一種基于PLC的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路設(shè)計(jì)

一種基于PLC的電機(jī)轉(zhuǎn)速量電路設(shè)摘介紹電機(jī)轉(zhuǎn)測(cè)量電路設(shè)計(jì)方案對(duì)其軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了介紹該系統(tǒng)在際工程應(yīng)用中，具較好的穩(wěn)性和精度轉(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)重要的基本狀態(tài)參數(shù)在很多運(yùn)系統(tǒng)的測(cè)中，都需要電機(jī)的轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)量測(cè)量的精度直接影響系統(tǒng)的控制情，只有轉(zhuǎn)的高精度測(cè)才能得到精度的控系統(tǒng)。目前工業(yè)中量轉(zhuǎn)速的式主要有種。一種是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)對(duì)模擬信進(jìn)行測(cè)量如測(cè)速發(fā)電是將轉(zhuǎn)速接轉(zhuǎn)換為壓信號(hào)，然后測(cè)量其電壓。這種方的缺點(diǎn)是測(cè)信號(hào)易電磁干擾和度變化的響。另一是將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，然用數(shù)字系內(nèi)部的時(shí)來(lái)對(duì)脈沖信的頻率進(jìn)測(cè)量。這方法的優(yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力強(qiáng)、不溫度變化響、穩(wěn)定好。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往存在許多干擾因素因此工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中普遍采用數(shù)字轉(zhuǎn)速測(cè)量法。目前plc因其高可靠已經(jīng)成為業(yè)控制的個(gè)重要設(shè)備。采用plc測(cè)量電機(jī)速可以保測(cè)量的穩(wěn)定性和高精度。關(guān)鍵詞：、轉(zhuǎn)測(cè)量、穩(wěn)定性、高精度ThepresentsadesignmeasureofbasedPLC，andalsointroducesprojectimplementationmethodofthesoftwareandhardware．Thisengineeringandacquiresagood．Startintheprocess,ifcorrespondingaction.Startaftercompletionof"motor/indicatorelectricaloperation.Runningfollowedcyclebeenaphaseshortcircuit,low-voltage,-to-ground,fault,so,ifoccurred,PLCprotectionShutdown,PLCshutdownorders,circuitbreakers,"Motor/indicatorFaultsoundlightalarm"Alarmbutton"ThischoiceoffaultdiagnosisKeywordsCamdeputy、目錄第一章的紹第一節(jié)的本概念.............................................................................1第二章轉(zhuǎn)速測(cè)量介2第一節(jié)轉(zhuǎn)速測(cè)量的要性..........................................................................第二節(jié)轉(zhuǎn)速測(cè)量的現(xiàn)2第三章轉(zhuǎn)速測(cè)量軟設(shè)計(jì)..................................................................................5第一節(jié)抗干擾設(shè)計(jì)......................................................................................第二節(jié)軟設(shè)計(jì)...............................................................................6第三節(jié)控制脈沖1第四節(jié)程序?qū)崿F(xiàn)結(jié)束語(yǔ)....................................................................................................................9謝辭..................................................................................................................10參考文獻(xiàn)11第一章的紹第一節(jié)的本概念ProgrammableLogic），中名稱(chēng)為可編程控制器，是一種電氣自動(dòng)化控制置，國(guó)際工委員會(huì)IEC將定義為：是在工業(yè)環(huán)境使用的數(shù)操作的電系統(tǒng)，專(zhuān)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它使用可編程儲(chǔ)器內(nèi)部存用戶(hù)設(shè)的指令，這些指令用來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的能，諸如輯運(yùn)算、序操作、定、計(jì)數(shù)以算術(shù)運(yùn)算通過(guò)數(shù)字或模擬輸入輸出來(lái)控制種類(lèi)型的械或過(guò)程可編程序控制及其有關(guān)設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整，易于擴(kuò)其功能的則設(shè)計(jì)。PLC是現(xiàn)在應(yīng)用多的一種制裝置，利用豐富的內(nèi)部源及強(qiáng)大能指令，制故障檢測(cè)報(bào)警程序不可以代替電器實(shí)現(xiàn)應(yīng)功能，還可以提高工作可靠性及系統(tǒng)的靈性。PLC被應(yīng)用到機(jī)制造、冶、礦業(yè)、工等各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)機(jī)電一體進(jìn)程，被們稱(chēng)為現(xiàn)工業(yè)控制三支柱之一PLC作為一種成熟定可靠的制器，目前已經(jīng)在工業(yè)控制中得到越來(lái)越廣的應(yīng)用。C統(tǒng)的設(shè)計(jì)接影響著工業(yè)控制系統(tǒng)的安全可靠行。一個(gè)善的PLC統(tǒng)除了能正常運(yùn)行，滿(mǎn)足工業(yè)控的要求，必須要在統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行故障診斷和障處理。障自診斷能是工業(yè)控系統(tǒng)的智化的一個(gè)要標(biāo)志，對(duì)于工業(yè)控制具有較高的義和使用值。電機(jī)測(cè)速技是電機(jī)調(diào)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要問(wèn)題，穩(wěn)定性和高精度衡量測(cè)速統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。目已經(jīng)成為工控制的一個(gè)重要設(shè)備，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往存在許的干擾因，因此如何實(shí)現(xiàn)LC制系統(tǒng)中電機(jī)測(cè)速的穩(wěn)定性和高精是一個(gè)值研究的問(wèn)。目前，實(shí)現(xiàn)脈沖信的測(cè)量主是用plc的速計(jì)數(shù)元來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，帶有速計(jì)數(shù)功的plc格較高一般都要上千元，主要于轉(zhuǎn)速較，或?qū)y(cè)精度要求較高的場(chǎng)合。如果轉(zhuǎn)速較低，或?qū)α康木惹蟛桓邥r(shí)高性能的高速計(jì)數(shù)單元就有些浪費(fèi)，通過(guò)plc的開(kāi)關(guān)量輸單元來(lái)測(cè)量沖信號(hào)的率，既滿(mǎn)了測(cè)量的精度要求，又大大降低了本，同時(shí)留了的高度可靠性。第二章轉(zhuǎn)速測(cè)量介第一節(jié)轉(zhuǎn)速測(cè)量的要性在實(shí)際生產(chǎn)，轉(zhuǎn)速的量有許多法，如光電技術(shù)、測(cè)速發(fā)電機(jī)等，這些方法的要求工作環(huán)境整，有的造很高，這工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境和低成本的要求不應(yīng)，采用成霍爾元檢測(cè)具有成低、靈敏高及輸出性好的特點(diǎn)。如圖2-1所示圖轉(zhuǎn)速測(cè)量示圖在電機(jī)軸上嵌一塊永磁鐵，集霍爾元件采用276931F，固定離磁鐵左右，背正對(duì)永久鐵，當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永久磁鐵從霍爾元件背側(cè)經(jīng)過(guò)，檢測(cè)的信號(hào)送入放大整形路如圖2-2示。圖放大電路圖霍爾元件的作電壓為512V，。為上拉電，磁鐵經(jīng)時(shí)，腳從0V變V通過(guò)三管輸出脈沖波，其頻率為轉(zhuǎn)速大。第二節(jié)轉(zhuǎn)速測(cè)量的現(xiàn)2生器的輸出沖頻率與速成正比原理[。對(duì)光脈沖信號(hào)頻的測(cè)量，前常用的現(xiàn)方式有兩種：一種以單片機(jī)為核，擴(kuò)展計(jì)器等外圍件構(gòu)成的電；另一種用plc。由于lc可靠性高，干擾能力強(qiáng)，所以被廣泛地用于工業(yè)控制。這里采用p來(lái)測(cè)量電機(jī)速。具體實(shí)現(xiàn)方為將光電碼器固定電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，并與電機(jī)同軸，隨機(jī)同步旋，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正的電脈沖號(hào)。采用lc實(shí)對(duì)檢測(cè)間和轉(zhuǎn)速?zèng)_信號(hào)的計(jì)數(shù)，并將測(cè)得的頻率保存在內(nèi)部的存器中。目前，實(shí)現(xiàn)脈沖信的測(cè)量主是用plc的速計(jì)數(shù)元來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，帶有速計(jì)數(shù)功的lc價(jià)較高一般都要上千元，主要于轉(zhuǎn)速較，或?qū)y(cè)精度要求較高的場(chǎng)合。如果轉(zhuǎn)速較低，或?qū)α康木惹蟛桓邥r(shí)高性能的高速計(jì)數(shù)單元就有些浪費(fèi)。本文所計(jì)的轉(zhuǎn)速量方法主要于轉(zhuǎn)矩流儀測(cè)控系，對(duì)于轉(zhuǎn)矩流變儀來(lái)說(shuō)，電機(jī)轉(zhuǎn)速高為，采用分辨率為的編碼器，入lc光電脈的最高頻率。而帶有高計(jì)數(shù)功能的plc計(jì)脈沖的頻率一般可達(dá)0khz以上大部分都能達(dá)到，甚至更高用于轉(zhuǎn)矩變儀中測(cè)量轉(zhuǎn)速，雖然精度高但卻有很的浪費(fèi)。一般的國(guó)產(chǎn)plc塊市場(chǎng)價(jià)格都在000內(nèi)。轉(zhuǎn)矩變儀轉(zhuǎn)速測(cè)量環(huán)節(jié)采了普通plc模在本設(shè)計(jì)中選用了德維森科技(深圳)限公司生產(chǎn)v80-m16dr-，過(guò)lc的開(kāi)關(guān)量輸入元來(lái)測(cè)量脈信號(hào)的頻，既滿(mǎn)足測(cè)量的精要求，又大大降低了成本，同時(shí)留了lc的高度可靠。所設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速測(cè)量的plc梯形圖程序附圖-3示。電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)檢測(cè)的基方法是利與電動(dòng)機(jī)同軸連接的光電脈沖發(fā)圖轉(zhuǎn)速測(cè)量梯圖程序第三章轉(zhuǎn)速測(cè)量軟設(shè)計(jì)第一節(jié)抗干擾設(shè)計(jì)由于工業(yè)現(xiàn)存在較多干擾因素對(duì)轉(zhuǎn)速測(cè)量的穩(wěn)定和精確帶來(lái)較大影響。由測(cè)電路可知，轉(zhuǎn)速大小取決脈沖的數(shù)，與脈沖間的相位無(wú)關(guān)，而且電機(jī)轉(zhuǎn)速變化一個(gè)慣性節(jié)，不存在變的可能因此可以用鎖相環(huán)電路的設(shè)計(jì)來(lái)減小現(xiàn)場(chǎng)干的影響，高測(cè)量穩(wěn)性和精度[。鎖相環(huán)電原理如圖3-1示，相環(huán)(PLL)由路鑒相器(PD)低通濾波LP)壓控振蕩VCO)組成。鎖環(huán)具有頻率跟蹤特性當(dāng)鎖相環(huán)定時(shí)，輸電壓U。￡)的頻率和入信號(hào)(￡)的頻相同，而個(gè)信號(hào)的位是可以不相等的，即。(￡的頻率U(￡的頻率完全相3同，它們的位保持恒。鑒相器一個(gè)相位比較器，起測(cè)量作用，其出電壓“D(￡)是。(￡和(￡相位差的數(shù)，低通波器主要用是濾除鑒相器輸出電壓中的高頻量，將低分量(￡)送人控振蕩器壓控振蕩的輸出。(￡的頻率(￡)的化而變化，如果。(z)和(￡)的頻不一樣，相器輸出壓經(jīng)過(guò)低通濾波器控制壓控振蕩頻率，使其頻作相應(yīng)的變，最后使。(￡和(￡)的頻率達(dá)到等而相位恒定。恒定的相位差使鑒相器維持恒定的電壓輸出，通低通濾波去控制壓振蕩器的輸出頻率和輸人頻率相同即?！?和U(￡)被鎖環(huán)鎖定。相環(huán)的實(shí)電路如圖所示。圖鎖相環(huán)原理（b鎖相環(huán)電路圖鎖相環(huán)電路第二節(jié)軟設(shè)計(jì)PLC主要用于轉(zhuǎn)速量數(shù)據(jù)的理，其程序結(jié)構(gòu)如圖3-3示。圖結(jié)構(gòu)程序計(jì)數(shù)脈沖由樣器進(jìn)行沖采樣，樣器相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，由控制脈沖行控制。控制脈沖允許時(shí)，數(shù)脈沖進(jìn)計(jì)數(shù)器計(jì)，當(dāng)控制脈沖關(guān)閉采樣器時(shí)，計(jì)數(shù)中的數(shù)據(jù)換成速度據(jù)并顯示輸，然后計(jì)器清零，待進(jìn)人下一次控制脈沖。第三節(jié)控制脈沖PLC產(chǎn)生的控制脈時(shí)序如圖所示：圖梯形圖圖控制脈沖實(shí)圖在采樣期間通計(jì)數(shù)器的脈沖輸接口，使沖計(jì)數(shù)器始計(jì)數(shù)。T1≥E6O／i式中T1—采時(shí)間n——電機(jī)最小速[6o／]——取整數(shù)在LC序中電機(jī)速測(cè)量按(計(jì)算：／Tl式中n—電機(jī)轉(zhuǎn)N——。間內(nèi)脈沖數(shù)個(gè)數(shù)T1的取值必須證在采樣間內(nèi)，PLC數(shù)器的沖輸人有個(gè)以上，由電機(jī)的實(shí)使用轉(zhuǎn)速大多在幾百以上因此在大數(shù)情況下。取ls即可，l內(nèi)計(jì)數(shù)的值乘以6O為電機(jī)速。利用控制脈的下降沿首先將采時(shí)間段內(nèi)的計(jì)數(shù)值輸出保存，然后數(shù)器清零在數(shù)據(jù)處理時(shí)間Tz)用計(jì)數(shù)輸出值在一個(gè)采樣間來(lái)臨前去刷新處理其它程序。由于是以反4掃描的方式作，循環(huán)續(xù)的逐條行程序，任意時(shí)刻只能執(zhí)行一條指，因此必考慮采樣據(jù)在其它程中的處理間，一般求大于掃描周期(掃周期主要取于工作程的長(zhǎng)短)由于電機(jī)的轉(zhuǎn)變化是一慣性環(huán)節(jié)因此數(shù)據(jù)處理的時(shí)間可以設(shè)計(jì)為≥T1。第四節(jié)程序?qū)崿F(xiàn)利用個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)控制脈，TO時(shí)器時(shí)間l，T1定時(shí)器間為2，常開(kāi)觸點(diǎn)的形滿(mǎn)足控脈沖的要求，采樣時(shí)間為l，據(jù)處理時(shí)間為l。計(jì)數(shù)器利用一個(gè)閑置中繼電器的常閉觸點(diǎn)置計(jì)數(shù)器為加法計(jì)數(shù)器X0為脈沖輸入，利用上升微分指令置為脈沖升沿計(jì)數(shù)，利用TO的常開(kāi)觸點(diǎn)保證只在控制脈沖采樣間內(nèi)計(jì)數(shù)。鎖相環(huán)(PLL)環(huán)路鑒相PD)、低通濾波器(LP)和壓控振蕩器組成。鎖環(huán)具有頻跟蹤特性，鎖相環(huán)鎖時(shí)，輸出壓U?！甑念l和輸入信號(hào)(￡)的頻相同，而個(gè)信號(hào)的位是可以不相等的，即U。￡的頻率U，￡)的率完全相同，它們的位保持恒。鑒相器一個(gè)相位比較器，起測(cè)量作用，其出電壓“D(￡)是。(￡和(￡相位差的數(shù)，低通波器主要用是濾除鑒相器輸出電壓中的高頻量，將低分量(￡)送人控振蕩器壓控振蕩的輸出。電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)檢測(cè)的基方法是利與電動(dòng)機(jī)同軸連接的光電脈沖發(fā)生的輸出脈頻率與轉(zhuǎn)速成正比原理[4]。對(duì)光電沖信號(hào)頻的測(cè)量，前常用的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種以單片機(jī)為核心，擴(kuò)計(jì)數(shù)器等圍器件構(gòu)的電路；另一種是用plc。于lc可靠性高，干擾能力，所以被廣泛用于工業(yè)制。這里用lc來(lái)測(cè)量電機(jī)速。具體實(shí)現(xiàn)方為將光電碼器固定電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，并與電機(jī)同軸，隨機(jī)同步旋，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正的電脈沖號(hào)。采用實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)間和轉(zhuǎn)速?zèng)_信號(hào)的數(shù)，并將測(cè)得的頻率保存在內(nèi)部的存器中。利用的常閉觸點(diǎn)計(jì)數(shù)器在制脈沖關(guān)閉及時(shí)清零。利用下降沿微分指令和TO常開(kāi)觸點(diǎn)，使計(jì)數(shù)中測(cè)量數(shù)DT0在控制脈下降沿時(shí)，傳送到DT1在數(shù)據(jù)理時(shí)間內(nèi)鎖口。結(jié)束語(yǔ)上述的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路具制作簡(jiǎn)單成本低的勢(shì)，硬件路和軟件的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干性能，增了測(cè)量的定性。在實(shí)際使用中轉(zhuǎn)速測(cè)量的相誤差在l內(nèi)，較好滿(mǎn)足了電機(jī)速檢測(cè)和電調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用。自動(dòng)控制技和通信技發(fā)展起來(lái)一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，由于具有功能，可靠性高，配置活，使用便以及體小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使其在自動(dòng)化制的各個(gè)域得到了泛的應(yīng)用。年來(lái)由于電子技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，使其有完全功能的超規(guī)模集成價(jià)格日趨宜，同樣也進(jìn)可編控器成本大降低，對(duì)于采用可編控制器來(lái)代替統(tǒng)繼電器接觸器電氣制的系統(tǒng)改造傳統(tǒng)床，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上，還是可靠性，修性，工壽命上來(lái)，都是十分濟(jì)和劃算，也是可的優(yōu)選方案，鑒于以上原因，本文計(jì)了一個(gè)于的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量路的設(shè)計(jì)法。工業(yè)中測(cè)量速的方式要有兩種一種是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，對(duì)擬信號(hào)進(jìn)測(cè)量。如測(cè)速發(fā)電是將轉(zhuǎn)速接轉(zhuǎn)換為壓信號(hào)，然后測(cè)量其電壓。這種方的缺點(diǎn)是測(cè)信號(hào)易電磁干擾和度變化的響。另一是將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，然用數(shù)字系內(nèi)部的時(shí)來(lái)對(duì)脈沖信的頻率進(jìn)測(cè)量。這方法的優(yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力強(qiáng)、不溫度變化響、穩(wěn)定好。在這次LC電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路與實(shí)踐中我遇到很多的問(wèn)。但我的導(dǎo)老師在我完成這次作業(yè)中給了我很大幫助，如在做的設(shè)計(jì)時(shí)不知道該怎么行時(shí)，老給我講解其設(shè)計(jì)的精髓應(yīng)該注意問(wèn)題，幫我很好的完成了這次設(shè)計(jì)和實(shí)踐。5在此我深深感謝老師對(duì)我的幫和指導(dǎo)。讓我在社會(huì)實(shí)踐的道路上了新的認(rèn)和體會(huì)