基于PLC的变频电机调速系统控制.pdf

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..SCALE_X函数进行相应的线性转换,在NORM_X中:OUT=(VALUEMIN)/(MAX–MIN)假设IW2寄存器读出的数字量为13824,,在SCALE_X中:OUT=[VALUE(MAX–MIN)]+MIN代入NORM_X计算的输出值得出最终的电压值为5V,具体计算程序段如图5-6所示。图5-7目标转速换算程序在得到输入电压后我们需要将其换算成r/min单位以表示实际需要的转速,从前文可以得知,模拟量调速模式下0-10V对应的是电机的0-1500r/min,在程序中,也可以把输入的0-10V电位器信号转换成目标转速存入地址MD62,如图5-7所示。图5-9编码器脉冲计数程序第二步需要通过编码器反馈的值得出电机的实际转速(r/min),图5-9为编码器脉冲计数程序,,所以通过CTRL_HSC实现对高速计数通道1的频率数据读取。图5-10反馈转速计算程序图5-10是速度计算程序,由于上述程序读取的频率格式形式是DWORD,为了方便后续换算,需要利用CONV指令将其转换成real格式存放到MD308中,频率代表每秒钟检测到的脉冲个数,而选用的编码器每转动一圈会输出2500个脉冲,每个脉冲代表电机转动了1/2500圈,该值与MD308相乘,然后换算成r/min单位就可以求出当前电机的转速值。:..图算法程序第三步需要根据转速目标值和反馈值通过PID算法得出最终的输出值,如图5-11所示,pact工艺对象。需要指出的是,PID工艺对象必须放在100ms循环OB块中才能启动,将计算出的输出值写入MD22中的。图5-12目标值单位换算程序如图5-12所示,通过数学换算程序将MD22中单位为r/min的数值换算成标准的模拟量值。-13所示。图5-15人接界面主画面:..1)电机速度控制区:将实物按钮和电位器功能移植到了组态触摸屏上,实现虚拟按钮对程序的启停和控制模式切换等功能。当前转速显示编码器反馈回来的实时转速(r/min),电动机符号会根据电位器给定的模拟量值大小进行不同速度的旋转,可以直观的展现当前的转速。2)PID设置区:该部分组要对PID算法模块的指标进行设置,其中给定值指的是通过电位器输入信号换算出来的目标转速(r/min),P值、I值和D值对应算法程序的三要素。3)波形图展示区:该部分可以将伺服电机转速的目标值、输出值以及给定值大小。6章仿真与调试图6-5系统初始状态如图6-5所示,通过触摸屏启动变频驱动系统主回路供电电源后,依次选择多段速调速模式,因为此时还未给定正反转信号,所以电机并未开始转动。:..系统加速阶段如图6-6所示,给定正转信号号,对应的变频电机目标转速为300r/min,同时启动PID调速模式,对PID参数进行一个预设值,P值为6,I值为15,D值为2,变频电机从停止状态开始加速启动,从趋势图中可以看出绿色线条表示的电机转速反馈值在缓慢上升,同时红色线条的变频器输出值在缓慢下降,因为反馈值没有达到目标转速值,所以输出值是从高值向低值的趋势。图6-7系统稳定阶段如图6-7所示,随之时间推移,变频电机加速完成,此时进入了平稳运行状态,:..围内波动,变频器输出值也随之呈比较规律的波形,此时代表调节已经发挥了作用,对电机速度的平稳性有了很好的控制效果。图6-8P值调试如图6-8所示,保持其他参数不变,将P值改成15,可以观察到波形的周期频率明显缩短说明P值增大后系统的反应的灵敏度得到了增强,对反馈值数据采取的响应速度在提高,所以过高的P值会导致系统输出在频繁变化,会出现超调现象,导致系统的稳定性会降低。图6-9I值调试:..所示,保持其他参数不变,将I值改成5,可以观察到当积分时间变小时,控制器的控制作用明显增强,输出值的波峰大幅度提高,可以使电机转速快速进行变化,所以当电机刚启动时,较大的I值可以使伺服电机速度更快的达到额定转速,但是会造成电机速度波动较大,降低了系统的稳定性。图6-10D值调试如图6-10所示,保持其他参数不变,,可以观察到当微分时间变小时,控制器的控制作用明显降低,输出值的波峰大幅度较小,反之D值越大则控制器对系统的控制作用越强,微分调节叫做超前调节,它的作用主要是当系统稳定后,转速给定值发生较大变化后立即产生比较强的控制效果,当输出值和目标值相差较小时,基本不发挥作用,所以必须和比例调节以及积分调节一同使用。