電氣測量技術(shù)課程設(shè)計初步稿

1、電氣測量技術(shù)課程設(shè)計作業(yè)一一. 查閱資料，寫出文獻綜述PLC概述： PLC:可編程邏輯控制器 （可編程控制器件） 可編程邏輯控制器，是一種采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：電源，中央處理單元(CPU)，存儲器，輸入輸出接口電路，功能模塊，通信模塊。 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作

2、一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。一、輸入采樣階段，二、用戶程序執(zhí)行階段，三、輸出刷新階段。 可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。1.使用方便，編程簡單，2.功能強，性能價格比高，3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強，4.可靠性高，抗干擾能力強，5.系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少，6.維修工作量小，維修方便。PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點： PLC的控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件和PLC的應(yīng)用程序。PLC與計算機的組成十分相似。只不過它比一般的計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接

3、的接口，以及更直接的適應(yīng)控制要求的編程語言。從硬件結(jié)構(gòu)看，它由CPU、存儲器、輸入/輸出接口、電源等組成。PLC的基本組成框圖如下圖所示。下面對PLC控制系統(tǒng)的主要硬件部分進行介紹。中央處理器 存儲器 輸入輸出接口 電源部分 編程器 擴展接口和外設(shè)通信接口特點：PLC控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，PLC的控制邏輯更改方便，系統(tǒng)穩(wěn)定，維護方便。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用： 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計數(shù)，溫度，壓力，流量的設(shè)定與控制等，采用PLC來解決自動控制問題已成為最有效的工具之一。設(shè)計應(yīng)用PLC對交流電機進行控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，畫出系統(tǒng)原

4、理圖： （1）利用PLC實現(xiàn)對三相異步電機正反轉(zhuǎn)的控制，按鍵輸入，PLC采集按鍵信息，根據(jù)輸入信息的要求輸出相應(yīng)數(shù)字量去控制交流電機，PLC輸出點與主電路隔離，避免破壞PLC系統(tǒng)。直流電源（24V）交流電源（220V） 隔離PLC控制電路主電路 按鍵輸入三相交流電機（2）基于 PLC的電機速度閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成框圖如下圖所示 ,系統(tǒng)組成包括速度環(huán) PLC模糊控制器、變頻器、交流電機及速度反饋電路等。其中,速度反饋可以采用 PLC高速計數(shù)模塊與編碼器的組合形式3 。整個系統(tǒng)的工作原理為 :控制器通過反饋通道檢測電機的實際轉(zhuǎn)速, 計算出實際速度與設(shè)定值的偏差 e和偏差變化率 ec作為模糊控制器的輸

5、入 ,模糊控制器依據(jù) e和 ec, 根據(jù)模糊控制規(guī)則經(jīng)查表和計算后得出輸出值,再由 D/A轉(zhuǎn)換后輸出到變頻器以驅(qū)動交流電,實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速控制 。二:以交流電機為被測對象，完成如下設(shè)計內(nèi)容1采用交流電壓互感器、交流電流互感器為傳感器，對電機電樞電壓和電流進行信號轉(zhuǎn)換。給出12種交流電壓互感器、交流電流互感器型號及其參數(shù)；選定的交流電壓互感器、交流電流互感器與電機系統(tǒng)的連接方法和電路圖。 將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，選定的傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的基本方法；列舉12種AD采集器（板）的型號及其參數(shù)；信號連接方法及基本電路圖。使用AD轉(zhuǎn)換器 采樣 保持 量化 三個步驟。 UCARD-20016SE

6、是16通道循檢式測量板卡，采用循環(huán)掃描的采集方式，最高掃描速率為200KSps，配置16Bit高精度A/D，可實現(xiàn)對16通道的靜態(tài)或動態(tài)模擬信號采集、記錄，適用于對被測對象時間同步性要求不高的測試場合；數(shù)據(jù)掉電保護功能增加了數(shù)據(jù)安全性，即使在使用過程中突然掉電，已經(jīng)存于儀器中的單片機程序、門陣列碼、采集數(shù)據(jù)、設(shè)置參數(shù)等都不會丟失。通信接口全兼容USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，往下兼容USB1.1。隨卡提供接口說明、二次開發(fā)包及相應(yīng)聯(lián)接件，方便嵌入到用戶開發(fā)的系統(tǒng)中。 三：利用DSP程序按照上位機的要求進行數(shù)據(jù)采集并把采集的結(jié)果發(fā)送給上位機進行處理。主程序：DSP通信模塊（接收數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)）：四：誤差分析1

7、.針對上述所設(shè)計的測量系統(tǒng)，分析產(chǎn)生誤差的主要原因（1）測量對象：在測量過程中，由于受到各種外在因素或者由于其自身的內(nèi)在性質(zhì)的影響，電機會參數(shù)發(fā)生變化，引起測量值的不準(zhǔn)確。（2）測量人員：被測數(shù)據(jù)可能處于變動之中，不同人員記錄到的數(shù)據(jù)會有差異，或是記錄錯誤都會在測量結(jié)果中引入誤差。（3）測量原理和方法：使用交流電壓互感器、交流電流互感器測量會對電樞電壓和電樞電流產(chǎn)生影響，AD轉(zhuǎn)換時的誤差。（4）測量儀器、設(shè)備和系統(tǒng)：交流電壓互感器、交流電流互感器和AD轉(zhuǎn)換器的分辨率及系統(tǒng)不穩(wěn)定會給測量帶來誤差，還有測量儀器量化誤差及AD轉(zhuǎn)換器遲滯誤差等。 （5）測量環(huán)境：由于各種環(huán)境因素（如溫度、濕度、振動、

8、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致，對被測對象、測量系統(tǒng)和測量人員均會產(chǎn)生程度不同的、不可預(yù)測的影響，會產(chǎn)生影響誤差。2.分析消除或減小測量過程中的誤差的基本方法；(1)采用符合實際的理論公式和測量方法，減小系統(tǒng)誤差。(2)實驗中嚴格保證儀器裝置和實驗的測量條件，消除儀器誤差。為了防止儀器的調(diào)整誤差，在測量前要正確、嚴格地調(diào)整儀器。為了防止測量過程中儀器零點變動，在測量開始和結(jié)束時，都需檢查零點。為了防止經(jīng)長期使用導(dǎo)致儀器精度降低，就要定期進行嚴格的檢定與維護。(3)嚴格控制環(huán)境條件，消除影響誤差。 對于測量環(huán)境的溫度、濕度、大氣壓、電磁場等因素的要求應(yīng)盡量滿足被測量的測量要求。若系統(tǒng)誤差是由外界條件變化引起的，應(yīng)在外界條件比較穩(wěn)定時進行測量。(4)多人合作，重復(fù)實驗，消除人員誤差。（5）采用修正法消除系統(tǒng)誤差 這種方法是通過對儀器的先期檢定