件和速度反馈设计 (14)3.2.3 闭环的程序设计以及源程序 (16)第四章实验调试和数据分析 (21)4.1 PID 参数整定 (21)4.2 运行结果 (22)第五章总结和体会 (22)第六章附录 (24)6.1 变频器内部原理框图 (24)第七章参考文献 (25)第一章系统的功能设计分析和总体思路1.1 概述调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用。
调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器(PLC)可编程控制器是一种工业控制计算机,是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强,价格便宜,可靠性强,编程简朴,易学易用等特点,在工业领域中深受工程操作人员的喜欢,因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
目前在控制领域中,虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统(DCS)。
但就其控制策略而言,占统治地位的仍旧是常规的PID控制。
PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。
基于PLC的直流电机调速控制器设计作者:郝结来谢军来源:《江苏理工学院学报》2018年第06期摘要:基于PLC的直流电机调速控制器以三菱FX2N为核心,通过定时器T246和T247实现了PWM波的输出功能,使PWM输出不受输出继电器的限制。
系统设置了启动开关自锁按键,三档位速度控制旋钮。
通过软件继电器M0实现了软件程序启动自锁,防止启动开关异常时程序无法启动的问题。
设置系统启动指示灯和电机启动指示灯,便于用户知晓系统工作是否正常。
通过对6 V小型直流电机的实验,论证了该控制器能够达到较好的控制效果。
关键词:PLC;PWM;定时器;电机调速中图分类号:TM925.11;TP273 文献标识码:A 文章编号2095-7394(2018)06-0047-05直流电机在生产生活中应用广泛,对直流电机的速度调控只需要控制电机的工作电压即可[1],这也是其应用广泛的一个重要原因。
利用PWM脉宽调制方法,可方便地控制负载端的平均电压,在脉冲的低电压趋近于0时,负载的平均电压与PWM的占空比成正比[2-4]。
三菱FX2N型PLC是一款小型高性能的超小程序裝置,具有配置固定灵活,编程简单,高性能与高运算速度等特点,具有丰富的软件定时器与软件继电器,可满足多样化广泛需求。
1 PWM输出与PLC配置1.1定时器PWM输出配置定时器PWM波输出配置PWM波是周期变化的方波信号,其占空比可调,通过调节占空比可实现不同平均电压的输出[5-7]。
PWM波形函数可表示为:在PLC中可使用高速定时器完成PWM波的输出功能,三菱FX2N型PLC内部集成有PWM输出功能[ PWM S1 S2 D],其中S1用于指定脉冲的宽度,S2用于指令脉冲的周期,单位都为 ms,取值范围为0~32767,S1应小于等于S2。
D用于指令脉冲输出端口,FX2N晶体管输出型PLC仅能使用Y0和Y1作为PWM输出口。
在保证PWM输出性能的情况下,选择使用高速定时器可克服上述缺陷。
FX2N的定时器包括T0~T199:100 ms普通定时器,设定范围为0.1~3276.7 s;T200~T245,10 ms普通定时器,设定范围为0.01~327.67 s;T246~T249,1 ms累计定时器,设定范围为0.001~32.767 s;T250~T255,100 ms普通定时器,设定范围为0.1~3276.7 s。
实验使用累计定时器T246和T247,其中T246作为PWM波的周期定时器,T247作为PWM高电平持续定时器,根据式(2)可得PWM的频率与输出电压平均值为[9,11,12]:1.2 PLC引脚配置用X表示输入继电器用,Y表示输出继电器,输入继电器是用于接收和存储外部输入信号,线圈只能通过外部信号来驱动,而不能通过内部程序来驱动。
输出继电器线圈只能通过程序驱动,可用于驱动外部负载。
用M表示辅助继电器,其线圈只能通过程序驱动用于内部编程,不能直接驱动外部负载。
用K表示十进制常数,用于设定定时器的定时时间,实验配置PLC功能如表1所示。
系统启动开关硬件配置为自锁性机械开关,在开关按下时便实现自锁功能,使系统正式启动,该开关可实现启动与停止两用功能。
Y000用于指示系统是否已经启动,可根据系统启动指示灯判断系统是否发生了异常。
T246为PWM脉冲周期定时器,实验设置T246的K值为500,即PWM脉冲的周期为500毫秒,T247为PWM高电平持续定时器,实验配置X001电机调速1档的K值为150,X002电机调速2档K值为300,X003电机调速档K值为500,即PWM高电平持续时间分别为150毫秒,300毫秒和500毫秒,根据式(2)可知三个档位的PWM占空比分别为0.3,0.6和1。
2 软件设计2.1 系统整体结构系统整体结构如图1所示,图1中电源1为PLC供电,电源2为负载供电,这样做的目的是为了将控制器电源与负载电源相对地隔离开来,这样电源2可根据负载的特性进行适配,使系统对电源的依赖性降低。
PWM接收器是实现PLC的PWM输出到负载PWM输出的装置,可通过固态继电器完成这种输出,固态机电器将电源2与负载连接,当PWM输出为高电平时,则接通负载,当为低电平时,则断开负载。
2.2 软件程序流程系统软件设计包括系统初始化,判断系统开启/停止开关状态,判断档位状态,定时器初始化设置以及判断PWM高电平持续定时器是否溢出等,系统软件流程如图2所示。
当系统开始后,首先进行系统初始化,其中包括PLC的基本运行程序,让PLC进入运行状态。
系统开启/停止按钮X000按下后开启辅助继电器M0使程序自锁,程序正式开始运行。
运行后要判断此时的档位状态,当档位X001为启动状态时,则启动定时器T247并赋值K为150,同理当档位X002和X003为启动状态时,分别赋值K为300和500。
系统每次只能选择一个档位,不同档位之间不能产生冲突,导致档位选择不确定,所以在程序设计时,X001开启时要断开X002和X003。
当PWM运行一个周期后,即T246定时器溢出,则复位T246和T247。
3 系统仿真与实验通过GX Developer 7.0软件进行软件程序的仿真实验,要使用仿真程序需安装GX Simulator 6cn。
仿真内容包括对PLC各功能接口的监控以及波形输出,各档位分别开启时系统的状态。
在Developer的“工具”选项卡的“梯形图逻辑测试启动/结束”中打开软件仿真程序。
(1)系统启动运行仿真如图3所示,软元件X000按钮按下时,X000显示为高亮显示的黄色,此时输出继电器Y000和辅助继电器M0均为高亮显示的黄色,表明程序已经正常启动了,M0实现了程序的自锁。
(2)X001档位仿真如图4所示,X001档位的仿真时序变化,此时X001区域为高亮的黄色标出,X001为高电平,时序图中为较粗的蓝线。
在X001开启时,X002和X003均为断开状态,时序图中为较细的蓝线。
PWM输出端Y002出现高低电平变化的时序图,该时序图即为PWM波输出图。
程序设置了X002档位的T247的K值为300,则Y002的高电平持续时间约为300毫秒。
(3)X002档位仿真如图5所示,X002档位的仿真时序变化,此时X002区域为高亮的黄色标出,X002为高电平。
在X002开启时,X001和X003均為断开状态,输出端Y002出现高低电平变化的时序。
程序设置了X001档位的T247的K值为150,则Y002的高电平持续时间约为150毫秒。
(4)X003档位仿真如图6所示,X003档位的仿真时序变化,此时X003区域为高亮的黄色标出,X003为高电平。
在X003开启时,X001和X002均为断开状态,输出端Y002出现高低电平变化的时序。
程序设置了X003档位的T247的K值为500,则Y002的高电平持续时间约为500毫秒。
综合软件仿真的结果可知,系统能够根据要求正常启动和运行,系统的PWM输出可根据档位的变化发生响应的变化,并根据定时器T247的K值的增大而增大。
根据图5可知,虽然设置了T247的K值为500,在理论上Y002应为高电平的连续输出,但图5的Y002波形显示了Y002有一段时间是为低电平的,这是因为程序的每一条指令的运行需要一定的时间,T246与T247的运行不完全同步,可根据实际情况选择使用定时器输出PWM波形的方法。
以6 V的小型直流电机为例进行实验,实验结果如表2所示,实验结果对比了理论占空比与实际占空比,电机两端的理论电压和实际测得的平均电机电压。
实验结果表明电机两端的电压随档位的增加而增加,实际占空比与理论占空比的误差也较小,实际测得的电压也与理论电压的误差较小,所以该控制器能够达到较好的控制效果。
4 结论基于三菱FX2N行PLC设计实现了直流电机的PWM调速控制器,通过定时器模拟PWM 波的输出,设置了控制器的三档位控制,通过系统开启指示灯判断是否正常启动和运行,通过辅助继电器M0实现程序的自锁功能。
软件仿真结果表明系统的运行正常,PWM输出的波形与档位相对应,能够根据档位的变化产生相应的变化,实验结果表明该系统能够达到较好的控制精度,与仿真结果相应。
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