一种基于PLC的电机转速测量电路设计

一种基于PLC的电机转速量电路设摘介绍电机转测量电路设计方案对其软硬件的实现方法进行了介绍该系统在际工程应用中，具较好的稳性和精度转速是电动机重要的基本状态参数在很多运系统的测中，都需要电机的转进行测量测量的精度直接影响系统的控制情，只有转的高精度测才能得到精度的控系统。目前工业中量转速的式主要有种。一种是将转速转化为模拟信号对模拟信进行测量如测速发电是将转速接转换为压信号，然后测量其电压。这种方的缺点是测信号易电磁干扰和度变化的响。另一是将转速信号转化为脉冲信号，然用数字系内部的时来对脉冲信的频率进测量。这方法的优点在于抗干扰能力强、不温度变化响、稳定好。工业现场往存在许多干扰因素因此工业测控系统中普遍采用数字转速测量法。目前plc因其高可靠已经成为业控制的个重要设备。采用plc测量电机速可以保测量的稳定性和高精度。关键词：、转测量、稳定性、高精度ThepresentsadesignmeasureofbasedPLC，andalsointroducesprojectimplementationmethodofthesoftwareandhardware．Thisengineeringandacquiresagood．Startintheprocess,ifcorrespondingaction.Startaftercompletionof"motor/indicatorelectricaloperation.Runningfollowedcyclebeenaphaseshortcircuit,low-voltage,-to-ground,fault,so,ifoccurred,PLCprotectionShutdown,PLCshutdownorders,circuitbreakers,"Motor/indicatorFaultsoundlightalarm"Alarmbutton"ThischoiceoffaultdiagnosisKeywordsCamdeputy、目录第一章的绍第一节的本概念.............................................................................1第二章转速测量介2第一节转速测量的要性..........................................................................第二节转速测量的现2第三章转速测量软设计..................................................................................5第一节抗干扰设计......................................................................................第二节软设计...............................................................................6第三节控制脉冲1第四节程序实现结束语....................................................................................................................9谢辞..................................................................................................................10参考文献11第一章的绍第一节的本概念ProgrammableLogic），中名称为可编程控制器，是一种电气自动化控制置，国际工委员会IEC将定义为：是在工业环境使用的数操作的电系统，专在工业环境下应用而设计。它使用可编程储器内部存用户设的指令，这些指令用来实现特殊的能，诸如辑运算、序操作、定、计数以算术运算通过数字或模拟输入输出来控制种类型的械或过程可编程序控制及其有关设备，都按易于与工业控制系统形成一个整，易于扩其功能的则设计。PLC是现在应用多的一种制装置，利用丰富的内部源及强大能指令，制故障检测报警程序不可以代替电器实现应功能，还可以提高工作可靠性及系统的灵性。PLC被应用到机制造、冶、矿业、工等各个领域，大大推进机电一体进程，被们称为现工业控制三支柱之一PLC作为一种成熟定可靠的制器，目前已经在工业控制中得到越来越广的应用。C统的设计接影响着工业控制系统的安全可靠行。一个善的PLC统除了能正常运行，满足工业控的要求，必须要在统出现故障时及时进行故障诊断和障处理。障自诊断能是工业控系统的智化的一个要标志，对于工业控制具有较高的义和使用值。电机测速技是电机调控制系统的一个重要问题，稳定性和高精度衡量测速统的技术指标。目已经成为工控制的一个重要设备，而工业现场往存在许的干扰因，因此如何实现LC制系统中电机测速的稳定性和高精是一个值研究的问。目前，实现脉冲信的测量主是用plc的速计数元来实现。但是，带有速计数功的plc格较高一般都要上千元，主要于转速较，或对测精度要求较高的场合。如果转速较低，或对量的精度求不高时高性能的高速计数单元就有些浪费，通过plc的开关量输单元来测量冲信号的率，既满了测量的精度要求，又大大降低了本，同时留了的高度可靠性。第二章转速测量介第一节转速测量的要性在实际生产，转速的量有许多法，如光电技术、测速发电机等，这些方法的要求工作环境整，有的造很高，这工业生产的环境和低成本的要求不应，采用成霍尔元检测具有成低、灵敏高及输出性好的特点。如图2-1所示图转速测量示图在电机轴上嵌一块永磁铁，集霍尔元件采用276931F，固定离磁铁左右，背正对永久铁，当转转动时，永久磁铁从霍尔元件背侧经过，检测的信号送入放大整形路如图2-2示。图放大电路图霍尔元件的作电压为512V，。为上拉电，磁铁经时，脚从0V变V通过三管输出脉冲波，其频率为转速大。第二节转速测量的现2生器的输出冲频率与速成正比原理[。对光脉冲信号频的测量，前常用的现方式有两种：一种以单片机为核，扩展计器等外围件构成的电；另一种用plc。由于lc可靠性高，干扰能力强，所以被广泛地用于工业控制。这里采用p来测量电机速。具体实现方为将光电码器固定电机的转轴上，并与电机同轴，随机同步旋，产生与转速成正的电脉冲号。采用lc实对检测间和转速冲信号的计数，并将测得的频率保存在内部的存器中。目前，实现脉冲信的测量主是用plc的速计数元来实现。但是，带有速计数功的lc价较高一般都要上千元，主要于转速较，或对测精度要求较高的场合。如果转速较低，或对量的精度求不高时高性能的高速计数单元就有些浪费。本文所计的转速量方法主要于转矩流仪测控系，对于转矩流变仪来说，电机转速高为，采用分辨率为的编码器，入lc光电脉的最高频率。而带有高计数功能的plc计脉冲的频率一般可达0khz以上大部分都能达到，甚至更高用于转矩变仪中测量转速，虽然精度高但却有很的浪费。一般的国产plc块市场价格都在000内。转矩变仪转速测量环节采了普通plc模在本设计中选用了德维森科技(深圳)限公司生产v80-m16dr-，过lc的开关量输入元来测量脉信号的频，既满足测量的精要求，又大大降低了成本，同时留了lc的高度可靠。所设计转速测量的plc梯形图程序附图-3示。电机转速数检测的基方法是利与电动机同轴连接的光电脉冲发图转速测量梯图程序第三章转速测量软设计第一节抗干扰设计由于工业现存在较多干扰因素对转速测量的稳定和精确带来较大影响。由测电路可知，转速大小取决脉冲的数，与脉冲间的相位无关，而且电机转速变化一个惯性节，不存在变的可能因此可以用锁相环电路的设计来减小现场干的影响，高测量稳性和精度[。锁相环电原理如图3-1示，相环(PLL)由路鉴相器(PD)低通滤波LP)压控振荡VCO)组成。锁环具有频率跟踪特性当锁相环定时，输电压U。￡)的频率和入信号(￡)的频相同，而个信号的位是可以不相等的，即。(￡的频率U(￡的频率完全相3同，它们的位保持恒。鉴相器一个相位比较器，起测量作用，其出电压“D(￡)是。(￡和(￡相位差的数，低通波器主要用是滤除鉴相器输出电压中的高频量，将低分量(￡)送人控振荡器压控振荡的输出。(￡的频率(￡)的化而变化，如果。(z)和(￡)的频不一样，相器输出压经过低通滤波器控制压控振荡频率，使其频作相应的变，最后使。(￡和(￡)的频率达到等而相位恒定。恒定的相位差使鉴相器维持恒定的电压输出，通低通滤波去控制压振荡器的输出频率和输人频率相同即。￡)和U(￡)被锁环锁定。相环的实电路如图所示。图锁相环原理（b锁相环电路图锁相环电路第二节软设计PLC主要用于转速量数据的理，其程序结构如图3-3示。图结构程序计数脉冲由样器进行冲采样，样器相当于一个开关，由控制脉冲行控制。控制脉冲允许时，数脉冲进计数器计，当控制脉冲关闭采样器时，计数中的数据换成速度据并显示输，然后计器清零，待进人下一次控制脉冲。第三节控制脉冲PLC产生的控制脉时序如图所示：图梯形图图控制脉冲实图在采样期间通计数器的脉冲输接口，使冲计数器始计数。T1≥E6O／i式中T1—采时间n——电机最小速[6o／]——取整数在LC序中电机速测量按(计算：／Tl式中n—电机转N——。间内脉冲数个数T1的取值必须证在采样间内，PLC数器的冲输人有个以上，由电机的实使用转速大多在几百以上因此在大数情况下。取ls即可，l内计数的值乘以6O为电机速。利用控制脉的下降沿首先将采时间段内的计数值输出保存，然后数器清零在数据处理时间Tz)用计数输出值在一个采样间来临前去刷新处理其它程序。由于是以反4扫描的方式作，循环续的逐条行程序，任意时刻只能执行一条指，因此必考虑采样据在其它程中的处理间，一般求大于扫描周期(扫周期主要取于工作程的长短)由于电机的转变化是一惯性环节因此数据处理的时间可以设计为≥T1。第四节程序实现利用个定时器实现控制脉，TO时器时间l，T1定时器间为2，常开触点的形满足控脉冲的要求，采样时间为l，据处理时间为l。计数器利用一个闲置中继电器的常闭触点置计数器为加法计数器X0为脉冲输入，利用上升微分指令置为脉冲升沿计数，利用TO的常开触点保证只在控制脉冲采样间内计数。锁相环(PLL)环路鉴相PD)、低通滤波器(LP)和压控振荡器组成。锁环具有频跟踪特性，锁相环锁时，输出压U。￡的频和输入信号(￡)的频相同，而个信号的位是可以不相等的，即U。￡的频率U，￡)的率完全相同，它们的位保持恒。鉴相器一个相位比较器，起测量作用，其出电压“D(￡)是。(￡和(￡相位差的数，低通波器主要用是滤除鉴相器输出电压中的高频量，将低分量(￡)送人控振荡器压控振荡的输出。电机转速数检测的基方法是利与电动机同轴连接的光电脉冲发生的输出脉频率与转速成正比原理[4]。对光电冲信号频的测量，前常用的实现方式有两种：一种以单片机为核心，扩计数器等围器件构的电路；另一种是用plc。于lc可靠性高，干扰能力，所以被广泛用于工业制。这里用lc来测量电机速。具体实现方为将光电码器固定电机的转轴上，并与电机同轴，随机同步旋，产生与转速成正的电脉冲号。采用实现对检测间和转速冲信号的数，并将测得的频率保存在内部的存器中。利用的常闭触点计数器在制脉冲关闭及时清零。利用下降沿微分指令和TO常开触点，使计数中测量数DT0在控制脉下降沿时，传送到DT1在数据理时间内锁口。结束语上述的电机转速测量电路具制作简单成本低的势，硬件路和软件的设计增强了系统的抗干性能，增了测量的定性。在实际使用中转速测量的相误差在l内，较好满足了电机速检测和电调速系统应用。自动控制技和通信技发展起来一种新型工业自动控制装置，由于具有功能，可靠性高，配置活，使用便以及体小，重量轻等优点，使其在自动化制的各个域得到了泛的应用。年来由于电子技术发展和进步，使其有完全功能的超规模集成价格日趋宜，同样也进可编控器成本大降低，对于采用可编控制器来代替统继电器接触器电气制的系统改造传统床，无论从经济上，还是可靠性，修性，工寿命上来，都是十分济和划算，也是可的优选方案，鉴于以上原因，本文计了一个于的电机转速测量路的设计法。工业中测量速的方式要有两种一种是将转速转化为模拟信号，对拟信号进测量。如测速发电是将转速接转换为压信号，然后测量其电压。这种方的缺点是测信号易电磁干扰和度变化的响。另一是将转速信号转化为脉冲信号，然用数字系内部的时来对脉冲信的频率进测量。这方法的优点在于抗干扰能力强、不温度变化响、稳定好。在这次LC电机转速测量电路与实践中我遇到很多的问。但我的导老师在我完成这次作业中给了我很大帮助，如在做的设计时不知道该怎么行时，老给我讲解其设计的精髓应该注意问题，帮我很好的完成了这次设计和实践。5在此我深深感谢老师对我的帮和指导。让我在社会实践的道路上了新的认和体会