外文翻译基于PLC的异步电动机运行监控系统的设计方案与实施

湖北理工学院毕业设计（论文）外文文献翻译基于ＰＬC的异步电动机运行监控系统的设计与实施朱少营,徐雨，何正文中国西安市西安交通大学邮编71００49摘要:本文描述了基于可编程逻辑控制器（ＰＬC)的异步电动机监测和控制系统的实施。此外，还提出了异步电动机的速度控制的硬件和软件要求。PＬＣ程序与用户要求的速度运行参数及对系统在正常运行和跳闸条件下的监控情况相关.变频器驱动异步电动机系统的调速，并通过PLC控制，比传统的V／f控制的调速精度更高。ＰLC的控制效率在同步速度高速运行时提高了95％。因此，PＬC证明了其在工业电力驱动控制中可作为用途非常广泛和有效的工具.关键词:计算机控制系统，计算机监控,电力驱动，异步电机,运动控制,可编程逻辑控制器（PＬC)，变频驱动，电压控制。一导言随着电力驱动的运动控制技术的面世,使用电力电子技术的可编程逻辑控制器（PLC)应用已引入制造自动化制造行业［1]［２］.这种应用有很多优势，如，开启时较低的压降,使电机和其他设备具有一个几乎统一的功率因数的控制能力。许多工厂在自动化流程中使用ＰＬC，以减少生产成本,提高质量和可靠性［4］—[9].其他应用还包括在使用的ＰLC的基础上改进电脑数控机床(数控）的精度。为了获得准确的工业电力驱动系统，需要使用带电源转换器ＰLC的接口，个人电脑及其他电子设备［11］-[13]。尽管如此,这使得设备更精密，复杂,昂贵的[14],［１5]。涉及PLC控制直流电机的文章很少。这些文章涉及一些采用PＬC控制电枢电压来调节直流电动机/发电机控制的速度的方法实施，及将基于自校正调节器技术的自适应控制器纳入到现有的工业PＬＣ［1７]。此外，其他类型的机器与ＰＬC的连接。因此,工业PLC用于控制步进电机五轴转子位置,方向和速度,减少了电路元件数量,降低成本,提高可靠性[１8］.由于开关磁阻电机可代替交流和直流驱动实现调速，单芯片逻辑控制器使用PＬC控制转矩和速度，再加上一个电源控制器［19］,实现数字逻辑。作为一个可能的替代其他的一些应用涉及电梯的直线感应电机与ＰLC实现驱动系统的控制和数据采集［２0］。为了监测电能质量和识别破坏电能生产的干扰，需要两个ＰＬC来确定设备的灵敏度.二ＰＬC作为系统控制器一个ＰＬＣ是一种基于微处理器的控制系统，用于在工业环境中的自动化进程控制。它使用一个可编程的存储器,用户至上的指示执行特定功能，如算术内部存储，计算，逻辑，顺序，时机［２3］，［24]。PLC可编程来进行感应，动作和控制工业设备，因此，采用的Ｉ/Ｏ点，允许电信号接口。输入设备和输出设备连接到PLＣ的控制程序输入到ＰＬC内存(图1）。在我们的应用程序中，它通过模拟和数字输入和输出控制不同的恒定负载的异步电动机的运行速度。此外，ＰLC根据控制程序连续监测输入和激活输出。这是特定的硬件模块，直接插入一个专有总线：中央处理器单元（CＰＵ),电源PLCPLC控制程序输入输出图1PＬC的控制动作供应器,输入输出模块I/O，程序终端组成的组合式ＰLC系统。这种模块化的方法，可以扩大将来的扩展,如多机系统或计算机的连接.三异步电机控制系统实验系统框图如图2所示。系统配置可由下列步骤进行.ａ)恒定转速的闭环控制系统，由速度反馈和负载电流反馈系统构成。感应电机驱动变量的负载,信号由变频器送入,PＬC控制变频器的V／f输出。b)一个开环变速操作控制系统。异步电机驱动变量负载。c)标准变速操作。异步电动机驱动变量负载,接收恒定的电压恒定频率标准的三相供电的反馈信号四硬件描述该绕线式异步电机实施和测试控制系统的技术规格在表一给出。异步电动机驱动直流发电机，它提供了一个变量负载R。三相电源连接到主三相开关，然后是三相热过载继电器，它提供了对电流过载的保护。继继电器输出连接到整流器,来矫正三相电压，并给绝缘栅双极晶体管（IＧBT)变频器一个直流输入。其技术规范［25]总结在表二。IGＢT变频器将直流电压转换为三相电压输出，提供给异步电动机的定子。另一方面，变频器连接到PＬC控制器。表一异步电动机技术规格接线类型输入电压38０/6６0Ｖaｃ输入电流1．5/0．9A额定功率０．6ＫＷ输入频率50Hz极数４额定转速1４00rpm这种控制器由PＬC的模块化系统实施。PLC的体系结构是指其内部的硬件和软件。作为一个基于微处理器的系统,ＰＬＣ系统的硬件设计和建造以下模块［29]—［37］：•中央处理器(CPU)，离散输出模块(DOM)离散输入模块(点心）•模拟量输出模块（AOM)的•模拟输入模块（ＡIM）•电源。PLＣ配置的其他详情载于表三和四。图２实验系统的电气原理图速度传感器用于速度反馈，电流传感器，电流传感器用于负载电流反馈，第二个电流传感器连接到定子电路［32］.因此,两个闭环系统反馈回路是由负载电流传感器，速度传感器，和AIM安装而成。ﻫ测速器(永磁直流电动机）用于速度感应。感应电机驱动机械轴和产生输出电压，其中电压的大小与旋转速度成正比。极性取决于旋转方向.测速发电机的电压信号,必须与AＩM指定的电压范围(０—5伏直流和200-内部阻力）符合。其他ＰＬＣ外部控制电路的设计,使用２4VDＣ电源的低电压。五结论系统在可变负载运行过程中进行了测试，包括对异步电动机的速度控制性能的测试和行程的情况下测试。PＬC根据软件监控电机运行和相关参数。开始时,为异步电动机性能测试提供一个标准的380伏，5０赫兹网络。然后，实验控制系统在空载和满负荷(1．0Nｍ）两种情况下测试。a）由变频器和PＬC控制的感应电机的反馈；ｂ）变频器控制感应电机的反馈对应ＰLC硬件和软件设计的负载转矩和速度的范围如上一节所述。图6切断/重启流程图效率提供标准的网络。图８描绘的结果表明,在所有情况下的配置a）比配置ｂ)具有更高的效率。此外，在高于额定负载7０%时，规范化的效率>1,根据这个数字，ＰLC控制系统的效率较标准电机运行提高1０-1２%。从理论的角度来看，如果我们忽略励磁电流，效率的近似值为其中ｓ是滑差，分别是定子和转子绕组的电阻，从图７中可以看出.PLC控制系统（a）工程滑值非常低,几乎为零。在所有速度和负载转矩条件下，配置（ａ）比配置（ｂ）有较小的滑差，从而效率更高，系统更合理,尤其是在高的速度和频率下。在较低的频率下，磁通增加，磁化电流增加,造成损失增加。图8有无PLC控制系统时的效率图8有无PLC控制系统时的效率图9PLC控制的变频器的频率特性与定子电压六总结前文所描述的计划表明,ＰLＣ可以与异步电动机成功的应用于自动化系统。监控系统由变频器驱动，异步电动机由ＰLＣ控制,其在恒速变负荷运行的调速精度较高。尽管速度控制方法简单,本系统具有一系列优点:•负载转矩变化时速度恒定;•在更宽的转速范围内全扭矩;•闭环控制系统中较高的准确性;•更高的效率；•过载保护因此,ＰLC是在工业电气传动中应用灵活、高效的控制工具.

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