東北大學(xué)自動化專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 .wd.自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)班 級：自動化0806班學(xué) 號：20082518姓 名：孫長春指導(dǎo)教師：高明 馮琳 方曉柯設(shè)計(jì)時間：2011年6月5日2011年6月15日摘要眾所周知，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為電動、氣動及液壓三種，而電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)占據(jù)了最主要的局部。在電動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，直流電動機(jī)因其具有良好的調(diào)速特性，被工業(yè)界廣泛的應(yīng)用。直流調(diào)速方式有很多種，但是通過改變電動機(jī)電樞電壓，方便可靠，并且可以做到無級調(diào)速，備受工程師偏愛。本文首先從理論上將傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)和全數(shù)字的直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)展闡述，比照了晶閘管-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)，并著重介紹了應(yīng)用全數(shù)字

2、調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢；然后分別介紹了開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)造，并做出了分析。本文還通過軟件設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)了8個根本實(shí)驗(yàn)和2個綜合實(shí)驗(yàn)，并詳細(xì)的對系統(tǒng)功能，系統(tǒng)原理，參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行曲線分析。通過這10個實(shí)驗(yàn)，我們大體上學(xué)會了使用6RA70全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)，并且能利用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)開環(huán)，單閉環(huán)，雙閉環(huán)，特殊給定等實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)大多數(shù)來自工業(yè)現(xiàn)場的要求，通過這些實(shí)驗(yàn)，我們也初步具備了一些調(diào)試經(jīng)歷和能力。本文的最后，我們還對我們實(shí)驗(yàn)過程中遇到的故障進(jìn)展了記錄和分析，這對我們以后的調(diào)試來說，是珍貴的經(jīng)歷，在我們再次碰到同樣的問題時，我們能輕而易舉的將其解決

3、。這次課程設(shè)計(jì)對我們每個學(xué)生都是一次非常難得的時機(jī)，將我們課程上學(xué)到的理論知識進(jìn)展實(shí)踐，做到學(xué)以致用。作為工科學(xué)生，我們不僅要學(xué)得好，還要用得好。關(guān)鍵詞：電動 直流調(diào)速系統(tǒng) 全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng) 故障分析目錄摘要I1. 概述- 1 -2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求- 2 -2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)- 2 -2.2 設(shè)計(jì)要求- 2 -3. 理論設(shè)計(jì)- 3 -3.1方案論證- 3 -3.1.1 傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)- 3 -3.1.2 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)- 3 -3.1.3 6RA70直流調(diào)速控制器- 4 -3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 4 -4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 6 -4.1 軟件設(shè)計(jì)- 6 -4.1.1系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入系統(tǒng)初始

4、化- 7 -4.1.2系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定- 7 -4.1.3 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整- 9 -4.1.4 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整- 9 -4.1.5 直流電動機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)- 10 -4.1.6 直流電動機(jī)的點(diǎn)動控制- 12 -4.1.7 直流電動機(jī)的爬行控制- 14 -4.1.8 電樞電流閉環(huán)控制- 16 -4.1.9震蕩發(fā)生器- 17 -4.1.10斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)設(shè)定及波形調(diào)整- 20 -5. 故障分析- 23 -6. 使用儀器設(shè)備清單- 24 -7. 收獲、體會和建議- 24 -8. 參考文獻(xiàn)- 26 -1. 概述由于自動控制系統(tǒng)這門課涵蓋知識面廣，理論聯(lián)系實(shí)際的特點(diǎn)，因此，該課程

5、的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有著無法取代的地位，特別是在可控關(guān)斷電力電子器件出現(xiàn)后，經(jīng)過深入的研究，已經(jīng)建立了熟悉的數(shù)學(xué)模型和完善的理論體系，廣泛的應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)中。與此同時，隨著控制技術(shù)的迅猛開展，自動化產(chǎn)品的日益更新，直流調(diào)速系統(tǒng)也在隨之發(fā)生日新月異的變化。目前，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)，其操作簡單，并且不需要專門的編程知識，所有設(shè)置均可通過參數(shù)設(shè)定設(shè)備進(jìn)展。參數(shù)設(shè)定也可通過PC的菜單提示進(jìn)展，以實(shí)現(xiàn)快速的投入運(yùn)行。西門子6RA7013全數(shù)字直流調(diào)速裝置完全具備上述功能。SIMOREG DC MASTER以其高度運(yùn)行可靠性和實(shí)用性在世界范圍內(nèi)的各個工業(yè)領(lǐng)域著稱：如印刷機(jī)械主傳動

6、，在起重機(jī)行業(yè)的行走機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)，電梯和纜車傳動，在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用，在鋼鐵工業(yè)中的剪切傳動、軋機(jī)傳動、卷取及傳動、橫切機(jī)或薄膜機(jī)械和電動機(jī)、汽輪機(jī)或齒輪箱試驗(yàn)機(jī)的負(fù)載機(jī)械。更值得一體的是SIMOREG DC MASTER 使用開放的和標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)進(jìn)展通訊，也可通過RS232接口直接連接到PC和實(shí)現(xiàn)裝置對裝置的通訊。要實(shí)現(xiàn)通訊，只需在根本裝置調(diào)速器的電子箱中插入通訊模塊和工藝模塊，然后對模塊進(jìn)展簡單的啟動設(shè)置即可。通過本次課程設(shè)計(jì)，使我們同學(xué)更好的理解掌握和靈活應(yīng)用這門專業(yè)知識，緊跟時代前言，增強(qiáng)我們應(yīng)用新技術(shù)的能力，培養(yǎng)了我們較強(qiáng)的分析問題、解決問題的實(shí)際能力和

7、創(chuàng)新能力。使我們學(xué)會使用SIMENS 直流控制系統(tǒng)裝置來進(jìn)展相關(guān)的自動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)1。2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)會使用SIMENS直流控制系統(tǒng)裝置，包括系統(tǒng)的根本功能、控制方案設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置、給定和反應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、供電方案和供電線路確定、主回路接線方式選擇及電機(jī)勵磁回路設(shè)計(jì)等。學(xué)習(xí)用計(jì)算機(jī)設(shè)置SIMENS直流控制系統(tǒng)裝置的各種參數(shù)，以及通過計(jì)算機(jī)讀取系統(tǒng)的參數(shù)。確定控制方案，畫出系統(tǒng)的原理圖和方框圖，并使用SIMENS直流控制系統(tǒng)裝置完成直流電動機(jī)的單閉環(huán)、雙閉環(huán)控制調(diào)速。2.2 設(shè)計(jì)要求根據(jù)系統(tǒng)的要求畫出系統(tǒng)的原理圖及方框圖，并對系統(tǒng)進(jìn)展理論分析。確定設(shè)計(jì)方案；并確定與

8、系統(tǒng)對應(yīng)的接線方式，系統(tǒng)運(yùn)行方式，負(fù)載特點(diǎn)等。根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)得到系統(tǒng)運(yùn)行曲線，并分析。穩(wěn)固和強(qiáng)化課堂上所掌握的自動控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的實(shí)際能力和創(chuàng)新能力。3. 理論設(shè)計(jì)3.1方案論證3.1.1 傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)中以可控直流電源為根底，隨著電子技術(shù)與電力電子技術(shù)的開展在不斷地更新?lián)Q代，常用的可控直流電源主要包括：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組、靜止可控整流器、直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器三類，其中靜止可控整流器隨著晶閘管變流裝置的應(yīng)用，晶閘管直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)簡稱V-M系統(tǒng)是直流調(diào)速系統(tǒng)最主要的形式2。晶閘管變流裝置主要的優(yōu)點(diǎn)有：晶閘管變流裝置的功率放大倍數(shù)在以上，并且

9、晶閘管的門極觸發(fā)所需的功率小，不需要像直流發(fā)電機(jī)那樣大的功率放大器。晶閘管變流裝置的響應(yīng)速度快，一般為毫秒級，而機(jī)組的響應(yīng)速度為秒級，大大地提高了系統(tǒng)快速性。晶閘管變流裝置較傳統(tǒng)機(jī)組效率高、可靠性高方便維護(hù)。3.1.2 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)由于晶閘管作為模擬器件，其可靠性低、功耗大、對散熱條件、過電壓、過電流、電壓電流變化率敏感、功率因數(shù)低及諧波大等問題限制了其開展。隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與普及，數(shù)字控制器逐漸代替了模擬控制器。數(shù)字控制器有以下優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)和控制靈活。數(shù)字控制器的控制算法通過編程實(shí)現(xiàn)，容易實(shí)現(xiàn)多種控制算法，修改參數(shù)方便，可靠。能實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和操作。計(jì)算機(jī)具有分時操作功能，采用計(jì)算機(jī)控制，

10、可以監(jiān)視很好控制量，容易實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的各個被控對象都管理起來。能實(shí)現(xiàn)綜合控制。可以綜合生產(chǎn)的各方面的情況，在環(huán)境和參數(shù)變化的時候，及時進(jìn)展判斷，選擇適宜的方案進(jìn)展控制，必要的時候可以人工干預(yù)。可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字控制器可以利用程序?qū)崿F(xiàn)故障自診斷，自修復(fù)功能，并且控制算法通過軟件方式實(shí)現(xiàn)，程序存儲在計(jì)算機(jī)中，一般不受外部干擾影響，抗干擾能力強(qiáng)。3.1.3 6RA70直流調(diào)速控制器本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用SIMENS公司的6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速控制器，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)動用的電樞和勵磁供電，額定電樞電

11、流從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)3。利用該直流調(diào)速控制器實(shí)現(xiàn)以下實(shí)驗(yàn)：系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定開環(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)整直流電動機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的點(diǎn)動控制直流電動機(jī)的爬行控制電樞電流閉環(huán)控制震蕩發(fā)生器斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)設(shè)定及波形調(diào)整，改變斜率觀察系統(tǒng)特性3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下所示，分別為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)造框圖。圖3.1.開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造框圖圖3.2.轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造框圖圖3.3.

12、電流單調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造框圖圖3.4.轉(zhuǎn)速電流雙調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造框圖雙閉環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR，如圖3.4所示。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的輸入，用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管變流裝置。從閉環(huán)框圖的構(gòu)造上看，電流環(huán)在里，稱為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱為外環(huán)。轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，兩個調(diào)節(jié)器的輸出都帶限幅，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓。4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 軟件設(shè)計(jì)如下列圖所示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是通過對系統(tǒng)的給定信號的大小、給定信號的形式、轉(zhuǎn)速控制器ASR的參數(shù)

13、、轉(zhuǎn)矩的限幅值、電樞電流的限幅值、轉(zhuǎn)速反應(yīng)方式、方波發(fā)生器等。 圖4.1.系統(tǒng)概框圖4.1.1系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入系統(tǒng)初始化功能說明：實(shí)驗(yàn)前，為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，都要對系統(tǒng)進(jìn)展初始化，初始化過程主要通過設(shè)置適宜的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。參數(shù)設(shè)置P051=21恢復(fù)工廠設(shè)置，等待操作控制面板恢復(fù)正常；P052=0僅顯示已改動的參數(shù)；P052=3顯示所有參數(shù)；結(jié)論：通過對系統(tǒng)初始參數(shù)值設(shè)定，系統(tǒng)不受之前運(yùn)行狀態(tài)的影響，之后，通過其他控制參數(shù)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)不同的功能。4.1.2系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，都要對系統(tǒng)進(jìn)展控制參數(shù)進(jìn)展設(shè)定，控制參數(shù)設(shè)定主要包括參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)優(yōu)化兩局部。參數(shù)設(shè)置P076.00

14、1=10額定電樞電流百分比P076.002=10額定勵磁電流百分比P078.001=220電樞回路供電電壓P078.002=380勵磁回路供電電壓P083=1使用模擬測速機(jī)P083=2使用脈沖編碼器P083=3無測速機(jī)運(yùn)行EMF控制；此次選3P100=1.2電樞額定電流P101=220電樞額定電壓P102=0.13額定勵磁電流P104=1500電機(jī)額定轉(zhuǎn)速系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化前，驅(qū)動裝置必須運(yùn)行在O7.0或O7.1接下來選擇P051P051=25電樞和勵磁的預(yù)控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化P051=26速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化P051=27勵磁減弱優(yōu)化P051=28摩擦和轉(zhuǎn)動慣量補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化P051=29具有擺動機(jī)

15、構(gòu)的傳動系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化電流環(huán)優(yōu)化設(shè)置P051=25，點(diǎn)擊OK，在30s內(nèi)分別合上使能端子、輸入端子，同時用手堵轉(zhuǎn)，大約1min左右，觀察驅(qū)動裝置由O7.0變換至O7.2，分別斷開輸入端子、使能端子，即電流環(huán)優(yōu)化完畢。速度環(huán)優(yōu)化設(shè)置P051=26，點(diǎn)擊OK，立即合上使能端子、輸入端子，大約10s左右，完成速度環(huán)優(yōu)化?？偨Y(jié)：通過系統(tǒng)初始參數(shù)值設(shè)定以及系統(tǒng)優(yōu)化，由于系統(tǒng)具有自調(diào)節(jié)能力，使得系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)節(jié)，得到適宜的電樞和勵磁參數(shù)，此時系統(tǒng)即為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，之后的各個實(shí)驗(yàn)在此根底上，改變不同的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。4.1.3 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整參數(shù)設(shè)置將轉(zhuǎn)速單閉環(huán)和電樞電流單閉環(huán)和在一起

16、，使得轉(zhuǎn)速環(huán)無作用，電流環(huán)無作用，從而合并成開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)際參數(shù)與單閉環(huán)和電樞電流閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置一樣。運(yùn)行曲線圖4.2. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行曲線圖4.1.4 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定調(diào)整參數(shù)設(shè)置P154=0電樞電流調(diào)節(jié)器的I分量置零P155=1電樞電流調(diào)節(jié)器的P增益P164=1電樞電流調(diào)節(jié)器的P分量置零運(yùn)行曲線將單閉環(huán)設(shè)置成轉(zhuǎn)速單閉環(huán)，即把電流環(huán)設(shè)置成導(dǎo)線直接連在后面的系統(tǒng)分別先翻開使能開關(guān)再翻開合閘開關(guān)，翻開示波器并按開場鍵，記錄曲線。圖4.3. 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行曲線4.1.5 直流電動機(jī)的高、低速調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置通過手動調(diào)節(jié)給定電壓或者通過軟件調(diào)整P701的值，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸入電壓的百分比，即可實(shí)現(xiàn)

17、電動機(jī)的上下速調(diào)節(jié)，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。運(yùn)行曲線圖4.4. 直流電動機(jī)的低速運(yùn)行曲線圖4.5. 直流電動機(jī)的高速運(yùn)行曲線4.1.6 直流電動機(jī)的點(diǎn)動控制點(diǎn)動功能說明：點(diǎn)動功能可以通過由參數(shù)P435的變址01至.08選擇的開關(guān)量連接器來設(shè)置，或通過控制字1的第8和第9位設(shè)置。中選擇使用控制字時，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)動指令的輸入。P6489:由P648選擇的連接器作為控制字1，這個字的第8位和第9位控制了“點(diǎn)動指令的輸入?！包c(diǎn)動功能只在有“分閘和“運(yùn)行使能指令時才可以執(zhí)行

18、?！包c(diǎn)動指令當(dāng)一個或多個指定的源(開關(guān)量連接器，控制字位)變?yōu)檫壿嫛?”狀態(tài)時輸入，在這種情況下，在參數(shù)P436中選擇的給定被分配給每一個源。如果點(diǎn)動指令同時由二個或二個以上的源輸入，那么點(diǎn)動給定設(shè)為0。參數(shù)P437可以作為定義每一個可能的點(diǎn)動指令的源(開關(guān)量連接器，控制字位,邏輯運(yùn)算，見第8章中方框圖)的設(shè)置，不管如何斜坡函數(shù)發(fā)生器必須旁路P435，P437，當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路后，他以上升/下降時間為0運(yùn)行。輸入點(diǎn)動指令的操作順序:如果輸入了“點(diǎn)動指令，通過“進(jìn)線接觸器閉合繼電器使進(jìn)線接觸器合閘，點(diǎn)動給定通過斜坡函數(shù)發(fā)生器施加(對于準(zhǔn)確的順序，見9.3.3 中“合閘/分閘的說明)撤消點(diǎn)動指

19、令的操作順序:在“點(diǎn)動指令取消后，開場的運(yùn)行順序與“分閘方式一樣(見9.3.3)，在到達(dá) 后，調(diào)節(jié)器制止，并且在0到60s 的參數(shù)延時(P085)到達(dá)后(運(yùn)行狀態(tài)07.0 或更高)，進(jìn)線接觸器翻開。當(dāng)驅(qū)動裝置在參數(shù)延時周期(最大60.0s)時間到時，仍處在運(yùn)行狀態(tài)01.3點(diǎn)動控制原理圖圖4.6. 直流電動機(jī)點(diǎn)動控制原理圖參數(shù)設(shè)置P648=9控制字1的源，參數(shù)P654P659有效P435.01=1電動給定接入的源P436.01=1電動給定的源P437.01=1選擇斜坡函數(shù)發(fā)生器旁路的源運(yùn)行結(jié)果圖4.7. 直流電動機(jī)的點(diǎn)動控制運(yùn)行曲線4.1.7 直流電動機(jī)的爬行控制爬行功能說明“爬行功能可在運(yùn)行狀

20、態(tài)O7.0下激活，并且有“運(yùn)行使能信號，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)由P440選擇的一個或多個開關(guān)量連接器轉(zhuǎn)換到邏輯“1”時，輸入“爬行指令。一個由參數(shù)P441選擇的給定分配給每一個開關(guān)量連接器，如果“爬行指令是通過多個開關(guān)量連接器同時輸入，給定值是疊加關(guān)系(限制到±200%)。參數(shù)P442可以作為定義每一個可能的爬行指令的源(開關(guān)量連接器)的設(shè)置，不管如何斜坡函數(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/下降時間為0 運(yùn)行。電平/沿觸發(fā)P445=0電平觸發(fā)P440選擇的開關(guān)量連接器=0 無爬行P440選擇的開關(guān)量連接器=1:爬行P445=1沿觸發(fā)當(dāng)開關(guān)量連接器狀態(tài)由0變1時，“爬行輸入

21、儲存(見第8章，圖G130)。同時，由P444選擇的開關(guān)量連接器必須為邏輯“1。當(dāng)隨后的開關(guān)量連接器改變狀態(tài)到邏輯“0時，存儲器被復(fù)位(見9.3.3中合閘/分閘舉例電路)。輸入爬行指令的操作順序:如果在運(yùn)行狀態(tài)O7.0輸入“爬行指令，通過“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)動裝置通過斜坡函數(shù)發(fā)生器從工作速度減速到爬行速度。撤消爬行指令的操作順序:“爬行有效，但無“合閘指令:如果所有對于“爬行功能有效的位均轉(zhuǎn)換到邏輯“0，調(diào)節(jié)器制止。爬行控制原理圖圖4.8. 直流電動機(jī)爬行控制原理圖參數(shù)設(shè)置P440=1爬行給定接入的源P4

22、41=1 爬行給定的源P442=1 選擇斜坡發(fā)生器旁路的源P445=0 對于合閘/爬行的電平/沿觸發(fā)的選擇運(yùn)行曲線圖4.9. 直流電動機(jī)爬行控制運(yùn)行曲線4.1.8 電樞電流閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖圖4.10. 電樞電流閉環(huán)控制原理圖參數(shù)設(shè)置P224=0速度調(diào)節(jié)器I分量的控制字P225=1速度調(diào)節(jié)器P增益P623=K179速度調(diào)節(jié)器實(shí)際值的源運(yùn)行曲線先翻開使能開關(guān)和輸入開關(guān)，翻開示波器并按開場鍵，記錄曲線。圖4.11.電樞電流閉環(huán)控制運(yùn)行曲線4.1.9震蕩發(fā)生器系統(tǒng)原理圖 圖4.12 方波發(fā)生器原理圖 圖4.13 方波發(fā)生器功能圖參數(shù)設(shè)置P480 振蕩給定1P481 振蕩時間1P482 振蕩給定2P4

23、83 振蕩時間2P484 標(biāo)準(zhǔn)給定的源當(dāng)沒有選擇“振蕩功能時，作為接入輸出值的連接器的選擇0=連接器K00001=連接器K0001P485 震蕩選擇的源：控制“振蕩功能起作用的開關(guān)量連接器的選擇(邏輯“1”狀態(tài)=振蕩有效)0=開關(guān)量連接器B00001=開關(guān)量連接器B0001運(yùn)行曲線圖4.14 震蕩發(fā)生器運(yùn)行曲線4.1.10斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)設(shè)定及波形調(diào)整功能說明斜坡上升=從低加速，正到高，正向速度(例如:從10%到90%)或從低，負(fù)到高，反向速度(例如: 從-10%到-90%)。斜坡下降=從高減速，正到低，正向速度(例如: 從90%到10%)或從高，負(fù)到低，反向速度(例如: 從-90%到-1

24、0%)。關(guān)于從反向到正向速度的轉(zhuǎn)換，例如: -10% 到 +50%:從-10%到0=斜坡下降和從0 到+50% = 斜坡上升，反之亦然斜坡上升時間斜坡函數(shù)發(fā)生器，其輸入量階躍變化從0 到100%或從0 到-100%并在0 附近有初始圓弧和最終圓弧，到達(dá)100%輸出值所需的時間。在較小的階躍信號時，輸出量同輸入量有一樣的斜率。斜坡下降時間斜坡函數(shù)發(fā)生器，其輸入量階躍變化從100%到0 或從-100%到0 并在0 附近有初始圓弧和最終圓弧，到達(dá)100%輸出值所需的時間。在較小的階躍信號時，輸出量同輸入量有一樣的斜率。斜坡函數(shù)發(fā)生器的運(yùn)行方式可由以下控制信號設(shè)置:斜坡函數(shù)發(fā)生器啟動(控制字1.第5位

25、):1=給定已接到斜坡函數(shù)發(fā)生器的輸入0=斜坡函數(shù)發(fā)生器在當(dāng)前值停頓(發(fā)生器輸出引到發(fā)生器輸入)。給定使能(控制字1.第6位):1=斜坡函數(shù)發(fā)生器輸入端的給定使能0=斜坡函數(shù)發(fā)生器設(shè)置1 有效，輸入端為0(發(fā)生器輸出減小到0)設(shè)置斜坡函數(shù)發(fā)生器:1=斜坡函數(shù)發(fā)生器的輸出設(shè)為設(shè)定值(在P639 中選擇)斜坡函數(shù)發(fā)生器使能(控制字 1.第4 位):0=斜坡發(fā)生器制止，輸出為01=斜坡函數(shù)發(fā)生器使能斜坡函數(shù)發(fā)生器運(yùn)行(參數(shù)P302):見以下和第11 章，參數(shù)表，參數(shù)P302斜坡上升積分器轉(zhuǎn)換使能(通過P646 選擇):斜坡函數(shù)發(fā)生器設(shè)置2 和3斜坡函數(shù)積分器跟蹤接通(參數(shù)P317):見以下和第11

26、章，參數(shù)表，參數(shù)P317分閘時斜坡函數(shù)發(fā)生器設(shè)置:(參數(shù)P318):見第11 章，參數(shù)表，參數(shù)P318旁路斜坡函數(shù)發(fā)生器:1=斜坡函數(shù)發(fā)生器以上升/下降時間為0 運(yùn)行功能由通過參數(shù)P641 選擇的開關(guān)量連接器控制。斜坡發(fā)生器也可以在INCHING，CRAWLING 和INJECTION OF FIXED SETPOINT 方式下旁路。圖4.15 斜坡發(fā)生器曲線斜坡發(fā)生器設(shè)置1,2和3圖4.16 參數(shù)設(shè)置斜坡發(fā)生器原理圖圖4.17. 方波發(fā)生器原理圖圖4.18.斜坡發(fā)生器原理圖參數(shù)設(shè)置P480=+50%震蕩給定1P481=0.5s震蕩時間1P482=-50%震蕩給定2P483=0.8s震蕩給定2

27、P303=0.5s斜坡上升時間1P304=0.8s斜坡下降時間1P305=1s下過渡圓弧P306=1s上過渡圓弧運(yùn)行曲線圖4.19. 斜坡發(fā)生器運(yùn)行曲線5. 故障分析o8.0等待通過分閘指令OFF1等待啟動封鎖的復(fù)位分析:使能端子或輸入端子未斷開修正：將使能，輸入開關(guān)斷開F056重要參數(shù)未設(shè)置，如果某些參數(shù)仍然設(shè)置為0，故障信息被激活分析：一些實(shí)驗(yàn)過程中需要設(shè)置的參數(shù)未進(jìn)展設(shè)置，或者某些參數(shù)不符合運(yùn)行要求修正：檢查試驗(yàn)參數(shù)，無誤后，復(fù)位重新運(yùn)行F038超速，如果實(shí)際速度值超過正P380或負(fù)P381闕值5%，故障信息被激活。分析：輸入了較低的電流限幅電流控制運(yùn)行P380，P381設(shè)置較低在接近最

28、大速度是測速機(jī)電纜接觸故障修正： 將電流限幅上調(diào)一些減小給定電壓適當(dāng)減小比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)A031速度調(diào)節(jié)器監(jiān)控，如果在P590和P591所選擇的連接器的差值超過在P388中所設(shè)置的值的時間長于在P390中設(shè)置的時間，監(jiān)控功能響應(yīng)分析： 調(diào)節(jié)回路斷開調(diào)節(jié)器沒有優(yōu)化P590和P591沒有正確參數(shù)化修正：可能轉(zhuǎn)速反應(yīng)環(huán)或者電流反應(yīng)環(huán)斷開，檢查調(diào)節(jié)器是否正確設(shè)置。6. 使用儀器設(shè)備清單西門子6RA7013全數(shù)字直流控制系統(tǒng)導(dǎo)線假設(shè)干直流電動機(jī)一臺，磁粉制動器一臺光電編碼器計(jì)算機(jī)一臺7. 收獲、體會和建議為期1周的課程設(shè)計(jì)完畢了，本次課程設(shè)計(jì)的題目是?西門子6RA7013全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的學(xué)習(xí)研究

29、?，雖然此次課程設(shè)計(jì)涉及的是直流調(diào)速的相關(guān)知識內(nèi)容，而且此前也有過直流調(diào)速課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，但是所使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備卻完全不同，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備是在當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)，可以說是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的工業(yè)控制設(shè)備和技術(shù)，因此，雖然該直流調(diào)速系統(tǒng)操作簡單，并且不需要專門的編程知識，但是對于我們來說，剛開場的時候還是摸不著頭緒，不知從和下手，甚至是對剛開場的實(shí)驗(yàn)連線都研究半天。但是，在馮琳和高明教師的耐心指導(dǎo)下，還有我們組成員之間的相互幫助、討論后，我們對西門子6R7013實(shí)驗(yàn)裝置有了初步的了解，并且可以通過查閱設(shè)備參考書，根本能準(zhǔn)確的找到與課程設(shè)計(jì)相關(guān)的章節(jié)內(nèi)容并且能看懂實(shí)驗(yàn)原理圖并驚醒參數(shù)的改變。但是過程中也遇到了很多問題