plc在交流电机速度闭环控制中应用

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1、<电气开关>(2010．No．2)57文章编号：1004—289X(2010)02-0057-03PLC在交流电机速度闭环控制中的应用彭俊飞，张银洲，蒋字(1．武汉钢铁(集团)公司鄂钢公司，湖北鄂州436001；2．黄山学院信息工程学院，安徽黄山245021)摘要：研究了基于PLC控制的交流电机速度模糊闭环控制系统。构建了基于PLC的控制系统软硬件结构，并对模糊控制器的模糊变量、控制规则等进行了设计。最后通过数字仿真测试验证了所设计的模糊控制闭环系统能够有效控制电机的速度，性能良好。关键词：交流电机；PLC；模糊控制；速度闭环中图分类号：TP273文献

2、标识码：BApplicationofPLContheSpeedClosed-LoopControloftheACMotorPENGJun-fei。，ZHANGYin-zhou，JIANGYu(1．EgangCorporationofWuhanIronandSteel(Group)Corp．，Ezhou436001，China；2．CollegeofInfor-mationEngineering，ChinaHuangshanUniversity，Huangshan245021，China)Abstract：Thespeedfuzzyclosed—loop

3、controlsystemofACmotorbasedonPLCcontrolisstudied．ThehardwareandsoftwareconstructionsofthecontrolsystembasedonPLCcontrolarebuiltandthefuzzyvariableandcontrolrulesofthefuzzycontrolleraredesigned．Finally，thesimulationtestresultsshowthatthefuzzycontrolclosed-loopsystemcanefi—cienfly

4、controlthemotorspeedanditsperformanceisfine．Keywords：ACmotor；PLC；fuzzycontrol；speedclosed—loop2闭环控制系统设计1引言基于PLC的电机速度闭环控制系统的组成框图交流伺服技术是研制开发各种先进的机电一体化如图1所示，系统组成包括速度环PLC模糊控制器、设备的关键技术⋯。利用计算机科学实现的现代自变频器、交流电机及速度反馈电路等。其中，速度反馈动控制系统已经在工业生产中得到了极为广泛的应可以采用PLC高速计数模块与编码器的组合形式。用。与传统的模拟控制相比，数字控

5、制具有结构简单、整个系统的工作原理为：控制器通过反馈通道检测电控制精度高、使用方便等优点，从而大大提高了生产效机的实际转速，计算出实际速度与设定值的偏差e和率-2j。随着自动化程度的不断加深，工业生产对电机偏差变化率ec作为模糊控制器的输入，模糊控制器依速度控制的要求也越来越高，以单片机、PLC、DSP等据e和ec，根据模糊控制规则经查表和计算后得出输处理器为核心的各种控制系统得到了广泛的应用。出值，再由D／A转换后输出到变频器以驱动交流电为了满足工业控制要求，本文研究了一种基于机，实现电机转速控制。PLC的电机速度控制系统。该控制系统采用模糊控制策略

6、，以速度误差及其变化率作为模糊控制器的输入，实现对电机速度的自适应高性能控制。最后利用Matlab／Simulink软件对所设计的模糊控制器进行仿真测试，结果验证了所设计的控制系统的正确性及高效性。图1基于PLC电机速度闭环控制原理58<电气开关)(2010．No．2)PLC实现模糊控制时，可首先将模糊控制规则转三角函数，交叠对称分布，如图4所示。化为数据表存放在PLC存储区，这样就可大大减少控制中的计算量，PLC仅通过偏差e和偏差变化率ec就可很快的得出输出值，提高控制的实时性。另外，PLC程序均可提供可修改的变量供用户根据实际情况调整参数，以改善控

7、制效果，增强程序的可操作性。3基于PLC控制的程序流程图3模糊控制器基本结构要用PLC实现闭环控制，必须实现精确的采样周期L3J。为了提高电机速度控制的精度和响应速度，一般要求采样周期小于lOOms，但是PLC不能完全保证这个精度。文献[3]提出了采用PLC中断功能INT来实现闭环控制，即将闭环控制程序置于中断服务程序中实现，而将与开关量控制相关的程序置于中断服务程序之外的主程序中。图2为本文采用的程序框架。图4模糊变量隶属度函数曲线主程序开始中断程序开始(2)模糊控制规则：采用Mandani规则，即ifeisAandecisB，thenisC。表1给

8、出了包含49条模糊规则的规则表。(3)模糊输出量的反模糊化采用重心法。制量D／A转换输出其它开