基于plc的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計報告

1、-. z電氣控制與PLC課程設(shè)計說明書基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計The variable frequency speed regulation system based on PLC design學(xué)生*學(xué)生*學(xué)院名稱專業(yè)名稱電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師2013年12月1日-. z摘要本文主要介紹了研究和設(shè)計的基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)的成果，在本次的設(shè)計中，我的設(shè)計系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、電動機(jī)等幾局部組成。經(jīng)過本次設(shè)計和研究，使我對所有器件有了新的認(rèn)識，尤其對PLC有了更多的了解：PLC是能進(jìn)展行邏輯運算，順序運算，計時，計數(shù)，和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控

2、制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計算機(jī)。首先我們查閱各個器件的資料，先對其有個明確的認(rèn)識，然后通過教師的指點明白了整個系統(tǒng)的大概工作原理框圖后，通過學(xué)習(xí)資料與教師指點將硬件設(shè)備連接成功。本文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機(jī)械學(xué)知識去解決基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)，本次設(shè)計選用三相異步交流電機(jī)，而 PLC和 交流電機(jī)無論在工業(yè)還是生活中都是應(yīng)用最廣，因此本次設(shè)計具有相當(dāng)?shù)膶嵱脙r值。關(guān)鍵詞 PLC；變頻器；電動機(jī)；調(diào)速-. z目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc19183 1 引言 PAGEREF _Toc19183 1 HYPERLINK l _Toc19251 1.1

3、 概述 PAGEREF _Toc19251 1 HYPERLINK l _Toc8604 1.2設(shè)計內(nèi)容 PAGEREF _Toc8604 1 HYPERLINK l _Toc8759 2 系統(tǒng)的功能設(shè)計分析和總體思路 PAGEREF _Toc8759 2 HYPERLINK l _Toc14486 2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計分析 PAGEREF _Toc14486 2 HYPERLINK l _Toc470 2.2 系統(tǒng)設(shè)計的總體思路 PAGEREF _Toc470 2 HYPERLINK l _Toc16939 3 PLC和變頻器的選擇 PAGEREF _Toc16939 3 HYPERLINK

4、 l _Toc10592 3.1PLC的概述 PAGEREF _Toc10592 3 HYPERLINK l _Toc17881 3.1.1 PLC的根本構(gòu)造 PAGEREF _Toc17881 3 HYPERLINK l _Toc23064 3.1.2 PLC的工作原理 PAGEREF _Toc23064 5 HYPERLINK l _Toc139 3.1.3PLC的型號選擇 PAGEREF _Toc139 6 HYPERLINK l _Toc17168 3.2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置 PAGEREF _Toc17168 6 HYPERLINK l _Toc31643 3.2.1 變頻器的選擇

5、 PAGEREF _Toc31643 6 HYPERLINK l _Toc11419 3.2.2 變頻調(diào)速原理 PAGEREF _Toc11419 7 HYPERLINK l _Toc14564 3.2.3 變頻器的工作原理 PAGEREF _Toc145648 HYPERLINK l _Toc26779 3.2.4 變頻器的快速設(shè)置 PAGEREF _Toc26779 8 HYPERLINK l _Toc1136 4 開環(huán)控制設(shè)計及PLC編程 PAGEREF _Toc1136 9 HYPERLINK l _Toc30199 4.1 硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc30199 9 HYPER

6、LINK l _Toc16513 4.2 PLC軟件編程 PAGEREF _Toc16513 10 HYPERLINK l _Toc30965 4.2.1設(shè)計步驟 PAGEREF _Toc30965 10 HYPERLINK l _Toc26381 4.2.2系統(tǒng)流程框圖 PAGEREF _Toc26381 10 HYPERLINK l _Toc30555 4.2.3 程序的主體 PAGEREF _Toc30555 11 HYPERLINK l _Toc5087 4.2.4 控制程序T形圖 PAGEREF _Toc5087 11 HYPERLINK l _Toc32373 5 PLC系統(tǒng)的抗干

7、擾設(shè)計 PAGEREF _Toc32373 17 HYPERLINK l _Toc17661 5.1變頻器的干擾源 PAGEREF _Toc17661 17 HYPERLINK l _Toc19064 5.2 干擾信號的傳播方式 PAGEREF _Toc19064 17 HYPERLINK l _Toc11012 5.3主要抗干擾措施 PAGEREF _Toc11012 18 HYPERLINK l _Toc474 5.3.1 電源抗干擾措施 PAGEREF _Toc474 18 HYPERLINK l _Toc29078 5.3.2 硬件濾涉及軟件抗干擾措施 PAGEREF _Toc2907

8、8 18 HYPERLINK l _Toc27802 5.3.3 接地抗干擾措施 PAGEREF _Toc27802 18 HYPERLINK l _Toc26642 結(jié)論與心得 PAGEREF _Toc26642 19 HYPERLINK l _Toc3724 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc3724 20 HYPERLINK l _Toc29996 附錄 PAGEREF _Toc29996 21-. z1 引言1.1 概述調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動態(tài)性能好是工業(yè)自動化生產(chǎn)中根本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域中 調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位 特別是在國防、汽車、冶金、機(jī)械、石油等工業(yè)

9、中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論?？删幊炭刂破鱌LC可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機(jī)，是繼續(xù)計算機(jī)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動裝置。它具有抗干擾能力強，價格廉價，可靠性強，編程簡樸，易學(xué)易用等特點，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中被廣泛地使用。1.2設(shè)計內(nèi)容1利用西門子S7-200PLC、EM235、西門子MM420變頻器等硬件設(shè)計一個變頻系統(tǒng)，可以控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停頓，另外能夠平滑地調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速；(2)用MCGS上位機(jī)軟件界面給出頻率設(shè)定值。2 系統(tǒng)的功能

10、設(shè)計分析和總體思路2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計分析隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的開展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；可編程控制器PLC作為替代繼電器的新型控制裝置，簡單可靠，操作方便、通用靈活、體積小、使用壽命長且功能強大、容易使用、可靠性高，常常被用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制；組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件開發(fā)平臺工具，可實現(xiàn)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)速控制，在PC機(jī)上可開發(fā)友好人機(jī)界面，通過PLC可以對自動化設(shè)備進(jìn)展智能控制。在此，本次設(shè)計就是基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC和變頻器綜合起來主要功能實現(xiàn)了變壓變頻調(diào)速。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，加減速以及快速制動等。因

11、此，該系統(tǒng)必須具備以下三個主體局部：控制運算局部、執(zhí)行和反應(yīng)局部?？刂七\算主要由PLC和變頻器來完成；執(zhí)行元件為變頻器和電機(jī)；反應(yīng)局部主要為速度反應(yīng)。2.2 系統(tǒng)設(shè)計的總體思路系統(tǒng)主要由三個局部構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件PLC、變頻器和電機(jī)。首先通過設(shè)置給定輸入給PLC，再通過PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來控制電機(jī)，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)速反應(yīng)給PLC，經(jīng)比擬后輸出給變頻器從而實現(xiàn)無靜差調(diào)速。具體如下列圖所示：-速度給定速度反應(yīng)信號+PLCPID變頻調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)圖2-1速度閉環(huán)控制的機(jī)構(gòu)控制圖3 PLC和變頻器的選擇3.1PLC的概述3.1.1 PLC的根本構(gòu)造可編程序控制器簡稱為PLCProgra

12、mmable Logic Controller主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。如下列圖3-1所示圖3-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機(jī)，它的硬件構(gòu)造與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU中央處理單元、存儲器RAM和EPROM、輸入/輸出模塊簡稱I/O模塊、編程器和電源五大局部組成。1 CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器CPU和存儲器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：1輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像存放器和數(shù)據(jù)存放

13、器。2程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運算結(jié)果更新各有關(guān)存放器的內(nèi)容。3輸出處理：將輸出映像存放器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。2 I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編

14、程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。3 編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時使用，一臺編

15、程器可供多臺可編程序控制器公用。4開關(guān)量I/O模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如*交流220V輸入模塊的允許低電壓為070V，高電壓為70256V，頻率為4763HZ。各I/O點的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，*些模塊使用可撤除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16，32，64點。 圖3-2 直流輸入電路3.1.2 PLC的工作原理PLC通電后，需要對硬件和軟件做

16、一些初始化工作。為了使PLC的輸出及時地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后PLC要反復(fù)不停地分段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。 1、初始化過程：與其它單片機(jī)運行一樣，上電運行或復(fù)位時進(jìn)展處理 1硬件初始化，復(fù)位輸出輸入模塊，清零 2去除數(shù)據(jù)區(qū) 3輸出輸入地址分配 2、掃描過程 1掃描輸入，將輸入口狀態(tài)讀入至輸入口映像區(qū) 2時鐘處理，特殊存放器更新 3執(zhí)行用戶程序 4輸出，將輸出口映像區(qū)輸出至輸出端口刷新 5自診斷檢查 3、出錯處理 檢查PLC內(nèi)部電路 CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O、通訊異常致命錯誤，CPU強制STOP方式，所有掃描停頓。圖3-1所示為一小型PL

17、C的典型工作過程 SKIPIF 1 0 圖3-3 小型PLC的典型工作過程3.1.3PLC的型號選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)大其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動

18、作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。綜合了輸入輸出I/O點數(shù)、存儲器容量、各項控制功能和機(jī)型的考慮以及性價比等各方面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計選擇了S7-200 PLC一臺。圖3-4 S7-200 PLC CPU的外形模型圖S7-200有5種CPU模塊、6個有12種工作方式的高速計數(shù)器和兩點高速計數(shù)器/和脈沖寬度調(diào)制器、直接讀寫的模擬量I/O模塊、先進(jìn)的程序構(gòu)造、靈活方便的尋址方式以及程序化的PID編程控制。強大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。價格是它在所有品牌在同一功能區(qū)內(nèi)很有競爭力的

19、。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。這些都為實現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計提供很好的條件和方便。例如，高速計數(shù)器可以用來測速從而實現(xiàn)速度反應(yīng)。3.2變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置3.2.1 變頻器的選擇正確選擇通用型變頻器對于傳動系統(tǒng)能夠正常運行時至關(guān)重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最適宜。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。假設(shè)對通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計及使用不當(dāng)，往往會使通用變頻器不能正常的運行、達(dá)不到預(yù)期目

20、標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長期可靠的運行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點：控制電機(jī)的啟動電流；降低電力線路的電壓波動；啟動時需要的功率更低；可控的加速功能；可調(diào)的運行速度；可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限；受控的停頓方式；節(jié)能；可逆運行控制；減少機(jī)械傳動部件。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM420。MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它有強大的通訊能力、準(zhǔn)確的控制性能、模塊化構(gòu)造設(shè)計，具有更多的靈活性，操作方便。最新的IGBT技術(shù)，具有7個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率。靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器帶有起始段和完畢段

21、的平滑特性，防止運行中不應(yīng)有的跳閘，直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接。MICROMASTER420是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻器系列，從單相電源電壓額定功率120W到三相電源電壓額定功率11KW可供選用，由微處理器控制，用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機(jī)運行的噪聲，全面完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機(jī)提供了良好的保護(hù)。MICROMASTER420具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)

22、動裝置。由于MICROMASTER420具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機(jī)控制系統(tǒng)。3.2.2 變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來到達(dá)調(diào)速的目的。 n=60f(1-s)/p 式3.1對于成品電機(jī)，其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而到達(dá)異步電機(jī)的調(diào)試目的。3.2.3 變頻器的工作原理變頻器的工作原理是把市電380V 、50Hz通過整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件GTO、GTR或IGBT組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。

23、3.2.4 變頻器的快速設(shè)置如果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，則需對它進(jìn)展快速調(diào)試，試驗中用到的變頻器都已經(jīng)完成了快速調(diào)試。表3-1 變頻器的參數(shù)說明序號變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說明P0304230380電動機(jī)的額定電壓( 380V )P03053.250.35電動機(jī)的額定電流( 0.35A )P03070.750.06電動機(jī)的額定功率( 60W )P031050.0050.00電動機(jī)的額定頻率( 50Hz )P031101430電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速( 1430 r/min )P100021用操作面板BOP控制頻率的升降P108000電動機(jī)的最小頻率( 0Hz )P10825050.00電動機(jī)的

24、最大頻率( 50Hz )P11201010斜坡上升時間( 10S )P11211010斜坡下降時間( 10S )P070022選擇命令源 由端子排輸入 P0701110正向點動P07021211反向點動P10585.0030正向點動頻率30HzP10595.0020反向點動頻率20HzP106010.0010點動斜坡上升時間10SP106110.005點動斜坡下降時間5S注:1設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值；2設(shè)定P0003=2 允許擴(kuò)展參數(shù)；3設(shè)定電機(jī)參數(shù)時先設(shè)定P0010=1(快速調(diào)試),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0010=0(準(zhǔn)備)改變參數(shù)數(shù)值的一個數(shù)字。為了快速修改參數(shù)的數(shù)

25、值，可以單獨修改顯示出的每個數(shù)字，操作步驟如下： 1.按 功能鍵，最右邊的一個數(shù)字閃爍。 2.按 / ，修改這位數(shù)字的數(shù)值。 3.再按 功能鍵，相鄰的下一位數(shù)字閃爍。 4.執(zhí)行2至4步，直到顯示出所要求的數(shù)值。 5.按 ， 退出參數(shù)數(shù)值的級。4 開環(huán)控制設(shè)計及PLC編程4.1 硬件設(shè)計在沒有反應(yīng)信息的比擬，通過直接給定控制信息的控制調(diào)速系統(tǒng)稱之為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。其控制思想的構(gòu)造框圖如下列圖所示：速度給定圖4-1速度開環(huán)控制的構(gòu)造控制圖 PLC 變頻調(diào)速系統(tǒng) 開環(huán)控制的外部硬件連接圖：圖4-2 硬件連接圖4.2 PLC軟件編程4.2.1設(shè)計步驟(1) 使用PLC的各個輸入點作為系統(tǒng)的各個控制信號；

26、(2) 使用PLC的一個模擬量輸出點AQWO作為使電機(jī)轉(zhuǎn)動的頻率給定信號，接到MM440變頻器的AIN1+，AIN1-端子上；(3) 調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；(4) 然后編制輸出按時間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序；(5) 最后調(diào)試并運行。4.2.2系統(tǒng)流程框圖啟動和中間切換狀態(tài)數(shù)據(jù)去除和初始化Y根據(jù)不同的按鍵顯示不同的狀態(tài)并且鎖定相應(yīng)的程序通行位，并進(jìn)展互鎖狀態(tài)和通行位有I0.2按下。停頓運行有I0.3按下。讀AIW0并將數(shù)據(jù)送給AQW0YYI0.0按下。點亮Q0.0并把單環(huán)運行狀態(tài)通行位標(biāo)記并判斷是否與其他按鍵I0.1按下。點亮Q0.1并把循環(huán)運行狀態(tài)通行位標(biāo)記并判斷是否與其他按

27、鍵YY電壓上升環(huán)，點亮Q0.3表狀態(tài)，用定時器設(shè)定上升速度，用加法器設(shè)定上升幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第一次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定并判斷是否與其他按鍵Y電壓保持環(huán)節(jié)。點亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時器計算平衡時間，等待定時器動作，并置第一次電壓下降副狀態(tài)位鎖定。并判斷是否與其他按鍵Y電壓下降環(huán)，點亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第二次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定解除第一次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵Y電壓保持環(huán)節(jié)。點亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時器計算平衡時間，等待定時器動作，并置第二次電壓下降副狀

28、態(tài)位鎖定，解除第二次電壓平衡副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵Y電壓下降環(huán)，點亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，解除第二次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵Y有循環(huán)狀態(tài)鎖定位Y完畢并等待并判斷是否與其他按鍵圖4-3 系統(tǒng)流程框圖系統(tǒng)的軟件設(shè)計是根據(jù)系統(tǒng)給定的時間函數(shù)運行的，所以軟件的設(shè)計主要是以時間原則來設(shè)計。4.2.3 程序的主體初始化變量及判斷按鍵和鎖定相應(yīng)的狀態(tài)位0-25秒上升子程序25-35秒平衡子程序35-40秒下降子程序40-60秒平衡子程序60-65秒下降子程序有循環(huán)位時啟動下一次循環(huán)子程序外部電壓給定子程序4

29、.2.4 控制程序T形圖5 PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計5.1變頻器的干擾源在變頻器的輸入輸出電路中，除較低次的諧波成分外，還有許多頻率很高的諧波電流，這些電流除了增加輸入側(cè)的無功功率，降低功率因數(shù)以外，還將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設(shè)備的干擾信號，嚴(yán)重的甚至使*些設(shè)備無法正常工作。變頻器干擾其他設(shè)備的根本原因是因為輸入和輸出電流中具有高次諧波成分。變頻器的輸入電流中具有很大的高次諧波成分，這些高次諧波電流除了影響功率因數(shù)外，也可能對其他設(shè)備進(jìn)展干擾。由于絕大多數(shù)逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式，其輸出電壓為輸出占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形波。又由于電動機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，其定子電流

30、十分接近正弦波，但其中與載波頻率相等的諧波分量仍較大。5.2 干擾信號的傳播方式 = 1 * GB2 電路傳導(dǎo)方式 = 1 * GB3 通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。這時變頻器輸入電流干擾信號的主要傳播方式。 = 2 * GB3 通過漏電流傳播。這是變頻器輸出側(cè)干擾信號的主要傳播方式。 = 2 * GB2 感應(yīng)耦合方式 = 1 * GB3 電磁感應(yīng)方式。這是電流干擾信號的主要傳播方式。由于變頻器的輸入電流與輸出電流中的高頻成分要產(chǎn)生高頻磁場，該磁場的高頻磁力線穿過其他設(shè)備的控制線路而產(chǎn)生感應(yīng)干擾電源。 = 2 * GB3 靜電感應(yīng)方式。這是電壓干擾信號的主要傳播方式。是變頻器輸出的高頻電壓波通過線路的分布

31、電容傳播給主電路。 = 3 * GB2 空中輻射方式。頻率很高的諧波分量具有向空中輻射電磁波的能力，從而多其他設(shè)備形成干擾。5.3主要抗干擾措施5.3.1 電源抗干擾措施在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源如CPU電源、I/O電源等、變送器供電電源與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?，F(xiàn)在，對于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，

32、經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大如采用屢次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋點不中斷，可采用在線式不連續(xù)供電電源供電，提高供電的平安可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。5.3.2 硬件濾涉及軟件抗干擾措施信號在接入計算機(jī)前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和組態(tài)時，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)展抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的

33、一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件陷阱等提高軟件構(gòu)造可靠性。5.3.3 接地抗干擾措施 接地的目的通常有兩個，其一為了平安，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式。用一根大截面銅母線或絕緣電纜連接各裝置的柜體中心接地點