新编外文翻译--基于plc的异步电动机运行监控系统的设计与实施

新编外文翻译--基于plc的异步电动机运行监控系统的设计与实施内容摘要：

it of efficiency of standard supplied motor. Stator voltage versus frequency characteristics of an inverter with PLC control. 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 20 Despite the simplicity of the speed control method used, this system presents: • constant speed for changes in load torque。 • full torque available over a wider speed range。 • very good accuracy in closedloop speed control scheme。 • higher efficiency。 • overload protection. Thus, the PLC proved to be a versatile and efficient control tool in industrial electric drives applications. References [1] Bashore D, Oliaro G, Roney P, et al. Fusion Engineering and Design, 1999, 43:239 [2] zuru Yonekawa, Toshiyuka Hiromi, Hiromi Akasaka, et al. Fusion Engineering and Design, 2020, 48: 17 [3] Raupp G, Gruber O, Mertens V, et al. Protection Strategy in the ASDEXUpgrade Control System. Proc. 18th Symposium on Fusion Technology, Karlsruhe (D),1994. Eds. Herschbach K, Maurer W, Vetter J E, NorthHolland, Publ. Amsterdam: Elsevier, 1995: 67 682 [4 ] Li Qiang. The divertor configuration properties in lowparameter discharges on HL2A tokamak. The Proceedings of the 3rd Workshop of Chinese Academy of Sciences on Plasma Physics and Fusion Research, Heifei, China, 2020, July 6 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 21 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 1 基于 PLC的异步电动机运行监控系统的设计与实施 朱少营，徐雨，何正文 中国西安市 西安交通大学 邮编 710049 摘要： 本文描述了 基于可编程逻辑控制器（ PLC）的异步电动机监测和控制系统的实施。 此外， 还提出了 异步电动机 的速度控制的 硬件和软件 要求。 PLC 程序与用户要求的速度运行参数及对系统在正常运行和跳闸条件下的 监控情况相关。 变频器驱动异步电动机系统的调速，并通过 PLC 控制，比传统的 V / f 控制的调速精度更高。 PLC 的控制效率在同步速度高速运行时提高了 95%。 因此，PLC 证明了其在工业电力驱动控制中可作为用途非常广泛和有效的工具。 关键词：计算机控制系统，计算机监控，电力驱动，异步电机，运动控制，可编程逻辑控制器（ PLC），变频驱动，电压控制。 一 导言 随着电力驱动的运动控制技术的面世，使用电力电子技术的可编程逻辑控制器（ PLC）应用已引入制造自动化制造行业 [1][2]。 这种应用有很多优势，如，开启时较低的压 降，使电机和其他设备具有一个几乎统一的功率因数的控制能力。 许多工厂在自动化流程中使用 PLC，以减少生产成本，提高质量和可靠性 [4] [9]。 其他应用还包括在使用的 PLC 的基础上改进电脑数控机床（数控）的精度。 为了获得准确的工业电力驱动系统，需要使用带电源转换器 PLC 的接口，个人电脑及其他电子设备 [11] [13]。 尽管如此，这使得设备更精密，复杂，昂贵的 [14]， [15]。 涉及 PLC 控制直流电机的文章很少。 这些文章涉及一些采用 PLC 控制电枢电压来调节直流电动机 /发电机控制的速度的方法实施，及 将基于自校正调节器技术的自适应控制器纳入到现有的工业 PLC[17]。 此外，其他类型的机器与 PLC 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 2 的连接。 因此，工业 PLC 用于控制步进电机五轴转子位置，方向和速度，减少了电路元件数量，降低成本，提高可靠性 [18]。 由于开关磁阻电机可代替交流和直流驱动实现调速，单芯片逻辑控制器使用 PLC 控制转矩和速度，再加上一个电源控制器 [19]，实现数字逻辑。 作为一个可能的替代其他的一些应用涉及电梯的直线感应电机与 PLC 实现驱动系统的控制和数据采集 [20]。 为了监测电能质量和识别破坏电能生产的干扰，需要两个 PLC 来确定设备的 灵敏度。 二 PLC 作为系统控制器 一个 PLC 是一种基于微处理器的控制系统，用于在工业环境中的自动化进程控制。 它使用一个可编程的存储器，用户至上的指示执行特定功能，如算术内部存储，计算，逻辑，顺序，时机 [23]， [24]。 PLC 可编程来进行感应，动作和控制工业设备，因此，采用的 I / O 点，允许电信号接口。 输入设备和输出设备连接到 PLC 的控制程序输入到 PLC 内存（图 1）。 在我们的应用程序中，它通过模拟和数字输入和输出控制不同的恒定负载的异步电动机的运行速度。 此外， PLC 根据控制程序连续监测输入和激活输出。 这是 特定的硬件模块，直接插入一个专有总线：中央处理器单元（ CPU），电源 图 1 PLC 的控制动作 供应器，输入输出模块 I / O，程序终端组成的组合式 PLC 系统。 这种模块化的方法，可以扩大将来的扩展，如多机系统或计算机的连接。 PLC 控制程序 输入 输出 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 3 三 异步电机控制系统 实验系统框图如图 2 所示。 系统配置可由下列步骤进行。 a）恒定转速的闭环控制系统，由速度反馈和负载电流反馈系统构成。 感应电机驱动变量的负载，信号由变频器送入， PLC 控制变频器的 V / f 输 出。 b）一个开环变速操作控制系统。 异步电机驱动变量负载。 c）标准变速操作。 异步电动机驱动变量负载，接收恒定的电压恒定频率标准的三相供电的反馈信号 四 硬件描述 该绕线式异步电机实施和测试控制系统的技术规格在表一给出。 异步电动机驱动直流发电机，它提供了一个变量负载 R。 三相电源连接到主三相开关，然后是三相热过载继电器，它提供了对电流过载的保护。 继继电器输出连接到整流器，来矫正三相电压，并给绝缘栅双极晶体管（ IGBT）变频器一个直流输入。 其技术规范 [25]总结在表二。 IGBT 变频器将直流电压转换为三相电压 输出，提供给异步电动机的定子。 另一方面，变频器连接到 PLC 控制器。 表一 异步电动机技术规格 接线类型 /Y 输入电压 380/660V ac 输入电流 额定功率 输入频率 50Hz 极数 4 额定转速 1400rpm 这种控制器由 PLC 的模块化系统实施。 PLC 的体系结构是指其内部的硬件和 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 4 软件。 作为一个基于微处理器的系统， PLC 系统的硬件设计和建造以下模块 [29] [37]： •中央处理器（ CPU）， 离 散输出模块（ DOM） 离散输入模块（点心） •模拟量输出模块（ AOM）的 •模拟输入模块（ AIM） •电源。 PLC 配置的其他详情载于表三和四。 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 5 图 2 实验系统的电气原理图 速度传感器用于速度反馈，电流传感器，电流传感器用于负载电流反馈，第二个电流传感器连接到定子电路 [32]。 因此，两个闭环系统反馈回路是由负载电流传感器，速度传感器，和 AIM 安装而成。 测速器（永磁直流电动机）用于速度感应。 感应电机驱动机械轴和产生输出电压，其中电压的大小与旋转速度成正比。 极性取决于旋转方向。 测速发电 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 6 机的电压 信号，必须与 AIM 指定的电压范围（ 05 伏直流和 200 内部阻力）符合。 其他 PLC 外部控制电路的设计，使用 24 V DC 电源的低电压。 五 结论 系统在可变负载运行过程中进行了测试，包括对异步电动机的速度控制性能的测试和行程的情况下测试。 PLC 根据软件监控电机运行和相关参数。 开始时，为异步电动机性能测试提供一个标准的 380 伏， 50 赫兹网络。 然后，实验控制系统在空载和满负荷（ N m）两种情况下测试。 a）由变频器和 PLC 控制的感应电机的反 馈。 b）变频器控制感应电机的反馈 对应 PLC 硬件和软件设计的负载转矩和速度的范围如上一节所述。 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 7 图 6 切断 /重启流程图 效率提供标准的网络。 图 8 描绘的结果表明，在所有情况下的配置 a）比配置 b）具有更高的效率。 此外，在高于额定负载 70％时，规范化的效率  pu 1，根据这个数字， PLC 控制系统的效率较标准电机运行提高 1012％。 从理论的角度来看，如果我们忽略励磁电流，效率的近似值为 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 8 其中 s 是滑差， ,SRRR分别是定子和转子绕组的电阻，从图 7 中可以看出。 PLC控制系统（ a）工程滑值非常低，几乎为零。 在所有速度和负载转矩条件下，配置 (a)比配置 (b）有较小的滑差，从而效率更高，系统更合理，尤其是在高的速度和频率下。 在较低的频率下，磁通增加，磁化电流增加，造成损失增加。 六 总结 前文所描述的计划表明， PLC 可以与异步电动机成功的应用于自动化系统。 监控系统由变频器驱动，异步电动机由 PLC 控制，其在恒速变负荷运行的调速精 度较高。 图 8 有无 PLC 控制系统时的效率 图 9 PLC 控制的变频器的频率特性与定子电压 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 9 尽管速度控制方法简单，本系统具有一系列优点： •负载转矩变化时速度恒定。 •在更宽的转速范围内全扭矩。 •闭环控制系统中较高的准确性。 •更高的效率。 •过载保护 因此， PLC 是在工业电气传动中应用灵活、高效的控制工具。 湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 10 参考文献 [1] Bashore D, Oliaro G, Roney P, et al. Fusion Engineering and Design, 1999, 43:239 [2] zuru Yonekawa, Toshiyuka Hiromi, Hiromi Akasaka, et al. Fusion Engineering and Design, 2020, 48: 17 [3] Raupp。