第一篇：現(xiàn)代工業(yè)控制中的PLC編程方法論文

摘要：目前隨著工業(yè)控制系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提高以及自動(dòng)化不斷加強(qiáng)，以往面向過(guò)程的PLC編程方法變得愈加困難。面向過(guò)程的編程（POP）方法編程效率低、可維護(hù)性差。通過(guò)分析現(xiàn)代主流計(jì)算機(jī)編程方法，提出了一種PLC編程方法：將程序分為三個(gè)層次，以面向?qū)ο蟮乃枷雽?duì)外部設(shè)備或復(fù)用性功能進(jìn)行封裝，以面向過(guò)程的思想實(shí)現(xiàn)動(dòng)作流程。并以汽車微電機(jī)壓裝控制系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：面向過(guò)程，面向?qū)ο?，PLC，編程方法

現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域大多采用PLC作為運(yùn)動(dòng)控制器，傳統(tǒng)的PLC編程嚴(yán)格按照時(shí)序要求從頭至尾編寫程序。對(duì)于簡(jiǎn)單的控制過(guò)程，其程序步驟較少，傳統(tǒng)的PLC編程方法能夠滿足要求。而復(fù)雜的控制系統(tǒng)，程序步驟較多，容易混亂，大大降低了編程效率，并且程序擴(kuò)展性能非常差。為了提高編程效率，降低后期維護(hù)成本，尋找出一種新的PLC編程方法是非常必要的。

1理論基礎(chǔ)

目前存在兩種主流的編程思維：面向過(guò)程與面向?qū)ο?，這兩種編程思想都有其各自的特點(diǎn)與性質(zhì)。1．1面向過(guò)程面向過(guò)程（ProcedureOriented，PO）是一種以過(guò)程為中心，以什么正在發(fā)生為主要目標(biāo)進(jìn)行編程的編程思想。面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)（POP）注重的是算法設(shè)計(jì)，突出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。NicklausWirth對(duì)此提出了著名的公式來(lái)表示程序的實(shí)質(zhì)：程序＝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)關(guān)注的是解決問題的步驟，先把軟件系統(tǒng)分解成多個(gè)模塊，然后逐步細(xì)化，完成整個(gè)軟件系統(tǒng)。各模塊之間存在相互調(diào)用和信息傳遞。隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大和性能要求提高，面向過(guò)程編程的缺陷逐漸明顯。軟件系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，使得模塊的分解難度加大，模塊之間的聯(lián)系也更加復(fù)雜，軟件的可靠性難以提高，可維護(hù)性差。1．2面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο螅∣bjectOriented，OO）是在處理問題時(shí)，從該問題所存在的事物本身出發(fā)，以類及對(duì)象作為基本構(gòu)造單元，逐步認(rèn)識(shí)事物的屬性和行為特征。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)（OOP）需要盡力描述問題的結(jié)構(gòu)，從而較好地解決客觀世界描述的復(fù)雜性問題?？蓪⒊绦虮硎緸椋撼绦颍较ⅲ珜?duì)象類對(duì)象類＝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄓ欣诖笮蛙浖拈_發(fā)；對(duì)象屬性和方法封裝避免了數(shù)據(jù)隨意訪問，保證數(shù)據(jù)安全；類與類之間的繼承關(guān)系，最大程度實(shí)現(xiàn)了代碼的重用；繼承關(guān)系下的多態(tài)性增強(qiáng)了程序的靈活性和擴(kuò)展性［1］。然而，由于類的大量加載會(huì)犧牲系統(tǒng)性能，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行效率。

2PLC編程思想

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)經(jīng)常要涉及到多個(gè)外部設(shè)備，設(shè)備的動(dòng)作往往有嚴(yán)格的時(shí)序要求。長(zhǎng)久以來(lái)，編程前先按要求制作動(dòng)作流程圖，再按動(dòng)作流程圖編寫程序的框架，然后以流程框架為中心添加約束與報(bào)警信息，其編程思想是面向過(guò)程的［2］。數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理過(guò)程代碼是統(tǒng)一的，可重用代碼少，且當(dāng)代碼量大時(shí)，維護(hù)數(shù)據(jù)和代碼非常困難。面向過(guò)程的PLC編程方法的缺點(diǎn)有：割裂被控對(duì)象在PLC程序與現(xiàn)實(shí)中的聯(lián)系，內(nèi)部邏輯與被控對(duì)象不明確，程序的后期維護(hù)困難；程序的內(nèi)部邏輯關(guān)系非常復(fù)雜，控制流程不確，容易出錯(cuò)；輸入與輸出都缺乏整體性，程序員往往孤立考慮各輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)的邏輯和控制［3］。針對(duì)傳統(tǒng)PLC編程的缺點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主流編程思維，提出一種新的PLC編程方法：以分層思想劃分程序結(jié)構(gòu)，以面向?qū)ο蟮乃枷雽?duì)外部設(shè)備或復(fù)用性功能進(jìn)行封裝，以面向過(guò)程的思想實(shí)現(xiàn)動(dòng)作流程。其原理是：將程序過(guò)程按實(shí)際劃為三個(gè)層次，對(duì)每個(gè)層次中可抽象描述的對(duì)象進(jìn)行類封裝；并采用上層調(diào)用下層，高級(jí)調(diào)用低級(jí)的原則，進(jìn)行自下而上的PLC程序設(shè)計(jì)。三個(gè)層次分別為：時(shí)序?qū)?、外設(shè)層、輸出層，其中輸出層是底層；外設(shè)層是中間處理與轉(zhuǎn)換層；時(shí)序?qū)邮亲羁拷O(shè)備操作的用戶層。輸出層是對(duì)PLC的輸出點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)展。不管PLC程序如何編寫，最終都要通過(guò)控制PLC輸出來(lái)達(dá)到設(shè)備運(yùn)行目的。為了增強(qiáng)程序的靈活性和擴(kuò)展性，可將PLC的每個(gè)輸出點(diǎn)當(dāng)作對(duì)象，在程序運(yùn)行過(guò)程中，輸出對(duì)象在不同的工作階段有不同的觸發(fā)條件。將數(shù)字輸出點(diǎn)的觸發(fā)條件轉(zhuǎn)化為內(nèi)部繼電器，模擬輸出的觸發(fā)條件轉(zhuǎn)換為內(nèi)部繼電器與數(shù)據(jù)。外設(shè)層是對(duì)設(shè)備的封裝、處理，是外部設(shè)備和外部設(shè)備功能封裝模塊的集合。復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)包含了多個(gè)外部設(shè)備，并且有些外部設(shè)備不止一個(gè)。以PLC為對(duì)象，外部設(shè)備可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備與交互設(shè)備。輸入設(shè)備是系統(tǒng)的眼睛，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。輸出設(shè)備是系統(tǒng)的動(dòng)作執(zhí)行設(shè)備，單個(gè)輸出設(shè)備可以有一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作狀態(tài)。交互設(shè)備是與PLC有數(shù)據(jù)互傳的設(shè)備，可以是上位機(jī)設(shè)備或其他的通信設(shè)備。用面向?qū)ο蟮乃枷耄栽O(shè)備整體或設(shè)備動(dòng)作狀態(tài)為對(duì)象進(jìn)行封裝?？梢源蟠鬁p少了程序的重復(fù)性，并且有助于外圍設(shè)備的擴(kuò)展與功能的增加。時(shí)序?qū)邮荘LC程序的主體，是各種功能動(dòng)作流程的集合。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，動(dòng)作過(guò)程必須嚴(yán)格地按時(shí)間順序執(zhí)行，而程序中時(shí)序過(guò)程實(shí)現(xiàn)必須面向過(guò)程。設(shè)備每一種現(xiàn)實(shí)功能都對(duì)應(yīng)一個(gè)動(dòng)作過(guò)程，與設(shè)備功能對(duì)應(yīng)的動(dòng)作過(guò)程屬于高級(jí)動(dòng)作流程。高級(jí)動(dòng)作流程可以重復(fù)調(diào)用低級(jí)的動(dòng)作流程，低級(jí)的動(dòng)作流程是復(fù)用性比較高的動(dòng)作流程。復(fù)用性動(dòng)作流程相對(duì)高級(jí)動(dòng)作流程步驟較少，可以將其以整體作為考慮對(duì)象，封裝成功能模塊，供高級(jí)動(dòng)作流程調(diào)用。高級(jí)動(dòng)作流程所對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備功能主要有：?jiǎn)?dòng)、復(fù)位與保護(hù)等功能［4］。啟動(dòng)功能可以通過(guò)人機(jī)交互界面的設(shè)置不同而擁有不同的設(shè)備功能；復(fù)位功能是按一定的時(shí)間順序恢復(fù)預(yù)定的初始狀態(tài)；保護(hù)功能是通過(guò)監(jiān)控輸入設(shè)備的信號(hào)判斷設(shè)備是否故障，并做出相應(yīng)的處理。對(duì)于由輸入信號(hào)判斷不出故障可以由外部人工觸發(fā)，并處理。時(shí)序?qū)泳帉懝δ軙r(shí)要求先設(shè)計(jì)保護(hù)功能，再編寫其它的動(dòng)作功能，以保護(hù)人身與設(shè)備安全。

3實(shí)例

以汽車微電機(jī)壓裝控制系統(tǒng)為例，闡述本文提出的PLC編程方法。圖2為壓裝控制系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)主要由TPC7062TX觸摸屏、主控單元FPG－C32T2H、模擬量單元FP0－A21－F、位置控制單元FPG－PP21、伺服電機(jī)、位移傳感器等組成。該系統(tǒng)中控制最主要的輸出是控制伺服電機(jī)的脈沖輸出，脈沖輸出可直接以電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)為對(duì)象進(jìn)行封裝，其余輸出在程序中不需要大量重復(fù)使用，可以直接單獨(dú)調(diào)用。圖3為單次壓裝的流程，前三個(gè)過(guò)程為同向運(yùn)動(dòng)，為了提高工作效率，三個(gè)過(guò)程之間不能有停頓，“P點(diǎn)控制”可以達(dá)到此要求；慢速壓裝和快速退回運(yùn)動(dòng)方向相反，需要停頓，第三個(gè)過(guò)程完成后，直接退回到原點(diǎn)，快速退回功能用“E點(diǎn)控制”可以實(shí)現(xiàn)。除此外電機(jī)常用的控制還有“JOG運(yùn)行（點(diǎn)動(dòng)控制）”。通過(guò)壓裝流程可知該系統(tǒng)“P點(diǎn)控制”為三段控制，以“P點(diǎn)控制”為對(duì)象時(shí)，其“消息”由一個(gè)觸發(fā)條件、三個(gè)位置、三個(gè)速度組成；以“E點(diǎn)控制”為對(duì)象時(shí)，其“消息”由一個(gè)觸發(fā)條件、一個(gè)位置、一個(gè)速度組成；以“JOG運(yùn)行”為對(duì)象時(shí)，其“消息”由一個(gè)觸發(fā)條件、一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向、一個(gè)速度組成。為了適應(yīng)于PLC動(dòng)作過(guò)程的時(shí)序性特點(diǎn)，為每個(gè)對(duì)象添加一個(gè)單脈沖輸出信號(hào)。當(dāng)對(duì)象動(dòng)作執(zhí)行完成時(shí)，發(fā)出一個(gè)單脈沖信號(hào)，可以當(dāng)做下一步動(dòng)作的觸發(fā)條件。圖4為以FPWINGR為PLC編程軟件時(shí)的“E點(diǎn)控制”梯形圖。FPWINGR編程軟件不支持模塊封裝，但是不影響面向?qū)ο笏季S的使用。圖中R20為“E點(diǎn)控制”的觸發(fā)條件；雙字寄存器DT412的數(shù)據(jù)為“E點(diǎn)控制”的目標(biāo)脈沖頻率（速度）；雙字寄存器DT414的數(shù)據(jù)為“E點(diǎn)控制”的目標(biāo)位置。對(duì)象封裝的目的是避免數(shù)據(jù)隨意訪問，可以繼承。“E點(diǎn)控制”中的電機(jī)屬性啟動(dòng)速度（500Hz）、加減速時(shí)間（100ms）、正反方向的定義是以參數(shù)的形式固定在其中。當(dāng)調(diào)用該對(duì)象時(shí)，默認(rèn)的就繼承了其屬性。只需擴(kuò)展多個(gè)內(nèi)部繼電器觸發(fā)R20，就可用被多次調(diào)用繼承，即多態(tài)性。同理，可設(shè)計(jì)出“P點(diǎn)控制”與“JOG運(yùn)行”的梯形圖。輸出層與外設(shè)層是時(shí)序?qū)拥幕A(chǔ)，時(shí)序?qū)影匆欢ǖ臅r(shí)間順序組合輸出層與外設(shè)層，并輔以必要的數(shù)據(jù)處理就形成了所需的功能。壓裝主流程主要有“P點(diǎn)控制”與“E點(diǎn)控制”模塊，加上時(shí)間延時(shí)、計(jì)數(shù)處理與力值峰值功能就形成了一個(gè)壓裝的大致功能，經(jīng)過(guò)后期的調(diào)試與小范圍的修改就完成了一個(gè)功能的編寫。依此方法編寫各種所需功能，完成整個(gè)程序后，整體調(diào)試功能。后期維護(hù)需要修改某部分功能時(shí)，可以快速定位到要修改的層，再找到相應(yīng)的模塊；增加功能時(shí)，可以迅速查到已有硬件的封裝模塊，直接在時(shí)序?qū)釉黾右蟮墓δ軙r(shí)序。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析與實(shí)際驗(yàn)證，用本文所提編程方法編寫PLC程序，程序邏輯更清晰，層次更分明，運(yùn)行更穩(wěn)定。同時(shí)為程序調(diào)試、后期程序維護(hù)、程序功能擴(kuò)展提供更有效而廣闊的空間。該方法適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)，也適用于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，使復(fù)雜的控制系統(tǒng)集體設(shè)計(jì)時(shí)分工更加明確，性能更穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

［1］徐卓峰，王學(xué)軍．面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言及其特征比較［J］．中州大學(xué)學(xué)報(bào)，1997（1）：64－67

［2］高云．計(jì)算機(jī)編程思想的發(fā)展研究［J］．軟件導(dǎo)刊，2012，11（11）：5－6

［3］張海藩．軟件工程導(dǎo)論［M］．5版．北京：清華大學(xué)出版社，2008（2）：203－211

［4］常海．基于OOP的PLC編程方法探討［J］．無(wú)線互聯(lián)科技，2014（2）：75－75

第二篇：PLC編程心得

即使是同一個(gè)項(xiàng)目，同一個(gè)人，要他重新寫一次，也會(huì)與原來(lái)的不同，我只是看別人的一種思路，是怎樣把程序去組織好，如何規(guī)范合理分配好元件，我看簡(jiǎn)單也不一定好，我的編程習(xí)慣是要求流程要清晰，即使多花點(diǎn)步數(shù)也好。所以我現(xiàn)在一般都不用一個(gè)梯形圖完成，而是用SFC去編排組織梯形圖的執(zhí)行順序，這樣就不用擔(dān)心什么互鎖連鎖的問題，我現(xiàn)在在編寫的程序我估計(jì)在18000步左右，若是用單一的梯形圖來(lái)編，我估計(jì)對(duì)以后的維護(hù)和修改會(huì)做成很大的困難。

現(xiàn)在工控制軟件大部份是可以破解，但如果不想別看懂的程序的話，把里面最好不放常數(shù)，全部是數(shù)據(jù)寄存器，多用一些功能指令，拿出點(diǎn)技術(shù)來(lái)，要把哭程序?qū)懮俣灰喽s。我不鼓歡太亂的程序。如果你把技巧都定上去啦，相信不是一般的高手都沒辦法看懂，那樣別人是服了你的技術(shù)，而不是服你的亂！我一向都不怕別人看程序，我也不喜歡看別人程序，這就是這的風(fēng)格！單一！寧可少而精，不可多而雜

上是高手啊，我公司有一臺(tái)設(shè)備的PLC程序真的不放常數(shù)，全部是數(shù)據(jù)寄存器，下載下來(lái)的程序在另外一臺(tái)PLC就不能使用！

我們公司有幾臺(tái)設(shè)備都是意大利進(jìn)口的，都是幾千萬(wàn)的設(shè)備，老外的程序都沒見有常數(shù)，應(yīng)用了好多數(shù)據(jù)塊，一般的工程師都看不懂的

第三篇：現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)（調(diào)速）

目錄

一、課程設(shè)計(jì)的目的.......................................................................................................................2

二、課程設(shè)計(jì)的要求.......................................................................................................................2

三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)（十機(jī)架連軋分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）.......................................3

（一）、連軋機(jī)原理...............................................................................................................3

（二）、基本參數(shù)...................................................................................................................3

(1)、電動(dòng)機(jī)參數(shù)..............................................................................................................3

（三）、設(shè)計(jì)指標(biāo)...................................................................................................................4

（四）設(shè)計(jì)要求.......................................................................................................................4

四、晶閘管整流主電路的設(shè)計(jì)與選擇...........................................................................................4

（一）、整流變壓器的計(jì)算與選擇.......................................................................................4

（1）、整流變壓器的電壓.............................................................................................5（2）、整流變壓器的電流.............................................................................................5（3）、整流變壓器的容量.............................................................................................5

（二）、整流元件的計(jì)算與選擇...........................................................................................5

（1）、整流元件的額定電壓Ukn.................................................................................6（2）、整流元件的額定電流IT....................................................................................6

（三）、電抗器的計(jì)算與選擇...............................................................................................6

（1）、實(shí)際應(yīng)串入的平波電抗器LK（mH）.............................................................6

（四）、保護(hù)元件的計(jì)算與選擇...........................................................................................6

（1）、交流側(cè)阻容過(guò)壓保護(hù).........................................................................................6（2）、交流側(cè)壓敏電阻過(guò)壓保護(hù).................................................................................7（3）、晶閘管元件過(guò)壓保護(hù).........................................................................................8（4）、晶閘管裝置的過(guò)流保護(hù).....................................................................................8

（五）、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖...............................................................8

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇...........................................................................9

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理.....................................................................10

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設(shè)計(jì)及分析..........................................................11

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

（三）、速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)及電路設(shè)計(jì)及分析.........................................................12

（四）、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設(shè)計(jì)及分析........................................................13

（五）、速度變換器（SB）及電路設(shè)計(jì)及分析................................................................13

（六）、觸發(fā)輸入及保護(hù)單元及電路設(shè)計(jì)及分析.............................................................14

（七）、直流調(diào)速系統(tǒng)整體分析.........................................................................................17

六、晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試.....................................................................18

（一）、線路原理.........................................................................................................18

（二）、調(diào)試內(nèi)容及步驟.............................................................................................19

（三）、系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng).........................................................................................21

七、體會(huì)與建議.............................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

一、課程設(shè)計(jì)的目的

課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它不但起著提高本課程教學(xué)質(zhì)量、水平和檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容掌握程度的作用，而且還將起到從理論過(guò)渡到實(shí)踐的 橋梁作用。因此，必須認(rèn)真組織，周密布置，積極實(shí)施，以期達(dá)到下述教學(xué)目的。

① 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充在交直流調(diào)速及相關(guān)課程方面的基本只是、基本理論和基本技能，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問題的能力。

② 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，達(dá)到提高學(xué)生基本素質(zhì)之目的。

③ 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生獨(dú)立完成一項(xiàng)直流或交流調(diào)速系統(tǒng)課題的基本設(shè)計(jì)工作，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)際查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料能力的目的。

④ 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程，了解設(shè)計(jì)步驟，掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程繪圖和編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書能力的目的，為學(xué)生今后從事相關(guān)方面的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計(jì)的要求

① 根據(jù)設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，在教師指導(dǎo)下，能夠獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案論證和設(shè)計(jì)計(jì)算，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整。

② 要求掌握交直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和步驟。③ 要求會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)等。④ 要求學(xué)會(huì)選擇有關(guān)元件和參數(shù)。

⑤ 要求學(xué)會(huì)繪制有關(guān)電氣系統(tǒng)圖和編制元件細(xì)節(jié)。⑥ 要求學(xué)會(huì)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)（十機(jī)架連軋分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）

（一）、連軋機(jī)原理

在冶金工業(yè)中，軋制過(guò)程是金屬壓力加工的一個(gè)主要工藝過(guò)程，而連軋則是一種可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和軋制質(zhì)量的先進(jìn)方法。其主要特點(diǎn)是被軋金屬同時(shí)處于若干機(jī)架之中，并沿著同一方向進(jìn)行軋制最終形成一定的斷面形狀。其軋制原理和過(guò)程如圖3-1所示。

連續(xù)軋制的基本條件是物質(zhì)流量的不變性，即S1v1=S2v2?=Snvn=常數(shù)，這里S1?Sn和v1?vn分別為被軋金屬的橫斷面積和線速度。而連軋機(jī)的電氣傳動(dòng)則應(yīng)在保證物質(zhì)流量恒定的前提下承受咬鋼和軋制時(shí)的沖擊性負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)架的各部分控制和協(xié)調(diào)控制。每個(gè)機(jī)架的上下軋錕公用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)行集中拖動(dòng)，不同機(jī)架采用不同電動(dòng)機(jī)實(shí)行部分傳動(dòng)，各機(jī)架軋錕之間的速度則按物質(zhì)流量恒定原理用速度鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制

物質(zhì)流量不變的要求應(yīng)在穩(wěn)態(tài)和過(guò)渡過(guò)程中都得到滿足，因此，必須對(duì)過(guò)渡過(guò)程實(shí)踐和超調(diào)量都提出相應(yīng)的限制。

連軋機(jī)的完整控制包括許多方面，本課題只考慮軋錕拖動(dòng)的基本控制即調(diào)速問題，并以十機(jī)架軋機(jī)為例，至于張力卷取問題等將不涉及。

（二）、基本參數(shù)

考慮到課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐有限，本課題直接給出各部分電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)作為設(shè)計(jì)條件，不再提及諸如軋制力、軋制轉(zhuǎn)矩、軋錕直徑等概念和參數(shù)，以便簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算。(1)、電動(dòng)機(jī)參數(shù)

以十機(jī)架為準(zhǔn)，每個(gè)機(jī)架對(duì)應(yīng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，由此形成10個(gè)部分，各部分電動(dòng)機(jī)參數(shù)集中列表3-1中，其中Pn(kW)為額定功率、Un(V)為額定電壓、In（A）

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

為額定電流、nn[(r/min)]為額定轉(zhuǎn)速、Ra(Ω)為電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻、GD2a(N2m2)為電動(dòng)機(jī)飛輪力矩、P為極對(duì)數(shù)。Ifn(A)為額定勵(lì)磁電流。

表3-1 各部分電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)

機(jī)架序號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Pn/Kw Un/V

In/A

na/(r/min)Ra/Ω

Ifn/A

Gda2/N2m

2

P/對(duì) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Z2-92 Z2-91 Z2-82 Z2-81 Z2-72 Z2-71 Z2-62 Z2-61 Z2-52 Z2-51 67 48 35 26 19 14 11 8.5 6 4.2 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 291 209 152 113 82.55 61 47.8 37 26.1 18.25 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 4.98 3.77 2.67 2.765 3.05 2.17 0.956 1.14 1.11 1.045 68.6 58.02 31.36 27.44 11.76 9.8 6.39 5.49 3.92 3.43 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

（三）、設(shè)計(jì)指標(biāo)

① 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無(wú)靜差。

② 動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量﹠i≤5%；啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量﹠n≤5%（按退飽和式計(jì)算）

（四）設(shè)計(jì)要求

① 要求以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)形式作為系統(tǒng)的控制方案。② 要求主電路采用三相全橋整流形式。

③ 要求系統(tǒng)具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載和缺相保護(hù)。④ 要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。

⑤ 要求對(duì)1號(hào)機(jī)架拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置給定積分器，其他機(jī)架拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置給定速度鏈，以實(shí)現(xiàn)速度協(xié)調(diào)控制。

四、晶閘管整流主電路的設(shè)計(jì)與選擇

（一）、整流變壓器的計(jì)算與選擇

在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；因此，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干涉，要求它們相互隔離，故通常均要配

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

用整流變壓器。（1）、整流變壓器的電壓

整流變壓器的一次側(cè)直接與電網(wǎng)相連，當(dāng)一次側(cè)繞組Y接時(shí)，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)相電壓；當(dāng)一次側(cè)繞組△接時(shí)，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)線電壓。

整流變壓器的二次側(cè)相電壓U2與整流電路形式、電動(dòng)機(jī)額定電壓Un、晶閘管裝置壓降、最小控制角αmin及電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)∈有關(guān)，可按下式近似計(jì)算。

U2=KzUn/∈AB 式中，Kz為安全系數(shù)，一般取為1.05～1.10左右。

（2）、整流變壓器的電流

整流變壓器的二次側(cè)相電流I2和一次側(cè)的相電流I1與整流電路的形式、負(fù)載性質(zhì)和電動(dòng)機(jī)額定電流In有關(guān)，可別計(jì)算如下

I2=K2In I1=K1U2In/U1（3）、整流變壓器的容量

整流變壓器的二次側(cè)容量S2、一次側(cè)容量S1和平均計(jì)算容量S可分別計(jì)算如下

S2=m2U2I2 S1=m1U1I1 S=(S1+S2)/2 式中，m1、m2分別為一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)。以上各式中未定系數(shù)均列于表4-1中。

表4-1 整流變壓器的計(jì)算系數(shù)（電感負(fù)載）

計(jì)算系數(shù) 單相全孔橋

三相可靠半波

三相全控橋

三相半控橋

A=Udo/U2 B=Ud/Udo K2=I2/In K1=I1/In 0.9 cosα1 1

min

1.17 cosα

min

2.34 cosα

min

2.34(1+cosα

min)/2

0.577 0.472

0.816 0.816

0.816 0.816

（二）、整流元件的計(jì)算與選擇

正確選擇晶閘管和整流管，能夠使晶閘管裝置在保護(hù)可靠運(yùn)行的前提下降低

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

成本。選擇整流元件主要是合理選擇它的額定電壓Ukn和額定電流（通過(guò)平均電流）IT,它們與整流電路形式、負(fù)載性質(zhì)、整流電壓及整流電流平均值、控制角α的大小等因素有關(guān)。一般按α=0計(jì)算，且同一裝置中的晶閘管和整流管的額定參數(shù)算法相同。

（1）、整流元件的額定電壓Ukn 整流元件的額定電壓Ukn與元件實(shí)際承受的最大峰值電壓Um有關(guān)，即

Ukn=（2～3）Um

（2）、整流元件的額定電流IT 整流元件的額定電流IT與最大負(fù)載電流Im有關(guān)，即

IT=(1.5～2.0)KfbIm

式中，Kfb為計(jì)算系數(shù)，參見表4-2；1.5～2.0為安全系數(shù)

表4-2 整流變壓器的計(jì)算系數(shù)（電感負(fù)載）計(jì)算系數(shù) 負(fù)載形式 單相橋式 三相半波 三相半控橋 Kfb 電阻負(fù)載 0.5 0.374 0.368 Kfb 電感負(fù)載 0.45 0.367 0.367

（三）、電抗器的計(jì)算與選擇

為了提高晶閘管裝置對(duì)負(fù)載供電的性能及運(yùn)行的安全可靠性，通過(guò)需要在直流側(cè)串聯(lián)常有空氣隙的貼心電抗器，其主要參數(shù)為額定電流In和電感量IK.（1）、實(shí)際應(yīng)串入的平波電抗器LK（mH）

LK=max(Lm,L1)-La-2LB 式中max取其中的最大值。

（四）、保護(hù)元件的計(jì)算與選擇

（1）、交流側(cè)阻容過(guò)壓保護(hù)

① 交流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電容（單位為uF）的計(jì)算公式

C≥2i0%S//U22

式中 S————整流變壓器的平均計(jì)算容量，V2A；

i0%—————變壓器勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù)，對(duì)于10～560kV2A的三相變壓

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

器，一般去i0%=4～10.電容C（單位為uF）的交流耐壓應(yīng)大于或等于1.5Uc,Uc是阻容兩端正常工作的交流電壓有效值。

② 交流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電阻的計(jì)算公式

R≥(6.9 U22/S)√￣(uk%/ i0%)式中，uk%為變壓器的短路比，對(duì)于10～1000kV2A的變壓器，對(duì)應(yīng)uk%=5～10。

電阻功率P可在下式范圍內(nèi)選取

（2～3）（2πf）2K1(CR)CU22＜PR＜（1～2）[（2πf）2K1(CR)+K2]CU22 式中 R、C——為上述范圍內(nèi)阻容計(jì)算值；

f、U——電源頻率（Hz）和變壓器二次側(cè)相電壓（V）； 2～3和1～2——安全系數(shù)；

K1——計(jì)算系數(shù)，對(duì)于單相K1=1；對(duì)于三相K1=3；

K2——計(jì)算系數(shù)，對(duì)于單相K2=200；對(duì)于三相半波：阻容△接法K2=450；阻容Y接法K2=150；對(duì)于三相橋式：阻容△接法K2=900；阻容Y接法K2=300。

當(dāng)CR＜0.2ms時(shí)，所選PR值接近于上式只右方； 當(dāng)CR＞5ms時(shí)，所選PR值應(yīng)接近于上式之左方。

③ 不同接法下阻容的實(shí)際取值：見表4-3.表中C和R為前述計(jì)算值。

表4-3 變壓器和阻容不同接法時(shí)電阻和電容的取值

三相二次側(cè)Y三相二次側(cè)△變壓器接法 單相

接 接

阻容裝置接法 與變壓器二次側(cè)并聯(lián) Y接 △接 Y接 △接

電容 C C C/3 3C C 電阻 R R 3R R/3 R（2）、交流側(cè)壓敏電阻過(guò)壓保護(hù)

① 電路用一只壓敏電阻；三相電路用三只壓敏電阻，可接成Y形或△形。壓敏電阻的額定電阻U1mA

U1mA≥€Um/0.8～0.9 式中 Um————壓敏電阻承受的額定電壓峰值，V；

€ ————電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，取1.05～1.10； 0.8～.9————系數(shù)

② 壓敏電阻的通流容量Iy

Iy≥（20～0）I2

③敏電阻的殘壓（即限壓值）Uy

Uy≥KyU1Ma 式中，為殘壓比，當(dāng)Iy≤100A時(shí)，Ky=1.8～；當(dāng)Iy≥3kA時(shí)，Ky≤3。壓敏電阻的殘壓必須小于整流元件的耐壓值。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

（3）、晶閘管元件過(guò)壓保護(hù)

① 限制關(guān)斷過(guò)電壓的阻容RC的經(jīng)驗(yàn)公式

C=(2～4)IT310

R=10～30 PR=0.45Um/R 式中，C的單位為uF；R的單位為Ω；PR的單位為W。

電容C的交流耐壓大于或等于1.5倍的元件承受的最大電壓Um。（4）、晶閘管裝置的過(guò)流保護(hù)

① 直流側(cè)快速熔斷器

熔體額定電流 IkRz≤1.5In ② 交流側(cè)快速熔斷器

熔體額定電流 IkRj≤1.5I2 ③ 晶閘管元件串聯(lián)快速熔斷器

熔體額定電流 Ik≤IkR≤1.57IT 式中IK為晶閘管元件的實(shí)際工作電流，單位為A ④ 總電源快速熔斷器

熔體額定電流 IkRD≤1.5I1

所有快速熔斷器的額定電流均大于熔體額定電流；快速熔斷器的額定電壓均應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。

（五）、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖

2-3

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

圖 4-1

晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇 9

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理

圖5-1晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

晶閘管直流調(diào)速裝置的主電路采用三相橋式全控整流電路。三相整流變壓器(TR)、三相同步變壓器(TR)、控制系統(tǒng)主要由給定積分器(GJ)、速度調(diào)節(jié)器(ASR)、電流調(diào)節(jié)器(ACR)、觸發(fā)輸入及保護(hù)單元(CSR)、觸發(fā)器(CF)、速度變換器(SB)、電流變換器(LB)等組成。速度調(diào)速器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的電流給定電壓，電流調(diào)節(jié)器的輸出作為觸發(fā)裝置的移相控制電壓，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器。

主電路采用三相橋式全控整流電路，如圖3－8所示。交流進(jìn)線電源通過(guò)三相整流變壓器或者交流進(jìn)線電抗器接至380 V交流電源。

(1)為了消除高次諧波的影響，整流變壓器采用△／Y接法。

(2)主電路設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。交直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)采用阻容過(guò)電壓吸收器和氧化鋅壓敏電阻。晶閘管元件換相過(guò)電壓保護(hù)采用阻容過(guò)電壓吸收器。過(guò)電流保護(hù)有快速熔斷

器、電子過(guò)電流保護(hù)以及過(guò)電流繼電器。電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)(壓敏電阻)和失磁保護(hù)(欠電流繼電器)。

(3)為了使電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)并減小電流脈動(dòng)以改善電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和換向，在直流側(cè)接有濾波電抗器L。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設(shè)計(jì)及分析

給定積分器的作用是把階躍或快速給定的輸入電壓變換成具有一定斜率以時(shí)間為函數(shù)的線性電壓輸出，它的輸出代表電動(dòng)機(jī)的給定速度，該輸出量作為速度調(diào)節(jié)器(ASR)的給定信號(hào)。給定積分器電路如圖3—9所示。由圖可知給定積分器主要由三個(gè)集成放大器A1，A2，A3組成的電平檢測(cè)器(比較器)、積分器和倒相器

圖5-2 給定積分器電路圖

組成。A1組成的電平檢測(cè)器(比較器)接受輸入給定信號(hào)量并與A3倒相器輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行比較。A2組成的積分器，其積分時(shí)間常數(shù)取決于電阻R 13和R 14并聯(lián)值與電容C1的乘積，積分器將輸入電壓信號(hào)變換為以時(shí)間為函數(shù)的線性電壓。A3為倒相器，將A2的輸出信號(hào)反相。A3的輸出信號(hào)還通過(guò)電阻R8負(fù)反饋至A1輸入端，當(dāng)R8=R3=30 kΩ時(shí)，使A2和A3的輸出穩(wěn)態(tài)絕對(duì)值與Al輸人給定電壓相等。輸入電壓與A2輸出電壓(即○12端輸出電壓)同相，而與A3輸出電壓(○16端輸出電壓)反相。

積分器輸出電壓斜率

du?U1?

dtRC1式中U1－A1電平檢測(cè)器輸出電壓限幅值；

?－電位器RP5與電阻R10串聯(lián)后輸出的分壓系數(shù)；

R－R13與R14并聯(lián)后的阻值。

可見，調(diào)整?，U1，R13，R14，C1便可調(diào)整輸出電壓斜率。A1比較器的

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

正向負(fù)向輸出電壓限幅采用三極管反饋限幅方式。調(diào)整電位器RP3，RP4可分別調(diào)整A1比較器輸出電壓的正向和負(fù)向輸出電壓的限幅值U1。調(diào)整電阻R13，R14，C1可粗調(diào)積分時(shí)間常數(shù)。調(diào)整電位器RP5阻值可調(diào)移相觸發(fā)角?。

（三）、速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)及電路設(shè)計(jì)及分析

圖5-3速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)電路圖

速度調(diào)節(jié)器單元的電路如圖3—10所示。速度調(diào)節(jié)器單元包括由Al組成的電平檢測(cè)器(比較器)和集成放大器A2組成的速度調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分。電平檢測(cè)器(比較器)是由集成運(yùn)算放大器A1加正反饋(R 14)而形成。它具有繼電回環(huán)特性，有一定的回環(huán)寬度，用以鑒別有無(wú)速度給定。當(dāng)速度給定信號(hào)小于10．21V時(shí)，由于A1從電位器RP2獲得正向偏壓，所以A1輸出正向最大電壓，該輸出電壓通過(guò)二極管VDl加到A2速度調(diào)節(jié)器，使A2速度調(diào)節(jié)器迅速輸出負(fù)向限幅電壓，使電流調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)推β信號(hào)，使晶閘管變流器觸發(fā)脈沖處于βmin，使系統(tǒng)處于可靠的停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)○14(○16)端速度給定信號(hào)大于

∣0.2∣V時(shí)，A1電平檢測(cè)器(比較器)迅速翻轉(zhuǎn)，輸出為負(fù)，由于二極管VDl的阻擋作用，便不再有正向偏壓加至此速度調(diào)節(jié)器，解除封鎖使A2速度調(diào)節(jié)器迅速退出負(fù)向飽和，并開始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器輸出正向電壓限幅采用三極管反饋限幅方式，調(diào)節(jié)電位器RP3用來(lái)改變正向電壓限幅值。調(diào)節(jié)器輸出負(fù)向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式，負(fù)向電壓限幅值固定為－2 V。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

（四）、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設(shè)計(jì)及分析

電流調(diào)節(jié)器單元電路如圖3—11所示。電流調(diào)節(jié)器單元包括VDl～VD6所組成的電流檢測(cè)變換電路和集成放大器A組成的電流調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分。

圖5-4 電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)電路圖

二極管VDl～VD6三相整流橋接受來(lái)自二次側(cè)額定電流為0．1 A的電流互感器的信號(hào)，并變換成直流電壓，作為電流負(fù)反饋電壓輸出，電流負(fù)反饋電壓的大小可調(diào)節(jié)電位器RPl。電流調(diào)節(jié)器由⑤端接入速度調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，其輸出端接觸發(fā)輸入單元。電流調(diào)節(jié)器輸出正向、負(fù)向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式。

（五）、速度變換器（SB）及電路設(shè)計(jì)及分析

速度變換器將直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電壓經(jīng)分壓后向速度調(diào)節(jié)器提供轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，同時(shí)還提供轉(zhuǎn)速指示儀表所需的信號(hào)、超速保護(hù)信號(hào)。速度變換器電路如圖3—12所示。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓從③和○11端輸入。輸入信號(hào)經(jīng)電阻R1～R4降壓后，從○12端(輸出I)和④端(輸出Ⅱ)分別可輸出相反極性的轉(zhuǎn)速反饋電壓，交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

該轉(zhuǎn)速反饋電壓的大小可分別調(diào)節(jié)電位器RPl，RP2，具體可根據(jù)控制系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)速反饋電壓極性進(jìn)行選擇。另外，經(jīng)二極管VDl～VD4整流后，從⑥端(輸出U)輸出恒正電壓，從⑤端(輸出Ⅵ)輸出恒負(fù)電壓。

超速保護(hù)電路是由集成放大器A組成的電平檢測(cè)器和小晶閘管VT組成帶有記憶功能的電平檢測(cè)器電路。轉(zhuǎn)速反饋電壓經(jīng)二極管VD11，VDl2整流變成正絕對(duì)值轉(zhuǎn)速反饋電壓，送電平檢測(cè)器輸入端，與偏置電壓進(jìn)行比較。正常時(shí)轉(zhuǎn)速反饋電壓小于電位器RP4

圖5-5 速度變換器（SB）電路圖

上的取出偏置值，比較器輸出負(fù)向電壓，小晶閘管VT關(guān)斷，輸出Ⅲ為“1”高電平。當(dāng)轉(zhuǎn)速反饋電壓大于電位器RP上的取出偏置值，則比較器輸出正向電壓，小晶閘管VT導(dǎo)通，輸出Ⅲ為低電平，并自保發(fā)出超速信號(hào)送電源及事故綜合單元。由于晶閘管VT一旦導(dǎo)通，即使觸發(fā)信號(hào)消失，它仍能保持導(dǎo)通狀態(tài)，起到事故記憶作用，因此在事故處理之后，需按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。

（六）、觸發(fā)輸入及保護(hù)單元及電路設(shè)計(jì)及分析

觸發(fā)輸入及保護(hù)單元電路如圖3—13所示。

本單元包括過(guò)電流保護(hù)和觸發(fā)輸入兩個(gè)部分。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1)過(guò)電流保護(hù)電路。過(guò)電流保護(hù)電路由晶體管V1和小晶閘管VT及有關(guān)電

20端輸入，它與從電位器RPl取出的阻、電容組成。過(guò)電流信號(hào)電壓(負(fù)值)Ufi從○偏置電壓Ul

進(jìn)行比較。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時(shí), 過(guò)電流反饋電壓Ufi?狀態(tài)，V1飽和導(dǎo)通，小晶閘管，VT處于阻斷狀態(tài)，通過(guò)電阻R10，為V2提供飽和基極電流使其飽和導(dǎo)通；當(dāng)系統(tǒng)過(guò)電流事故狀態(tài)時(shí)，過(guò)電流反饋電壓Ufi?R1?R2U1，VDl處于導(dǎo)通狀態(tài)，原R5R1?R2U1，VDl處于阻斷R5來(lái)通過(guò)R6注入Vl基極的電流轉(zhuǎn)移到VDl使Vl截止，正電源通過(guò)R7。VS1為晶閘管VT提供觸發(fā)電流，晶閘管VT導(dǎo)通，由于R10，R11的分壓作用使V2截止，正電源過(guò)R12、R13、VD5給觸發(fā)輸入電路輸入一個(gè)推β信號(hào)，將觸發(fā)脈沖推至最小逆變角βmin并保持，使晶閘管裝置處于最大逆變電壓下工作，迫使主電路電流下降以免事故擴(kuò)大。由于晶閘管VT一旦導(dǎo)通，即使觸發(fā)信號(hào)消失，它仍能保持導(dǎo)通狀態(tài)并起到事故記憶作用，因此在事故處理后需按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。使晶閘管VT關(guān)斷，解除記憶。調(diào)整RP1可調(diào)整過(guò)電流動(dòng)作整定值。

2)觸發(fā)輸入電路。觸發(fā)輸入電路用于電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)脈沖電路之間作電

圖3－14 觸發(fā)輸入電路輸入與輸出關(guān)系

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

位配合用，它將來(lái)自電流調(diào)節(jié)器輸出的正負(fù)信號(hào)電壓變換為正輸出信號(hào)電壓。以適應(yīng)觸發(fā)電路的移

相信號(hào)電壓的要求。3號(hào)端的輸入電壓接電流調(diào)節(jié)器輸出電壓UK，13號(hào)端輸出電壓接觸發(fā)電路移相控制電壓UC端。本電路穩(wěn)態(tài)時(shí)輸入與輸出關(guān)系如圖3—14所示。

從電流調(diào)節(jié)器來(lái)的輸出電壓UK由3號(hào)端輸入，它與電位器RP2上取得的電壓U2進(jìn)行疊加，在V3的基極A點(diǎn)得到的電位為：

UA?R16UK?R15U2R15?R16

若R15=R16，則UA=(U2+UK)/2 ,當(dāng)UN?UA?ＵＭ時(shí)，V3，V4，V5工作在線性放大區(qū)，若忽略三極管射基極和二極管正向壓降，可得：

U13?U5b?U3b?(U2?UK)/2

由上式可知。當(dāng)③端輸入電壓UK=0，調(diào)節(jié)電位器RP2上的偏移電壓U2．可改變觸發(fā)輸入單元輸出電壓U13，即可改變系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖的初始相位角，使其處于90°值或所需值，具體可根據(jù)系統(tǒng)的控制要求而定。

本電路設(shè)有U13min(?min)和U13max(?min)限制。

當(dāng)③端輸入控制電壓UK負(fù)向增大時(shí)，V3飽和導(dǎo)通，VD 8截止，正電壓通過(guò)R18為V4的基極提供飽和基極電流，V4飽和導(dǎo)通，Uce≈0，U4c=UN==UA，所以U13=UA= UN。因此即使輸入電壓UK負(fù)向電壓繼續(xù)增加，U13端輸出電壓不變，U13min=U4c，輸出電壓U13min對(duì)應(yīng)于觸發(fā)電路控制角?min。調(diào)電位器RP3，可調(diào)U13min的值。

當(dāng)③端輸入電壓UK正向電壓增加時(shí)，UA，U4c亦隨之上升，當(dāng)UA，U4c>UM時(shí)，VD9導(dǎo)通，U13max，即使U3(正向電壓)繼續(xù)增大，使UA隨之上升。而U13卻保持UM不變，即U13=UM。輸出電壓U13max對(duì)應(yīng)于觸發(fā)電路控制?min。調(diào)整電位器RP4，可改變U13的值,即?min的角度。

3）觸發(fā)脈沖單元。觸發(fā)脈沖單元采用串聯(lián)控制的鋸齒波同步觸發(fā)電路。該觸發(fā)電路由同步、鋸齒波形成與移相、脈沖形成與整形、雙脈沖形成和放大等環(huán)節(jié)組成。參見電力電子技術(shù)教材相關(guān)章節(jié)。

4）電源及故障綜合單元(G2)電源及故障綜合單元用以供給觸發(fā)裝置+24 v電源及綜合±15 V低電壓、過(guò)流超速等的故障信號(hào)。電源及故障綜合單元電路如圖3—15所示。

三相交流22 V電源經(jīng)VD01～VD06整流，電容C01，C02濾波輸出+24V，供觸發(fā)裝置。過(guò)電流、超速信號(hào)電壓經(jīng)④與⑤端輸入，正常時(shí)輸入均為“1”，三極管V2導(dǎo)通，繼電器K吸合。當(dāng)發(fā)生過(guò)電流或超速時(shí)，④端或⑤端出現(xiàn)“0”(小于l V)。光電二極管亮指示出事故種類，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號(hào)?！?5 V電源接②端和21端，交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

正常時(shí)V3導(dǎo)通，V3集電極電位小于零電位，不影響V1，V2狀態(tài)。當(dāng)±15 v電源中任

一個(gè)電壓過(guò)低時(shí)，V3關(guān)斷使V1導(dǎo)通，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號(hào)。

圖5-7 電源及故障綜合單元(G2)

（七）、直流調(diào)速系統(tǒng)整體分析

下面結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)對(duì)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)停車、正向起動(dòng)、減速各種運(yùn)行工作過(guò)程進(jìn)行分析。

(1)停車狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，開關(guān)S打開，給定電壓U*n=0，速度調(diào)節(jié)器單元中Al速度給定比較器輸出一個(gè)大于+8 V的推β信號(hào)電壓，使速度調(diào)節(jié)器輸出電壓為負(fù)向限幅值－U*im，電流調(diào)節(jié)器輸出電壓為正向限幅值Ucm，通過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR、觸發(fā)器CF，使晶閘管變流器控制角處于最小逆變角?min，電動(dòng)機(jī)處于停車狀態(tài)。

(2)電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)開關(guān)S閉合，給出負(fù)的正向速度給定電壓(U*n?0)，當(dāng)速度給定電壓U*n>∣0．2 ∣V時(shí)A1速度給定比較器迅速翻轉(zhuǎn)，輸出為負(fù)電壓，使速度調(diào)節(jié)器迅速退出負(fù)限幅值－U*im并開始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行P，I調(diào)節(jié)。經(jīng)積分給定器使給出負(fù)的給定電壓變成線性變化的負(fù)的給定電壓U*n。速度調(diào)節(jié)器的輸入偏差

△Un=U*n－Un其極性為負(fù)。由于轉(zhuǎn)速反饋電壓Un受機(jī)械慣性影響，增加較慢，所以速度調(diào)節(jié)器的輸出U*i為正的限幅值。該輸出電壓U*i是電流調(diào)節(jié)器的電流給定電壓，電流調(diào)節(jié)器輸入電壓△Ui=U*i－Ui，極性為正，因而電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為負(fù)。經(jīng)過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?min向前移動(dòng)，使?<90°，晶閘管變流器工作于整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)。以后起動(dòng)過(guò)程和前面所述的速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程一樣，不再重復(fù)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，速度反饋電壓Un等于速度給定電壓U*n，速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓U*i與負(fù)載電流反饋電壓Ui相等。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

(3)減速(或停車)。正向減速時(shí)速度給定值減小，極性不變?nèi)詾樨?fù)給定電壓，而電

動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)不及改變，所以速度調(diào)節(jié)器的輸入端偏差△Un=U*n－Un為正，速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出U*i為負(fù)的限幅值，使電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為正，經(jīng)過(guò)觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?<90°，迅速后移至?min，主回路電流經(jīng)本橋逆變后很快衰減到零。對(duì)于不可逆系統(tǒng)由于晶閘管變流器只能提供一個(gè)方向的電流，電動(dòng)機(jī)只在負(fù)載阻力矩作用下減速，直至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至接近新的給定值時(shí)。由于速度微分反饋的提前作用，使速度給定值U*n重新大于速度反饋值Un，速度調(diào)節(jié)器輸出開始退出負(fù)的限幅值，電流調(diào)節(jié)器輸出從正的最大值向負(fù)電壓變化，觸發(fā)器CF的觸發(fā)脈沖從?min開始前移，電流環(huán)和速度環(huán)相繼投入閉環(huán)工作，晶閘管變流器控制角?<90°，工作在整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)在新的給定值下運(yùn)行。

當(dāng)正向停車時(shí)速度給定電壓U*n=0(<∣0.2∣V時(shí))，速度調(diào)節(jié)器單元中A1速度給定比較器輸出一個(gè)大于+8 V的推β信號(hào)電壓，使速度調(diào)節(jié)器輸出為負(fù)向限幅值－U*im，電流調(diào)節(jié)器輸出為正向限幅值+Ucm，使晶閘管變流器控制角迅速后移到?min，電動(dòng)機(jī)在阻力矩作用下減速至停車。

六、晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試

（一）、線路原理

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速分別由兩個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要參量是轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速作為主環(huán)放在外面，而電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣就可抑制電網(wǎng)電壓擾動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響。

系統(tǒng)工作時(shí)，應(yīng)首先給電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁電壓，改變給定電壓U*n，即可方便地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。ASR、ACR均設(shè)有限幅電路，速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出U*i作為電流調(diào)節(jié)器ACR的給定，利用ASR的限幅達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的，ACR的輸出作為移相觸發(fā)器的控制電壓Uc，利用ACR的限幅達(dá)到限制αmin的目的。

當(dāng)加入給定電壓U*n起動(dòng)時(shí)，ASR飽和輸出，使電動(dòng)機(jī)以限定的最大起動(dòng)電流加速起動(dòng)。直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速(即U*n=Un)并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運(yùn)行在略低于給定轉(zhuǎn)速的相應(yīng)數(shù)值上。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

圖6-1 晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路原理框圖

（二）、調(diào)試內(nèi)容及步驟

1．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試的基本原則‘

(1)先部件，后系統(tǒng)。即先將各環(huán)節(jié)的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。

(2)先開環(huán)，后閉環(huán)。即先使系統(tǒng)能正常開環(huán)運(yùn)行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時(shí)組成閉環(huán)系統(tǒng)。

(3)先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即閉環(huán)調(diào)試時(shí)，先調(diào)電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。2．單元部件參數(shù)整定和調(diào)試

(1）晶閘管觸發(fā)整流電路的檢查和調(diào)整：用雙蹤示波器觀察六個(gè)觸發(fā)單元的鋸齒波，要求波形正常、對(duì)稱，觸發(fā)用雙脈沖相位差應(yīng)接近60°，利用總偏電位器調(diào)節(jié)偏置電壓，使控制電壓Uc=0時(shí)，觸發(fā)角α=90°

(2).ASR輸出限幅值整定：ASR按比例積分調(diào)節(jié)器接線，將Un*接到ASR的輸當(dāng)輸入U(xiǎn)n*為正而且增加時(shí)，調(diào)節(jié)ASR負(fù)限幅電位器，使ASR輸出為限幅值Uim，其值一般取為-6～-8V。

ACR輸出限幅值整定：整定ACR限幅值需要考慮負(fù)載的情況，留有一定整流電壓的余量。ACR按比例積分調(diào)節(jié)器接線，將U*n接到ACR的輸入端，用ACR的輸出Uc去控制觸發(fā)移相GT，當(dāng)輸入U(xiǎn)*n為負(fù)且增加時(shí)，通過(guò)示波器觀察到觸發(fā)移相角?移至?min為15°～30°的電壓即為ACR限幅值Ucm，可通過(guò)ACR正限幅電位器鎖定。

3． 電流環(huán)調(diào)試(電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁并堵轉(zhuǎn))

(1)電流反饋極性的測(cè)定及過(guò)電流保護(hù)環(huán)節(jié)整定。

整定時(shí)ASR、ACR均不接入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。直接用給定電壓U*n作為Uc接到移相觸發(fā)器GT 以調(diào)節(jié)控制角?，此時(shí)應(yīng)將電動(dòng)機(jī)主回路中串聯(lián)的變阻器RM放在最大值處，以限制電樞電流。緩慢增加U*n，使?≥30°，然后逐步減小主回路中串聯(lián)的變阻器RM的阻值，直至電流Id=(1.1～1.2)IN，再調(diào)整電流變送器FBC 中的電流反饋電位器，使電流反饋電壓Ui近似等于已經(jīng)整定好的ASR輸出限幅值Uim，并由此判斷Ui的極性。繼續(xù)減

(3)

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

小主回路中串聯(lián)變阻器RM的阻值，使電流Id=1.5IN，調(diào)整FBC中的過(guò)電流保護(hù)電位器，使過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作，并加以鎖定。

(2)系統(tǒng)限流性能的檢查和電流反饋系數(shù)β的測(cè)定。

將電流調(diào)節(jié)器ACR接成PI調(diào)節(jié)器，其參數(shù)參考值為Ri=20～40k?，Ci=0.47～4.7μF，然后接入控制回路。將電流負(fù)反饋信號(hào)Ui接入ACR組成電流閉環(huán)。通過(guò)給定器G直接給ACR加上給定電壓，并使U*n=Uim。觀察主回路電流是否Id≤(1．1～1．2)IN，若出現(xiàn)Id>(1．1～1．2)IN，則說(shuō)明原先整定的電流反饋電壓Ui偏小。導(dǎo)致Ui偏小的原因是ACR給定回路及反饋回路的輸入電阻有差值。必須重新調(diào)整電流變送器FBC中的電流反饋電位器，使Ui增加，直至滿足要求為止。若當(dāng)Un=U*im時(shí)，主回路電流Id≤(1．1～1．2)IN，則可繼續(xù)減小串聯(lián)變阻器RM的阻值，直至全部切除，Id應(yīng)增加有限，小于過(guò)流保護(hù)值，這說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)具有限流保護(hù)效果。在此基礎(chǔ)上測(cè)定U i值，并計(jì)算出電流反饋系數(shù)β。

(3)電流環(huán)動(dòng)態(tài)特性的調(diào)試。

在電流環(huán)的給定電壓Ui=(50％～70％)U*im情況下，改變主回路串聯(lián)變阻器RM的阻值，使Id=(50％～70％)IN，然后突減或突加給定電壓U*n，觀察并用慢掃示波器記錄電流波形Id= f(t)。在下列情況下再突加給定，觀察電流波形，研究給定值和調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)特性的影響。

①減小電流給定值；

②改變ACR反饋回路電容；

③改變ACR的比例放大系數(shù)((調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù)不變)。

4． 速度環(huán)調(diào)試(電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁)。

（1）ACR接成PI調(diào)節(jié)器并接入系統(tǒng)，ASR按P調(diào)節(jié)器接入，速度反饋開環(huán)，U*n作為ACR 輸入給定，逐漸加正給定U*n，當(dāng)轉(zhuǎn)速n＝nN時(shí)，調(diào)FBS上的速度反饋電位器，使速度反饋電壓Un為最大。

（2）速度反饋極性判斷。加U*n使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后接入速度反饋，使系統(tǒng)雙閉環(huán)。如轉(zhuǎn)速升高則極性有誤，如果轉(zhuǎn)速下降則極性正確。按負(fù)反饋要求將速度反饋信號(hào)Un接入ASR的輸入端。

5．系統(tǒng)特性測(cè)試

將ASR、ACR均以PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，負(fù)載電阻Rfz起始置于最大，開關(guān)SL合上。

（1）系統(tǒng)靜態(tài)特性測(cè)試。（2）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的觀察

用雙蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)態(tài)波形。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下(速度調(diào)節(jié)器的增益、速度調(diào)節(jié)器的積分電容、電流調(diào)節(jié)器的增益、電流調(diào)節(jié)器的積分電容、速度反饋的濾波電容、電流反饋的濾波電容)，用記憶示波器觀察、記錄下列動(dòng)態(tài)波形。

①突加給定電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。②突減給定電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。

③突加負(fù)載(即空載時(shí)閉合SL加額定負(fù)載)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。④突減負(fù)載(即突然打開SL)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。

改變下列參數(shù)，重做上述實(shí)驗(yàn)：

①改變給定電壓大小。

②改變ASR反饋回路電容值。

③改變ASR比例放大倍數(shù)(積分時(shí)間常數(shù)盡量不變)。

由此可分析給定值和調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)性能的影響，確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)選擇和

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。

（三）、系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng)

1．雙蹤示波器兩個(gè)探頭的地線是通過(guò)示波器外殼短接的，故在使用時(shí)必須使兩個(gè)探頭的地線同電位(只用一根地線即可)，以免造成短路事故。

2．系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，不能采用突加給定電壓的方法起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，必須逐漸增加給定電壓，以免產(chǎn)生過(guò)大的電流沖擊。

3．調(diào)試電流環(huán)時(shí)，不要讓電動(dòng)機(jī)在大電流下堵轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)，以免電動(dòng)機(jī)因過(guò)度發(fā)熱而損壞。

第四篇：plc編程學(xué)習(xí)總結(jié)

1：PLC編程語(yǔ)言有5種，即順序功能圖（SFC），梯形圖（STL），功能塊圖，指令表，和結(jié)構(gòu)文本。其中順序功能圖（SFC）是最容易理解的，按照時(shí)間的先后順序執(zhí)行。然后轉(zhuǎn)換成梯形圖，因?yàn)樘菪螆D是PLC普遍采用的編程語(yǔ)言。不過(guò)SFC轉(zhuǎn)換梯形圖是很簡(jiǎn)單的。

2：就好比是開關(guān)在合上時(shí)兩觸點(diǎn)接觸的一瞬間繼電器就有動(dòng)作了，這叫上升沿。

下降沿就好比開關(guān)兩觸點(diǎn)始終保持接觸時(shí)，繼電器沒有動(dòng)作，只有開關(guān)兩點(diǎn)斷開時(shí)的瞬間繼電器才動(dòng)作。

第五篇：PLC編程經(jīng)驗(yàn)詳談

PLC編程經(jīng)驗(yàn)詳談

(晴天)2009-3-17 13:31:00

------------------

PLC程序調(diào)試步驟

人的腦力是有限的,并且記事情也有時(shí)間性。過(guò)了N天就會(huì)忘記每次修改的原因,為什么要加這條指令，為什么要?jiǎng)h除這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，讓自己以后看自己以前編寫的程序時(shí)都會(huì)很困惑。做到以下步驟，對(duì)所有程序理解與修改會(huì)有很大幫助的。

1、把原有程序另存一個(gè), 在另存的程序上作修改。文件命名一個(gè)主要的程序名稱，標(biāo)注第幾次修改，并加上修改的日期，最好是在文件名外加上簡(jiǎn)要的修改標(biāo)題。例如: 《 捆扎程序5（06.10.23翻板步進(jìn)電機(jī)加條件)》

2、用.doc文件記錄修改的年月日。

3、在日期下面記錄修改程序的步驟，增加或是刪除了哪些指令等。并在程序的編輯條注釋中做記錄，以備下次修改。

4、在.doc文件中詳細(xì)記錄修改程序的原因，所出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是什么，故障是如何排除的。

5、在.doc文件中標(biāo)注修改后所現(xiàn)用的程序全名，包括日期與簡(jiǎn)要的修改標(biāo)題。

6、把過(guò)時(shí)與現(xiàn)用的程序用，過(guò)時(shí)文件夾與現(xiàn)用文件夾分開整理，按日期排列。

這樣每次所作的修改就有了詳細(xì)的檔案,便于以后的程序修改?，F(xiàn)用的程序是標(biāo)有最近日期的程序。

這樣的工作步驟同時(shí)也適用于電氣圖紙的修改

PLC編程經(jīng)驗(yàn)

弄通有關(guān)PLC程序設(shè)計(jì)理論是重要的。沒有這方面的理論準(zhǔn)備或指導(dǎo)，僅靠在實(shí)踐中摸索，簡(jiǎn)單的問題還好辦。復(fù)雜的就不好辦了。不僅無(wú)從下手，而且花了很多時(shí)間與精力，也難編出效率較高、質(zhì)量也較高的程序，常常是事倍功半。

但是，編程的具體實(shí)踐，以及在這個(gè)實(shí)踐中得來(lái)的知識(shí)或技能，即經(jīng)驗(yàn)，也是重要的。沒有經(jīng)驗(yàn)，僅有理論，既無(wú)法深刻理解理論，又無(wú)法靈活應(yīng)用理論。這正如學(xué)數(shù)學(xué)，如僅了解一些定理或記住一些公式，沒有作相應(yīng)的練習(xí)，肯定是學(xué)不好的。更不用說(shuō)，任何理論也都只是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，歸根到底也都有是來(lái)自實(shí)踐。

1、經(jīng)驗(yàn)積累

經(jīng)驗(yàn)有別人的，也有自己的，都很重要。前者要靠細(xì)心學(xué)習(xí)，后者要靠用心積累，都要在一定的時(shí)間與必要的精力。

別人的經(jīng)驗(yàn)有上了書的或登載在雜志上的。有的是細(xì)心學(xué)習(xí)別人的，但多數(shù)是我自己的經(jīng)驗(yàn)。所有的例子都經(jīng)我測(cè)試過(guò)，都經(jīng)實(shí)踐證明是可行的。我想，別的書本或雜志上介紹的也會(huì)是這樣的。所以學(xué)習(xí)這樣楊功的經(jīng)驗(yàn)是必要的。

還有就是你同事的經(jīng)驗(yàn)，也是值得學(xué)習(xí)。這種經(jīng)驗(yàn)離你很“近”，很易借鑒。

自己的經(jīng)驗(yàn)則是最重要的。要在自己的實(shí)踐中，積累自己的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，最好在學(xué)別人的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也能親自作些測(cè)試，能使自己也有類似的經(jīng)歷，進(jìn)而把這些經(jīng)驗(yàn)變成自己的。這也是自己經(jīng)驗(yàn)的重要積累。

還有一些失敗的經(jīng)驗(yàn)，這往往是不會(huì)公開的，但這些經(jīng)驗(yàn)也要學(xué)習(xí)，也要積累。

經(jīng)驗(yàn)的積累要用自己的腦記，更要用電腦記。最好作些分類，建立一個(gè)自用的程序庫(kù)，以便于隨時(shí)引用。

2、經(jīng)驗(yàn)升華

經(jīng)驗(yàn)還有待升華。升華有三個(gè)層次：

最低的層次就是建立一個(gè)典型的程序庫(kù)，供今后再用。若程序復(fù)雜，還可建一些功能塊，或子程序，以便以后引用。

其次，要總結(jié)出有效算法。如單按鈕起停程序庫(kù)等。

最高層次的升華是把經(jīng)驗(yàn)上升到理論的高度，為豐富PLC程序設(shè)計(jì)理論作貢獻(xiàn)。我想，隨著PLC使用的普及與提高，是會(huì)有越來(lái)越多從經(jīng)驗(yàn)中升華出來(lái)的，而又能用以指導(dǎo)實(shí)踐的PLC編程理論的。

3、經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用

經(jīng)驗(yàn)積累、經(jīng)驗(yàn)升華都是為了應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用有三方面：

1)用作工程設(shè)計(jì)模板。設(shè)計(jì)新系統(tǒng)時(shí)，選用一個(gè)或幾個(gè)與現(xiàn)設(shè)計(jì)工程類似的，已取得成功的工程，作樣板進(jìn)行設(shè)計(jì)。這既可減輕設(shè)計(jì)的工作量，又增加設(shè)計(jì)的成功率。這也是信息可重用的一大好處。

2)用作程序設(shè)計(jì)參考。在無(wú)成功的工程可作樣板時(shí)，在新設(shè)計(jì)的邏輯中，仍有相當(dāng)一部分控制邏輯，可采用或借用已有典型邏輯，這也可減少設(shè)計(jì)的工作量，增加設(shè)計(jì)的成功率。

3)用作算法設(shè)計(jì)參考。在既無(wú)樣板可參照，又無(wú)典型可采用時(shí)，還可運(yùn)用過(guò)去的一些成功的算法。

經(jīng)驗(yàn)是寶貴的，但是經(jīng)驗(yàn)特別是個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，總是有限的。所以，經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用也還要與編程理論相結(jié)合PLC現(xiàn)場(chǎng)工程師工作指南

一、出發(fā)前的準(zhǔn)備

從事PLC的技術(shù)支持的人，如果是要到現(xiàn)場(chǎng)開始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，無(wú)論是對(duì)OEM客戶，還是對(duì)一個(gè)過(guò)程控制的系統(tǒng)集成，都要在事先做好一些準(zhǔn)備工作。就像一個(gè)“驢友”出行前，要更換自己的服裝尤其是鞋子，帶好水、食品，還要準(zhǔn)備在野外的一些防身用品，如果是過(guò)夜的話，還要有帳篷、手電筒等一樣，作為一個(gè)職業(yè)的PLC技術(shù)支持工程師，也有不少的東西是要準(zhǔn)備的。

首先要安排自己的行程計(jì)劃和衣食住行。如果是需要住宿的話，那么如何定機(jī)票、酒店（旅館、招待所），這里就不多說(shuō)了。如果時(shí)間很長(zhǎng)（如超過(guò)一個(gè)月），為了省錢，就要考慮在當(dāng)?shù)刈夥孔恿?，尤其是出發(fā)的是一個(gè)小組，而不是一個(gè)人的時(shí)候。衣食住行，這些問題與普通的旅行是一樣的，雖然這些問題對(duì)你完成任務(wù)的影響力并不亞于你的專業(yè)水平。想

象一下，你到了現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)槭澄镏卸緦?dǎo)致一個(gè)星期拉痢疾的情況會(huì)對(duì)工作造成什么樣的影響，就知道該準(zhǔn)備那些東西了。通常，有經(jīng)驗(yàn)的自動(dòng)化公司的行政部門會(huì)為工程師考慮好這些情況，但是，作為工程師自己一定要進(jìn)行確認(rèn)，看看是否所有的事情都已經(jīng)安排好了。

安頓好了衣食住行的后，要準(zhǔn)備自己的工具。作為PLC的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工程師，并不需要很多的調(diào)試工具。但是，一個(gè)螺絲刀、一臺(tái)萬(wàn)用表，還是必備的。另外，如果要與現(xiàn)場(chǎng)的儀表傳感器進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時(shí)候，還要有一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)儀表的信號(hào)，以確定當(dāng)發(fā)生問題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)是完好的。還有，一臺(tái)結(jié)實(shí)的手提電腦，是你編程和調(diào)試的必需的工具。雖然這些工具你可以要求用戶準(zhǔn)備好，但是，作為一個(gè)職業(yè)的PLC工程師，如果連這幾樣工具都沒有，會(huì)被用戶懷疑你的職業(yè)水平的。其它的一些儀器儀表，如果需要的話，你可以向公司或者客戶提出來(lái)，讓他們提前準(zhǔn)備，比如，示波器、穩(wěn)壓電源等等。畢竟這些不那么通用的儀器，通常是不可能隨身攜帶或備用的。

有一些常被忽視的小東西，你準(zhǔn)備了之后一定有用的。如，電氣膠帶、熱縮套管、打火機(jī)（你吸煙的話自然會(huì)有，沒有別人也會(huì)有），束線帶、還有，如果現(xiàn)場(chǎng)接線已經(jīng)完成了，要準(zhǔn)備好一些與信號(hào)線相同的電纜，和一些固定基座的螺絲。你可能懷疑要這些做什么用，相信我，帶上這些，雖然有些只值幾分錢，但到了現(xiàn)場(chǎng)后，可能會(huì)節(jié)約你一天甚至幾天的時(shí)間，尤其是你去的地方是在一個(gè)偏遠(yuǎn)的山區(qū)的時(shí)候。雖然在發(fā)貨的時(shí)候廠家都有螺絲釘，但是到了現(xiàn)場(chǎng)什么都有可能發(fā)生，如果螺絲釘不夠（而這是每次都必然發(fā)生的），會(huì)引起許多問題。

除了以上的東西，就是這次調(diào)試所要帶的備品備件了。雖然現(xiàn)場(chǎng)的貨物清單可能會(huì)已經(jīng)考慮了備品備件的問題，但為了應(yīng)付萬(wàn)一的情況，有些備件你最好還是自己要隨身攜帶。首先是PLC的基板（有的成為機(jī)架）、電源、CPU模塊，因?yàn)檫@些是一臺(tái)PLC能夠工作的基礎(chǔ)，如果現(xiàn)場(chǎng)只有一套系統(tǒng)，那么這些模塊就只有一個(gè)，假如沒有備分的話，一旦出現(xiàn)故障，你的所有的工作都必須停下來(lái)。因此最好帶上一套。

其它的I/O模塊和通訊模塊，如果現(xiàn)場(chǎng)只有一個(gè)的，你都要考慮在多帶一個(gè)。對(duì)于那些現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)有兩塊以上的模塊，你就不用考慮自己帶了。

二、設(shè)計(jì)交底工作

如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不是你自己做的，那么在出發(fā)前，就要與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行充分的溝通，對(duì)于不清楚和不明白的地方，一定要弄清楚，確保自己清晰地理解了要完成的工作目標(biāo)，和設(shè)計(jì)者的意圖。不要輕易否定設(shè)計(jì)者的方案，也不要輕易地說(shuō)別人那里設(shè)計(jì)得不行。

但是，因?yàn)槟闶菑氖卢F(xiàn)場(chǎng)的工程師，因此，也不必過(guò)于迷信設(shè)計(jì)者。你可以提出自己的建議。比如，PLC的機(jī)架和CPU模塊和I/O模塊的搭配原則，可能有時(shí)候，設(shè)計(jì)師不知道你所用的 PLC的機(jī)架有4槽、6槽和8槽，甚至12槽的，因此，也許全部都選了8槽的，而導(dǎo)致了幾個(gè)槽的空缺，你可以建議它修改為4槽或6槽的。

方案設(shè)計(jì)中，最容易出問題的地方是通訊，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試最麻煩的地方也是通訊，所以對(duì)于通訊的部分，你必須清晰了解系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，并且對(duì)需要進(jìn)行通訊的東西在出發(fā)前就要全部進(jìn)行一遍調(diào)試，而且要確認(rèn)其中的所有需要通訊的模塊是可以通訊的。比如，操作臺(tái)電腦、觸摸屏、PLC、變頻器、其它的PLC、一些智能儀表和儀器，如果這些東西需要通訊的話，你必須要確認(rèn)它們相互之間是可以通訊的，如果你不確認(rèn)的話，就要與廠家聯(lián)絡(luò)，并親自再試一次。如果PLC的節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，要考慮距離和廠家CPU的限制。

如果系統(tǒng)較大，遠(yuǎn)程單元、本地機(jī)架數(shù)量、每個(gè)機(jī)架的模塊數(shù)量的限制，并非出于系統(tǒng)功能和技術(shù)上的限制，而是由于使用規(guī)范性的限制。在系統(tǒng)硬件組態(tài)時(shí)，要考慮這些模塊的搭配作用。

對(duì)于電源模塊的配置,一個(gè)資深的工程師應(yīng)該能夠做出比較合理的搭配。例如，電源模塊通常有5A和10A的分別，如果模塊較少，可以選用功率小的電源模塊，如果模塊較多，則應(yīng)該選用大功率的電源模塊。而一般，如果現(xiàn)場(chǎng)儀表需要PLC也供應(yīng)24V直流電源而不是采用外部電源供電（如RTU）的情景，通常CPU所在的機(jī)架上選用大功率的電源比較合理。

此外，在I/O模塊的安裝時(shí)，根據(jù)不同的系統(tǒng)，通常同型號(hào)的模塊放置在一起。但是，如果對(duì)于輸出模塊與輸入模塊形成回路的，則可以將一個(gè)回路的參量所涉及的模塊放置在一個(gè)機(jī)架上（或一個(gè)CPU所控制的機(jī)架上）比較合理。有的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候不會(huì)考慮這一點(diǎn)，你可以調(diào)整過(guò)來(lái)。

在選型的時(shí)候，因?yàn)楦鞣NPLC都有大型、中型、小型的分別，這些分別主要是由CPU模塊的性能不同造成的。在實(shí)際上，并非一定大型的功能就是合適的。除了價(jià)格方面的考量之外，主要是，如果控制點(diǎn)數(shù)不多，小型的CPU模塊完全可以勝任，則小型的CPU反而比大型的CPU模塊工作還要可靠一些。因?yàn)?，小型的CPU所涉及的資源少，而大型CPU的資源多，在程序執(zhí)行中，為處理那些程序不需用到的資源時(shí)，也要分配時(shí)間去處理，這樣不僅造成資源的浪費(fèi)，可能在程序處理上不及小型CPU可以更單純和穩(wěn)定地工作。

在設(shè)計(jì)交底的過(guò)程中要指出的是，對(duì)于設(shè)計(jì)中的任何變更，你只能提建議，而不是擅自做修改。因?yàn)?，你的職?zé)是按照設(shè)計(jì)施工，而不是設(shè)計(jì)，因此，對(duì)于任何你發(fā)現(xiàn)的不合理的東西，你可以提出意見，但必須要等到設(shè)計(jì)變更確認(rèn)書下到你手里后，你才能按照變更后的設(shè)計(jì)工作，盡管這個(gè)變更可能是你的意見。還有，即使最初的設(shè)計(jì)也是你做的，你在變更后，也要通知客戶，并取得客戶的書面同意。

三、裝機(jī)步驟

到了現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行系統(tǒng)安裝前，需要考慮安裝環(huán)境是否滿足PLC的使用環(huán)境要求，這一點(diǎn)可以參考各類產(chǎn)品的使用手冊(cè)。但無(wú)論什么PLC，不都能裝設(shè)在下列場(chǎng)所：含有腐蝕性氣體之場(chǎng)所，陽(yáng)光直接照射到的地方，溫度上下值在短時(shí)間內(nèi)變化急遽的地方，油、水、化學(xué)物質(zhì)容易侵入的地方，有大量灰塵的地方，振動(dòng)大且會(huì)造成安裝件移位的地方。

如果必須要在上面的環(huán)境使用，則要為PLC制作合適的控制箱，采用規(guī)范和必要的防護(hù)措施。如果需要在野外極低溫度下使用，可以使用有加熱功能的控制箱。如何做這些防護(hù)箱或控制箱，各制造商和和資格的系統(tǒng)集成商將會(huì)為客戶提供相應(yīng)的供應(yīng)和設(shè)計(jì)。

在使用控制箱時(shí)，在控制箱內(nèi)OpenPLC安裝的位置要注意如下事項(xiàng)：控制箱內(nèi)空氣流通是否順暢(各裝置間須保持適當(dāng)?shù)木嚯x)，變壓器、馬達(dá)控制器、變頻器等是否與PLC保持適當(dāng)距離，動(dòng)力線與信號(hào)控制線是否分離配置，組件裝設(shè)之位置是否利于日后之檢修，是否需預(yù)留空間，供日后系統(tǒng)擴(kuò)充使用。

除了上述注意事項(xiàng)之外，還有其它注意事項(xiàng)要留意。

首先比較重要的是靜電的隔離。靜電是無(wú)形的殺手，但可能因?yàn)椴粫?huì)對(duì)人造成生命危險(xiǎn)，所以許多人常常忽視它。在中國(guó)的北方、干燥的場(chǎng)所，人體身上的靜電都是造成靜電損壞電子組件的因素。雖然你被靜電打到的話，只不過(guò)是輕微的酥麻，但這對(duì)PLC和其它任何電子器件就足以致命了。

要避免靜電的沖擊有下列三種方式：在進(jìn)行維修或更換組件時(shí)，請(qǐng)先碰觸接地的金屬，以去除身上的靜電；不要碰觸電路板上的接頭或是IC接腳；電子組件不使用時(shí)，請(qǐng)用有隔離靜電的包裝物，將組件放置在里面。想象PLC里的元器件是一個(gè)嬌嫩的嬰兒，而那些靜電會(huì)導(dǎo)致這個(gè)嬰兒死亡，你就會(huì)更容易以正確的態(tài)度對(duì)待這個(gè)問題了。

基座安裝(RACK)時(shí)，在決定控制箱內(nèi)各種控制組件及線槽位置后，要依照?qǐng)D紙所示尺寸，標(biāo)定孔位，鉆孔后將固定螺絲旋緊到基座牢固為止。在裝上電源供應(yīng)模塊前，必須同時(shí)注意電源線上的接地端有無(wú)與金屬機(jī)殼連結(jié)，若無(wú)則須接上。接地不好的話，會(huì)導(dǎo)致一系列的問題，靜電、浪涌、外干擾，等等。由于不接地，往往PLC也能夠工作，因此，不少經(jīng)驗(yàn)不足的工程師就誤以為接地不那么重要了。這就像登山的時(shí)候，沒有系上保護(hù)纜繩一樣，雖然你正常前進(jìn)的時(shí)候，保護(hù)纜繩沒有任何作用，但一旦你失足的時(shí)候，沒有那根繩子，你的生命就完結(jié)了。PLC的接地，就相當(dāng)于給PLC系上保護(hù)纜繩。

在I/O模塊安裝時(shí)，須注意如下事項(xiàng)：I/O模塊插入機(jī)架上的槽位前，要先確認(rèn)模塊是否為自己所預(yù)先設(shè)計(jì)的模塊；I/O模塊在插入機(jī)架上的導(dǎo)槽時(shí)，務(wù)必插到底，以確保各接觸點(diǎn)是緊密結(jié)合的；模塊固定螺絲務(wù)必鎖緊；接線端子排插入后，其上下螺絲必須旋緊。由于現(xiàn)場(chǎng)的變壓器、電機(jī)等影響，多少會(huì)有振動(dòng)，如果這些螺絲釘松動(dòng)了，會(huì)導(dǎo)致模塊從機(jī)架中松開