基于plc 和變頻器的多電機(jī)速度同步控制

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1、基于PLC和變頻器的多電機(jī)速度同步控制【關(guān)鍵詞】PLC變頻器同步控制市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在我國(guó)得到了飛速發(fā)展，PLC功能也變得更加多元化。PLC系統(tǒng)內(nèi)部的模塊或者是模擬量通過密切結(jié)合，可以提供不同種類的控制算法。再加上對(duì)運(yùn)動(dòng)方面的提出更為嚴(yán)格的要求，這就要求我們對(duì)PLC功能做出更大的改善。以模糊控制理論為指導(dǎo)，科學(xué)選用PID控制算法，并將二者有效地融入多電機(jī)速度控制階段，可以自行設(shè)計(jì)出PLC相適應(yīng)的模糊自適應(yīng)PID控制器。如此，不僅可以同步控制多電機(jī)的運(yùn)行速度，同時(shí)也能提升運(yùn)行的穩(wěn)定性。1PLC的功能特點(diǎn)與變頻器的分類1.1PLC的功能特點(diǎn)（1）體積小、能耗低、安裝便捷。單個(gè)小型PLC

2、中，分布著大量編程元件。它們均可供用戶予以使用，并擁有各自的控制功能。相較于繼電器系統(tǒng)，其性價(jià)比高出很多。利用互聯(lián)X，PLC能夠進(jìn)行分散控制，并做好統(tǒng)籌管理。若PLC上模塊出現(xiàn)問題，用其他模塊對(duì)原有障礙模塊予以取代，并繼續(xù)完成工作。該種舉措，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。（2）程序編制較為簡(jiǎn)單。基于接線方式，PLC基本上會(huì)選擇梯形圖語(yǔ)言。PLC相應(yīng)的梯形圖程序，統(tǒng)籌會(huì)選擇順序控制設(shè)計(jì)法予以設(shè)計(jì)。該種編程方法存在明顯的規(guī)律性，易于掌握。對(duì)于那些比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖所需的時(shí)間要比繼電器系統(tǒng)電路圖短很多。PLC技術(shù)相對(duì)較為靈活，且開放性較高。1.2變頻器的分類根據(jù)不同的工作原理，

3、我們可將變頻器分成下列幾種類型：V/f控制，有助于提升轉(zhuǎn)矩自身的速度特性。在調(diào)節(jié)電源頻率的基礎(chǔ)上，我們也需保證文/王琛1田浩1周雪楊2在我國(guó)，科技和機(jī)電一體化水平不斷在提升，PLC、變頻器在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域均有所涉及和使用。本文分析了PLC相應(yīng)的功能，介紹了變頻器幾種常見的類別；緊接著，對(duì)如何利用PLC、變頻器來(lái)對(duì)多電機(jī)相應(yīng)的運(yùn)行速度實(shí)現(xiàn)同步控制這一問題，提出相應(yīng)的解決方案。摘要電動(dòng)機(jī)磁通不會(huì)出現(xiàn)明顯改變。大部分的通用型變頻器，均會(huì)選擇該種控制方式。不過，該種變頻器一般選擇開環(huán)控制，其控制性能相對(duì)較差。低頻狀態(tài)下，需進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，并適時(shí)調(diào)整低頻轉(zhuǎn)矩自身的特性。轉(zhuǎn)差頻率控制

4、，實(shí)際上是對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制轉(zhuǎn)。它以V/f控制為前提，可以自由調(diào)整變頻器具體的輸出頻率，從而獲得輸出轉(zhuǎn)矩。該種控制方式，有必要安裝速度傳感器。部分情況下，還需進(jìn)行電流反饋。矢量控制，即對(duì)定子電流和它相應(yīng)的相位進(jìn)行有效控制。該過程中，必然需要用到矢量坐標(biāo)電路。d、q、0坐標(biāo)軸系中，我們可利用上述對(duì)勵(lì)磁、轉(zhuǎn)矩電流予以控制，以便對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩做出相應(yīng)地調(diào)整。2基于PLC和變頻器的多電機(jī)速度同步控制的分析與設(shè)計(jì)2.1多電機(jī)同步控制方案主電機(jī)均可選擇單臺(tái)電機(jī)，其他電機(jī)則確定為從動(dòng)電機(jī)。信號(hào)發(fā)射主要通過主電機(jī)來(lái)完成，而接收和共享操作則由動(dòng)電機(jī)完成。PLC處，可執(zhí)行USS協(xié)議通信，對(duì)電機(jī)速

5、度并將指令傳輸給變頻器，以便對(duì)電機(jī)速度實(shí)現(xiàn)同步控制。2.2系統(tǒng)硬件的基本組成本系統(tǒng)，大體包含下列幾個(gè)重要組分：（1）PC機(jī)；（2）PLC；（3）變頻器；（4）人際界面。該系統(tǒng)內(nèi)，PLC屬于一切控制活動(dòng)的中心。PLC主要利用USS協(xié)議來(lái)完成通訊，同時(shí)能夠?qū)﹄姍C(jī)速度做出有效、動(dòng)態(tài)地測(cè)量；通過將指令傳達(dá)給變頻器，可以在同步狀態(tài)下控制電機(jī)速度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1。3基于模糊PID補(bǔ)償算法的同步控制現(xiàn)代科技不斷在創(chuàng)新，常規(guī)PID控制器也開始被大量運(yùn)用到工業(yè)控制領(lǐng)域。一般來(lái)說，常規(guī)PID可以對(duì)某組參數(shù)予以智能控制，但無(wú)法對(duì)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)這兩種不同的情形予以同時(shí)控制。PID控制的魯棒性相對(duì)較差

6、，在控制非線性和時(shí)變參數(shù)等領(lǐng)域的使用效果不容樂觀。針對(duì)模糊控制器，模糊量化、模糊化和模糊控制算法這三個(gè)環(huán)節(jié)較為關(guān)鍵?；谏鲜鰞?yōu)勢(shì)，使得模糊PID控制器得以廣泛運(yùn)用。運(yùn)行期間，PLC程序一般選擇循環(huán)掃描。我們?cè)诔绦蜻\(yùn)行階段需不斷降低存儲(chǔ)量或者是計(jì)算強(qiáng)度。要在同步狀態(tài)下來(lái)控制多電機(jī)的運(yùn)行速度，最關(guān)鍵是將模糊控制理論、PID控制算法兩者結(jié)合起來(lái)。提出以PLC為主導(dǎo)的PID控制器。如此，才能在同步狀態(tài)下控制好多電機(jī)相應(yīng)的速度。4利用PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定速比的控制在調(diào)水過程中，水泵扇葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，則可通過電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，很多時(shí)候需要多電機(jī)共同運(yùn)行。過去，電機(jī)調(diào)速很多情況下均需通過直流電機(jī)

7、予以實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)電位器做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。抽水過程中，或可出現(xiàn)速度驟變等不良問題。速比嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致水泵軸承損壞。5結(jié)論變頻器技術(shù)得到了很好地發(fā)展，并在很多領(lǐng)域中開始被使用。傳動(dòng)系統(tǒng)中，利用PLC便能較好地把控速度，并提升其運(yùn)行的可靠性。本文所列舉的兩個(gè)案例，均采用了PLC、變頻器來(lái)對(duì)速度進(jìn)行同步控制，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有一定的參考價(jià)值。