研制了一套基于S7-200电动机调速实验平台,通过编码器采集电动机转速,反馈给可编程控制器(PLC),PLC经过比较判断,输出模拟量,控制变频器,实现对电动机变频调速闭环控制;同时使用电位器,调节磁粉制动器输出,模拟负载的变化特性。通过触摸屏动态监控电动机转速和负载特性。实验装置预留各种接口,学生可以自主在该实验平台组网和上位机组态控制等实验。 变频器和电动机转速间输出控制范围元件名称功能参数范围ＰＬＣ模拟量输出０～３２０００变频器模拟量输入０～１０Ｖ变频器输出０～５０Ｈｚ电动机转速０编码器测速原理由式（１）可知，在ｐ和ｓ不变的情况下，ｎ和ｆ关系一一对应。通过编码器可以测量其速度和方向，反馈给ＰＬＣ控制器，改变变频器输出频率，实现对电动机转速控制，形成闭环控制。实验中使用的光电编码器型号Ｅ内输出脉冲数为Ｎ，则电动机转速为实验平台硬件设计２．１硬件结构设计系统采用Ｓ 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name作为主控制器，通过对模拟量模块输出，给变频器输入控制调节信号，控制变频器输出频率，实现对电动机转速控制调节；通过编码器对电动机转速进行检测，反馈给ＰＬＣ，触摸屏对电动机转速实时显示和控制；通过电位器的调节，控制磁粉制动器输出［５］。实验台硬件逻辑框图见图１。图１实验台逻辑硬件框图２．２系统电路设计系统硬件电路（见图２）分为主电路和控制电路两部分。图２系统硬件电路８６实验技术与管理变频器和电动机转速间输出控制范围元件名称功能参数范围ＰＬＣ模拟量输出０～３２０００变频器模拟量输入０～１０Ｖ变频器输出０～５０Ｈｚ电动机转速编码器测速原理由式（１）可知，在ｐ和ｓ不变的情况下，ｎ和ｆ关系一一对应。通过编码器可以测量其速度和方向，反馈给ＰＬＣ控制器，改变变频器输出频率，实现对电动机转速控制，形成闭环控制。实验中使用的光电编码器型号内输出脉冲数为Ｎ，则电动机转速为ｎ／验平台硬件设计２．１硬件结构设计系统采用Ｓ７－２００ＰＬＣ中Ｓ７－２２６作为主控制器，通过对模拟量模块输出，给变频器输入控制调节信号，控制变频器输出频率，实现对电动机转速控制调节；通过编码器对电动机转速进行检测，反馈给ＰＬＣ实验台研制及调试-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机，触摸屏对电动机转速实时显示和控制；通过电位器的调节，控制磁粉制动器输出［５］。实验台硬件逻辑框图见图１。图１实验台逻辑硬件框图２．２系统电路设计系统硬件电路（见图２ 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name）分为主电路和控制电路两部分。图２系统硬件电路８６实验技术与管理采集脉冲测速２．４实验台实物图及功能介绍实验台分为电气控制实验台和磁粉制动器实验台。（１）电气控制实验台，主要由ＰＬＣＳ７－２２６模块、模拟量输入输出模块、实验台研制及调试-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机以太网模块、触摸屏和中间继电器等组成，实现对整个系统控制和显示［７］。实物见图３。（２）磁粉制动实验台，主要由电动机、磁粉制动器、编码器、变频器、接触器、热继电器和时间继电器等图３电气控制实验台实物图组成，是整个系统的执行机构，实物图见图４［８］。图４磁粉制动器实验台实物图３软件设计３．１ＰＬＣ软件编写３．１．１主程序流程图主程序初始化后，检测变频器故障反馈信号，如果变频器正常，启动电动机；如果变频器故障，切换为旁路运行。电动机启动后，光电编码器开始发送脉冲至ＰＬＣ，ＰＬＣ高速计数器进行数据采集并进行算法处理后，判断速度差是否超过设置的阈值，进而判定是否要进行ＰＩＤ调节。最后将运行参数在主函数中显示［９］。主程序流程见图５。３．１．２中断子程序流程图在子程序中如果判断速度差超限，进入中断程序，进行ＰＩＤ调节。由于电动机的实时速度会出现波动，为了消除波动带来了误调节，采用多次判定方法，如果在某一时刻出现“波动”超过２０次，则认为是速度出现大幅下降。这时将速度差累加后求平均值，将其速度差转换为电压差，再进行ＰＩＤ调节运算。运算得到结果后传送至ＰＬＣ，经模拟量模块，输出给变频器。同时，将电动机的运行参数传回主函数［１０］。中断子程序流程见图６。８７实验台研制及调试-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name