車間傳送帶的PLC控制系統(tǒng)

電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書電氣控制與PLC設(shè)計(jì)題目：車間傳送帶的PLC控制系統(tǒng)系別：儀器科學(xué)與工程系年級(jí)專業(yè)：2009級(jí)精儀二班學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：摘要本文主要分兩部分，前一部分介紹了用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)車間傳送帶的控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)要地介紹了組態(tài)王軟件的相關(guān)應(yīng)用及設(shè)計(jì)步驟并加以驗(yàn)證了其方案的可行性。后一部分介紹了基于PLC的四層電梯的設(shè)計(jì)，詳細(xì)的介紹了電梯的工作原理和設(shè)計(jì)思路并且在試驗(yàn)箱上加以驗(yàn)證其方案的可行性及實(shí)效性。在其基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單的介紹了變頻器的定義和工作原理，以及一些常見的問題解答。關(guān)鍵字：組態(tài)王傳送帶PLC電梯變頻器目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、引言3\o"CurrentDocument"二、組態(tài)王實(shí)現(xiàn)車間傳送帶的控制3\o"CurrentDocument"2.1組態(tài)王軟件介紹3\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)要求5\o"CurrentDocument"2.3設(shè)計(jì)思路既仿真圖6\o"CurrentDocument"2.4仿真程序6\o"CurrentDocument"三、用PLC實(shí)現(xiàn)四層電梯的控制413.1PLC簡(jiǎn)介11\o"CurrentDocument"3.2電梯設(shè)計(jì)要求12\o"CurrentDocument"3.3設(shè)計(jì)思想13\o"CurrentDocument"3.4硬件介紹15\o"CurrentDocument"3.5電梯梯形圖16\o"CurrentDocument"四、變頻器的介紹20

2324五、心得體會(huì)六、參考文獻(xiàn)一、引言2324在當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，而組態(tài)軟件在工控自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展中也得到很快的提高。由于工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)的廣泛運(yùn)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高。而組態(tài)軟件又有延續(xù)性和可擴(kuò)充性，易學(xué)易用性和通用性，使得組態(tài)軟件得到長(zhǎng)足的發(fā)展。本設(shè)計(jì)是運(yùn)用組態(tài)王軟件來(lái)完成車間傳送帶的PLC控制的模擬操作，通過(guò)對(duì)三段傳送帶以及傳感器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送帶的自動(dòng)傳輸與計(jì)數(shù)。PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。其中在電梯的設(shè)計(jì)應(yīng)用已成為一種經(jīng)典，有著簡(jiǎn)單易于控制，也花費(fèi)便宜。二、組態(tài)王實(shí)現(xiàn)車間傳送帶的控制2.1組態(tài)王軟件介紹組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過(guò)程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于MicrosoftWindowsXP/NT/2000操作系統(tǒng)，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運(yùn)行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動(dòng)畫鏈接、命令語(yǔ)言以及設(shè)定運(yùn)行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。運(yùn)行系統(tǒng)：工程運(yùn)行界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動(dòng)畫設(shè)計(jì)顯示動(dòng)態(tài)畫面，實(shí)現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。組態(tài)王軟件作為一個(gè)開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國(guó)內(nèi)外常見的PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門TLC、莫迪康PLC、歐姆龍PLC、三菱PLC、研華模塊等等）通過(guò)常規(guī)通訊接口（如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。組態(tài)王軟件與IO設(shè)備進(jìn)行通訊一般是通過(guò)調(diào)用*.dll動(dòng)態(tài)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫(kù)。工程開發(fā)人員無(wú)須關(guān)心復(fù)雜的動(dòng)態(tài)庫(kù)代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的I/O設(shè)備，并通過(guò)變量的定義實(shí)現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)既簡(jiǎn)單又方便。組態(tài)王的開放性：組態(tài)王支持通過(guò)OPC、DDE等標(biāo)準(zhǔn)傳輸機(jī)制和其他監(jiān)控軟件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他應(yīng)用程序（如：VB、VC等）進(jìn)行本機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。建立應(yīng)用工程的一般過(guò)程通常情況下，建立一個(gè)應(yīng)用工程大致可分為以下幾個(gè)步驟：第一步：創(chuàng)建新工程。為工程創(chuàng)建一個(gè)目錄用來(lái)存放與工程相關(guān)的文件。第二步:定義硬件設(shè)備并添加工程變量添加工程中需要的硬件設(shè)備和工程中使用的變量，包括內(nèi)存變量和I/O變量。第三步：制作圖形畫面并定義動(dòng)畫連接。按照實(shí)際工程的要求繪制監(jiān)控畫面并使靜態(tài)畫面隨著過(guò)程控制對(duì)象產(chǎn)生動(dòng)態(tài)效果。第四步：編寫命令語(yǔ)言。通過(guò)腳本程序的編寫以完成較復(fù)雜的操作上位控制。第五步：進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置。對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、網(wǎng)絡(luò)、用戶等進(jìn)行設(shè)置，是系統(tǒng)完成用于現(xiàn)場(chǎng)前的必備工作。第六步：保存工程并運(yùn)行。完成以上步驟后，一個(gè)可以拿到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的工程就制作完成了。2.2設(shè)計(jì)要求某車間傳送帶分為三段，由三臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)。傳送帶和傳感器的安裝位置如圖所示。傳感器可以檢測(cè)物品的存在。該傳送帶動(dòng)作如下。第3段傳送帶一直運(yùn)轉(zhuǎn)。第2段傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)由3號(hào)傳感器啟動(dòng)，由2號(hào)傳感器停止。第1段傳送帶由2號(hào)傳感器啟動(dòng)，由1號(hào)傳感器停止。一個(gè)工作循環(huán)是：?jiǎn)?dòng)第3段傳送帶、物品被3號(hào)傳感器檢測(cè)，啟動(dòng)第2段傳送帶、物品被2號(hào)傳感器檢測(cè)，啟動(dòng)第1段傳感器，同時(shí)延時(shí)2s后停止電機(jī)2,在物品被1號(hào)傳感器檢測(cè)到2s后，將電機(jī)1停止，隨后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，等待3號(hào)傳感器檢測(cè)物品。n傳感器1n傳螂2n傳感器③UU曰—△物品第1段第2段第3段車間傳送的示意圖

2.3設(shè)計(jì)思路及仿真圖本傳送帶由三段構(gòu)成用三個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，用兩個(gè)按鈕控制傳送帶的啟動(dòng)與停止以及復(fù)位。如下圖：傳送帶仿真圖當(dāng)打開開關(guān)按鈕后，傳送帶一就開始工作，貨物發(fā)送處的貨物也就會(huì)開始向右傳送，當(dāng)貨物達(dá)到傳送帶一和傳送帶二之間的傳感器一的時(shí)候傳送帶二就開始工作，貨物被送往傳送帶二繼續(xù)向右傳送，當(dāng)?shù)竭_(dá)傳送帶二與傳送帶三之間的傳感器二時(shí)，傳送帶三啟動(dòng)，傳送帶二兩秒之后停止工作。此時(shí)下一個(gè)貨物被送上傳送帶一，重復(fù)之前的動(dòng)作。貨物一到達(dá)傳感器三的時(shí)候被傳感器三控制傳送帶三在兩秒之后停止工作。在傳送帶工作的整個(gè)過(guò)程中傳送帶一是始終工作的，這樣有利于下一個(gè)貨物的及時(shí)傳送從而提高工作效率。在此期間指示燈的作用是指示傳送帶的工作情況，指示燈亮則代表此段傳送帶正在工作。貨物接收處有貨物計(jì)數(shù)器，計(jì)算并且顯示貨物的數(shù)量。當(dāng)按下復(fù)位按鈕后整個(gè)裝置回到最初狀態(tài)。2.4仿真程序if（按鈕1==1）｛復(fù)位按鈕二0;方塊7二方塊7+10;方塊1二方塊1+1000；方塊2二方塊2+1000;if（方塊7>=0&&方塊7<=180）｛指示燈1=1；｝｝if（按鈕1==0）｛方塊1=0；方塊2=0;方塊3=0;方塊4=0;方塊5=0;方塊6=0;｝if（復(fù)位按鈕二=1）｛方塊1=0;方塊2=0;方塊3=0;方塊4=0;方塊5=0;方塊6=0;方塊7=0;方塊8=0;方塊9=0;方塊10=0;指示燈1=0;貨物計(jì)數(shù)器二0;按鈕1=0;｝if（方塊7>=580）｛方塊7=780;｝if（方塊7>=180&&方塊7<=400）｛方塊3二方塊3+1000;方塊4二方塊4+1000;if（方塊3==10000）｛方塊3=0;方塊3二方塊3+1000;｝if（方塊4==10000）｛方塊4=0;方塊4二方塊4+1000;｝｝if（方塊7>=360&&方塊7<=580）｛方塊5二方塊5+1000;方塊6二方塊6+1000;if（方塊5==10000）｛方塊5=0;方塊5二方塊5+1000;｝if（方塊6==10000）｛方塊6=0;方塊6二方塊6+1000;｝｝if（方塊1==10000）｛方塊1=0；方塊1二方塊1+1000;｝if（方塊2==10000）｛方塊2=0;方塊2二方塊2+1000;｝if（方塊7>=180&&方塊7<=360）｛指示燈2=1;｝else｛指示燈2=0;｝if（方塊7>=360&&方塊7<=540||方塊8>=360&&方塊8<=540||方塊9>=360&&方塊9<=540||方塊10>=360&&方塊10<=540）｛指示燈3=1;｝else｛指示燈3=0;｝if（按鈕1==1&&方塊7>=400）｛方塊8二方塊8+10;方塊1二方塊1+1000;方塊2二方塊2+1000;if（方塊8>=0&&方塊8<=180）｛指示燈1=1;｝if（方塊8>=580）｛方塊8=740;｝if（方塊8>=180&&方塊8<=400）｛方塊3二方塊3+1000;方塊4二方塊4+1000;if（方塊3==10000）｛方塊3=0;方塊3二方塊3+1000;｝if（方塊4==10000）｛方塊4=0;方塊4二方塊4+1000;｝｝if（方塊8>=360&&方塊8<=580）｛方塊5二方塊5+1000;方塊6二方塊6+1000;if（方塊5==10000）{方塊5=0;方塊5二方塊5+1000;}if（方塊6==10000）{方塊6=0;方塊6二方塊6+1000;}}if（方塊1==10000）{方塊1=0;方塊1二方塊1+1000;}if（方塊2==10000）{方塊2=0;方塊2二方塊2+1000;}if（方塊8>=180&&方塊8<=360）{指示燈2=1;}else{指示燈2=0;}}if（按鈕1==1&&方塊8>=400）{方塊9二方塊9+10;方塊1二方塊1+1000;方塊2二方塊2+1000;if（方塊9>=0&&方塊9<=180）{指示燈1=1;}if（方塊9>=580）{方塊9=700;}if（方塊9>=180&&方塊9<=400）{方塊3二方塊3+1000;方塊4二方塊4+1000;if（方塊3==10000）{方塊3=0;方塊3二方塊3+1000;}if（方塊4==10000）{方塊4=0;方塊4二方塊4+1000;}}if（方塊9>=360&&方塊9<=580）{方塊5二方塊5+1000;方塊6二方塊6+1000;if（方塊5==10000）{方塊5=0;方塊5二方塊5+1000;}if（方塊6==10000）{方塊6=0;方塊6二方塊6+1000;}}if（方塊1==10000）{方塊1=0;方塊1二方塊1+1000;}if（方塊2==10000）{方塊2=0;方塊2二方塊2+1000;}if（方塊9>=180&&方塊9<=360）{指示燈2=1;}else{指示燈2=0;}}if（按鈕1==1&&方塊9>=400）{方塊10二方塊10+10;方塊1二方塊1+1000;方塊2二方塊2+1000;if（方塊10>=0&&方塊10<=180）{指示燈1=1;}if（方塊10>=580）{方塊10=660;}if（方塊10>=180&&方塊10<=400）{方塊3二方塊3+1000;方塊4二方塊4+1000;if（方塊3==10000）{方塊3=0;方塊3二方塊3+1000;}if（方塊4==10000）{方塊4=0;方塊4二方塊4+1000;}}if（方塊10>=360&&方塊10<=580）{方塊5二方塊5+1000;方塊6二方塊6+1000;if（方塊5==10000）{方塊5=0;方塊5二方塊5+1000;}if（方塊6==10000）{方塊6=0;方塊6二方塊6+1000;}}if（方塊1==10000）{方塊1=0;方塊1二方塊1+1000;}if（方塊2==10000）{方塊2=0;方塊2二方塊2+1000;}if（方塊10>=180&&方塊10<=360）{指示燈2=1;}else{指示燈2=0;}}if（方塊7==780）（貨物計(jì)數(shù)器二01;}if（方塊8==740）（貨物計(jì)數(shù)器二02;}if（方塊9==700）（貨物計(jì)數(shù)器二03;}if（方塊10==660）（貨物計(jì)數(shù)器二04;}三、用PLC實(shí)現(xiàn)四層電梯的控制3.1P區(qū)概述可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，是一種以微處理器為核心的用于工程自動(dòng)控制的工業(yè)控制機(jī)，其本質(zhì)是一臺(tái)工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)。它的軟件，硬件配置與計(jì)算機(jī)極為類似，只不過(guò)它比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)程相連接的接口和更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語(yǔ)言。硬件主要由中央處理器CPU、存貯器、輸入/輸出單元以及編程器、電源和智能輸入/輸出單元等構(gòu)成。PLC是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，它是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一。PLC是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器、可以編制程序的控制器。它的種類很多、模塊豐富、指令功能強(qiáng)大、編程簡(jiǎn)單、使用方便，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其功能仍然在不斷擴(kuò)大和完善。PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。目前，PLC的處理速度與計(jì)算機(jī)相比還比較慢，其高的CPU也不過(guò)80486,將來(lái)會(huì)全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU進(jìn)行處理、分時(shí)處理或分任務(wù)處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使PLC的處理速度達(dá)到納秒級(jí)。3.2電梯設(shè)計(jì)要求如電梯模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)所示，其動(dòng)作要求如下：（1）電梯上行：當(dāng)電梯停于1樓（1F）或2F、3F時(shí)，4樓呼叫.則上行到4樓碰行程開關(guān)后停止。電梯停于1F或2F，3F呼叫、則上行，到3F行程開關(guān)控制停止。②電梯停于1F，2F呼叫，則上行，到2F行程開關(guān)控制停止。電梯停于IF，2F、3F同時(shí)呼叫，則電梯上行到2F后，停5秒種，繼續(xù)上行到3F停止。電梯停于1F，3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到.3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。電梯停于1F，2F、4P同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止電梯停于1F，2F、3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。電梯停于2F、3F,4F同時(shí)呼叫，電梯上行到3F停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。（2）電梯下行：電梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，電梯下行到1F停止。電梯停于4F或3F，2F呼叫，電梯下行到2F停止。電梯停于4F，3F呼叫，電梯下行到3F停止。電梯停于4F，3F、2F同時(shí)呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到2F停止電銻停于4F，3F、1F同時(shí)呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到1F停止電梯停于4F，2F、1F同時(shí)呼叫，電梯下行到2F，停5秒，繼續(xù)下行到1F停止。電梯停于4F，3F、2F、1F同時(shí)呼叫，電梯下行到3F，停5秒，繼續(xù)下行到2F停5秒，繼續(xù)下行到1F停止。（3）各樓層運(yùn)行時(shí)間應(yīng)在15秒以內(nèi)，否則認(rèn)為有故障。（4）電梯停于某一層，數(shù)碼管應(yīng)顯示該層的樓層數(shù)。（5）設(shè)計(jì)電梯停于2F,3F時(shí)，電梯運(yùn)行狀態(tài)。（上下同時(shí)呼叫時(shí)，采取先上后下的原則）3.3設(shè)計(jì)思想電梯的流程圖如下：

3.4硬件介紹本次四層電梯的設(shè)計(jì)用DJ-PLCX1可編程控制實(shí)驗(yàn)箱的硬件連接以及GX軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.4.1數(shù)碼顯示管數(shù)碼顯示管的原理圖如圖所示，可按照?qǐng)D中所示段碼給數(shù)碼管接線，使之顯示相應(yīng)的樓層。數(shù)碼管原理圖四層電梯需要數(shù)碼管顯示1—4這四個(gè)數(shù)字，其中1代表數(shù)碼管亮，0代表數(shù)碼管不亮，得到如表所示的數(shù)字顯示數(shù)碼管對(duì)照表。表2.數(shù)字顯示數(shù)碼管段碼對(duì)照表對(duì)應(yīng)段碼顯示數(shù)字'dpgfedcba1000001102010110113010011114011001103.4.2接線表

輸入輸出主機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K注釋主機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K注釋X1LAY1一樓行程開關(guān)Y0DJB電機(jī)下行X2LAY2二樓行程開關(guān)Y1DJA電機(jī)上行X3LAY3三樓行程開關(guān)Y15燈的24VX4LAY4四樓行程開關(guān)燈GNDX122DN二層下呼Y6A數(shù)碼管段碼X133DN三層下呼Y7BX144DN四層下呼Y10CX111UP一層上呼Y11DX122UP二層上呼Y12EX133UP三層上呼Y13FY14GX0RST復(fù)位LEDCOMGNDY-COM0-424VX5IN1一層內(nèi)選按鈕X6IN2二層內(nèi)選按鈕24V24VX7IN3三層內(nèi)選按鈕GNDGNDX10IN4四層內(nèi)選按鈕L1---L4Y2-----Y5COMGND+3.5四層電梯梯形圖

四、變頻器的介紹4.1關(guān)于變頻器變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力傳動(dòng)元件。它利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。變頻器的誕生源于交流電機(jī)對(duì)無(wú)級(jí)調(diào)速的需求，隨著品閘管、靜電感應(yīng)品體管、耐高壓絕緣柵雙極型品閘管等部件的出現(xiàn)，電氣技術(shù)有了日新月異的變化，變頻器調(diào)速技術(shù)也隨之發(fā)展，特別脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速技術(shù)更是讓變頻器登上了新的臺(tái)階。4.2變頻器原理變頻器的工作原理是通過(guò)控制電路來(lái)控制主電路，主電路中的整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，直流中間電路將直流電進(jìn)行平滑濾波，逆變器最后將直流電再轉(zhuǎn)換為所需頻率和電壓的交流電，部分變頻器還會(huì)在電路內(nèi)加入CPU等部件，來(lái)進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算。4.3變頻方式4.3.1非智能控制方式在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。V/f控制V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí)，又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動(dòng)機(jī)具有對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式，在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器，有時(shí)還加有電流反饋，對(duì)頻率和電流進(jìn)行控制，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性，并對(duì)急速的加減速和負(fù)載變動(dòng)有良好的響應(yīng)特性。矢量控制矢量控制是通過(guò)矢量坐標(biāo)電路控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。例如形成開關(guān)次數(shù)最少的PWM波以減少開關(guān)損耗。目前在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無(wú)速度傳感器的矢量控制方式兩種。直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)檢測(cè)定子電阻來(lái)達(dá)到觀測(cè)定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計(jì)算，系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)潔，計(jì)算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開環(huán)的狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能。最優(yōu)控制最優(yōu)控制在實(shí)際中的應(yīng)用根據(jù)要求的不同而有所不同，可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對(duì)某一個(gè)控制要求進(jìn)行個(gè)別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應(yīng)用中，就成功的采用了時(shí)間分段控制和相位平移控制兩種策略，以實(shí)現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。其他非智能控制方式在實(shí)際應(yīng)用中，還有一些非智能控制方式在變頻器的控制中得以實(shí)現(xiàn)，例如自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、差頻控制、環(huán)流控制、頻率控制等。4.3.2智能控制方式智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制等。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應(yīng)用中有一些成功的范例。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式應(yīng)用在變頻器的控制中，一般是進(jìn)行比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制，這時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的模型了解甚少，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)辨識(shí)的功能，又要進(jìn)行控制。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式可以同時(shí)控制多個(gè)變頻器，因此在多個(gè)變頻器級(jí)聯(lián)時(shí)進(jìn)行控制比較適合。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過(guò)于復(fù)雜都會(huì)在具體應(yīng)用中帶來(lái)不少實(shí)際困難。模糊控制模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率，使電動(dòng)機(jī)的升速時(shí)間得到控制，以避免升速過(guò)快對(duì)電機(jī)使用壽命的影響以及升速過(guò)慢影響工作效率。模糊控制的關(guān)鍵在于論域、隸屬度以及模糊級(jí)別的劃分，這種控制方式尤其適用于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。專家系