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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</p><p> 設(shè)計(jì)題目: 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng) </p><p><b> 班 級(jí):</b></p><p><b> 學(xué) 號(hào):</b></p><p><b> 姓 名:</b></p>&
2、lt;p><b> 指導(dǎo)教師:</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)時(shí)間:</b></p><p><b> 摘要</b></p><p> 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù),其操作非常簡(jiǎn)單,并且不需要專(zhuān)門(mén)的編程知識(shí),所有設(shè)置均可通過(guò)參數(shù)設(shè)定設(shè)備進(jìn)行。參數(shù)設(shè)定也可通過(guò)
3、PC 的菜單提示進(jìn)行,以實(shí)現(xiàn)快速地投入運(yùn)行。</p><p> 本文對(duì)SIMOREG DC Master 6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置進(jìn)行了系統(tǒng)地介紹以及使用方法和功能的說(shuō)明。文章主要就幾個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中比較基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,主要包括:系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入與優(yōu)化、直流電動(dòng)機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)、直流電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制、直流電動(dòng)機(jī)的爬行控制、電樞電流閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等。使
4、用Driver Mon軟件對(duì)其參數(shù)進(jìn)行修改,并用示波器觀察輸出波形。將實(shí)驗(yàn)波形與理論波形對(duì)比,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié),最終得出結(jié)論。</p><p> 關(guān)鍵字:6RA70,直流調(diào)速,雙閉環(huán),Driver Mon軟件</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要- 1 -</b></p
5、><p> 1. 概述- 3 -</p><p> 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求- 4 -</p><p> 3. 理論設(shè)計(jì)- 5 -</p><p> 3.1系統(tǒng)的連接- 5 -</p><p> 3.2 系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入- 6 -</p><p> 3.3 系統(tǒng)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)
6、自動(dòng)優(yōu)化- 7 -</p><p> 3.4 電樞電流閉環(huán)控制- 9 -</p><p> 3.5 直流電動(dòng)機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)- 10 -</p><p> 3.6 直流電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制- 10 -</p><p> 3.7 方波發(fā)生器- 12 -</p><p> 3.8 斜坡函數(shù)發(fā)生器
7、- 13 -</p><p> 3.9 直流電動(dòng)機(jī)的爬行控制- 15 -</p><p> 3.10 固定值給定- 17 -</p><p> 3.11 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)- 17 -</p><p> 3.12 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)- 20 -</p><p> 4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 22 -</p
8、><p> 4.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介- 22 -</p><p> 4.2 實(shí)物接線- 25 -</p><p> 5. 安裝調(diào)試- 26 -</p><p> 5.1安裝調(diào)試過(guò)程- 26 -</p><p> 5.2 故障分析- 29 -</p><p> 6. 結(jié)論- 31 -&l
9、t;/p><p> 7. 使用儀器設(shè)備清單- 32 -</p><p> 8. 收獲、體會(huì)和建議- 32 -</p><p> 9. 參考文獻(xiàn)- 33 -</p><p><b> 1. 概述</b></p><p> 目前,隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,交流傳動(dòng)得到了迅猛的發(fā)展,但直流傳動(dòng)
10、調(diào)速在諸多場(chǎng)合仍有著大量的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,過(guò)去的模擬控制系統(tǒng)正在被數(shù)字控制系統(tǒng)所代替。在帶有微機(jī)的通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置中,在不改變硬件或改動(dòng)很少的情況下,依靠軟件支持,就可以方便地實(shí)現(xiàn)各種調(diào)節(jié)和控制功能,因而,通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置的可靠性和應(yīng)用的靈活性明顯優(yōu)于模擬控制系統(tǒng)。目前,以德國(guó)SIEMENS公司的6RA70系列通用全數(shù)字直流調(diào)速裝置在中國(guó)的應(yīng)用最為廣泛。</p><p> 本次課程設(shè)計(jì),
11、我們組主要針對(duì)SIEMENS公司的6RA70系列通用全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)際操作,針對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的幾個(gè)基本運(yùn)行方式和狀態(tài)進(jìn)行了控制與調(diào)節(jié)。如:系統(tǒng)的初始參數(shù)整定,系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定,開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整,單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等。</p><p> 實(shí)驗(yàn)中,我們掌握了通過(guò)6RA70手冊(cè)進(jìn)行查找與電路圖分析,最終根據(jù)我們的控制目的改變相應(yīng)的參數(shù),達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果,并應(yīng)用示波器進(jìn)行觀察與分析,得出
12、結(jié)論。</p><p> 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,我們組成員互相學(xué)習(xí),共同合作,就其中遇到的故障進(jìn)行了分析、討論,并找出原因,排除故障,達(dá)到預(yù)期目的。</p><p> 本次課程設(shè)計(jì),夯實(shí)了我們的專(zhuān)業(yè)知識(shí),增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,讓我們掌握了較新的控制方法,使我們更多地接觸到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制操作過(guò)程。</p><p> 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><
13、;p> 2.1. 目的和任務(wù)</p><p> 學(xué)會(huì)使用SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置進(jìn)行相關(guān)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。確定控制系統(tǒng)方案,畫(huà)出系統(tǒng)原理電路圖和方框圖,用SIEMENS直流控制系統(tǒng)完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p> 2.2. 內(nèi)容與要求</p><p> ?。?)熟悉SIEMENS直流調(diào)速系統(tǒng)6RA70的外部接線;<
14、/p><p> (2)熟悉并學(xué)會(huì)使用SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置;</p><p> (3)按照要求確定自動(dòng)控制系統(tǒng)方案; </p><p> (4)畫(huà)出系統(tǒng)的原理電路圖和方框圖;</p><p> ?。?)學(xué)習(xí)DriveMonitor軟件的使用方法</p><p> (6)掌握SIEMENS直流控制系統(tǒng)裝置的各
15、種參數(shù)設(shè)定方法;</p><p> ?。?)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的系統(tǒng)配置并完成調(diào)試;</p><p> ?。?)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b> 3. 理論設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 3.1系統(tǒng)的連接</b></p><p> 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)前工
16、業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù),其操作非常簡(jiǎn)單,并且不需要專(zhuān)門(mén)的編程知識(shí),所有設(shè)置均可通過(guò)參數(shù)設(shè)定設(shè)備進(jìn)行。參數(shù)設(shè)定也可通過(guò)PC 的菜單提示進(jìn)行,以實(shí)現(xiàn)快速地投入運(yùn)行。</p><p> 圖3.1 系統(tǒng)連接圖</p><p> 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)連線默認(rèn)接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),通過(guò)軟件設(shè)置不同的參數(shù),實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p> 軟件界面如圖3.2所示&
17、lt;/p><p> 圖3.2 軟件界面</p><p> 3.2 系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入</p><p> 打開(kāi)軟件后進(jìn)行設(shè)置,網(wǎng)絡(luò)連接,連接成功后需要將系統(tǒng)初始化。步驟如下:</p><p><b> P051=21</b></p><p><b> P052=3</b&g
18、t;</p><p><b> P076=10</b></p><p><b> =10</b></p><p><b> P078=220</b></p><p><b> =380</b></p><p><b&g
19、t; P083=3</b></p><p><b> P100=1.2</b></p><p><b> P101=220</b></p><p><b> P102=0.13</b></p><p><b> P104=1500</b&g
20、t;</p><p> 修改以上參數(shù)后,系統(tǒng)初始化完畢,默認(rèn)接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。</p><p> 3.3 系統(tǒng)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化</p><p><b> 電流環(huán)優(yōu)化:</b></p><p><b> P051=25</b></p><p> 設(shè)置成
21、功后要在30秒內(nèi)閉合使能和人合閘開(kāi)關(guān),并用手堵轉(zhuǎn),大約1分鐘后,系統(tǒng)顯示O7.2,優(yōu)化成功。</p><p><b> 轉(zhuǎn)速環(huán)優(yōu)化:</b></p><p><b> P051=26</b></p><p> 設(shè)置成功后要在30秒內(nèi)閉合使能和合閘開(kāi)關(guān),不用堵轉(zhuǎn),大約10秒鐘優(yōu)化完畢。</p><p
22、> 優(yōu)化完畢后,從軟件表格中可以看出,電流環(huán)及轉(zhuǎn)速環(huán)的一些參數(shù)均以優(yōu)化完成。</p><p> 圖3.3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p> 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理:</p><p> 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中, 由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于給定轉(zhuǎn)速n<n* ,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器一直都處于飽和限幅狀態(tài),ASR始終輸出限幅值U*im 。電動(dòng)機(jī)在最大電
23、流Idm作用下升速, Un 增加。雖然ASR的輸入偏差△Un=Un*-Un 在減小,但是仍不會(huì)使ASR的輸出退出限幅狀態(tài)。此時(shí),轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開(kāi)環(huán),ASR只負(fù)責(zé)給出一個(gè)最大電流給定值U*im 由于ASR的輸出保持U*im 不變,系統(tǒng)加速度恒定,轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)性增長(zhǎng)。由于轉(zhuǎn)速的線性增長(zhǎng),使反電動(dòng)勢(shì)E成為一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量,它迫使電流減小。Id 的減小迫使△Un=Un*-Un 增大,經(jīng)電流環(huán)的調(diào)節(jié)又使電流上升接近到原來(lái)的值Idm 。</p
24、><p> 總之,在恒流升速階段,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于飽和限幅狀態(tài),轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開(kāi)環(huán)。電流調(diào)節(jié)器ACR起調(diào)節(jié)作用,維持接近最大電流不變。</p><p> 之后的轉(zhuǎn)速超調(diào)和電流調(diào)節(jié)階段,轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào),使ASR退出飽和狀態(tài),即電流給定減小,迫使主回路中Id減小,直到Id=Idl,轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。在這一階段中,ASR和ACR同時(shí)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,速度環(huán)的調(diào)節(jié)作用是主導(dǎo)的,它使轉(zhuǎn)速通過(guò)電流環(huán)的調(diào)節(jié)趨近
25、于給定速度,最后使系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p> 圖3.4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出</p><p> 3.4 電樞電流閉環(huán)控制</p><p> 圖3.5 電樞電流閉環(huán)控制原理圖</p><p> 圖3.6 電樞電流</p><p> 3.5 直流電動(dòng)機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)</p><
26、;p> 直流電動(dòng)機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)有多種方法。</p><p><b> 調(diào)節(jié)給定電壓</b></p><p> 手動(dòng)調(diào)節(jié)給定電壓,即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高低速調(diào)節(jié)。</p><p> 通過(guò)軟件調(diào)整P701的值,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸入電壓的百分比,進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn) </p><p><b> 速。</b&
27、gt;</p><p> 3.6 直流電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制</p><p> 點(diǎn)動(dòng)功能可以通過(guò)由參數(shù) P435 的變址01 至.08 選擇的開(kāi)關(guān)量連接器來(lái)設(shè)置,或通過(guò)控制字1 的第8 和第9 位設(shè)置。當(dāng)選擇使用控制字時(shí),以下為可能的運(yùn)行模式:P648 = 9: 控制字1 中的控制位為位連續(xù)輸入,由P668 和P669 選擇的開(kāi)關(guān)量連接器定義了控制字1 的第8 位和第9 位,因而作為“點(diǎn)動(dòng)
28、”指令的輸入。P648 ≠ 9: 由P648 選擇的連接器作為控制字1,這個(gè)字的第8 位和第9 位控制了“點(diǎn)動(dòng)”指令的輸入。</p><p> “點(diǎn)動(dòng)”功能只在有“分閘”和“運(yùn)行使能”指令時(shí)才可以執(zhí)行。</p><p> “點(diǎn)動(dòng)”指令當(dāng)一個(gè)或多個(gè)指定的源變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)時(shí)輸入,在這種情況下,在參數(shù)P436 中選擇的給定被分配給每一個(gè)源。如果點(diǎn)動(dòng)指令同時(shí)由二個(gè)或二個(gè)以上的源輸入,則點(diǎn)動(dòng)
29、給定設(shè)為0。參數(shù)P437 可以作為定義每一個(gè)可能的點(diǎn)動(dòng)指令的源的設(shè)置,不論如何斜坡函數(shù)發(fā)生器必須旁路,當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路后,他以上升/下降時(shí)間為0 運(yùn)行。</p><p> 輸入點(diǎn)動(dòng)指令的操作順序:</p><p> 如果輸入了“點(diǎn)動(dòng)”指令,通過(guò)“進(jìn)線接觸器閉合”繼電器使進(jìn)線接觸器合閘,點(diǎn)動(dòng)給定通過(guò)斜坡函數(shù)發(fā)生器施加撤消點(diǎn)動(dòng)指令的操作順序:</p><p>
30、 在“點(diǎn)動(dòng)”指令取消后,開(kāi)始的運(yùn)行順序與“分閘”方式相同,在到達(dá)n < nmin 后,調(diào)節(jié)器禁止,并且在0 到60s 的參數(shù)延時(shí)到達(dá)后(運(yùn)行狀態(tài)07.0 或更高),進(jìn)線接觸器打開(kāi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置在參數(shù)延時(shí)周期時(shí)間到時(shí),仍處在運(yùn)行狀態(tài)01.3。</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p><b> P648=9</b></
31、p><p><b> P435=1</b></p><p><b> P436=1</b></p><p><b> P437=1</b></p><p><b> 輸出轉(zhuǎn)速:</b></p><p> 圖3.7 點(diǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速輸
32、出圖</p><p> 3.7 方波發(fā)生器</p><p> 圖3.8 方波發(fā)生器功能圖</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p><b> P480=+30</b></p><p><b> P481=2</b></
33、p><p><b> P482=-50</b></p><p><b> P483=5</b></p><p> 圖3.9 方波發(fā)生器給定轉(zhuǎn)速輸出</p><p> 3.8 斜坡函數(shù)發(fā)生器</p><p> 圖3.10 斜坡函數(shù)發(fā)生器運(yùn)行原理</p>
34、<p> 圖3.11 斜坡函數(shù)發(fā)生器功能圖</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p> 在方波發(fā)生器的基礎(chǔ)上進(jìn)行斜坡函數(shù)發(fā)生器的設(shè)置</p><p><b> P303=10</b></p><p><b> P304=10</b><
35、;/p><p><b> P305=5</b></p><p><b> P306=5</b></p><p> 圖3.12 斜坡發(fā)生器</p><p> 3.9 直流電動(dòng)機(jī)的爬行控制</p><p> “爬行”功能可在運(yùn)行狀態(tài)o7 下激活,并且有“運(yùn)行使能”信號(hào),
36、進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)由P440 選擇的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)量連接器轉(zhuǎn)換到邏輯“1”時(shí),輸入“爬行”指令。一個(gè)由參數(shù)P441 選擇的給定分配給每一個(gè)開(kāi)關(guān)量連接器,如果“爬行”指令是通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)量連接器同時(shí)輸入,給定值是疊加關(guān)系。參數(shù)P442 可以作為定義每一個(gè)可能的爬行指令的源的設(shè)置,不論如何斜坡函數(shù)發(fā)生器必須旁路,當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路后,他以上升/下降時(shí)間為0 運(yùn)行。</p><p> 電平/ 沿:P445 = 0: 電
37、平觸發(fā)</p><p> P440 選擇的開(kāi)關(guān)量連接器= 0: 無(wú)爬行</p><p> P440 選擇的開(kāi)關(guān)量連接器= 1: 爬行</p><p> P445 = 1: 沿觸發(fā)</p><p> 當(dāng)開(kāi)關(guān)量連接器狀態(tài)由0 變1 時(shí),“爬行”輸入儲(chǔ)存。同時(shí),由P444 選擇的開(kāi)關(guān)量連接器必須為邏輯“1”。當(dāng)隨后的開(kāi)關(guān)量連接器改變狀態(tài)到邏
38、輯“0”時(shí),存儲(chǔ)器被復(fù)位。</p><p> 輸入爬行指令的操作順序:</p><p> 如果在運(yùn)行狀態(tài)o7 輸入“爬行”指令,通過(guò)“進(jìn)線接觸器閉合”繼電器使進(jìn)線接觸器合閘,爬行給定通過(guò)斜坡函數(shù)發(fā)生器施加。如果在“Run”狀態(tài)下輸入“爬行”指令。驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)斜坡函數(shù)發(fā)生器從工作速度減速到爬行速度。</p><p> 撤消爬行指令的操作順序:</p>
39、<p> “爬行”有效,但無(wú)“合閘”指令:如果所有對(duì)于“爬行”功能有效的位均轉(zhuǎn)換到邏輯“0”,調(diào)節(jié)器禁止。在n < nmin 到達(dá)后,進(jìn)線接觸器斷開(kāi)。從“運(yùn)行”狀態(tài)的“爬行”有效:如果所有對(duì)于“爬行”功能有效的位均轉(zhuǎn)換到邏輯“0”并且運(yùn)行狀態(tài)“RUN”的條件仍然滿足,則驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)斜坡函數(shù)發(fā)生器從設(shè)置的爬行給定速度加速到運(yùn)行速度。帶沿觸發(fā),自動(dòng)再啟動(dòng)和在制動(dòng)過(guò)程中的電流及轉(zhuǎn)矩限幅的作用。</p>&l
40、t;p><b> 參數(shù):</b></p><p><b> P440=1</b></p><p><b> P441=1</b></p><p><b> P442=1</b></p><p><b> P445=0</b&
41、gt;</p><p> 圖3.13 爬行轉(zhuǎn)速輸出</p><p> 3.10 固定值給定</p><p> 圖3.14 固定值給定功能圖</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p><b> P431=1</b></p><
42、p><b> P432.01=1</b></p><p> 所謂固定值給定,即固定轉(zhuǎn)速輸出值大小,因此,無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)給定旋鈕,轉(zhuǎn)速輸出值均不產(chǎn)生變化。</p><p> 3.11 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)</p><p> 圖3.15 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p> 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)組成及工
43、作原理:</p><p> 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖3.15所示,其按照反饋控制原理,增加一個(gè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)環(huán)節(jié),引出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋信號(hào),進(jìn)而構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p> 轉(zhuǎn)速給定信號(hào),與轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)進(jìn)行比較,得到轉(zhuǎn)速偏差信號(hào),該偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)比例放大器后得到觸發(fā)器移相控制信號(hào),該信號(hào)通過(guò)控制觸發(fā)器的脈沖移相角來(lái)控制晶閘管整流器的整流電壓,進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平
44、滑無(wú)級(jí)調(diào)速。</p><p> 實(shí)驗(yàn)中,系統(tǒng)默認(rèn)接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),因此,要斷開(kāi)電流環(huán),并且將電流調(diào)節(jié)器ACR由PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器,因此要去掉ACR中的I分量。</p><p> 圖3.16 電樞電流閉環(huán)控制功能圖</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p> P154=0 將ACR中I
45、分量去掉</p><p> P602=0 斷開(kāi)電流環(huán)</p><p><b> 運(yùn)行結(jié)果:</b></p><p> 圖3.17 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出</p><p> 3.12 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)</p><p> 圖3.18 開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><
46、p> 現(xiàn)在主要的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都是V-M系統(tǒng),即晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能自已進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),因此在應(yīng)用上有較大的限制,只有在控制要求不是很高的情況下,才可以采用開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。同時(shí),正是其簡(jiǎn)單的組成,大大地降低了成本,所以開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仍有應(yīng)用前景。</p><p> 由圖3.18可知,開(kāi)環(huán)就是在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將轉(zhuǎn)速環(huán)斷開(kāi),并適當(dāng)調(diào)節(jié)放大器的增益。同時(shí),還要將速度調(diào)節(jié)器ASR由
47、PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器。</p><p> 圖3.19 速度調(diào)節(jié)器功能圖</p><p><b> 參數(shù):</b></p><p> P624=0 斷開(kāi)轉(zhuǎn)速環(huán)</p><p> P623=0 斷開(kāi)轉(zhuǎn)速環(huán)</p><p> P224=0 將I分量去掉</p>
48、<p> P225=0.3 將增益減小</p><p><b> 運(yùn)行結(jié)果:</b></p><p> 圖3.20 開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速輸出</p><p><b> 4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 4.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介</b></p>
49、<p> 1、結(jié)構(gòu)及工作方式 </p><p> SIMOREG 6RA70系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置,其結(jié)構(gòu)緊湊,用于可調(diào)速直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁供電,裝置額定電樞電流范圍為15至2000A,額定勵(lì)磁3到85A,并可通過(guò)并聯(lián)SIMOREG整流裝置進(jìn)行擴(kuò)展,并聯(lián)后輸出額定電樞電流可達(dá)到12000A。6RA70直流控制器已經(jīng)廣泛應(yīng)用與各行業(yè),控制器器的核心器件上已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到
50、可靠實(shí)例的證實(shí),可靠性、安全方面較有保障。</p><p> 根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,可選擇單象限或四象限工作的裝置,裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元,不需要其它的任何阻力。設(shè)備即可完成參數(shù)的設(shè)定。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)??蛇x擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量。</p><p> SIMOREG 6RA70系列整流裝置特點(diǎn)為體積小,結(jié)構(gòu)緊湊。裝置的門(mén)內(nèi)裝有一個(gè)電子箱,箱內(nèi)
51、裝入調(diào)節(jié)板,電子箱內(nèi)可裝用于技術(shù)擴(kuò)展和串行接口的附加板。各個(gè)單元很容易拆裝使裝置維修服務(wù)變得簡(jiǎn)單、易行。外部信號(hào)連接的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出,模擬量輸入、輸出,脈沖發(fā)生器等,通過(guò)插接端子排實(shí)現(xiàn)。裝置軟件存放閃(Flash)-EPPOM,使用基本裝置的串行接口通過(guò)寫(xiě)入可以方便地更換。</p><p> 2、功率部分:電樞和勵(lì)磁回路</p><p> 電樞回路為三相橋式電路:</p>
52、<p> ?。?)單象限工作裝置的功率部分電路為三相全控橋B6C。</p><p> ?。?)四象限工作裝置的功率部分為兩個(gè)三相全控橋(B6)A(B6)C。</p><p> 勵(lì)磁回路采用單相半控橋B2HZ,額定電流15-800A的裝置(交流輸入電壓400V時(shí),電流至1200A),電樞和勵(lì)磁回路的功率部分為電絕緣晶閘管模塊,所以其散熱器不帶電。更大電流或輸入電壓高的裝置,電
53、樞回路的功率部分為平板式晶閘管。這時(shí)散熱器是帶電的。功率部分的所有接線端子都在前面。</p><p><b> 3、通訊口</b></p><p> 下列串行接口可供使用:</p><p> (1)U X300插頭是一個(gè)串行接口,此接口按RS232或RS485標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行USS協(xié)議,可用于連接選件操作面板0P1S或通過(guò)PC調(diào)試SMOVIS。&
54、lt;/p><p> ?。?)主電子極端子上的串行接口,RS485雙芯線或4芯線用于USS通信協(xié)議或裝置對(duì)裝置連接。</p><p> (3)在端于擴(kuò)充板選件端子上的串行接口,RS485雙芯線或4芯線,用于USS通信協(xié)議或裝置對(duì)裝置連接。</p><p> ?。?)通過(guò)附加卡(選件)的PROFIBUS-DP。</p><p> ?。?)經(jīng)附加卡
55、(選件)SIMOLINK與光纖電纜連接。</p><p> 4、西門(mén)子直流控制器6RA70主從模式參數(shù)設(shè)定</p><p> 對(duì)直流電機(jī)在6RA70裝置中首先進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)定:</p><p><b> P100=12.5</b></p><p><b> P101=220</b></
56、p><p><b> P102=0.5</b></p><p><b> P103=0</b></p><p><b> P104=5000</b></p><p><b> P105=0.1</b></p><p><b
57、> P106=5000</b></p><p><b> P107=0.1</b></p><p><b> P108=5000</b></p><p><b> P109=0</b></p><p> P110=1.738</p>&
58、lt;p> P111=37.96</p><p><b> P112=390</b></p><p><b> P113=1</b></p><p><b> P114=10</b></p><p><b> P083=3</b></
59、p><p><b> P790=5</b></p><p><b> P791=5</b></p><p><b> 主調(diào)速器設(shè)定:</b></p><p> P794.01=K6020</p><p> P794.02=K167</p>
60、;<p> P794.03=K148</p><p> P794.04=K142</p><p> P794.05=K170</p><p> U117.01=B104</p><p><b> P687=0</b></p><p><b> P401=15%&
61、lt;/b></p><p><b> P433=K401</b></p><p><b> P654=1</b></p><p><b> P444=B17</b></p><p><b> P445=1</b></p>&l
62、t;p><b> 從調(diào)速器設(shè)定:</b></p><p> P625=K6002</p><p> P500=K6003</p><p><b> P687=B10</b></p><p> P661=K6100</p><p> 合閘后,當(dāng)不按B10時(shí),從
63、機(jī)速度跟隨主機(jī)。</p><p><b> 4.2 實(shí)物接線</b></p><p> 圖4.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)物接線圖</p><p><b> 5. 安裝調(diào)試</b></p><p><b> 5.1安裝調(diào)試過(guò)程</b></p><p> 全數(shù)字
64、自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置接線主要包括供電電路及控制電路。默認(rèn)接成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器為全數(shù)字緊湊型整流器,輸入為三相電源,可向變速直流驅(qū)動(dòng)用的電樞和勵(lì)磁供電,額定電樞電流</p><p> 從15A 至2200A。緊湊型整流器可以并聯(lián)使用,提供高至12000A 的電流,勵(lì)磁電路可以提供最大85A 的電流(此電流取決于電樞額定電流)。</p><
65、;p><b> 模擬量輸入</b></p><p> 模擬量輸入口輸入的值變換為數(shù)字值后可通過(guò)參數(shù)進(jìn)行規(guī)格化、濾波、符號(hào)選擇及偏置處理后靈活地輸入。模擬輸入量可用作連接器,它不僅可以作為主給定值而且可以作為附加給定值或者極限值。</p><p> 給定值輸入,基準(zhǔn)電壓</p><p><b> 模擬量輸出</b&g
66、t;</p><p> 電流實(shí)際值作為實(shí)時(shí)量在端子12輸出。該輸出量可以是雙極性的量或是絕對(duì)值,并且極性可以選擇。</p><p> 還有可選的模擬量輸出可用來(lái)輸出其它模擬信號(hào),輸出量可以是雙極性或絕對(duì)值。希望的輸出量可通過(guò)輸入該點(diǎn)的連接器號(hào)選擇,可輸出量值為轉(zhuǎn)速實(shí)際值,斜坡函數(shù)發(fā)生器輸出,電流給定值,電源電壓等。</p><p><b> 模擬量輸
67、出端子</b></p><p><b> 開(kāi)關(guān)量輸入輸出量</b></p><p> 為了豐富系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì),有多路開(kāi)關(guān)量輸入、輸出量,其中可設(shè)置的有2路開(kāi)關(guān)量輸入,2 路開(kāi)關(guān)量輸出。其它為固定設(shè)置。</p><p><b> 開(kāi)關(guān)量控制輸入端子</b></p><p><b
68、> 使能開(kāi)關(guān)量輸入口</b></p><p> ? 通過(guò)端子37啟動(dòng)/停止</p><p> ? 通過(guò)端子38發(fā)出運(yùn)行允許命令</p><p> 還有其它開(kāi)關(guān)量輸入端子可用于可選擇功能,每個(gè)具有控制功能的可設(shè)置端子都有一個(gè)開(kāi)關(guān)量連接器編號(hào)。</p><p><b> 開(kāi)關(guān)量輸出口</b><
69、;/p><p> 開(kāi)關(guān)量輸出端子(發(fā)射極開(kāi)路)具有可選擇信號(hào)功能,每個(gè)端子都可輸出任何一個(gè)與選擇參數(shù)相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量連接器值,輸出信號(hào)的極性及延時(shí)值(0~15s),由參數(shù)設(shè)定。</p><p><b> 開(kāi)關(guān)量控制輸出端子</b></p><p><b> 安全停車(chē)</b></p><p> E-
70、STOP 功能使控制主接觸器的繼電器接點(diǎn)( 端子109/110)在約15ms時(shí)間內(nèi)斷開(kāi),而與半導(dǎo)體器件和微處理器(主電子板)的功能狀態(tài)無(wú)關(guān),當(dāng)主電子板工作正常時(shí),經(jīng)由調(diào)節(jié)系統(tǒng)在I=0時(shí)輸出命令使主接觸器在電流為零時(shí)斷電,啟動(dòng)E-STOP 后傳動(dòng)裝置自由停車(chē)。一般105和106端子短接。</p><p><b> 安全停車(chē)端子</b></p><p><b>
71、; 電樞電源</b></p><p><b> 電子板電源</b></p><p><b> 勵(lì)磁回路電源</b></p><p><b> 5.2 故障分析</b></p><p> 接線后需要老師檢查合格后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)接線松動(dòng)現(xiàn)象,因此接
72、線部分無(wú)故障,故障主要發(fā)生在軟件參數(shù)設(shè)置過(guò)程中。</p><p><b> 故障信息概要</b></p><p><b> 顯示的故障信息</b></p><p> 在PMU 上: F (故障)加三個(gè)數(shù)字。紅色LED (故障)亮。</p><p> 在OP1S 上: 工作顯示在下一行。紅色L
73、ED (故障)亮。</p><p> 他總是顯示一個(gè)現(xiàn)實(shí)的故障信息,而其他同時(shí)存在的故障被覆蓋。</p><p> 多個(gè)故障信息僅在一定的工作狀態(tài)下被激活(見(jiàn)故障信息表)。</p><p> 當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)故障信息,系統(tǒng)做出如下響應(yīng):</p><p> ? 電樞回路電流減小,觸發(fā)脈沖被封鎖且SIMOREG 進(jìn)入工作狀態(tài)o11.0 (故障)
74、</p><p> ? 在操作面板(PMU,OP1S)上顯示故障信息</p><p> ? B0106 (= 狀態(tài)字1,位3)置位且抹去B0107 (也見(jiàn)特殊故障報(bào)警位,如低電壓,過(guò)熱、外部故障等)</p><p><b> ? 修改下列參數(shù)</b></p><p> r047 (故障診斷存貯器)</p&g
75、t;<p> r049 (故障時(shí)間)</p><p> r947 (故障存貯器,見(jiàn)第11 章,參數(shù)表r947)</p><p> r949 (故障值)</p><p> P952 (故障數(shù)量)</p><p> 對(duì)每個(gè)故障在參數(shù)r951 中(故障正文表)顯示其正文。這些正文也能顯示在OP1S 上。如果在電子板電源斷開(kāi)前
76、故障沒(méi)有應(yīng)答,則故障信息F040 在電源恢復(fù)后又再顯示。</p><p><b> 實(shí)驗(yàn)中遇到故障</b></p><p> F056-重要參數(shù)未設(shè)置</p><p> 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由于個(gè)人疏忽,漏設(shè)置某一重要參數(shù),造成顯示F056錯(cuò)誤。如:基本參數(shù)設(shè)置過(guò)程中忘記設(shè)置P083=3,系統(tǒng)無(wú)法正常工作。</p><p>
77、; 解決辦法:仔細(xì)核對(duì)所有基本參數(shù),進(jìn)行改正。</p><p> F058-參數(shù)設(shè)置不協(xié)調(diào)</p><p> 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由于改動(dòng)參數(shù)后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),因此某些參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)不協(xié)調(diào),造成系統(tǒng)提示錯(cuò)誤。</p><p> 解決辦法:改動(dòng)后將系統(tǒng)重置成默認(rèn)值,重新進(jìn)行優(yōu)化,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。</p><p><b> F038-超速&l
78、t;/b></p><p> 在做開(kāi)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,由于人為斷開(kāi)電流環(huán)及速度環(huán),將PI調(diào)節(jié)器改為P調(diào)節(jié)器,增益過(guò)大,造成轉(zhuǎn)速過(guò)大,大于電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速允許值,系統(tǒng)提示F038錯(cuò)誤。</p><p> 解決辦法:通過(guò)P225將增益減小,同時(shí)減小給定輸入電壓,將轉(zhuǎn)速控制在允許范圍內(nèi)。</p><p><b> 6. 結(jié)論</b>
79、;</p><p> 所謂全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng),就是通過(guò)軟件數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù),使系統(tǒng)運(yùn)行在不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)不同功能。實(shí)驗(yàn)中,我們就日常學(xué)習(xí)和工作中幾種典型系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并用示波器觀察其輸出波形,與理論波形對(duì)比分析,找出實(shí)際與理論中的不同,進(jìn)一步加深我們的理論知識(shí)。</p><p> 圖6.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制過(guò)程</p><p> 課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我們組成員
80、按照老師的要求,進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn),主要對(duì)系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入與優(yōu)化、直流電動(dòng)機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)、直流電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制、直流電動(dòng)機(jī)的爬行控制、電樞電流閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,得到了滿意的結(jié)果(見(jiàn)第三章 理論設(shè)計(jì))。</p><p> 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,小組成員之間能夠相互配合,共同探討,認(rèn)真學(xué)習(xí)6RA70手冊(cè),遇到不懂的問(wèn)題及時(shí)詢問(wèn)指導(dǎo)老師。我們對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果都進(jìn)
81、行了分析,討論其與理論上的異同。對(duì)于某些實(shí)驗(yàn),我們得到的結(jié)果與理論極其吻合,例如:雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)等,得到的實(shí)驗(yàn)曲線完全與給定值重合,且震蕩較小,達(dá)到穩(wěn)態(tài)的速度較快;但是,某些實(shí)驗(yàn),我們做了多次,試了許多參數(shù),都很難達(dá)到較好的控制結(jié)果。例如:開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng),電樞電流控制等。得到的波形不理想,經(jīng)過(guò)我們分析原因是實(shí)驗(yàn)環(huán)境干擾較大。</p><p> 經(jīng)過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì),我們組成員對(duì)6RA70調(diào)速
82、裝置有了基本的了解,掌握了其基本的應(yīng)用以及培養(yǎng)了快速準(zhǔn)確地查閱手冊(cè)能力。</p><p> 7. 使用儀器設(shè)備清單</p><p> 1、SIMOREG DC Master6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置一臺(tái)</p><p><b> 2、計(jì)算機(jī)一臺(tái)</b></p><p><b> 3、直流電動(dòng)機(jī)一
83、臺(tái)</b></p><p> 4、光電編碼器一個(gè)(測(cè)速電機(jī))</p><p><b> 5、磁粉制動(dòng)器一個(gè)</b></p><p><b> 6、實(shí)驗(yàn)接線若干</b></p><p> 8. 收獲、體會(huì)和建議</p><p> 本次課程設(shè)計(jì),我們組有幸在
84、實(shí)驗(yàn)室完成了西門(mén)子6RA70全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。我們從21個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)選了13個(gè)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過(guò)了近三周的課程設(shè)計(jì),我從中受益匪淺。課程設(shè)計(jì)中我接觸了新的設(shè)備SIMOREG DC Master6RA70 系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置。從開(kāi)始對(duì)6RA70裝置的無(wú)知到懵懂,再到熟悉,這個(gè)漸變過(guò)程我學(xué)到了很多,學(xué)會(huì)了查找手冊(cè)與分析電路,修改參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同的功能以及組態(tài)軟件、示波器等的使用,一開(kāi)始接觸這個(gè)設(shè)備時(shí)我還不知道該從何下手,不
85、知道該怎樣使用這個(gè)設(shè)備以及這個(gè)設(shè)備可能實(shí)現(xiàn)什么功能,各部分都有什么作用。通過(guò)上網(wǎng)查資料,閱讀指導(dǎo)手冊(cè),以及與小組成員和指導(dǎo)老師的交流研究,我終于入了門(mén),熟悉了6RA70裝置的使用方法,結(jié)合電路功能圖,在電腦上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置與修改,最終完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)加深了我對(duì)直流調(diào)速的了解。以前總是覺(jué)得理論不能結(jié)合實(shí)際,通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到了理論結(jié)合實(shí)際的重要性。</p><p> 同時(shí),短短的三周課程設(shè)計(jì)
86、也使我認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)的重要性。團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人,個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì),我們必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們組成員相互幫助,共同努力,積極討論,認(rèn)真學(xué)習(xí),每個(gè)人都為團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)自己的力量。這也是我們能順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵。團(tuán)隊(duì)中只有一個(gè)人工作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須團(tuán)結(jié)一致,否則一個(gè)人的錯(cuò)誤,就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的重要性,同時(shí)也讓我學(xué)會(huì)了如何在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的長(zhǎng)處,以及如何與其他隊(duì)員相處,使團(tuán)隊(duì)保持在最佳狀態(tài),更好
87、的發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。這也是非常寶貴的。</p><p> 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。很感激學(xué)校給了我這次動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì),讓我有了一個(gè)共同學(xué)習(xí),增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),開(kāi)拓視野的機(jī)會(huì)。也感謝老師對(duì)我們耐心的指導(dǎo),我會(huì)以這次課程設(shè)計(jì)作為對(duì)自己的激勵(lì),繼續(xù)努力學(xué)習(xí),在今后的學(xué)習(xí)和工作中,把理論與實(shí)際相結(jié)合,將知識(shí)變成生產(chǎn)力。對(duì)我
88、而言,知識(shí)上的收獲重要,精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富,經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶!</p><p><b> 9. 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1 彭鴻才.電機(jī)原理及拖動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2007.3</p><p> 2 劉建昌.自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京:冶金工業(yè)出版社
89、.2001.3</p><p> 3 西門(mén)子6RA70使用手冊(cè)</p><p> 4 西門(mén)子6RA70直流裝置的調(diào)試步驟 中國(guó)工控網(wǎng)</p><p> 5 西門(mén)子直流控制器6RA70主從控制 中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng) </p><p> 6 6RA70在整流控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 周立志 </p><p> (江漢油田鹽化工
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