基于PLC的通用型电液比例阀数字控制器

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1、2009正仪表技术与传感器20o9第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3基于PLC的通用型电液比例阀数字控制器刘强(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)摘要：针对常规模拟控制或单片机控制的电液比例阀控制器的不足，开发了一种基于可编程控制器(PLC>的PWM控制技术的比例阀数字控制器。通过电液比例阀PWM控制的数学模型，分析了数字控制器中各控制参数的关系，进行了数字控制器的硬件和软件设计，软件设计中采用了数字PID算法，并给出了部分主要的PLC程序。通过PY一190型平路机铲刀控制的实验，表明该数字控制器重复精度高、滞后时间短、

2、抗干扰能力强、性能可靠，并具备较大的通用性。关键词：通用型；脉宽调常1；数字PID；可编程控制器中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2009)03—0075—03WidelyAdaptabilityDigitalControllerforElectro·hydraulicProportionalValveBasedonPLCLIUQiang(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：Fortheshortagesof

3、conventionalanalogcontrollerorsingle-chipprocessorcontrollerforelectro--hydraulicpropor-tionalvalve，adigitalcontrollerwasdesignedwit}lprogrammablelogiccontroller(PLC)，thecontrollerwasbasedonPWMtechnolo-gY．ThemathematicalmodelbasedonPWMforelectro—hydraulicproportionalvalvewasbuilt，themodels

4、howedtherelationsofallcontrolparameters。HardwareandsoftwaredesignWasdescribedindetail，digitalPIDalgorithmWaSilluminated，andthemainpartofPLCprogramWasgiveninsoftwaredesign．ThetestonPY-190semperWaSdone．Thetestresultsshowthatthedigitalcontrollerhasadvantagesofhighrepeatprecision，shortlagtime，

5、lowinterference，reliableperformanceandwideadaptability．Keywords：widelyadaptability；PWM；digitalPID；PLC0引言加到电源(一般为24V)，PWM信号控制开关管的导通与截止。针对电液比例阀的特点和控制要求，开发了一种基于可编占空比(即开启时间比率)定义为程控制器(PLC)的PWM控制技术的比例阀数字控制器，并设D=Ts／T(1)计了PLC软件程序，而且在PY一190型平路机上做了实验，平式中：T=7'H+7’L，为PWM的周期(即载波周期)；TH为三极管路机铲刀运行位置的达到控制要

6、求。导通时间；为三极管关断时间。1电液比例阀的PWM控制数学模型在时间常数L／R一定时，稳定电流平均值，及电流波动值电液比例控制的核心是控制电液比例阀的电流，因此对比取决于占空比D和周期，时域关系如下：例线圈电流控制的好坏直接关系到比例阀以及整个液压系统i(t)=U／RL+(，一dl—U／RL)·e‘一(0

7、均值，即PWM信号效电阻江为比例阀线圈电感量。的电流平均值。PWM原理电路如图1所示，其基本形式是比分别对式(2)中()求一阶导数和二阶导数，其中：例阀等效线圈加等效电阻，并联续流二极管，经大功率三极管i(t)=(U／RL—f+dr)·e一／'r(0<≤D)(4)(t)=一(U／RL一，+dI)·e—w"／,r(00且i”()<0，可推出当00，i(t)