李聰

摘要：在我國工業(yè)領域高速發(fā)展的背景下，單電機控制方法已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，正因如此，多電機同步控制成為當前需要解決的首要問題。下文結合實踐，在對PLC功能特點及變頻器分類進行分析的基礎上，探討和研究了基于PLC和變頻器的多電機速度同步控制的分析與設計，旨在為相關工作的開展，提供有益參考。

關鍵詞：同步控制;多電機;速度;PLC;變頻器

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0008-02

1 PLC的功能特點

1.1 體積小、能耗低、安裝方便

PLC模塊在體積上非常的小，而且重量輕，所以予以設備連接以及其間連接過程中非常的簡便。PLC在機電一體化中發(fā)揮著巨大的作用。而且基于PLC進行控制系統(tǒng)的建立，不需要很長的時間，而且PLC操作界面比較簡便，使用者可以便捷的進行操作，減少了繁瑣操作帶來的影響，其便利性非常突出，如有故障發(fā)生時，便可利用監(jiān)視器功能及時的將故障發(fā)生位置給檢測出來。而且PIC系統(tǒng)內(nèi)存在個別模塊故障問題時，便可通過其他模塊進行替代，保證其正常運行，確保整個系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)。

1.2 程序編制簡單

梯形圖語言是PIC的重要編程方式，且其編程方式和繼電器基本相同。這種語言能夠為操作者提供主觀的操作程序內(nèi)容，即便是使用者沒有相應的編程知識，也可迅速的對其操作方式進行快速掌握。PIC可以將操作過程進行簡化，并及時的修正程序。而且其靈活性與開放性非常突出，而且非常經(jīng)濟，使系統(tǒng)的構造得到了簡化，實現(xiàn)了人、機與操作等協(xié)同控制，簡單化的操作方式，便于使用者學習，同時也試用起來也非常的靈活。但是PLC運行階段還有一些問題存在，如建立PIC系統(tǒng)，必須要基于PC為前提，這就造成局限性問題的存在，實時性不強，為此應當對其運算方法以及運行環(huán)境等進行有效的調(diào)整，更好的解決這些問題。

2 變頻器的控制方式

2.1 V/f控制方式

V/f控制法在以前的通用型變頻器中應用比較普遍，這種方法又有恒壓頻比控制法之稱，在確保磁通恒定中是借以電壓/頻率值的恒定保持來實現(xiàn)，并將轉矩特性從中獲得。V/f控制方式具有轉速開環(huán)控制的特點，不需要應用速度傳感器，對電路的控制非常簡單，但在動態(tài)穩(wěn)定性以及精度方面尚待提升。因此，適用于精度控制不高的場合比較適用，通常通過V/f控制方式，調(diào)速負載轉矩為平方特性的風機，現(xiàn)如今這一控制方式被廣泛應用于通用變頻器中。

2.2 轉差頻率控制方式

該方式實質(zhì)上屬于閉環(huán)轉速、轉矩控制方式，極大的改進了V/f控制方式。通過轉矩的控制來體現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)的功能能效。而且該控制方式借以對轉差頻率進行控制，然后對轉矩進行間接的控制。如果存在很大變化的負載轉矩過程中，相較于V/f控制而言，轉差頻率控制依然可以保持很高的精度與速度，同時使其轉矩特性進行更好的體現(xiàn)。該控制方式的實現(xiàn)，需要將速度傳感器安裝與異步電機的軸上，對電機轉速進行實際檢測，并進行反饋形成閉環(huán)控制。該方式對于電路的控制相對復雜，以至于存在較慢的相應速度，同時為保持其良好的控制效果，應當安裝精度較高的速度傳感器。

2.3 變頻器矢量控制原理

上述兩種控制方式需要在翼部電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學模式下完成，在調(diào)速場合不高時較為適用，能夠達到較好的節(jié)能效果。為將動態(tài)性能進行充分的發(fā)揮，必須要進行異步電機動態(tài)數(shù)學模型的建立，并保證其高精度，并且其變壓變頻系統(tǒng)西藥基于動態(tài)數(shù)學模型而實現(xiàn)。能夠及時的進行動態(tài)反應，可以進行大轉矩啟動，尤其具有較好的低速特性。然而因存在復雜的矢量變換性，電機參數(shù)對控制特性影響很大。

2.4 直接轉矩控制方式

在1985年德國魯爾大學教授基于多年的潛心研究，提出直接轉矩控制系統(tǒng)，這一控制方式具有非常高的動態(tài)性能，能夠對交流電機進行變壓變頻和調(diào)速。相較于矢量控制存在很大的區(qū)別，該控制方式的實現(xiàn)，是將磁鏈滯環(huán)與雙位式調(diào)節(jié)器PG進行配合使用來實現(xiàn)，同時將磁鏈、轉矩內(nèi)環(huán)再一次的設置在系統(tǒng)轉速環(huán)內(nèi)，對電機的磁鏈以及轉矩實現(xiàn)控制，控制過程中被控制量即是轉矩，實現(xiàn)了控制的直觀化與便捷化，避免了系統(tǒng)受變化參數(shù)的影響。

3 基于PLC和變頻器的多電機速度同步控制的分析與設計

3.1 控制方案

采用主從補償同步控制方式來對電機同步控制方案進行設計，設置主電機一臺，別的均為從動電機，這些電機將主電機發(fā)出的共享信號進行接收。通過補償原理的應用，進行同步控制方式的實現(xiàn)，依照設計需要，其控制方式可以使并聯(lián)也可是串聯(lián)等方式來對電機進行控制。

3.2 系統(tǒng)硬件組成

PC機以及PLC和變頻器與人際界面等是該系統(tǒng)的中喲組成，通訊通過PLC以及USS協(xié)議來實現(xiàn)，準確地測量出電機的速度，比將指令發(fā)育變頻器，由此實現(xiàn)同步控制電機的速度。

4 基于模糊PID補償算法的同步控制

現(xiàn)如今，在工業(yè)控制領域中，PID控制器與其比較成熟的技術現(xiàn)已應用非常的普遍，該控制方式通過一組固定參數(shù)實施控制，無法實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)兩種性能的同時控制，特別是時變參數(shù)以及大時滯和非線性系統(tǒng)控制作用不佳，在模糊化以及其量化環(huán)節(jié)進行輸入信號的處理，模糊控制算法功能單元，以及用于輸出解模糊化的模糊判決環(huán)節(jié)。而上述功能也是模糊控制器非常重要的幾個環(huán)節(jié)，在相關控制中發(fā)揮著巨大的作用，因此受到廣泛好評。這即是模糊PID控制器。

5 結語

在現(xiàn)在工業(yè)化程度不斷加深的情況下，自動化程度越來越高，對電機控制方式也提出了更高的要求，過去進行單電機控制的手段，現(xiàn)已難以滿足高速發(fā)展的工業(yè)化要求。PLC控制技術的出現(xiàn)，是一個非常先進的控制裝置，基于該控制技術上，開發(fā)出的多電機變頻器同步空控制系統(tǒng)，不但具有非常簡便的操作，而且其控制性能非常的好，對工業(yè)控制領域的快速發(fā)展起到了巨大的推動作用，必須要引起足夠的重視，推動其不斷發(fā)展。

參考文獻

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[3]胡海英.基于PLC控制的氣動模擬測量系統(tǒng)的研究設計[J].液壓與氣動，2016，18（2）：87-88.

Analysis and Design of Multi-motor Speed Synchronization Control

Based on PLC and Frequency Converter

LI Cong

（Jilin Tobacco Industry Co.， Ltd. Yanji Cigarette Factory，Yanji Jilin? 133000）

Abstract：In the context of the rapid development of China's industrial sector， single-motor control methods have been difficult to meet the needs of modern production. For this reason， multi-motor synchronous control has become the primary problem that needs to be solved. Based on the analysis of PLC function characteristics and frequency converter classification， the analysis and design of multi-motor speed synchronous control based on PLC and frequency converter are discussed and studied in order to provide useful reference for the development of related work.

Key words：synchronous control; multi-motor;speed;PLC;frequency converter