淺析PLC控制的多電機(jī)同步系統(tǒng)

1.業(yè)春鋒 2.李 明

1.沈陽(yáng)中光電子有限公司 2.沈陽(yáng)遠(yuǎn)大科技園有限公司

淺析PLC控制的多電機(jī)同步系統(tǒng)

1.業(yè)春鋒 2.李 明

1.沈陽(yáng)中光電子有限公司 2.沈陽(yáng)遠(yuǎn)大科技園有限公司

隨著近幾年現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化行業(yè)迅速崛起。與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比，可編程邏輯控制器PLC作為一種先進(jìn)的自動(dòng)化控制裝置，正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在工業(yè)生產(chǎn)中，多電機(jī)同步控制已成為一個(gè)突出的難題。本文通過(guò)對(duì)電機(jī)控制同步技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的分析，提出了一種基于PLC控制的多電機(jī)同步系統(tǒng)。

PLC；控制電機(jī)；隨動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)

前言：

近年來(lái)隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備不斷涌現(xiàn)，其中配套的電氣控制對(duì)設(shè)備的質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用。由于PLC具有靈活性高、控制精確、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，目前以PLC為中心控制元件的設(shè)備占有很大的比重，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。

可編程邏輯控制器 PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。PLC采用了重復(fù)可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)了各類(lèi)指令，用于執(zhí)行順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、邏輯和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過(guò)多種外部輸入輸出和通訊接口，對(duì)各類(lèi)工業(yè)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行精確控制。

基于PLC控制的多電機(jī)同步系統(tǒng)，具有運(yùn)行可靠、適應(yīng)性強(qiáng)和控制靈活等特點(diǎn)，可以有效保證多電機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量和安全，并提高設(shè)計(jì)和維護(hù)人員的工作效率。

1. 系統(tǒng)控制方案

1.1 隨動(dòng)系統(tǒng)

隨動(dòng)控制系統(tǒng)，即一臺(tái)電機(jī)作為主電機(jī)，另外一臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)作為隨動(dòng)電機(jī)，隨動(dòng)電機(jī)緊跟著主電機(jī)運(yùn)行。

在該系統(tǒng)中由PLC接收來(lái)自上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算轉(zhuǎn)換為執(zhí)行裝置的控制信號(hào)，如變頻器的頻率，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)主電機(jī)運(yùn)行。通過(guò)編碼器監(jiān)測(cè)主電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，并將這一信號(hào)作為隨動(dòng)電機(jī)的控制命令，隨動(dòng)電機(jī)緊隨這一速度便可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的同步運(yùn)行。

1.2 閉環(huán)系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)，即兩臺(tái)電機(jī)由同一控制器(PLC)發(fā)出控制信號(hào)，然后再各自構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，緊隨控制器發(fā)出的信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步運(yùn)行。

圖1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在這個(gè)系統(tǒng)中由PLC接收來(lái)自上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算轉(zhuǎn)換為執(zhí)行裝置的控制信號(hào)，同時(shí)發(fā)到兩臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器中。由于控制命令是相同的，通過(guò)編碼器監(jiān)測(cè)電機(jī)的實(shí)際速度，并與控制命令進(jìn)行比較，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，這樣只要兩臺(tái)電機(jī)都緊隨控制命令運(yùn)行，便可實(shí)現(xiàn)同步。

1.3 隨動(dòng)閉環(huán)系統(tǒng)

隨動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，綜合了隨動(dòng)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，在隨動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)成了閉環(huán)控制。

圖1.3 隨動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由同一控制器(PLC)發(fā)出控制信號(hào)，并各自構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，將輔電機(jī)的實(shí)際速度實(shí)時(shí)的與主電機(jī)進(jìn)行比較，綜合調(diào)整，使輔電機(jī)緊隨主電機(jī)的運(yùn)行速度，即可實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步運(yùn)行。

2. PLC控制程序

PLC程序一般采用梯形圖，語(yǔ)句表，功能塊等形式表示。歐姆龍公司的PLC提供了大量的功能塊。功能塊是一種包含標(biāo)準(zhǔn)處理功能的基本單元，用戶只需設(shè)置地址和參數(shù)，即可完成相應(yīng)功能的運(yùn)算。

功能塊具有方便移植、可重復(fù)使用的特點(diǎn)，可有效減少人為原因造成的編碼錯(cuò)誤，節(jié)省程序開(kāi)發(fā)時(shí)間。利用功能塊進(jìn)行編程，可使程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明晰，易于理解。

3. 結(jié)語(yǔ)

伴隨著功耗體積減小和成本下降，同時(shí)控制功能和可靠性的提高，PLC已越來(lái)越多的應(yīng)用于多種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。本文論述的采用PLC、矢量變頻器和脈沖編碼器等元件，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高性能同步控制的調(diào)速系統(tǒng)，可以可靠實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步控制。同時(shí)隨著遠(yuǎn)程I/O、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展，PLC的應(yīng)用將日益廣泛。

[1]張春.關(guān)于PLC控制電機(jī)同步的技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，33：87-88.

[2]張志勇，劉平.PLC可控制編程器在控制電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)中應(yīng)用[J].信息通信，2014，05：8.

[3]盧美鴻.基于PLC的兩變頻調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆同步控制[D].江蘇大學(xué)，2007.

業(yè)春鋒(1983.5-)，210402198305024119 ，男，遼寧撫順人，助理工程師，本科學(xué)歷，研究方向：運(yùn)動(dòng)控制；

李明 (1982.3-)，210504198203060272，男，遼寧本溪市，本科，研究方向：嵌入式