电机控制论文十篇

电机控制论文篇1

课程建设是专业建设的核心，课程标准是课程的灵魂［2］，是编选教材、组织教学、评价课程教学质量和进行教学管理的主要依据，是加强课程建设，实现专业人才培养目标的重要保障。课程标准是教学大纲的继承和发展，二者都是规范教学的纲领性文件，是根据人才培养方案制订的，是人才培养实施过程的体现。“机电产品电气控制”课程标准以学生职业能力和职业技能形成为重点来确定课程的教学内容标准，一是体现职业性原则，参照职业资格标准编写，充分体现职业性和岗位性要求；二是突出能力原则，以能力分析为基础设计课程，以能力培养为中心组织教学、以能力形成为目标引导学生学习，建立工学结合、任务驱动、项目导向的有效教学模式，以企业认可的能力指标体系评价学习成果；三是可学习性原则，“以学生为本”，突出学生的主体地位，以学生已有的知识和能力为依据，以学生的现有经验为起点，以学生的生活经验为基础，满足学生的兴趣与需求。“机电产品电气控制”课程标准涵盖电气控制和PLC两大类共八个项目。电气控制包括送料小车电气控制线路运行维护、C650－2车床电气控制线路运行维护、Z3040B钻床电气控制线路运行维护、X62W铣床电气控制线路运行维护等四个项目；PLC包括多种液体自动混合装置的PLC控制设计、十字路通灯控制、呼叫送料小车控制、PLC在C650－2车床电气控制系统改造中的应用等四个项目，每个项目由若干个人任务组成。

二、与实训设备相一致的教材建设

“机电产品电气控制”课程采用自编教材。教材的编写紧密结合实现技能型人才培养目标，从内容选材、教学方法、学习方法、实训配套等方面突出高职教育的特点，突出应用能力培养的特点，摆脱理论分析长而深的模式，增加并充实应用实例的内容，对职业岗位所需知识和能力结构进行恰当的设计安排。在知识的实用性、综合性上多下功夫，理论联系实际，加强操作与实训，把学生应用能力培养融汇于教材之中，并贯穿始终［3］。在内容组织上，以符合教学要求的工作过程为基础，由简单到复杂，由单一到综合，层层递进，将职业岗位所需的理论知识系统的串在一起，教材内容基本涵盖了基本电气控制规律、机床电气控制系统，PLC控制系统的组成。由浅入深，由易到难，每个部分都有实践训练，指导学生能够主动学习、提高效率，动手能力能够得到逐步提高。在教材编排上，打破以往教材先理论后实践的编写模式，以典型工作任务和任务的完整性及为主线，以提高职业能力为线索，理论知识够用为度编排教材内容。教材共有与《课程标准》内容相一致的八个学习项目，根据项目理论知识要求，将项目分解成各个子任务，每个子任务都有自己独立的知识点和训练内容，完成了子任务的学习，也就完成了整个项目的学习，并能使知识融会贯通。编写教材时充分体现“以学生为中心”“教中学，学中做”的职业教育理念，强调以学生直接经验形式掌握融于各项实践行动中的知识和技能，以学生能力培养为本位。

三、教学方法的改革

树立以学生为主体，教师为主导的教学理念。学习不仅是为了获取技术，还需要在获取技术的活动中，培养学生的方法能力、社会能力，使学生不仅要有技术适应能力，更重要的是有能力对社会、经济负责的态度，参与设计和创造未来的技术和劳动世界，因此在教学过程中注重强调教师对学生引导的行为。针对不同的教学实施环节，我们选用了不同的教学模式。1．教、学、做一体化教学模式教、学、做一体化教学模式是一边进行知识讲解和操作示范，一边让学生进行课程同步训练，符合学生认知规律。将知识点溶解到任务的实现中，完成学生对知识的理解和应用，能循序渐进地使学生最大限度地掌握知识。教、学、做三者融合，“教”为指导，“学”为过程，“做”为中心。学生在学了以后立即实施，实施完毕再进行总结，加强了对理论知识的掌握程度，巩固了知识在脑海中的印象。教、学、做一体化教学模式有利于学生利用教学软件、仿真软件等课程资源解决课程疑问，提高学习主动性。2．项目引导，任务驱动化教学模式项目引导，任务驱动化教学模式是在校内维修电工实训室、机床电气实训室及PLC实训室完成。围绕“控制线路的设计、安装、调试和运行维护”这一学习情境，把工作过程分成了8个项目，采取项目引导任务驱动，一步一台阶引导学生自主完成基本电气控制线路、机床电气、PLC综合技能实训领域的学习过程。在完成职业活动的学习过程中，也逐步训练和培养了学生系统的工作方法和严谨的工作作风，培养了学生具有良好的职业道德、团队协作能力与沟通能力和较强的工作责任心。教学过程贯彻“学生主体，教师主导”的原则，从教师指导学习教师引导学习学生自主学习。教师的指导作用逐步减弱，学生的主体作用逐步加强［4］。3．基于网络资源的自主学习这种方法突破了时空的限制，通过网络教学将学习延伸到课堂之外。我们将课程教学课件、实训课件和PLC编程软件与仿真软件挂接到课程网站。很多时候，学生在课堂实践中并不能通过一两次的模仿操作就可以理解操作要领和知识点的，少数学生不能独立及时完成一次完整的操作任务。因此，反复练习是提高理解和掌握技能的重要手段。

四、评价体系的改革

实践考核更注重学生的工作过程、职业素养，而非结果。同时，把学生的平时操行纳入考核的范围，对平时表现突出的优秀学生，给予加分；纪律及学习态度不好的，酌情减分。采取以过程考核为主的多元化考核方式的各部分考核所占的比例如下：职业素质考核方法：沿纵向以项目为单元，逐项考核。即在学生完成每个项目的工作任务和实操训练之后，对学生完成该项目的工作任务过程中的能力给予评价和认定。当本课程全部项目的工作任务和实操训练完成后，将各项目考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程，即随着学习内容的扩展，评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等，将纵向和横向的考核成绩按比例综合，即为学生学习本课程的最终成绩。

五、结束语

电机控制论文篇2

燃气发电机组的空燃比控制系统主要由控制器、传感器、燃气阀、空气阀、混合器等部分组成。

1.1传感器系统过程数据的采集

通过氧传感器、转速传感器、进气压力传感器等传感器实现。氧传感器是系统中重要的传感器之一。在空燃比控制系统中，最常见的反馈参数是排气中氧的含量，它直接反映出燃气燃烧之后留下了多少氧气。因为燃烧室内大部分的氧气，或者说所有的氧气均来自于空气，所以排气氧含量是空燃比的直接反映。发动机转速的稳定性对发电机组输出交流电的频率稳定性影响较大，而频率的稳定性又是衡量发电机组输出电能质量的主要指标之一。转速传感器多为磁电式传感器，安装在凸轮轴上，由转速传感器内的永磁体、线圈和发动机飞轮齿轮共同作用产生一个交流电压信号，该信号经采样电阻和放大器处理后，输入到控制器CPU内。

1.2燃气阀及空气阀

燃气阀及空气阀是带步进电机的电动调节阀，也是系统的执行器。控制器利用PWM驱动步进电机，进而调节阀门开度。

1.3空燃比控制器空燃比控制器是空燃比控制的“大脑”。在本系统设计中，空燃比控制器基于DSP处理器设计，由检测电路、空燃比控制电路和通讯接口电路等部分构成。

2空燃比控制策略

在空燃比控制系统中，系统的控制目标是要使稳态下空燃比的平均值在理想值附近，而且在突加突卸负载造成空燃比偏离理想值时，系统能迅速响应，将空燃比控制在理想值附近。

2.1RBF神经网络

整定PID控制策略在工业控制中，PID控制器应用广泛。由于发动机的空燃比受进入气缸的空气量转速、负荷、温度、气体燃料喷射器的响应速度和喷度等多种因素的影响，所以采用PID控制，根据反馈实时调整进气量，使之达到精确控制。人工神经网络是一种在生物神经网络的启示下建立的数据处理模型。其中径向基函数（RBF）模拟了人脑中局部调整相互覆盖接受域的神经网络结构，能以任意精度逼近任意非连续函数，是一种局部逼近网络，收敛速度快。本设计采用并行控制策略来实现发动机空燃比的控制，前馈控制采用RBF神经网络控制器，反馈控制则采用PID控制器。前馈控制及时快速响应，实现发动机的逆动态模型；反馈控制则保证系统的稳定性，抑制干扰信号对系统的扰动。

2.2仿真实验

本文采用MATLAB软件Simulink工具箱进行燃气发电机组空燃比控制系统仿真。燃气发电机组空燃比控制系统采用常规PID控制的仿真，通过对比可以发现：在稳态时，与常规PID相比，并行控制的稳态误差小，空燃比基本能稳定在理论空燃比附近；在动态时，与常规PID相比，并行控制的超调量小，即使在加入干扰的情况下，超调量δp也可控制在20％以内。

3结语

电机控制论文篇3

[摘要]本文介绍了一种PLC与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及PLC程序。

[关键词]PLC变频调速器多电机控制网络通讯协议

一、引言

以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1所示。

工作时操作人员通过控制机（可为PLC或工业PC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。字串9

二、系统硬件构成

系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；

1、FX0N—24MR为PLC基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。

2、FX0N—485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。

3、FR—CU03为FR—A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS—422/RS—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。

4、FR—A044变频调查器，实现电机调速。

在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC通过FX0N—485ADP发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。

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三、软件设计

1、通讯协议

FR—CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示，

该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。

2、PLC编程

要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N—485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序（部分程序）如图5所示。字串2

程序中通讯发送缓冲区为D127~D149；接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N—485ADP的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，X0的上升沿M50吸合，变频器1的站号送入D130，运行命令字送入D135，ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；接着求校验和并送入D136、D137；最后置M8122允许RS指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息FX0N—485ADP收到后置M8132，PLC根据情况作出相应处理后结束程序。

四、结语

1、实际使用表明，该方案能够实现PLC通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。

2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。

3、控制多台变频器，成本明

电机控制论文篇4

1电动机控制电路控制

芯片STM32F103RB是一款基于ARMCortex－M3内核的32位单片机，价格便宜、使用简单、开发方便．其片内资源丰富，含有128kB内部存储器（flash）、串行总线IIC（inter－integratedcir－cuit）、定时器TIMER、串口USART、实时时钟RTC、直接存储器DMA以及12位数字模拟转换器ADC等模块．定时器TIMx的输出比较功能可产生PWM信号，输入捕获功能可采集测量传感器位置信号．12位的ADC模块可以直接用来采样测量外部电压值（＜5V）．IIC模块可以对日历／时钟芯片进行信息写入和读取．STM32芯片的这些模块和功能都较大方便了系统的软硬件设计．控制芯片电路图．控制芯片STM32实时测量6路霍尔位置信号，按照预先设定的程序，输出相应的6路PWM（pulsewidthmodulation）波和6路控制信号给功率开关管驱动电路芯片IR2103，通过控制功率开关管的导通顺序，实现电机的正反向转动和制动．芯片的PC1，PC2，PC3，PB5，PB6，PB7等6个端口分别采集上、下电机的位置传感器信号．通过激活设置这些端口相应的定时器计数模块，来计算电机转速和电机转动长度．PB13，PB14，PB15，PA8，PA9，PA10等6个端口输出PWM波．调整PWM寄存器的计数频率，就可改变PWM的占空比．PA1，PA2，PA3，PC7，PB0，PB1等6个端口输出驱动管开关电路控制信号，控制MOS开关管通断．NRST，JTRST，JTDO，JTCK，JTMS，JTDI等6个端口为JTAG接口，用来下载调试程序．PB10，PB11复用USART3＿TX和USART3＿RX串口，PC11和PC12复用IIC＿SDA和IIC＿SCL端口，分别与外接控制器和PCF8563时钟芯片进行指令、数据传递和读取．PC0，PC4，PC5，PA4启用ADC模块，检测电路电压和电流．两个晶振Y1和Y2分别为8MHz和3768kHz，提供外接晶振时钟源．

2功率开关管

驱动电路功率开关管驱动电路由上、下2组3个驱动控制芯片IR2103和6个功率开关管P75NF75组成．1个IR2103连接2个功率开关管，通过驱动开关管开闭，控制电机相电流通断及流向，使电机内定子电流不断变向，从而生成变化磁场，推动永磁转子运转．IR2103依单片机发出信号控制上下MOS管通断，通过调整和控制MOS管开关频率，调节电机输入电流，实现对电机速度调节．IR2103驱动芯片设有对输入信号的死区时间保护，有效保证同一驱动电路中两个MOS管不同时导通而发生短路．图3为电动机的一相驱动电路，其余两相电路相同．当输入信号PWM和COM为高电平时，Ho输出高电平，上MOS管导通，＋24V直流电压经AU给电机供电；当PWM和COM为低电平时，Lo输出高电平，下MOS管导通，相电流从电机经AU接电源地．

3霍尔信号采集

电路霍尔信号采集电路用来测量电机的霍尔信号．其采用一个上拉电路、RC滤波电路和二极管钳位，保证测量信号在0～5V．端口TIMx定时器模块启用，在每次任一路霍尔信号输入发生变化后开始计数．利用霍尔信号的周期性，可计算电机速度，通过计算T时间内时钟脉冲λ个数k，得到f＝1／T＝1／kλ．根据电机转动一周的霍尔信号的周期数，就可计算出电机转速．

4检测电路对三相星型六状态

永磁无刷直流电机，只要在任一相电流和电源之间串接一个阻值为0．01Ω的电阻RT1作为检测电阻，经采样电路转变为电压信号DCT，就可测出电流值．当测量值大于预设值时，控制芯片发出信号封锁MOSFET管，电机停转．电压检测电路采用LM358双极性放大器，通过比较3．3V电源电压、3．3V备用电池电压和地之间的电位，可检测电源电压的状态．对＋24V电源的检测，采用电阻分压方法，并联100nF电容滤除杂波．

二系统软件设计

软件编程在Keil的RVMDK4．70上用C语言完成．电机控制板程序由串口中断及参数设置程序、时间扫描及电机工作程序两部分组成．串口中断程序用来接收串口信号，进行握手判断，进入参数设置子程序；否则，进入时间扫描程序．时间扫描程序用来定期读取日历芯片的时间参数，判断是否运行或结束电机工作程序．电机工作程序用来控制电动机工作．首先，电机顺时针转动，同时测量转动长度，当到达一个广告画面的长度时停止转动，静止时间即为设定的广告画面的展示时间；电机继续顺时针转动翻页、静止展示，直至最后一张画面展示完毕．电动机开始逆时针转动重复以上过程，转动翻页—停止展示—转动翻页，循环转动直到系统判断结束时间停止转动．图4为电机控制板程序的流程图．

三结论

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1电气控制线路设计法的重要性和主要特点

1.1电气控制线路设计法的重要性

电气控制线路的设计直接决定和影响了控制系统的的性能。在电气控制线路的设计中应当谨遵要求对电气控制系统的制造和使用，及维护资料进行编制和设计，确保其设备的安装、操作具有可靠性和安全性，这是保证电网正常运行的首要前提。

1.2电气控制线路设计法的基本特点

现代电气控制系统的三个特点：(1)功能强且体积小，灵活性较强，同时具有很强的通用功能，便于使用和维护。(2)采用了无触点式开关代替部分电器元件，执行程序的时间较短。(3)能够用软件实现电气控制，改变控制参数和要求时只需改动程序的对应部分，节省资源。

2电气控制线路设计法的优化策略

2.1了解生产机械和工艺

对电气控制线路的要求在进行电气控制线路的设计前应当对其生产工艺的要求有一定的掌握，同时要了解各程序的工作情况、保护措施及运动变化规律。设计人员在设计过程中要对同类产品进行调查和分析，将此结果作为设计的重要依据。

2.2线路设计法简单

在满足生产工艺的前提要求下，争取控制线路的设计简单、经济环保。（1）选用经过检验符合标准的线路环节。（2）贱导线连接的长度数量降到最低。在电器元件设计中合理安排触头位置，减少导线的连接数量和长度。（如图1）将启动、停止按钮都放在操作台上，接触器则放置在电器柜内。而由于按钮盒接触器之间距离较长，因此要将启动按钮盒停止按钮连接在一起，以简化导线连接。（3）采用标准件，同时注意将电气原件数量降到最少，尽量选择同一型号。（4）通过减少锄头来简化线路，增强可靠性。

2.3保障控制线路的安全可靠性

选用的电器机械使用寿命较长动作较为可靠、结构坚实同时抗干扰较强能够有效保障控制线路的安全可靠。在设计中注意以下几点：（1）选择正确的电气连接线圈进行线路设计法。在控制线路的设计时应当将线圈的一段统一接电源的同一端，使得电器触头在电源另一端。避免因为电器触头引发电源短路现象，也便于安装。（2）交流控制电路不能串联两个电器线圈。如果两个线圈串联，其中某一原件就只能得到一半电源电压。由于电压和线圈的阻抗成正比，不能同时进行动作。使交流接触器KM吸合，此时KM的磁路处于闭合状态，线圈的电感明显增大，使另一个接触器线圈的电压达不到工作电压。应当将两个电器线圈并联且保持同时动作才能保证运行。（3）避免因意外而在线路中接通的寄生电路。会造成误动影响线路的工作。（4）应当避免设计多个电器依次动作后接通另一个电器的控制线路。（5）线路的设计应当适应电网的情况，根据电网容量、电压和频率波动范围以及冲击电流的数值决定启动方式是直接或是减压启动。（6）以小容量继电器的锄头控制大容量接触器线圈来进行线路设计法，通过计算继电器触头断开和接通容量判断是否应当增加中间继电器和小容量控制器，增强可靠性。（7）将必要保护环节考虑在内，避免操作失误带来的线路事故。

2.4应具有必要的保护环节

（1）短路保护电气控制线路中通常采用熔断器、断路器来进行短路保护。在电动机容量较小时可以讲主电路的熔断器作为在控制线路中的短路保护，不需要再设熔断器进行保护。而当电动机容量大时就需要另设熔断器作短路保护。断路器在线路中既能做短路保护又可以当过载保护，而电气线路发生故障造成断路器跳闸时，排除故障后可直接合上断路器继续工作。（2）过流保护启动方法错误或是负载转矩过大都会熬制电动机的过电流故障。由于过电流较小，常用于直流电动机和绕线转子电动机控制线路。通过继电器、接触器相互配合将继电器的线圈和主电路串联，常闭触头和接触器控制电路串联。在电流达到整定值后断开常闭触头同时使继电器继续工作，同时切断控制电源和电动机电源进行线路保护。（3）过载保护三相鼠笼电动机会因为负载增加、断相动作或电网电压降低时引起过载，而电动机长期过载运行会造成过热导致的绝缘损坏。因此通常采用热继电器作为鼠笼型电动机的过载保护。（4）零电源保护通常将并联在启动按钮两侧的接触器自锁触头作为零电源保护。而主令控制器SA控制电动机则通过零电压继电器实现。

3结语

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国际上的建筑工业质量控制管理已经处在全面质量管理阶段，我国的质量管理水平同世界先进质量管理水平之间仍有一定的差距，而且在调查中发现，我国的建筑企业质量控制管理状况仍然不容乐观。下面就我国建筑机电工程施工中质量控制管理的现状作一下大体介绍：1.1施工质量监督和设计质量监督比例失衡在大部分建筑企业中，企业管理人员和技术人员一般比较注重施工质量的监督工作，认为施工质量是建筑工程质量的关键，并在实际的施工过程中对施工各阶段的质量进行严格要求，却忽视了设计质量的监督问题。设计是建筑的灵魂，在设计过程中只有充分考虑过地区差异、施工难点以及整改难点之后所作出的建筑设计才是工程施工中的基础，才有可能使施工过程更加顺利。1.2忽视配套设备及机电工程质量在建筑质量审查和质量验收过程中，政府有关部门一般只注重对建筑土建方面的审查、验收，却忽视了建筑物中各种基础设施和机电工程质量的检查监管力度，比如在建筑实际的使用过程中经常出现电线线路使用寿命短的问题，水压低、水资源供应不足的问题以及排水管道经常堵塞的问题等，这就从侧面反映出政府有关部门工作的疏漏，造成建筑使用问题的频繁产生。1.3注重建筑表面质量，忽视建筑内部构造质量在工程质量审查、验收过程中，往往只偏重于建筑物表面所显示出的质量问题，而对于建筑物内部构造中出现的问题，如建筑内部钢筋间距是否均匀、箍筋弯钩角度、焊接面的接头质量、管道线路耐久性等问题一般不易被重视。再者，由于一部分建筑工程的现场管理人员的管理意识不强，专业技术水平偏低等影响因素，造成很多建筑物质量验收合格，但实际存在很多潜在的工程内部构造的质量问题。

2解决建筑机电工程施工中质量控制管理问题的对策

针对我国建筑施工中质量控制管理中出现的问题，政府相关机构及各建筑企业应积极制定相关制度，对建筑施工中质量控制管理问题进行相应的改进：2.1加大国家政策的制约力度国家应结合现阶段建筑机电施工中出现的质量控制问题制定和出台相关的政策法规，以此对各建筑单位及相关质量检验部门进行制度约束，使各建筑单位及相关质量检验部门能够更好的履行自己的工作职责，减少建筑机电工程施工中质量问题的产生。2.2加强机电工程施工前的质量控制在机电工程施工前，应对各个机电设备的具体安装方法作出一套完整的方案。在方案中，针对安装过程中可能出现的问题制定出相应的解决方案，以减少施工过程中问题产生造成的施工延误问题，大大节约施工周期，减少施工资金的流失。2.3加强机电工程施工中的质量控制在机电工程施工过程中，应及时对施工现场机电设备的安装情况进行统一详细的检查，及时发现机电设备安装中出现的问题，并对出现的问题作出详细的解决方案，以确保施工的顺利进行。2.4加强机电工程施工后的质量控制在机电工程施工任务完成后，施工方应组织各相关技术人员对机电设备进行统一的调试工作，以确保安装的机电设备能够正常使用，并尽可能减小安全隐患的产生。2.5加强机电工程验收质量控制工程验收人员应在施工完成后制定详细的施工验收标准，在机电工程施工结束后，各相关人员应严格按照施工验收标准做好工程的质量验收工作。在工程验收过程中，应对各机电施工项目进行严格的审查，工程中是否存在遗漏的安全问题，机电设备的调试是否符合相关标准，对于验收过程中发现的问题应及时告知施工方，让施工方及时进行改进，严禁蒙混过关情况的产生。

3结语

电机控制论文篇7

1.1图纸未明确标注

图纸设计是机电工程的施工中最重要的环节，现阶段大部分施工单位都将钢筋当作防雷接闪器，再通过引下线和接地同等实现电位连接装置。但是此类施工方法一定要在设计的图纸上标明预埋件和连接点，一旦未详细标注，则会对施工的精确度和质量安全产生巨大影响。在实际的施工中，大部分施工单位对施工图设计对工作不重视，只是在电气图上粗略标注，这一做法不利于施工工作的进行。

1.2施工材料和设备有质量问题

设备的的质量会对机电工程的质量和进度的影响加大，如果施工材料和设备均存在质量问题，那么机电工程的质量安全一定存在较大的隐患。故在施工材料和设备的选购中，需对其进行严格的质量检验，同时禁止采购人员以次充好或者购买假冒伪劣材料。对于重要的施工设备，也需控制其质量，对其进行详细检测。

1.3设备型号不符合施工要求

机电工程中施工设备的型号一般是有明确要求的，但依照目前的形势观察，我国的机电设备型号呈现多样性，并未有统一和固定的型号标准，因此，在机电工程的设备采购中，会出现型号匹配不符合的问题。同时在设计的开始阶段，就未在设备材料内明确规定机电设备的型号，因此，采购员采购设备时，就无法准确把握设备型号，造成设备型号与机电工程的施工要求不符的问题。

1.4操作不规范

在机电工程施工的过程中，部分施工工作未给出明确的规范及操作流程，就存在施工人员未按照规定操作的问题，并出现操作失误或者操作不符合规范的现象，会对施工人员的人身安全造成威胁，也会增加返工、误工的机率。例如在机电工程的施工中需注意设备吊装的流程，确保其能发挥出正常作用，就算出现问题也能得到快速解决。假设设备吊装的过程中，未依据“配电的设备—电组—冷水机组—冰箱”这一操作流程安装，就会对机电设备检修产生影响。随着我国的社会经济的不断发展和施工管理水平的持续上升，机电工程的施工质量也得到有效提高，但是机电工程的施工管理中出现的问题也比较突出。因此，需建立一个科学的施工质量管理体系，对机电工程的施工机械进行施工质量控制。

2.机电工程施工质量控制方法

2.1施工人员的控制

⑴资质和能力的控制：从事机电工程的人员，需具备基本的资质和能力，资质就是要求施工人员能获取有关的资格证书；能力则要求施工人员具备一定的技术水平、综合素质等。机电工程的施工管理中对人员的资质及能力的控制，就是在机电工程的施工中，对技术比较复杂、施工的难度较大、施工的要求高的部分，需派遣经验丰富、技术熟练的施工人员进行；而会对机电施工人员造成部分伤害或者难度较大的施工作业，需派遣有从业资格证书的技术人员去操作，以降低对施工人员的伤害程度。

⑵实施培训上岗：由于机电工程存在工序多、难度大、施工工具多等特点，因此，其施工人员需在上岗前进行技术培训，并坚持持证上岗的原则，以确保施工人员的人身安全和工程的施工质量。并定期对施工人员进行技术培训和考核，以提高其施工技术。

2.2施工材料的控制

⑴对购买环节进行控制：在机电工程企业购买施工材料和设备时，需让购买人员熟知施工图纸和技术要求，采购人员在材料和设备采购的过程中，一定要控制好材料的质量和设备的型号。采购完后需建立采购档案，同时需定期对供货商的设备和材料进行检测，对材料和设备的购买进行动态的质量管理、控制；

⑵对验收环节进行控制：核对产品的出厂合格证和质量检验报告等材料；抽检或者检验工程材料的时候，需按照相关标准进行，并以准确反映抽查材料的质量为主；反复多次检测特种产品，确保其与要求相符。

2.3施工设备的控制

⑴操作人员需严格按照相关的规章制度使用施工设备，对于违规或者不按照操作流程操作的工作人员，需给予严惩；

⑵检测设备控制：要求操作人员按照使用要求及操作方法熟练操作，如果出现对操作流程和方法不熟悉的人员，则需对其进行培训合格后上岗，从而通过正确操作以确保检测结果的可靠性和准确性。

2.4施工方法与技术的控制

⑴施工企业的施工方法及操作工艺的控制：在制定施工的方法和操作工艺时，需依据工程实际要求，再结合施工企业的施工能力进行制定工作，同时需综合考虑施工的方法在技术的可实现范围内经济性、操作的难度和工艺的可实施性等因素，同时还需关注施工的进度，并降低施工成本；

⑵施工的方法及操作工艺的控制要点：

①施工人员需严格按照施工的高标准、流程和操作规范进行施工；

②严格控制影响工程质量的因素，如操作失误等；

③在施工前便综合考虑施工中可能会出现的问题，并制定有效的预备措施，对施工中出现的问题加以解决；

④加强机电工程的质量预控和工程的质量检验工作；

⑤处理好施工前准备、施工中控制、竣工后检验的工作，确保工程的质量。

3结语

电机控制论文篇8

前言

可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器是将逻辑运算、顺序控制时序、计数以及算术运算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。随着大规模集成电路的发展，可编程序控制器得到了迅速发展，并广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产的高效、高可靠性、高难度的自动化要求。

现代机器向着高速度高效率高精度方向的发展，对机器制造业也提出了新的要求：机器零件的精度越来越高。同时，结构也日趋复杂，特别是箱体零件具有孔系多的特点，它的加工除了本身又尺寸精度的要求外，还有形状精度和孔系之间相对位置精度的要求。

镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内使用镗床90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式，这种方式使机械震动噪声大，接线复杂，维修工作量大。

孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行，有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是：主运动由刀具作旋转来完成，而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到，并且可以通过镗床工作台的三个方向移动，很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。

本书选用日本三菱公司生产的FX2N—48MR PLC可编程序控制器对T68卧式镗床的电器控制进行设计。在编写过程中得到了许多同学们和老师的帮助和大力支持，并提出了许多宝贵意见和建议，在此向他们表示衷心的感谢。由于时间仓促，加上编写经验不足，书中还难免有存在缺点和错误，在此恳切的希望指导教师提出批评和指正，以便进一步修改和完善。

目录

第一章 可编程序控制器的介绍----------------------5 1-1 可编程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作过程-------------------------9

1-4 PLC的主要技术指标---------------------9

第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析

一、主要结构和运动形式----------------------11

二、电力拖动方式及电气控制要求--------------11

三、T68型镗床的电气控制线路分析------------12

第三章 T68卧式镗床的PLC控制

一. 梯形图编程语言--------------------------20

二. 助记符语言------------------------------21

三. PLC对T68卧式镗床梯形图的绘制----------21

四. PLC状态表------------------------------22

五. 汇编语言--------------------------------25

元件明细表----------------------------------------28

总结 --------------------------------------29

毕业设计任务书（四）

指导教师：田林红

一、设计题目用PLC对专用镗孔机床的电气控制设计（二）

二、设计的目的

1）掌握镗孔机床加工动作流程。

2）掌握机床电气控制元件的选择与计算方法。

3）掌握PLC选择与应用。

三、设计要求

一台机床用于零件的镗孔与铰孔两种工序加工，进给速度分为快进和一次和二次工进，进给采用液压控制。主轴采用1500W电机，液压系统是1000W电机。设计要求

1）主轴双向运转，停车采用反向制动。

2）主轴加工采用两地控制，必须液压泵电动机才能启动主轴电动机。

3）有工作状态指示及照明。

4）有必要的电气保护和联锁。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。

（2）毕业设计说明书（8000以上）

1）设计题目

2）控制原理说明设计方案论证

3）主要器件选择依据与计算

4）设计总结及改进意见

5）主要参考资料

第一章 可编程序控制器的介绍

1.1 可编程序控制器的概述

可编程序控制器（Programmable Logical Controller,简称PLC)是在继电器控制和计算机控制的基础上，以微机处理器为核心，引入微电子技术、自动控制技术而形成的一代新型工业控制装置。可编程序控制器在系统结构、硬件组成、软件结构、输入/输出（I/O）接口以及用户界面等方面都有独特性。目前，可编程序控制器不仅具有继电器控制系统所能完成的逻辑运算、定时、记数等控制功能，同时还可以进行数据处理、模拟量控制、过程控制、通信联网等功能。

. 图2 PLC控制系统的基本结构框图 1.2.1. 可编程控制器的基本结构

世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同，主要由中央处理器、存储器

、I／O接口、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图2-1所示

1.中央处理器（CPU） 2.存储器

存储器是可编程控制器的存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器(ROM)和随机读/写存储器（RAM）两大类。只读存储器是用来保存那些需永久保存的程序的存储器，即使机器掉电后其保存的数据也不会丢失，一般为掩膜只读存储器和可编程电擦写只读存储器。只读存储器用来存放系统程序。随机读/写存储器的特点是写入与擦除都很容易，但在掉电情况下存储的数据就会丢失，一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。

3.输入/输出接口

输入/输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口是用来接受生产过程的各种参数。输出口是用来送出可编程控制器运算后得出的控制信号，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。主要有以下几中：

⑴ 开关量输入接口。

（2）开关量输出接口。

（3）模拟量输入接口。

（4）模拟量输出接口。

（5）智能输入/输出接口。

4．电源

可编程控制器的电源包括可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电池。

5.外部设备

(1) 编程器。可编程控制器的特点是它的程序是可变更的，能方便的加载程序，也可方便地修改程序，因此编程设备就成了可编程控制器工作中不可缺少的部分。可编程控制器的编程设备一般有两类，一类专用编程器，有手持的，也有台式的，还有的可编程控制器机身上自带编程器，其中手持式的编程器携带方便适合工业控制现场应用；另一类是个人计算机，在个人计算机上运行可编程控制器相关的编程软件即可完成编程任务，借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。

（2）其他外部设备。PLC还可能配设其他一些外部设备。

①盒式磁带机，用以记录程序或信息。

②打印机，用以打印程序或制表。

③EPROM写入机，用以将程序写入用户EPROM中。

④高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或 监视有关部分的运行状态。 与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。

PLC的基本工作如下:

(1)输入现场信息:在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态;

(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算:

(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。

上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。

PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，或因停电、出现故障等才停止工作。

1-3、PLC的工作过程

图4 PLC的工作过程

1.4 PLC的主要技术指标

1. I/O(输入/输出)点数

如前所述，输入/输出点数是PLC组成控制系统时所能接入的输入/输出信号的最大数量，表示PLC组成系统时可能的最大规模。这里有个问题要注意，在总的点数中，输入点与输出点总是按一定比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，且输入和输出点数不相互代替。

2.应用程序的存储容量 3.扫描速度 另外，可编程控制器的可扩展性、可靠性、易操作性及经济性等 指标也是用户关心的问题。

第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析

一、主要结构和运动形式

镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上又安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后立柱位于镗床床身的另一端 ，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。

有以上分析可知，T68型卧式镗床运动形式为：

（1）主运动 镗轴和花盘的旋转运动

（2）进给运动 镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。

（3）辅助运动 工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。

二、电力拖动方式及电气控制要求 T68型卧式镗床的电气控制要求如下：

（1）为了扩大调速范围和简化机床的传动装置，本机采用机电联合调速，使用双速笼型异步电动机M1作为主拖动电动机，其绕组接法为/YY。

（2）主轴或进给变速时，为了便于齿轮之间的啮合，要有变速冲动。

（3）为了适应调整的需要，要求主轴电动机能够进行正、反向旋转及点动操作

（4）为了快速准确地停车，要求主轴电动机具有制动过程，本机床采用反接制动方式。

（5）快速移动电动机M2应能进行正、反转及点动操作。

（6）工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给不能同时进行，两者之间应有连锁保护。

三、T68型镗床的电气控制线路分析

T68镗床的电气控制原理图如下图所示。

(一)主电路分析 快速电动机M2由接触器KM6和KM7控制其正、反转，用熔断器FU2作其短路保护。

（二）控制电路分析

1.主轴电动机M1的正、反转起动控制 当要求主轴低速运行时，将速度选择手柄置于低速挡，此时与速度选择手柄有关联的行程开关SQ不受压，SQ触头断开。若使主轴电动机M1正向运行，可按下正转起动按钮SB2，此时，中间继电器KA1通电并自锁，KA1常开触头闭合，使接触器KM3通电，短接电阻R，KA1常开触头闭合，使得接触器KM1，KM4相继通电。主轴电动机M1在接法下全压起动并运行（低速）。此时，KA1，KM1，KM3，KM4通电。 KM4线圈的通电电流线路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM1（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若要求主轴高速运行时。将速度选择手柄置于高速挡，此时行程开关SQ压下，使SQ触头（12－13）闭合。这样，在接触器KM3通电的同时，时间继电器KT也通电。于是，主轴电动机M1在低速挡起动并经过一段延时后，时间继电器通电延时时常闭触头KT（14－23）断开，通电延时闭合触头KT（14－21）闭合，分别使接触器KM4断电，接触器KM5、KM8通电。从而使主轴电动机M1由低速接法自动切换成高速YY接法。构成了双速电动机按低速挡起动再自动切换成高速挡运行的自动控制环节。正向高速运行时，KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通电。KM5,KM8线圈的通电电流通路为： 2.主轴电动机的点动控制 正转点动时，按SB4,KM1,KM4接通，接触器KM1线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SB1（4－5）常闭触点5SB4（5－15）常开触点15KM2（15－16）常闭触点16KM1线圈PE。 3.主轴电动机的停车与制动

主轴电动机M1在运行中，可以通过按下停止按钮SB1来实现主轴电动机M1的自然停止或反接制动（将SB1按到底）。

以主轴电动机M1运行在低速正转状态为例，此时中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4均通电吸合，速度继电器的常开触头KS1-1（14－19）闭合，为正转反接制动作准备。

当需要自然停止停车时，轻按下停止按钮SB1（4－5），其常开触头断开，使中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4相继断电释放，切断了主轴电动机M1正向电源。主轴电动机M1自然停止。 此 时，KM4线圈通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM2（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若主轴电动机M1已运行在高速正转状态下，按下停止按钮SB1,可实现自然停车和反接制动停车，反接制动时，SB1（4－5）断开，中间继电器KA1、接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM1、接触器KM5,KM8相继断电，SB1（4－14）闭合则使接触器KM2通电，接触器KM4通电。于是主轴电动机M1串入反接制动电阻，绕组接成接法，进行低速反接制动，直至速度继电器常开触头KS1-1（14－19）释放，反接制动结束。电流通路同上。要注意的是：在进行制动停车操作时，应该将停止按钮SB1按到底，否则将无法接通反接制动回路，只能实现自然停车。

4.主运动和进给运动的变速控制

T68型卧式镗床主运动和进给运动的变速，是通过变速操纵盘实现的。他急既可以在主轴和进给电动机未起动前预选速度，也可以在运行中进行变速。 若主轴在正转运行中需要变速，可将主轴变速操纵手柄向外拉出，这时行程开关SQ1不在受压，其常开触头SQ1（5－10）断开接触器KM3,KM1,接触器KM2经行程开关SQ1（4－14）的常闭触头、速度继电器常开触头KS1-1（14－19）而通电吸合，使主轴电动机M1定子串入电阻R进行反接制动。接触器KM2线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SQ1-1（4－14）常开触点14KS1-1（14－19）常开触点19KM1（19－20）常闭触点20KM2线圈PE。若主轴电动机M1原来运行在低速挡，则此时接触器KM4仍保持通电，接触器KM3,KM1断电，接触器KM2通电，主轴电动机M1接成，串入电阻R进行反接制动。若主轴电动机M1原来运行在高速挡，则此时有时间继电器KT的触头将绕组YY接自动切换成接法，低速串入电阻R进行反接制动。随后转动变速盘，选择所需要的速度，最后将变速操纵手柄推回原位。

如果变速齿轮不能啮合而造成变速手柄推不动，则此时行程开关SQ2受压，其常开触头SQ2（17－15）闭合，接触器KM1经速度继电器常闭触头KS1-1（14－17）、行程开关SQ1常闭触头（4－14） 接通电源，同时接触器KM4通电，使主轴电动机M1定子串入电阻R,绕组接成在低速挡起动。接触器KM1线圈的通电电流通路为： 当转速升到速度继电器KS1的动作值时，其常闭触头KS1-2（14－17）断开，使接触器KM1断电释放；另一速度继电器常开触头 KS1-1（14－19）闭合，使接触器KM2通电吸合，对主轴电动机M1进行反接制动，使转速下降。当到达速度继电器KS1的释放值时，其常开触头KS1-1（14－19）断开，常闭触头KS1-2（14－17）闭合，反接制动结束。 2. 在进给变速时，首先将进给变速操纵手柄向外拉出，然后转动进给变速盘，选择所需要的进给速度，最后将变速操纵手柄推回原位。在拉出变速操纵手柄时，行程开关SQ3释放，而行程开关SQ4受压。推回手柄时的压合情况正好相反。如果变速齿轮不能啮合而造成进给变速手柄推不动，则主轴电动机M1处于间歇起动和制动状态，获得变速时的低速冲动，直到变速操纵手柄能推回原位为止。整个过程和主轴变速控制相同，其控制电路不再另行分析。由于变速过程中KA1或KA2一直保持自锁，从而记忆了变速前的主轴方向，保证变速后M1仍按原来的方向起动运转。

5.镗头架、工作台快速移动的控制

镗头架和工作台等部件各方向的快速移动由快速移动电动机M2拖动，通过快速移动操作手柄来控制，而移动方向则由位于工作台前方的操作手柄进行预选。当扳动快速操作手柄时，行程开关SQ7或SQ8被压合，接触器KM7或KM6通电，使快速移动电动机M2旋转而实现快速移动。当快速操作手柄复位时，行程开关SQ7或SQ8不再受压，接触器KM7或KM6断电释放，快速移动电动机M2停止旋转，快速移动过程结束。

第三章 T68镗床的PLC控制

PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、流程图语言、布儿代数语言等。其中前两种语言用得较多，流程图语言也在许多场所被采用。本章仅介绍梯形图语言和助记符语言的编程及特点。

一. 梯形图编程语言

1.梯形图与继电控制的区别

梯形图结构沿用继电控制原理图的形式，采用了常开触点、常闭触点、线圈和功能块等结构的图形语言。对于同一控制电路，继电 控制原理图和梯形图的输入/输出信号基本相同，控制过程等效。二者的区别在于继电控制原理图使用的是硬件继电器和定时器，靠硬件连接组成控制线路，而PLC梯形图使用的是内部继电器、定时器和计数器，靠软件实现控制。

因此，PLC的使用具有很高的灵活性，程序修改过程非常方便。图3-1所示是一个继电器线路图和与其等效的PLC梯形图 二. 助记符语言

助记符语言是PLC的命令语句表达式。用梯形图编程虽然直观、简便，但要求PLC配置较大的显示器方可输入图形符号，这在有些小型机上常难以满足，故需借助助记符语言。应该指出的是，不同型号的PLC其助记符语言也不相同，但其基本原理相近的。编程时，一般先根据要求编制梯形图，然后再根据梯形图转换成助记符语言。

三. PLC对T68镗床梯形图的绘制

四. PLC状态表

分类 用途及名称 元件代号 PLC数据 备注

输

入

信

号

正转启动按钮

反转启动按钮

正转点动按钮

反转点动按钮

停止按钮 SBI 1101 按钮在设计中选用了“11”通道继电器 SB3 1103

SB4 1104

SB5 1105

高低速转换限位开关

主轴变速限位开关

主轴变速限位开关

进给变速限位开关

进给变速限位开关

快移电动机正转限位开关

快移电动机反转限位开关

速度继电器正向触点

速度继电器反向触点 SQ 1000 限位开关和速度继电器在设计中选用了PLC“10”通道输入继电器

SQ1 1001 SQ3 1003

SQ4 1004

SQ7 1007

SQ8 1008

KV1 1011 主轴箱与工作台进给互锁限位开关

主轴箱与工作台进给互锁限位开关

热继电器常闭触点 SQ5 - 未进PLC

SQ6 -

FR1 -

主轴电机正转起停接触器 KM2 2002 输出信号选用的是“20”通道的输出继电器

输

出

信

号

主轴电机低速转动接触器

主轴电机高速转动接触器

主轴电机高速转动接触器

短接限流电阻接触器

快速电动机正转接触器

快速电动机反转接触器 KM6 2006

KM7 2007

KM8 2008

KM3 2003

KM4 2004

KM5 2005

中

间

继

电

器 主电机正转中间继电器

主电机反转中间继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器 KA1 3001 中间继电器选用了“30”通道和“40”通道

KA2 3002

- 3005

- 4000

- 4001

- 4002

- 4003

- 4004

时间继电器 主电机高速延时启动时间继电器联结防电弧延时时间继电器 KT1

- 5000

5001 延时5S

延时1S

五 汇编语言：

序号 指令 代号 序号 指令 代号 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003

005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001

008 OR 3002 029 ILC

009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002

014 AND 1001 035 OUT 3005

015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002

018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001

044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002

047 LD 3005 068 LDI 1007

048 ANI 5000 069 AND 1008

049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007

052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005

055 LD 5001 END

056 ANI 2006

057 OUT 2007

058 OUT 2008

059 LD 4000

060 OR 4002

061 OR 4003

062 ANI 2002

063 OUT 2001

元件明细一览表

符号 数量 名称及用途

M1 1 主电动机，拖动主运动和进给运动

M2 1 快速移动用电机

Q 1 空气开关，限流、欠压保护 KM3 1 限流电阻短路用接触器

KM4、KM5 2 快速电机正反转用接触器

KM6、KM7 3 主电动机高低速转换用接触器 SB3、SB4 2 主电动机正反转点动按钮

SB5 1 主电动机停止用按钮

Kn 1 主电动机反转制动用速度继电器

总结

随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于 做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我的指导老师田林红对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。

1、《工厂电气控制技术》机械工业出版社 主编 方承远

2、《工厂电气控制设备》机械工业出版社 主编 许廖

3、《机床电气控制技术》机械工业出版社 主编 王炳实

4、《可编程序控制器的应用技术》机械工业出版社 主编 王兆义

电机控制论文篇9

【关键词】混杂系统控制；最优控制；电力电子

0引言

由于电力电子变换器本质的高阶非线性，闭环控制问题多年来未能得到较好的解决。线性、非线性和智能控制理论在电力电子中先后得到应用，由于模型存在误差或者控制理论本身的不完备，这些解决方案都未能达到最佳。近年来随着半导体技术的发展，高精度的高速微处理器的出现和普及，使现代控制及智能控制方法的实时计算或近似估算成为可能。在设计高性能的电力电子系统时，先进控制理论的应用是很有实用价值的。本文对混杂系统控制理论的发展现状做了总结，对电力电子变换器的混杂系统建模及混杂系统控制理论在电力电子学的应用进行了总结和展望，指出切换系统最优控制的应用是一个比较新颖的研究方向。

1混杂系统控制的研究现状

混杂系统是一类包含相互作用的连续动态过程和离散动态过程的动态系统，混杂系统控制理论是继线性系统、非线性系统控制理论之后发展起来的系统控制理论。经典及现代控制理论研究的数学模型可以视为混杂系统的一个特例，而将传统控制的理论体系推广到混杂系统控制理论还有大量的理论研究要做。混杂系统的模型有很多种，如层次结构模型、自动机模型，混合逻辑动态模型，切换模型等，其中应用最广泛的是自动机模型。混杂系统的控制方法与现代控制理论类似，也包括自适应控制、学习控制、容错控制、镇定控制、最优控制和鲁棒控制等，这里仅对三种研究较为深入的控制方法加以说明。(l)镇定控制：是指在给定平衡点下，调整控制策略，使系统由不稳定转换为稳定的控制策略。类似传统控制中用输出或状态反馈令开环不稳定系统闭环稳定。(2)最优控制：就是在约束条件下，满足初值和终值条件，并使系统的给定性能指标达到最优的控制策略。(3)鲁棒控制：实际的混杂系统通常存在各种不确定性，鲁棒控制器按标准状态设计，也能够分析并克服这些不可预见的干扰因素，令闭环系统具有一定的鲁棒性。

2电力电子变换器的混杂系统建模

电力电子变换器中开关器件的存在，使它成为一个典型的开关非线性系统。随着开关的通断，电路处在不同的工作状态；每一个状态中，系统都随时间连续运行。在变换器外部或内部事件的驱动下，系统在各个状态间循环跳转，输出由在几个状态间的切换平均实现。变换器的运行特征与混杂系统完全吻合，因此可以说，电力电子变换器是一类典型的混杂系统。目前在电力电子变换器的混杂系统建模中应用较多的有自动机模型和切换系统模型，按这两种思路得到的变换器数学模型基本是一致的。

3混杂系统控制在电力电子中的应用

在国内，从20世纪末开始，越来越多的学者投入到混杂系统控制理论的研究，并致力于将混杂系统控制理论应用于电力电子变换器，目前取得了一定的成果。文献[3]是国内较早将混杂系统理论引入电力电子变换器研究的论文，对电力电子电路进行了混杂系统建模、故障诊断、事件辨识以及小波故障分析等方面的研究。文献[4]对变换器用自动机模型建模做了有益的探索，利用混杂自动机理论建立了电力电子电路的统一抽象模型，并设计出新型滑模变结构控制器。将混杂系统模型和非线性控制方法结合是有益的尝试。文献[5-6]建立了DC-DC变换器的切换线性系统模型，并引入了切换线性系统投影法的概念，提出最小投影法切换律的控制策略。仿真和实验结果表明最小投影法切换律在DC-DC变换器中具有普遍适用性。为了实现切换控制的鲁棒性，与PI控进行了结合在扰动情况下对平衡点进行修正。最小投影法切换律的本质是切换系统在任意初始状态都能够选择一个指向平衡点的速度矢量场，使系统轨迹不断逼近并最终稳定运行于平衡点。

4切换系统最优控制及其在电力电子中的应用展望

对混杂系统的最优控制问题的研究，取得了一定的成果，特别是基于切换线性系统的最优控制。基于经典的动态规划方法，文献[7]针对切换线性系统的最优控制提出了一种二阶段算法。首先固定切换序列，在此条件下求得切换系统最优控制问题的次优解；然后改变切换序列（改变切换次数和顺序）来求全局最优解。当把电力电子变换器视为周期的切换线性系统，可以用来实现多种目标的最优控制。这种情况下系统不能达到一般意义上的最优，但是其运算较为简单，在一定程度上可以达到设计目标，具有一定的实用价值。文献[8]给出基于范数、基于收敛路径、基于收敛距离、基于收敛方向和基于综合的周期切换线性系统的最优切换律的设计方法，可以尝试推广到更复杂的情形，检验其性能。切换系统控制本身还不成熟，有很多问题在控制理论上未能很好地解决。由于切换线性模型可以精确地描述电力电子变换器，切换线性系统最优控制期望能得到更好的特性。

5结论

作为一门交叉学科，电力电子学的发展与控制理论的应用密切相关。目前混杂控制理论还有较大的发展空间，它在电力电子的应用更是刚刚起步。切换控制是新兴的控制方法，由于它所处理的切换系统模型可以较为精确地刻画电力电子变换器，它在电力电子中的应用具有较好的前景。

作者:王磊 单位:韩山师范学院物电系

【参考文献】

[1]张波.电力电子学亟待解决的若干基础问题探讨[J].电工技术学报,2006,21(3):24-35．

[2]杨宽,"基于混杂系统理论的电力电子电路建模与控制研究[D]"2010.

[3]胡宗波,张波,邓卫华,等.基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性[J].中国电机工程学报,2004,24(12):165-170．

[4]胡宗波.基于切换线性系统的DC-DC变换器控制基础理论研究[D].广州：华南理工大学,2005.

[5]肖文勋．电力电子变换器切换线性系统模型的稳定性与最小投影法切换律[D]．广州：华南理工大学，2008．

[6]Wenxun,X.,Bo,Z.&Dongyuan,Q.Modelingandcontrolruleofthree-phaseBoost-typerectifierasswitchedlinearsystems[C].InternationalConferenceonElectricalMachinesandSystems,17-20Oct.2008,1849-1854.

电机控制论文篇10

关键词：永磁同步电机；仿人智能控制；控制系统

随着永磁材料性能的不断提升和成本的降低，采用永磁材料的各类电机，特别是永磁同步电机（PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM），已经在电动汽车、风能开发、轨道交通、船舶推进等领域得到了应用。针对永磁同步电机的控制技术，基本是以交流异步电机的控制技术为基础，从控制系统结构上看，目前主要有矢量控制技术和直接转矩控制技术两种，每种控制技术中涉及的具体控制器基本为经典PI控制器[1]。永磁同步电机是一个多变量、强耦合、时变的非线性系统，应用经典控制方法对其进行控制，需要做两方面的简化：一是为建立电机的数学模型，需要对电机的物理模型进行简化，如假设绕组对称分布、磁场沿气隙圆周呈正弦分布，忽略铁心损耗、磁滞损耗和电机参数变化等；二是在控制器设计中需要对系统进行简化，如忽略系统的高次项、小惯性环节的近似处理等[2]。基于上述简化而设计出的控制器存在继续优化的空间。智能控制技术的发展为永磁同步电机的控制带来了新思路，如文献[3]将模糊PI方法引入永磁同步电机的位置环控制，分析了模糊控制系统的构成以及实现方法；文献[4]针对永磁同步电动机抖振问题，提出了一种具有消抖作用的高阶滑模控制算法。本文主要研究智能控制技术中一类重要的控制技术――仿人智能控制在永磁同步电机控制系统中的应用，以期能为永磁同步电机的控制系统设计提供参考。

1 永磁同步电机数学模型和控制系统结构

永磁同步电机dq转子坐标系理想动态数学模型如下：式中，ud、uq―电机定子电压dq轴分量；id、iq―电机定子电流dq轴分量；ψd、ψq―电机定子磁链dq轴分量；ψf―电机定子绕组一相永磁磁链幅值；Ld、Lq―电机定子dq轴励磁电感；R1 ―电机定子绕组一相电阻；p―微分算子；―电角速度；Te―电磁转矩；T1 ―折算到电机轴端的负载转矩；J―整个机械负载系统折算到电机轴端的转动惯量；np―极对数。基于上述数学模型，永磁同步电机矢量控制系统结构如下图所示[2]。图中，ASR为速度控制器，ACR为电流控制器，一般用工程设计方法将控制器设计为典型PI控制器。此种设计方法优点是理论成熟、设计简单，缺点是建模和控制器设计中做了一系列简化处理，即没有充分利用控制系统的特征信息，控制效果有待进一步提高。

2 仿人智能控制的原理和设计

在实际的控制过程中人们发现：在得到必要的操作训练后，由人实现的控制方法是接近最优的，这个方法不需要了解控制对象的结构参数，也不需要最优控制专家的指导。人的控制活动反映了人脑的高超思维、决策和控制能力，仿人智能控制即以模拟人脑宏观结构和行为功能为基础。仿人智能控制的基本思想是在控制过程中利用计算机模拟人的控制行为功能，最大限度地识别和利用控制系统动态过程的特征信息，进行启发和直觉推理，从而实现对非精确数学模型控制对象的有效控制。

3 仿真验证

取永磁同步电机的主要参数如下表。建立永磁同步电机转速矢量控制模型，如图2 所示。ASR，ACR为采用工程设计法设计的经典PI控制器，电机空载起动，0.1s时加载5N}m}取额定转速为2000r/min，仿真结果如图3 所示。应用仿人智能方法设计ASR速度控制器，控制器相关参数如下表。仿真结果如图4-7 所示。从图5 可以看出，与经典PI控制器相比，仿人智能控制器控制的转速波动小，在负载变化时，恢复时间短，动态扰动小;由图6，7 可知，仿人智能控制器的i、波动小，i、基本相同，由式(1)中转矩方程可知，在i、相同的情况下，转矩与i、成正比，i、波动小时，转矩波动小，进而转速波动小，这与图5 是对应的。

4 结束语

仿人智能控制的优点是设计简单，只需要几条规格，即可设计出较好的控制器，缺点也是明显的，这几乎也是所有智能控制技术的共有缺点，即智能控制技术目前还没有形成类似经典控制那样的完整的理论体系，控制器的参数设计、稳定性分析、参数与性能指标的关系等没有严格的理论分析，只能通过经验、试凑等方法进行设计。建立完整的理论体系，这是仿人智能控制技术和其它智能控制技术今后的研究目标。

参考文献

[1]尔桂花，窦曰轩.运动控制系统[M].北京:清华大学出版社，2002.

[2]袁登科，徐延东，李秀涛.永磁同步电机变频调试系统及其应用[M].北京:机械工业出版社，2018.

[3]王晓冬，汪旭东.永磁同步电动机位置环的模糊PI控制系统[J].计算机仿真，2014，31:398-406.