基于PLC的直流电机双闭环调速系统设计

摘 要

本文介绍了基于PLC的直流电机双环调速系统，根据直流调速理论及自动控制系统的理论，介绍了PLC控制的双闭环调速系统的组成、工作原理和动态性能。本系统实现对直流电机双闭环调速系统进行全数字化的改造,使电流环和速度环控制器都由PLC系统来实现．重点讨论了用西门子S7-200系列PLC中的CPU224及其两个扩展模块来实现直流电机双闭环调速系统。应用PLC的PID功能指令来实现直流电机速度的闭环控制。系统具有人机接口，能对系统进行功能和参数设定，用TD200进行文本显示和操作。系统易于扩展，便于扩展各种I/O模块和功能模块。

关键词：直流电机；双闭环；可编程控制器（PLC）

目 录

第一章 绪 论 1

第二章 系统硬件设计 3

2.1概述 3

2.1.1  PLC的发展趋势 4

2.1.2  PLC的应用领域 5

2.1.3 系统的控制方案及其特点 5

2.2  PLC基本构成 6

2.2.1 PLC的结构及各部分的作用 6

2.2.2  PLC的工作原理 7

2.2.3 主机结构及性能特点 8

2.3 扩展模块 EM231  EM232 10

2.3.1  模拟量输入模块EM231 10

2.3.2 模拟量输出模块EM232 10

2.4 中文文本显示器 TD200 11

2.5  直流电机双闭环调速系统 15

2.5.1  速度、电流双闭调速系统的组成 15

2.5.2双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析 16

2.5.3  PLC如何实现直流电机的双闭环调速系统 16

2.6  CA6100 可控硅触发板原理和应用 17

2.6.1  CA6100的基本工作原理 18

2.6.2  CA6100 触发板的特点 19

2.7 直流电机和测速电机 20

2.7.1 直流电机 20

2.7.2 测速发电机 22

2.8  回路计算 24

2.8.1 可控硅主回路的设计与计算 24

2.8.2整流器件的选择 25

2.8.3整流器件保护装置的选择 26

2.8.4平波电抗器电感量的计算 28

2.8.5系统检测装置的选择 30

2.9电源的设计 31

第三章 软件设计 33

3.1 PID设计 33

3.1.1 前言 33

3.1.2  PID控制的基本原理 33

3.1.3  PID调节器的分析 35

3.1.4  PID回路指令及使用 36

3.1.5  PID的计算 37

3.2主程序结构图 38

3.2.1 软元件明细 39

3.2.2 PID换算示意图 39

3.3软件调试 40

结 论 41

参考文献 42

致 谢 43

附 录 44