電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)容摘要隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展 ，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)也日新月異，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的概念從出現(xiàn)以來(lái)，電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)又有了新的發(fā)展。電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)是近年來(lái)引起人們很大興趣的一個(gè)領(lǐng)域：它的研究目標(biāo)是用機(jī)器，通常為傳動(dòng)控制系統(tǒng)、電腦等，盡可能地代替人的體力活動(dòng)，并且爭(zhēng)取在這些方面最終改善并超出人的能力；其研究領(lǐng)域及應(yīng)用范圍十分廣泛、例如，自動(dòng)控制、人工智能、PLC控制系統(tǒng)、智能機(jī)器人等等。電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的研究是通過(guò)他的原理及其應(yīng)用而為人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：傳動(dòng)控制，自動(dòng)控制，PLC控制，智能控制，信息化，電氣傳動(dòng)，數(shù)字控制。目錄內(nèi)容摘要2前言41 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用61.1 電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究概述61.2 信息化時(shí)代的電氣傳動(dòng)技術(shù)81.3 交流傳動(dòng)在我國(guó)的應(yīng)用和展望122 電氣傳動(dòng)控制與PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用142.1 利用PLC控制的自動(dòng)配料系統(tǒng)142.3 PLC控制系統(tǒng)與智能化中央空調(diào)193 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)在具體實(shí)際生活的應(yīng)用233.1人工智能在電氣傳動(dòng)中運(yùn)用的進(jìn)展233.1 起重機(jī)電氣傳動(dòng)的設(shè)計(jì)243.2 電梯傳動(dòng)控制系統(tǒng)274 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)論325 參考文獻(xiàn)33前 言電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動(dòng)關(guān)系到合理地使用電動(dòng)機(jī)以節(jié)約電能和控制機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(位置、速度、加速度等)，實(shí)現(xiàn)電能-機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。電氣傳動(dòng)分成不調(diào)速和調(diào)速兩大類(lèi)，調(diào)速又分交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。不調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接由電網(wǎng)供電，但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展這類(lèi)原本不調(diào)速的機(jī)械越來(lái)越多地改用調(diào)速傳動(dòng)以節(jié)約電能(節(jié)約15%20%或更多)，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。在我國(guó)60%的發(fā)電量是通過(guò)電動(dòng)機(jī)消耗掉的，因此調(diào)速傳動(dòng)是一個(gè)重要行業(yè)，一直得到國(guó)家重視，目前已有一定規(guī)模。近年來(lái)交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容。上個(gè)世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個(gè)龐大的電力行業(yè)。長(zhǎng)期以來(lái)，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。我國(guó)電氣傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)始建于1954年，當(dāng)時(shí)第一批該專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的學(xué)生從各大專(zhuān)院校畢業(yè)，同時(shí)在機(jī)械工業(yè)部屬下建立了我國(guó)第一個(gè)電氣傳動(dòng)成套公司，這就是后來(lái)的天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所的前身。我國(guó)電氣傳動(dòng)與變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史見(jiàn)表1。現(xiàn)在我國(guó)已有200家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作。當(dāng)前世界上正處于信息化的時(shí)代，而我國(guó)工業(yè)化尚未完成，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化是我們的重要任務(wù)。電氣傳動(dòng)是工業(yè)化的重要基礎(chǔ)。正如人體，信息技術(shù)好比大腦和神經(jīng)，生產(chǎn)機(jī)械好比四肢，電氣傳動(dòng)則是牽動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)的肌肉與骨骼，大腦再聰明，如果肌肉與骨骼不靈，人體也只能癱瘓。當(dāng)然電氣傳動(dòng)也要適合信息化時(shí)代的需要而發(fā)展。信息化時(shí)代的電氣傳動(dòng)技術(shù)包含三方面的主要內(nèi)容：（1）數(shù)字控制和數(shù)據(jù)通信成為電氣傳動(dòng)控制的主要手段，（2）電力電子變換器是信息流與物質(zhì)/能量流之間必需的接口，（3）可控交流電氣傳動(dòng)逐步取代直流傳動(dòng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。1 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)1.1 電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究概述電氣傳動(dòng)系統(tǒng)又稱(chēng)電力拖動(dòng)系統(tǒng),是以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的總稱(chēng)。其目的是為了通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)合理的控制,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的起動(dòng),停止,速度、位置調(diào)節(jié)以及各種生產(chǎn)工藝的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)對(duì)環(huán)保、節(jié)能要求的日漸嚴(yán)格,電氣傳動(dòng)系統(tǒng)在社會(huì)各方面的使用越來(lái)越廣泛。如何優(yōu)化、設(shè)計(jì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)更低廉的成本、更好的性能就具有十分重要的意義。 近年來(lái)許多新理論新策略應(yīng)用于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中,并獲得了良好的效果。但對(duì)大部分系統(tǒng)而言,其基本的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)、利用調(diào)節(jié)器對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行校正以使系統(tǒng)符合要求的方法基本未變。所以,我國(guó)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的權(quán)威專(zhuān)家陳伯時(shí)教授總結(jié)出的調(diào)節(jié)器的“工程設(shè)計(jì)方法”,目前在實(shí)際設(shè)計(jì)中仍然是主流設(shè)計(jì)方法。如何設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的調(diào)節(jié)器依然是電氣傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。因此借鑒了“工程設(shè)計(jì)方法”的基本思想,以電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)為目的,在現(xiàn)有的調(diào)節(jié)器“工程設(shè)計(jì)方法”基礎(chǔ)上,采用其采用少量典型系統(tǒng)、分步設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思路,以系統(tǒng)閉環(huán)幅頻特性峰值、調(diào)節(jié)時(shí)間最小為最優(yōu)化原則,分別針對(duì)典型、型系統(tǒng)研究出一套更能滿足實(shí)際工程需要的設(shè)計(jì)方法。并總結(jié)出了便于設(shè)計(jì)者使用的參數(shù)、性能指標(biāo)值計(jì)算公式及圖表。針對(duì)交流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)魯棒性差的問(wèn)題則進(jìn)行了研究并提出了優(yōu)化方案。 利用MATLAB編程和SIMULINK仿真對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明針對(duì)典型、型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)靈活性均好于“工程設(shè)www.biyezuopin.cc計(jì)方法”;針對(duì)典型型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法則是“工程設(shè)計(jì)方法”所未涉及而又實(shí)際需要的,故填補(bǔ)了“工程設(shè)計(jì)方法”的空白;在交流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中引入復(fù)合磁鏈觀測(cè)器及雙層模糊控制器后,系統(tǒng)的魯棒性及性能得到了提高。1.2 信息化時(shí)代的電氣傳動(dòng)技術(shù) 當(dāng)前世界上正處于信息化的時(shí)代，而我國(guó)工業(yè)化尚未完成，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化是我們的重要任務(wù)。電氣傳動(dòng)是工業(yè)化的重要基礎(chǔ)。正如人體，信息技術(shù)好比大腦和神經(jīng)，生產(chǎn)機(jī)械好比四肢，電氣傳動(dòng)則是牽動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)的肌肉與骨骼，大腦再聰明，如果肌肉與骨骼不靈，人體也只能癱瘓。當(dāng)然電氣傳動(dòng)也要適合信息化時(shí)代的需要而發(fā)展。信息化時(shí)代的電氣傳動(dòng)技術(shù)包含三方面的主要內(nèi)容：（1）數(shù)字控制和數(shù)據(jù)通信成為電氣傳動(dòng)控制的主要手段，（2）電力電子變換器是信息流與物質(zhì)/能量流之間必需的接口，（3）可控交流電氣傳動(dòng)逐步取代直流傳動(dòng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。 當(dāng)前，世界這艘航船正行駛在信息化的海洋中，信息技術(shù)已成為推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。我?guó)在生產(chǎn)力特別是科學(xué)技術(shù)方面總體上雖然還比較落后，但在黨中央的英明領(lǐng)導(dǎo)下，正迎頭趕上信息化的浪潮，信息產(chǎn)業(yè)及其應(yīng)用正在蓬勃發(fā)展，成為覆蓋現(xiàn)代化建設(shè)全局的戰(zhàn)略舉措。然而，許多先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家是在完成了工業(yè)化的歷史任務(wù)后向信息化的時(shí)代邁進(jìn)的，他們開(kāi)發(fā)信息產(chǎn)業(yè)具有雄厚的基礎(chǔ)。而我國(guó)還是以農(nóng)業(yè)為主的國(guó)家，根據(jù)去年第5次人口普查的統(tǒng)計(jì)，鄉(xiāng)村人口還占總?cè)丝诘?3.91%,我國(guó)的工業(yè)化尚未完成，基礎(chǔ)工業(yè)還比較薄弱。所以必須在發(fā)展信息化的同時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”，才能“發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展”（中共中央十五屆五中全會(huì)公報(bào)）。 所謂電氣傳動(dòng)，是指用電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，去帶動(dòng)各種類(lèi)型的生產(chǎn)機(jī)械、交通車(chē)輛以及生活中需要運(yùn)動(dòng)的物品。自從人類(lèi)發(fā)明并掌握各種機(jī)械幫助自己勞動(dòng)以來(lái)，就需要有推動(dòng)機(jī)械的原動(dòng)力，除人力本身外，最初使用的是畜力、水力和風(fēng)力，后來(lái)又發(fā)明了蒸汽機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)，19世紀(jì)才發(fā)明電動(dòng)機(jī)。由于（1）電機(jī)的效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)比較經(jīng)濟(jì)，（2）電能的傳輸和分配比較方便，（3）電能容易控制，因此現(xiàn)在電氣傳動(dòng)已經(jīng)成為絕大部分機(jī)械的傳動(dòng)方式，成為工業(yè)化的重要基礎(chǔ)。 在信息化浪潮中，信息技術(shù)帶動(dòng)著先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，這是無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)。因此，人們多熱中于通信、計(jì)算機(jī)以及軟件等行業(yè)，電氣傳動(dòng)技術(shù)多少有些受到冷淡。但必須注意的是，電氣傳動(dòng)是工業(yè)化的重要基礎(chǔ)，信息本身并不能直接讓機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)，信息技術(shù)必須通過(guò)電氣傳動(dòng)才能帶動(dòng)工業(yè)化。正如在人體中，信息技術(shù)好比是大腦和神經(jīng)，生產(chǎn)機(jī)械好比是四肢，電氣傳動(dòng)則是牽動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)的肌肉與骨骼。大腦再聰明，如果肌肉和骨骼不靈，人體也只能是癱瘓的。當(dāng)然，電氣傳動(dòng)技術(shù)也必須在信息技術(shù)的推動(dòng)下，適應(yīng)信息化時(shí)代的需要而向前發(fā)展，才能真正成為以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 1 數(shù)字控制和數(shù)據(jù)通信成為電氣傳動(dòng)控制的主要手段 最早的自動(dòng)控制手段是機(jī)械控制，后來(lái)逐步讓位于電氣控制和電子控制。近代的電氣傳動(dòng)控制手段幾乎都是電子控制，常用的電子控制方法有兩種：模擬控制和數(shù)字控制。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，體積小、耗電少、成本低、速度快、功能強(qiáng)、可靠性高的大規(guī)模集成電路微處理器已經(jīng)商品化，把電子控制推上了一個(gè)嶄新的階段，以微處理器為核心的數(shù)字控制（簡(jiǎn)稱(chēng)微機(jī)數(shù)字控制）成為現(xiàn)代電氣傳動(dòng)系統(tǒng)控制器的主要形式。目前，常用的微處理器有：?jiǎn)纹瑱C(jī)（SCP）、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)和包含微處理器的高級(jí)專(zhuān)用集成電路(ASIC)。 由于計(jì)算機(jī)除一般的計(jì)算功能外,還具有邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算的能力，因此數(shù)字控制和模擬控制相比有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字控制器能夠?qū)崿F(xiàn)模擬控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各種比較復(fù)雜的控制策略，（2）數(shù)字控制系統(tǒng)能夠完成故障的自診斷，提高診斷過(guò)程的智能化。 2 電力電子變換器是信息流與物質(zhì)/能量流之間必需的接口 電力電子技術(shù)是信息流與物質(zhì)/能量流之間的重要紐帶，如果沒(méi)有電力電子變換，沒(méi)有弱電控制強(qiáng)電的接口，則信息始終就是信息，不可能真正用來(lái)控制物質(zhì)生產(chǎn)?，F(xiàn)在，電力電子技術(shù)的發(fā)展正處于壯年期，新的電力電子器件和變換技術(shù)仍在不斷涌現(xiàn)出來(lái)。 電力電子器件的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)三個(gè)平臺(tái)：（1）晶閘管（SCR）,（2）GTR和GTO，（3）IGBT。目前，市場(chǎng)上能夠廣泛供應(yīng)的IGBT其電壓和電流容量有限，一般只夠中、小容量的低壓電氣傳動(dòng)使用。容量再大時(shí)，還得采用GTO，而GTO的可靠性總是不能令人滿意的。于是世界上很多電力電子企業(yè)和研究所都在努力開(kāi)發(fā)新型的高壓功率開(kāi)關(guān)器件，已經(jīng)問(wèn)世的有IGCT,IEGT以及3300-6000V的IGBT等，可供中壓、大容量電氣傳動(dòng)使用。電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展方向是；模塊化和集成化、高頻化、改善封裝、采用新材料（如SiC）等。 在電力電子變換器中，用于控制直流電機(jī)的主要是由全控器件組成的斬波器或PWM變換器，以及晶閘管相控整流器。用于控制交流電機(jī)的主要是變壓變頻器，其中中、小容量的多為PWM變換器。常用的交流PWM控制技術(shù)有： （1）基于正弦波對(duì)三角波脈寬調(diào)制的SPWM控制； （2）基于消除指定次數(shù)諧波的HEPWM控制； （3）基于電流滯環(huán)跟蹤的CHPWM控制； （4）電壓空間矢量控制（SVPWM控制），或稱(chēng)磁鏈軌跡跟蹤控制。 在以上4種PWM變換器中，前兩種是以輸出電壓接近正弦波為控制目標(biāo)的，第3種以輸出正弦波電流為控制目標(biāo)，第4種則以被控電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)接近圓形為控制目標(biāo)。顯然第4種的效果最好，而且是直接控制功率器件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，算法簡(jiǎn)單，故應(yīng)用最廣。 隨著電力電子變換器的日益普及，諧波和無(wú)功電流給供電電網(wǎng)造成的“電力公害”越來(lái)越值得重視。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法有二：（1）采用有源濾波和無(wú)功補(bǔ)償裝置，（2）開(kāi)發(fā)“綠色”電力電子變換器。后者要求功率因數(shù)可控，各次諧波分量小于國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的限度，顯然這是一種治本的辦法。 目前已經(jīng)應(yīng)用的綠色變換器有：雙PWM交-直-交變換器、多單元串聯(lián)的中壓變換器、多電平中壓變換器等。受到普遍重視還在開(kāi)發(fā)的有：交-交矩陣式變換器，它具有輸入電流和輸出電壓都接近正弦波、能量傳輸可逆、可省去直流濾波電容等優(yōu)點(diǎn)，但主電路略嫌復(fù)雜，如果能成功地開(kāi)發(fā)出雙向IGBT模塊，則結(jié)構(gòu)可大為簡(jiǎn)化。 3 可控交流電氣傳動(dòng)逐步取代直流傳動(dòng)已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí) 直流電氣傳動(dòng)和交流電氣傳動(dòng)在19世紀(jì)先后誕生。在20世紀(jì)大部分年代里，鑒于直流傳動(dòng)具有優(yōu)越的可控性能，高性能可調(diào)速傳動(dòng)一般都用直流電機(jī)，而約占電氣傳動(dòng)總?cè)萘?0%的不變速傳動(dòng)則采用交流電機(jī)，這種分工在當(dāng)時(shí)已成為舉世公認(rèn)的格局。直到20世紀(jì)70年代，由于采用電力電子變換器的高效交流變頻傳動(dòng)開(kāi)發(fā)成功，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、工作可靠、維護(hù)方便、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的交流籠型電機(jī)進(jìn)入了可調(diào)速領(lǐng)域，一直被認(rèn)為天經(jīng)地義的交直流傳動(dòng)按調(diào)速分工的格局終于被打破了。此后，交流調(diào)速傳動(dòng)主要沿著下述三個(gè)方向發(fā)展和應(yīng)用：（1）一般性能的節(jié)能調(diào)速和工藝調(diào)速，（2）高性能交流調(diào)速系統(tǒng)，（3）特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流傳動(dòng)。 交流電機(jī)主要分異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類(lèi)。異步電機(jī)調(diào)速傳動(dòng)種類(lèi)繁多，以其轉(zhuǎn)差功率的去向來(lái)區(qū)分有三大類(lèi)：（1）轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速如降電壓調(diào)速、繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；（2）轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速如繞線電機(jī)串級(jí)調(diào)速、內(nèi)饋斬波調(diào)速、雙饋調(diào)速；（3）轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速如變壓變頻調(diào)速、變極對(duì)數(shù)調(diào)速。各種調(diào)速方法各有其用途，目前應(yīng)用最普遍的是籠型轉(zhuǎn)子電機(jī)變壓變頻調(diào)速。同步電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差功率，故其調(diào)速只能是轉(zhuǎn)差功率不變（恒等于0）型的，只能靠變壓變頻調(diào)速。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種特殊型式的同步電機(jī)，有其獨(dú)特的比較簡(jiǎn)單的調(diào)速方法。1.3 交流傳動(dòng)在我國(guó)的應(yīng)用和展望一 我國(guó)變頻技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)經(jīng)過(guò)十多年的應(yīng)用推廣 , 得到了飛速發(fā)展 。變頻器己廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)。 促進(jìn)了節(jié)能改造, 極大地提高了我國(guó)工業(yè)電氣傳動(dòng)水平。但推進(jìn)的力度 還不夠 , 變頻器應(yīng)有的潛能還遠(yuǎn)沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái) 。1997 年統(tǒng)計(jì)全國(guó)需進(jìn)行調(diào)速改造的變頻器市 場(chǎng)大約有1500億元人民幣 ( 不包括后來(lái)新增的需調(diào)速設(shè)備 ), 但到 2001 年 , 改造不到10%( 包括高效節(jié)能電機(jī)的使用在內(nèi) ) 。距離國(guó)家 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能計(jì)劃 投資500 億元進(jìn)行發(fā)展 的要求相距甚遠(yuǎn)。這里有我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題, 耗能大, 浪費(fèi)多的電機(jī)設(shè)備多集中在大型企業(yè), 主要是那些高壓電風(fēng)機(jī)與水泵上 , 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)報(bào)道 , 我國(guó)風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)總數(shù) 大約 4200 萬(wàn)臺(tái) , 裝機(jī)容量約 1.1 億萬(wàn)千瓦。然而實(shí)際情況大多是大馬拉小車(chē)、無(wú)論輕載重 載都以一種恒速的方式運(yùn)行。實(shí)際工作效率只有 60-40%, 損耗電能占總發(fā)電量的 40% 。多數(shù) 情況 , 設(shè)備不能跟隨工作狀況的變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行設(shè)備的速度, 造成電能浪費(fèi) , 生產(chǎn)成本提高, 效益降低, 甚至造成環(huán)境污染。其原因包括技術(shù)，電網(wǎng)，資金和認(rèn)識(shí)等問(wèn)題。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和推廣，在工業(yè)生產(chǎn)中無(wú)非是解決兩大問(wèn)題：一是節(jié)能，二是改善生產(chǎn)過(guò)程。與此相對(duì)應(yīng)的更多的是低壓供電變頻器的需求。除去低壓供電的小功率風(fēng)機(jī)泵類(lèi)以外，還有許多行業(yè)要求變頻器不僅具有很好的速度控制精度，還要有快速的，精確的力矩控制性能。比如金屬加工行業(yè)中的帶材軋制過(guò)程，線材軋機(jī)，拉絲機(jī)械，銑面，縱剪，復(fù)合加工，連鑄連軋，酸洗，矯直，剪切等等。這些工藝過(guò)常常要求多臺(tái)電機(jī)之間要有精確的速度配合，或是要求力矩能快速的跟隨負(fù)載的變化而變化。這些特性同時(shí)www.17chaogu8.wang也是造紙行業(yè)，紡織印染行業(yè)，化纖行業(yè)，橡塑行業(yè)，印刷，包裝，膠片制備和涂布等等行業(yè)所需要的。上述各類(lèi)加工過(guò)程，其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量除和加工機(jī)械有關(guān)外，還依賴(lài)于電氣傳動(dòng)設(shè)備以及電氣系統(tǒng)的構(gòu)成水平。還有一些對(duì)控制要求特殊的應(yīng)用，比如提升機(jī)應(yīng)用。提升機(jī)廣泛的用于沿海沿江的港口碼頭，集裝箱集散地，工礦企業(yè)，電站航天造船等大型設(shè)備的安裝場(chǎng)合。他不僅要有精確的速度控制特性，還要有極好的力矩控制特性。力矩控制的精確度和響應(yīng)快慢是衡量電氣傳動(dòng)技術(shù)的重要指標(biāo)。因?yàn)檫@一類(lèi)純位勢(shì)負(fù)載的特性是被提升物一旦離開(kāi)地面便沒(méi)有了依托，物體在懸空狀態(tài)下的升降或停住完全靠電氣傳動(dòng)進(jìn)行控制，起安全保護(hù)作用的抱閘的開(kāi)閉必須精確控制，且傳動(dòng)必須能記憶提升力矩，以配合抱閘的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)無(wú)跳變的速度控制過(guò)程，避免溜車(chē)造成的損害。有與此類(lèi)似要求的應(yīng)用場(chǎng)合還有電梯，立體倉(cāng)庫(kù)的物料運(yùn)輸機(jī)，高爐的卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備。滿足這類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)合要求的傳動(dòng)設(shè)備就不是簡(jiǎn)單的通用變頻器能完成的了。除要求電氣設(shè)備的硬件有過(guò)硬的可靠性外，還要有特殊的專(zhuān)用軟件，專(zhuān)門(mén)適合這類(lèi)負(fù)載的全部控制需要：提升過(guò)程中的速度力矩控制要求，力矩記憶，抱閘控制，全程的速度力矩跟蹤，校驗(yàn)，監(jiān)視。岸機(jī)的穩(wěn)定性監(jiān)視和限制。在這類(lèi)應(yīng)用中，ABB公司具有標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列和專(zhuān)用軟件。在世界各國(guó)的海港，集裝箱碼頭，應(yīng)用極其普遍。小容量的應(yīng)用場(chǎng)合也有其他品牌在使用，比如安川公司的產(chǎn)品。特殊應(yīng)用中的另一大類(lèi)是張力控制。張力控制的只要應(yīng)用對(duì)象是卷取機(jī)，卷取機(jī)是卷取各種成品或半成品的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備 , 一般都是處于生產(chǎn)線最后一道工序 , 卷取設(shè)備的機(jī)械和電氣性能 , 直接影響著成品或半成品的質(zhì)量 , 因之是關(guān)鍵性設(shè)備之一 。 同時(shí)卷取的過(guò)程還與前幾道工序之間 有密切的聯(lián)系 , 例如速度的同步性 , 速度的精度、速度的穩(wěn)定性等 。而卷取的工藝過(guò)程又有它的特殊性 。 為此無(wú)論機(jī)械設(shè)備、電氣控制、傳動(dòng)系統(tǒng)等都是比較復(fù)雜的 。卷取的失誤，在最后一道工序中產(chǎn)生廢品，肯定會(huì)造成前功盡棄的局面 , 所以他也是關(guān)鍵性設(shè)備 , 卷取設(shè)備投資較貴的是電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng) , 他必須結(jié)合被卷取的物料特性 , 厚薄程度 , 物料強(qiáng)度 , 延伸率彈性變形量 , 物料的允許公差 , 卷取物料的直徑變動(dòng)量、重量、卷取速度等諸多因素綜合考慮。對(duì)不同行業(yè)，不同物料的卷取有各種不同的控制方法和于段 , 既要保證卷取的質(zhì)量又要盡可能減少設(shè)備的投資。二 交流變頻調(diào)速器的類(lèi)型采用變頻的方法，作為交流異步機(jī)的供電電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，達(dá)到節(jié)能或改善工藝的目的，大約已有40年的歷史了。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的展，變頻器的理論和產(chǎn)品水平也在飛快的發(fā)展。從60年代末到90年代，變頻器的控制方法經(jīng)歷了幾次大的發(fā)展變化。大概經(jīng)歷了三個(gè)階段，每一個(gè)階段，技術(shù)上都有一個(gè)突破性的進(jìn)展，推出一個(gè)更先進(jìn)的控制原理。每一類(lèi)都有很大的應(yīng)用市場(chǎng)，延續(xù)至今，形成三類(lèi)控制原理并存的局面。第一類(lèi)是70年代以恒壓頻比控制方式為理論基礎(chǔ)的變頻調(diào)速。它可以做成轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速方式，也可以做成轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速方式。轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)在恒壓頻比控制的基礎(chǔ)上，為了改善電機(jī)的低速力矩特性，增加了變頻器低頻段的電壓補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)控制 , 為了改善電機(jī)的速度特性的硬度，增加了轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制。雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 成本較低 , 但調(diào)速系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能不高 。為了改善性能，繼開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，軟件里加入了 PI 型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 , 力圖使轉(zhuǎn)速無(wú)靜差 , 改善穩(wěn)態(tài)性能。在動(dòng)態(tài)過(guò)程中 , 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 , 系統(tǒng)能以最大轉(zhuǎn)矩 Tm 加減速 , 保證了在允許條件下的快速性、加減速的平滑性 , 系統(tǒng)也容易穩(wěn)定。然而這類(lèi)基本型轉(zhuǎn)差頻率控制是從異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)的 , 保持磁通恒定 的結(jié)論只在穩(wěn)態(tài)情況下成立。電流調(diào)節(jié)器只控制了定子 電流的幅值 , 并未控制其相位 , 其動(dòng)態(tài)性與理想的閉環(huán)控制指標(biāo)仍存在一定的差距。這類(lèi)變頻器常用于風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)節(jié)能型調(diào)速系統(tǒng)或?qū)λ俣鹊膭?dòng)態(tài)指標(biāo)要求不高的簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)上。第二類(lèi)矢量控制型變頻器出現(xiàn)于80年代它是基于“ 感應(yīng)電機(jī)磁場(chǎng)定向控制原理”, 和矢量系的 坐標(biāo)變換 原理, 經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和完善 , 形成的一類(lèi)高性能的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。其基本思想是通過(guò)矢量變換和磁場(chǎng)定向 , 實(shí)現(xiàn)定子電流轉(zhuǎn)矩分量與勵(lì)磁分量的解耦 , 得到類(lèi)似直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 , 然后模擬直流電機(jī)進(jìn)行控制 , 獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。 繼而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)差型矢量控制 , 進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) , 使之進(jìn)一步實(shí)用化。雖然理論上采用直接轉(zhuǎn)子磁鏈定向最為理想，但是由于轉(zhuǎn)子磁鏈直接檢測(cè)相當(dāng)困難 , 只能利用轉(zhuǎn)子磁鏈模型進(jìn)行磁場(chǎng)定向 , 而電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化以及參數(shù)的變化勢(shì)必會(huì)影響轉(zhuǎn)子磁鏈模型的精確性 , 進(jìn)而影響系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。為了使磁場(chǎng)定向準(zhǔn)確且對(duì)電機(jī)參數(shù)變化不敏感 , 可以通過(guò)參數(shù)辨識(shí)、參數(shù)自適應(yīng)等方法，提高系統(tǒng)的魯棒性。由于這類(lèi)變頻器采用了矢量控制技術(shù)，依靠計(jì)算機(jī)的快速數(shù)據(jù)處理能力，將一個(gè)連續(xù)的電流量經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換分解成無(wú)數(shù)對(duì)離散的、空間上互相垂直的兩個(gè)電流分量 , 按 照磁場(chǎng)和其正交的電流乘積就是轉(zhuǎn)矩這一原理 , 將定子電流分解成建立磁場(chǎng)的勵(lì)磁分量和與磁場(chǎng)正交的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量 , 然后分別進(jìn)行各自的閉環(huán)控制 , 就象直流電動(dòng)機(jī)可以分別對(duì)勵(lì)磁和電樞電流進(jìn)行控制一樣 , 從而使得普通的交流電動(dòng)機(jī)得到如同直流電動(dòng)機(jī)的控制規(guī)律和動(dòng)態(tài)性能。矢量控制變頻器已廣泛的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)中了。從控制角度看，矢量控制的變換機(jī)理需要用測(cè)速元件，以測(cè)量轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)狀態(tài)來(lái)確定轉(zhuǎn)子磁鏈的位置。從應(yīng)用角度看，要提高傳動(dòng)系統(tǒng)的控制精度，就需要精確測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)控制 。但速度傳感器安裝要求高 , 機(jī)械調(diào)試工作量大 , 由于場(chǎng)地及空間的限制 , 有些裝置不允許安裝速度傳感器 , 于是近些年，許多公司紛紛推出無(wú)速度傳感器的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。它正能彌補(bǔ)這些不足之處。無(wú)速度傳感器的初始方法是實(shí)時(shí)檢測(cè)定子電壓和電流 , 再依據(jù)電機(jī)模型對(duì)轉(zhuǎn)速直接進(jìn)行估算 , 用估算的值作為內(nèi)部速度反饋量，完成高精度的速度控制。因此提高轉(zhuǎn)速估算精度是該系統(tǒng)的關(guān)鍵。第三類(lèi)是采用目前最先進(jìn)的變頻控制理論DTC構(gòu)成的交流傳動(dòng)。DTC變頻器由ABB公司于上世紀(jì)90年代推出。它的控制思路簡(jiǎn)單明了，控制性能卓越，幾乎達(dá)到了交流異步電機(jī)調(diào)速的完美程度。很快深入到工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。它擯棄了大量的矢量控制中坐標(biāo)系變換的計(jì)算，直接以電機(jī)的磁場(chǎng)和力矩為目標(biāo)進(jìn)行控制，系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單明確。理論和實(shí)踐都證明了異步電動(dòng)機(jī)接受了變頻器饋入的 SPWM 電壓后 , 在定子繞組中得到的是連續(xù)的正弦電流 , 且三相正弦電流在三相定子繞組中會(huì)產(chǎn)生圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) , 從而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。反過(guò)來(lái) , 如果用跟蹤圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方法來(lái)控制定子繞組輸入端的脈寬調(diào)制電壓 , 形成反饋、閉環(huán)控制 , 那么效果會(huì)比輸入 SPWM 電壓更好。這就是“ 電壓空間矢量控制 ” 思想，亦稱(chēng) “ 磁鏈跟蹤控制 ”。DTC控制著眼于定子側(cè)的磁鏈為被控對(duì)象，極大的簡(jiǎn)化了矢量控制中的坐標(biāo)變換計(jì)算。某一時(shí)刻的電壓空間矢量決定了該時(shí)刻的磁鏈空間矢量，每一個(gè)磁鏈空間矢量都要根據(jù)前一個(gè)矢量的位置單獨(dú)計(jì)算，由此形成的PWM輸出，就時(shí)時(shí)刻刻反映著電機(jī)的實(shí)際力矩。因?yàn)閿?shù)據(jù)從采集到運(yùn)算完輸出，僅經(jīng)過(guò)25微妙，所以變頻器的力矩可以快速的跟隨負(fù)載的變化而變化，始終保持轉(zhuǎn)速為給定值。PWM脈沖經(jīng)過(guò)優(yōu)化后在取控制逆變橋，進(jìn)一步改善了速度控制過(guò)程中的指標(biāo)。精確的電機(jī)模型直接輸出電機(jī)速度值，作為反饋量，使交流異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也具有象直流機(jī)一樣的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)過(guò)程，使交流調(diào)速達(dá)到了目前的最高控制水平。現(xiàn)在各廠商為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，都在不斷完善產(chǎn)品的控制性能和規(guī)格容量。其中ABB公司的變頻調(diào)速產(chǎn)品在控制原理方面涵蓋了上面提到的三個(gè)類(lèi)別。有性能最好的DTC控制的，有現(xiàn)在市場(chǎng)大量存在的無(wú)傳感器磁通矢量控制的，還有恒壓頻比控制的。他們被分別定義為工業(yè)應(yīng)用級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用級(jí)，OEM應(yīng)用級(jí)和一般機(jī)械配套級(jí)。根據(jù)不同的系列，功率可以從0.12KW，大到2.7MW。電壓可以從220V三相到4160V三相。其性能幾乎可以滿足當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用中絕大多數(shù)的需求。此外，還有一些國(guó)外知名品牌，雖然沒(méi)有DTC變頻器，但矢量控制型變頻器應(yīng)用的范圍也是很大的。2 電氣傳動(dòng)控制與PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用2.1 利用PLC控制的自動(dòng)配料系統(tǒng)1.1基于PLC控制的自動(dòng)配料系統(tǒng)通過(guò)在配料系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、監(jiān)控以及變頻、組態(tài)技術(shù)，建立以PLC為控制核心的自動(dòng)配料系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配料成分進(jìn)行精確計(jì)量的同時(shí)，為最終產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量提供了保障。 作為精細(xì)化工生產(chǎn)過(guò)程中最為重要的工業(yè)環(huán)節(jié)，配料工序的效率直接決定了產(chǎn)品的品質(zhì)與質(zhì)量。傳統(tǒng)工藝下的配料工序不僅效率低下，且通過(guò)人工配料的操作方式精度極其有限，因而嚴(yán)重制約了最終產(chǎn)品的質(zhì)量?？删幊炭刂破鳎≒LC）的核心微處理器，通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)高度靈活、高可靠性的工業(yè)控制。為了進(jìn)一步提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，越來(lái)越多的企業(yè)將PLC技術(shù)應(yīng)用于其工廠設(shè)備中。通過(guò)對(duì)原有配料系統(tǒng)的技術(shù)改造，引入配料系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、監(jiān)控以及變頻、組態(tài)技術(shù)完善并改進(jìn)自動(dòng)配料系統(tǒng)機(jī)構(gòu)1。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了稱(chēng)重、配比、流量控制以及故障檢測(cè)與報(bào)警的自動(dòng)化，結(jié)合友好人機(jī)控制界面，在對(duì)配料成分進(jìn)行精確計(jì)量的同時(shí)，為最終產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量提供了保障。1自動(dòng)配料系統(tǒng)的主要功能模塊及其原理本文的研究對(duì)象將通過(guò)采取PLC以及變頻調(diào)速技術(shù)，結(jié)合組態(tài)軟件技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的配料系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。這里，傳統(tǒng)的模擬控制方式將被數(shù)字處理的方式所取代，封閉式鼠籠電機(jī)由可編程控制器控制變頻器進(jìn)行拖動(dòng)2。通過(guò)組態(tài)軟件技術(shù)定制系統(tǒng)的控制平臺(tái)，并控制原輔料經(jīng)過(guò)傳送帶進(jìn)入配料系統(tǒng)。1.1電子皮帶秤及其稱(chēng)重原理 在配料系統(tǒng)中，電子皮帶秤將通過(guò)皮帶將系統(tǒng)需要的物料進(jìn)行稱(chēng)重，并按照預(yù)先設(shè)定的比率與流量，將其運(yùn)送到相應(yīng)的功能模塊。電子電子皮帶秤是配料系統(tǒng)的主要組成部分，不僅能夠用于各種規(guī)則物體的稱(chēng)重，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)散裝配料的傳輸與稱(chēng)重。 為電子皮帶秤的基本結(jié)構(gòu)原理圖，由圖我們可以看出，物料在其上的傳輸方向是自左向右，依次經(jīng)過(guò)落料區(qū)、稱(chēng)重去以及出料區(qū)。由于皮帶自身也存在一定重量，這樣在稱(chēng)重傳感器上就會(huì)有一個(gè)預(yù)加載的力。在未加入任何物料的時(shí)候，稱(chēng)重傳感器上的預(yù)加載以及配重塊與皮帶作用于稱(chēng)重托輥上的力相互平衡。這樣，便形成了電子皮帶秤的稱(chēng)重零點(diǎn)，所有的稱(chēng)重任務(wù)均是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。1.2 流量控制的實(shí)現(xiàn)流量控制就是通過(guò)控制在一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)皮帶運(yùn)送的物料總量，其一般計(jì)算方式為流經(jīng)皮帶的物料總量與時(shí)間的比值。實(shí)際上，電子皮帶秤通過(guò)脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)物料進(jìn)行流量的采樣。由計(jì)算機(jī)設(shè)定的計(jì)數(shù)器會(huì)定時(shí)采樣，并測(cè)算物料所經(jīng)過(guò)的距離，通過(guò)這一程序，我們可以得到流量的瞬時(shí)值。在確定了瞬時(shí)流量以及系統(tǒng)對(duì)流量的設(shè)定值后，根據(jù)這兩者之間的差額，系統(tǒng)需要對(duì)速度進(jìn)行適當(dāng)控制調(diào)節(jié)。在實(shí)際控制中，我們多采用已在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。PID控制是指通過(guò)比例、微積分的算法控制來(lái)操控流量的控制過(guò)程。 電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究2. PLC的工作原理及其應(yīng)用2.1 PLC的工作原理PLC是一種專(zhuān)業(yè)用于工業(yè)控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，與一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類(lèi)似，PLC也是由中央存儲(chǔ)器（CPU）、存儲(chǔ)器、電源、輸入輸出元件、編程器以及外設(shè)等部分組成。一般將PLC的運(yùn)行過(guò)程大體分為輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行以及輸出刷新三個(gè)階段。在PLC的運(yùn)行過(guò)程中，其CPU會(huì)控制系統(tǒng)重復(fù)執(zhí)行由此三階段組成的運(yùn)行周期。在輸入的采用階段，PLC將所輸入狀態(tài)以及數(shù)據(jù)通過(guò)掃描的方式一次讀取，然后將其存入I/O映象區(qū)中。當(dāng)進(jìn)入用戶(hù)程序的執(zhí)行階段后，PLC將按照一定的順序依次掃描并讀取用戶(hù)程序，并根據(jù)其邏輯運(yùn)算的結(jié)果，對(duì)輸入點(diǎn)在IO映象區(qū)以外的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。此后，PLC進(jìn)入輸出刷新階段，該階段里，PLC會(huì)通過(guò)CPU將I/O映象區(qū)內(nèi)部對(duì)應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)所有的輸出鎖存電路進(jìn)行刷性，然后通過(guò)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)執(zhí)行輸出結(jié)果。3. 基于PLC控制的配料工藝原理 為了保證系統(tǒng)能正常有序的運(yùn)行，必須對(duì)各執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。即系統(tǒng)必須能夠在要求的時(shí)間內(nèi)及時(shí)作出相應(yīng)并完成控制模塊所規(guī)定的工作4。因而，配料系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確運(yùn)行不僅與PLC系統(tǒng)的邏輯信號(hào)處理的正確性相關(guān)，同時(shí)也有賴(lài)于其輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)的工藝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括電子皮帶秤體、速度傳感器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、傳感器、電機(jī)的控制變頻器、電磁閥以及三菱可編程控制器及其擴(kuò)展模塊等。系統(tǒng)通過(guò)PLC對(duì)關(guān)鍵部位，如電機(jī)、電磁閥以及變頻器等對(duì)象信息進(jìn)行采集統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)輸入、處理、輸出，將信息通過(guò)上級(jí)監(jiān)控機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行必要的分析與處理，通過(guò)輸出控制信號(hào)控制調(diào)頻調(diào)試系統(tǒng)的工作，完成對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控及對(duì)監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)行控制。將PLC輸出的數(shù)字量信號(hào)作為對(duì)變頻器的控制輸入信號(hào)，變頻器在接收到來(lái)自PLC信號(hào)后根據(jù)其內(nèi)容調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，并將其工作狀態(tài)信息通過(guò)反饋渠道傳送至PLC。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，則傳感器將收集到的故障信息傳送到PLC及上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，由其項(xiàng)變頻器發(fā)送電機(jī)的自我保護(hù)功能指令。 在精細(xì)化工生產(chǎn)過(guò)程的重要功能模塊，即自動(dòng)配料系統(tǒng)。此系統(tǒng)以PLC為其控制核心，通過(guò)其對(duì)皮帶電動(dòng)機(jī)以及變頻器的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝過(guò)程的精細(xì)化以及控制過(guò)程的數(shù)字化，不僅有利于最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)能源與原料資源的節(jié)省。2.3 PLC控制系統(tǒng)與智能化中央空調(diào)可編程控制器由于其在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，并在發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。與此同時(shí),智能化中央空調(diào)也正被廣泛地應(yīng)用,在將其倆雙雙結(jié)合的情況下,不僅促進(jìn)了科技的發(fā)展,也提高了人民生活水平。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個(gè)方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能化也往往是從設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始。本文主要針對(duì)我們本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)智能化小型中央空調(diào)闡述PLC控制設(shè)計(jì)與智能化中央空調(diào)(冷凍站)系統(tǒng)的關(guān)系。 1.1 系統(tǒng)及工藝簡(jiǎn)介 現(xiàn)介紹如下：我們本次的設(shè)計(jì)中有兩套中央空調(diào)系統(tǒng)，由三臺(tái)冷卻水泵、三臺(tái)冷凍水泵、一臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)冷水機(jī)組等主要設(shè)備組成兩套制冷系統(tǒng)（因系統(tǒng)小，冷卻塔功率大，實(shí)驗(yàn)室要求等，本系統(tǒng)較一般兩套制冷系統(tǒng)不同的是兩臺(tái)冷水機(jī)組卻只選擇一個(gè)冷卻塔，經(jīng)計(jì)算核定，這并不影響其效果）其中冷水機(jī)組是由設(shè)備生產(chǎn)廠成套供應(yīng)的。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室要求，我們選擇了2*5匹全封閉式壓縮機(jī)冷水機(jī)組。它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制。冷水機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器與蒸發(fā)器組成。壓縮機(jī)把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷機(jī)進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻后，變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走，并在冷卻塔里排入大氣。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管吸收空氣中的熱量。 如此循環(huán)不已，把室內(nèi)的熱量帶出，達(dá)到降低環(huán)境溫度的目的。因此，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)的工藝控制要求為：（1）測(cè)量冷凍水供回水溫度及流量，從而計(jì)算空調(diào)實(shí)際的冷負(fù)荷，根據(jù)實(shí)際的冷負(fù)荷來(lái)決定冷水機(jī)組的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能狀態(tài)。（2）各設(shè)備的程序聯(lián)動(dòng)：?jiǎn)?dòng)：冷卻塔風(fēng)機(jī)冷卻水泵冷凍水泵冷水機(jī)組。停止：冷水機(jī)組冷凍水泵冷卻水泵冷卻塔風(fēng)機(jī)。當(dāng)其中一臺(tái)冷卻水泵/冷凍水泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用冷卻水泵/冷凍水泵會(huì)自動(dòng)投入工作。（3）測(cè)量冷凍水系統(tǒng)供回水管的壓差P=P1P2控制其旁通閥(TV)的開(kāi)口度，使其維持壓差。（4）因我們本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室的目的是為給同學(xué)們更形象生動(dòng)的學(xué)習(xí)理解中央空調(diào)系統(tǒng)，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們還會(huì)考慮到在合適并重要的位置處裝上便于觀察制冷劑或水流情況的窺視鏡。1.2 PLC原理及應(yīng)用 中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)的控制有3種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器DDC以及PLC(可編程序控制器)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，系統(tǒng)復(fù)雜，功耗高等明顯的缺點(diǎn)已逐漸被人們所淘汰，直接數(shù)字式控制器DDC雖然在智能化方面有了很大的發(fā)展。但由于DDC其本身的抗干擾能力問(wèn)題和分級(jí)分步式結(jié)構(gòu)的局限性而限制了其應(yīng)用范圍。相反，PLC控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠、使用與維護(hù)均很方便，抗干擾能力強(qiáng)，適合新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這些顯著的優(yōu)點(diǎn)使其逐步得到廣泛的應(yīng)用。 可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族中的一員。于上個(gè)世紀(jì)中后葉被發(fā)明后，在機(jī)床、各種流水線的輸送機(jī)械、發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用，早期的可編程控制器被稱(chēng)作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）, 即簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC。PLC具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)便等許多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器電路來(lái)說(shuō)，它難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計(jì)繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)升級(jí)，并易發(fā)故障，維修復(fù)雜，現(xiàn)在已被大中型設(shè)備的控制系統(tǒng)所拋棄。而PLC正被廣泛的應(yīng)用并且已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強(qiáng)大，同時(shí)它的功能也大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等。因此今天這種裝置被我們稱(chēng)作可編程控制器，不過(guò)我們還是習(xí)慣簡(jiǎn)稱(chēng)這種裝置為PLC。 2 PLC的體系結(jié)構(gòu)2.1 PLC結(jié)構(gòu)圖PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如圖2.1.1所示：圖2.1.1 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu) PLC主要是模塊式的，包含CPU模塊、I/O模塊等，PLC一端接傳感器，另一端接執(zhí)行器，從傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC讀、運(yùn)算等處理下達(dá)給執(zhí)行器，執(zhí)行器動(dòng)作。PLC相當(dāng)于 繼電器的作用，其好處是可靠性高，自動(dòng)化程度高、可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化等。2.2 PLC的選型及設(shè)置 為了滿足以上所介紹的空調(diào)工藝要求，整個(gè)控制系統(tǒng)需要可編程序控制器的輸入、輸出點(diǎn)分別是112點(diǎn)和32點(diǎn)，其中模擬量輸入、輸出為6點(diǎn)和4點(diǎn)。根據(jù)PLC的I/O原理使用原則，即留出一定的I/O點(diǎn)以做擴(kuò)展時(shí)使用，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)際所需的I/O點(diǎn)數(shù)。選用華光電子工業(yè)有限公司的SU5/B型。主機(jī)：SU5/B；輸入模塊：U25N、U01AD；輸出模塊：U05T、U01DA。這種機(jī)型的I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)，有RS422通訊端口，其編程指令有143條，并配有相應(yīng)的編程軟件S62P，不僅可以通過(guò)手持編程器對(duì)其編程。而且可以通過(guò)PC機(jī)對(duì)其進(jìn)行編程輸入。該軟件還能在PLC運(yùn)行時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀況。 2.3 軟件設(shè)計(jì) 制冷系統(tǒng)的啟動(dòng)/停止是用于制冷系統(tǒng)的手動(dòng)啟動(dòng)/停止控制。也可以通過(guò)溫度設(shè)定，依據(jù)冷負(fù)荷的需要自動(dòng)開(kāi)啟制冷系統(tǒng)。每臺(tái)設(shè)備均設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)、備用三種運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)用于聯(lián)鎖集中控制；手動(dòng)用于調(diào)試或檢修；備用狀態(tài)用于熱備用。三臺(tái)水泵二工一備。其中備用泵循環(huán)輪換，提高設(shè)備的保養(yǎng)率。各臺(tái)設(shè)備按工藝要求順序自動(dòng)啟動(dòng)/停止時(shí)，采用每臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)后經(jīng)15s左右延時(shí)，再啟動(dòng)下一臺(tái)設(shè)備。一是考慮水泵穩(wěn)定運(yùn)行有個(gè)過(guò)程，二是避免數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，沖擊變壓器，影響供電質(zhì)量。 為提高中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及可維護(hù)性，需采用控制產(chǎn)品對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。早期的中央空調(diào)控制器多為就地式專(zhuān)用控制器和DDC控制器，它們具有控制功能簡(jiǎn)單、不易聯(lián)網(wǎng)及信息集成度不高等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的中央空調(diào)系統(tǒng)都傾向于采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的可編程控制器(PLC)來(lái)進(jìn)行控制。5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用總結(jié) 由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在逐步籌劃和建設(shè)的過(guò)程中，許多設(shè)計(jì)還處于探討之中，眾多功能還未付諸實(shí)施。 現(xiàn)在本文就系統(tǒng)改造實(shí)現(xiàn)情況作簡(jiǎn)單介紹：本文的系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)分為兩步，設(shè)備電氣控制系統(tǒng)調(diào)試和中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)試。我們就已完成的設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試及使用情況作一下說(shuō)明：針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的要求：要求電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，感溫精確度高，維護(hù)方便壽命長(zhǎng)，并能聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行管理。除此之外在實(shí)際使用中系統(tǒng)的故障報(bào)警部分設(shè)計(jì)還不夠完善，許多功能還未開(kāi)發(fā)。本文經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備狀況和同學(xué)們對(duì)中央空調(diào)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)的調(diào)研，本文認(rèn)為可采用三菱公司的A系列PLC作為設(shè)備的控制系統(tǒng)核心。它不僅具備普通PLC可編程控制器的各種優(yōu)點(diǎn)，而且能夠利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模塊（B2/B5）組建MELSECNET網(wǎng)絡(luò)，最終達(dá)到建成先進(jìn)的分布式控制系統(tǒng)，既實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理。 當(dāng)然系統(tǒng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，它不僅具備基本邏輯控制功能，還具有聯(lián)網(wǎng)通信功能和管理功能等。另外相對(duì)與老的控制系統(tǒng)，它工作穩(wěn)定、故障率低，并能進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，操作及維護(hù)十分簡(jiǎn)便，維修綜合成本（待機(jī)時(shí)間等）大大降低。 在智能化中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)中，采用PLC控制系統(tǒng)是切實(shí)可行的，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)用PLC控制可以有效地保證其工作穩(wěn)定、可靠，便于維護(hù)，且性能價(jià)格比高。 同時(shí)以PLC為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)空調(diào)主機(jī)的控制及兩臺(tái)主機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制，具有先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)、靈活等顯著特點(diǎn)。3 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)在具體實(shí)際生活的應(yīng)用3.1人工智能在電氣傳動(dòng)中運(yùn)用的進(jìn)展人工智能控制技術(shù)一直沒(méi)能取代古典控制方法。但隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，控制器設(shè)計(jì)的常規(guī)技術(shù)正逐漸被廣泛使用的人工智能軟件技術(shù)(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等)所替代。這些方法的共同特點(diǎn)是：都需要不同數(shù)量和類(lèi)型的必須的描述系統(tǒng)和特性的“a priori”知識(shí)。由于這些方法具有很多優(yōu)勢(shì)，因此工業(yè)界強(qiáng)烈希望開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)使用這些方法的系統(tǒng)，但又希望該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異。 由于控制簡(jiǎn)單，直流傳動(dòng)在過(guò)去得到了廣泛的使用。但由于它們眾所周知的限制以及DSP技術(shù)的進(jìn)步，直流傳動(dòng)正逐漸被高性能的交流傳動(dòng)所取代。但最近，許多廠商也推出了一些改進(jìn)的直流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，但都沒(méi)有使用人工智能技術(shù)。具信使用人工智能的直流傳動(dòng)技術(shù)能得到進(jìn)一步的提高。 高性能的交流傳動(dòng)瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩的控制性能類(lèi)似于他勵(lì)直流電機(jī)的控制性能?，F(xiàn)有兩種高性能交流傳動(dòng)的控制方法：矢量控制(VC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)。矢量控制是德國(guó)的研究人員在二十多年前提出的，現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，并已廣泛應(yīng)用，很多生產(chǎn)廠商都推出了他們的矢量控制交流傳動(dòng)產(chǎn)品，最近又大量推出了無(wú)速度傳感器的矢量控制產(chǎn)品。盡管在高性能驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品中使用AI技術(shù)會(huì)極大地提高產(chǎn)品的性能，可是到目前為止只有兩個(gè)廠家在他們的產(chǎn)品中使用了人工智能(AI)控制器；直接轉(zhuǎn)矩控制是大約在十五年前由德國(guó)和日本的研究人員提出的，在過(guò)去十年中得到大量的研究，現(xiàn)在ABB公司已向市場(chǎng)推出了直接轉(zhuǎn)矩控制的傳動(dòng)產(chǎn)品，使得人們對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制的研究興趣增加，將來(lái)在直接轉(zhuǎn)矩控制中將會(huì)用到人工智能技術(shù)，并將完全地不需要常規(guī)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型了。 人工智能控制器可分為監(jiān)督、非監(jiān)督或增強(qiáng)學(xué)習(xí)型三種。常規(guī)的監(jiān)督學(xué)習(xí)型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的拓樸結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法已經(jīng)定型，這就給這種結(jié)構(gòu)的控制器增加了限制，使得計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，常規(guī)非人工智能學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用效果不好。采用自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和試探法就能克服這些困難，加快學(xué)習(xí)過(guò)程的收斂速度。常規(guī)模糊控制器的規(guī)則初值和模糊規(guī)則表是既定“apriori”型，這就使得調(diào)整困難，當(dāng)系統(tǒng)得不到“apriori”（既定）信息時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就不能正常工作。而應(yīng)用自適應(yīng)AI控制器，例如使用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器就能克服這些困難，并且用DSP比較容易實(shí)現(xiàn)這些控制器。 常規(guī)模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì)經(jīng)常使用嘗試法。需要“apriori”信息，如運(yùn)用自適應(yīng)智能控制器就不需要“apriori”（apriroi規(guī)則庫(kù)和隸屬函數(shù)）信息。值得注意的是，與常規(guī)非自適應(yīng)智能控制器相反，它根據(jù)輸入信號(hào)更新它的“參數(shù)”，換句話說(shuō)，它對(duì)變化的輸入信號(hào)具有適應(yīng)性。自適應(yīng)控制器分兩類(lèi)：間接和直接控制器，間接自適應(yīng)人工智能控制器有一個(gè)實(shí)時(shí)辯識(shí)模型，用于控制器的設(shè)計(jì)，間接控制器在每個(gè)采樣周期需要采樣控制對(duì)象的輸入和輸出信號(hào)，辯識(shí)器和控制器有很多形式，而直接AI控制器用特性表來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的控制，這個(gè)特性表由兩個(gè)連續(xù)采樣周期間的誤差的變化量構(gòu)成，用來(lái)控制電流響應(yīng)。 如用模糊邏輯控制器，最簡(jiǎn)單的應(yīng)用可能是標(biāo)量因子的運(yùn)用。這種方法用現(xiàn)在的非自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)器很容易實(shí)現(xiàn)，因而對(duì)工業(yè)界具有很大的吸引力。用改變隸屬函數(shù)形狀的方法可實(shí)現(xiàn)相似的效果。這種運(yùn)用也可能通過(guò)改變規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)，如用直接AI控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是自適應(yīng)控制器。它在每個(gè)采樣瞬間先使用上一個(gè)采樣周期采用的規(guī)則，如果得不到滿意的特性，就用新的規(guī)則替代，從而得到滿意的特性。總而言之，當(dāng)采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)控制器，規(guī)則庫(kù)和隸屬函數(shù)在模糊化和反模糊化過(guò)程中能夠自動(dòng)地實(shí)時(shí)確定。有很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，但主要的目標(biāo)是使用系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的解，并且找到最簡(jiǎn)單的拓樸結(jié)構(gòu)配置，自學(xué)習(xí)迅速，收斂快速。 三、人工智能在電氣傳動(dòng)控制中的運(yùn)用 這一部分主要討論人工智能在交直流傳動(dòng)中運(yùn)用的進(jìn)展。值得指出的是這是一個(gè)廣闊的領(lǐng)域，在過(guò)去二年中，研究活動(dòng)極快的增長(zhǎng)，本文只是概括一下人工智能在電氣傳動(dòng)中的運(yùn)用這一領(lǐng)域的進(jìn)展，不可能覆蓋研究的每一個(gè)可能領(lǐng)域。AI控制器在直流傳動(dòng)中運(yùn)用的大多數(shù)研究集中于模糊邏輯應(yīng)用，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其它智能控制的研究還很少。下面主要討論模糊、神經(jīng)元和模糊神經(jīng)元和模糊神經(jīng)元控制器在交直流傳動(dòng)中的應(yīng)用。3.1 起重機(jī)電氣傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.起重機(jī)電氣傳動(dòng)起重機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)的要求有：調(diào)速、平穩(wěn)或快速起制動(dòng)、糾偏、保持同步、機(jī)構(gòu)間的動(dòng)作協(xié)調(diào)、吊重止擺等。其中調(diào)速常作為重要要求。 一般起重機(jī)的調(diào)速性能是較差的，當(dāng)需要準(zhǔn)確停車(chē)時(shí)，司機(jī)只能采取“點(diǎn)車(chē)”的操縱方法，如果“點(diǎn)車(chē)”次數(shù)很多，不但增加了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且由于電器接電次數(shù)和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)增加，而使電器、電動(dòng)機(jī)工作年限大為縮短，事故增多，維修量增大。有的起重機(jī)對(duì)準(zhǔn)確停車(chē)要求較高，必須實(shí)行調(diào)速才能滿足停準(zhǔn)要求。有的起重機(jī)要采用程序控制、數(shù)控、遙控等，這些技術(shù)的應(yīng)用，往往必須在實(shí)現(xiàn)了調(diào)速要求后，才有可能。由于起重機(jī)調(diào)速絕大多數(shù)需在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行，而且變化次數(shù)較多，故機(jī)械變速一般不太合適，大多數(shù)需采用電氣調(diào)速。電氣調(diào)速分為二大類(lèi)：直流調(diào)速和交流調(diào)速。直流調(diào)速有以下三種方案：固定電壓供電的直流串激電動(dòng)機(jī)，改變外串電阻和接法的直流調(diào)速；可控電壓供電的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)的直流調(diào)速；可控電壓供電的晶閘管供電直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的直流調(diào)速。直流調(diào)速具有過(guò)載能力大、調(diào)速比大、起制動(dòng)性能好、適合頻繁的起制動(dòng)、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、需要直流電源等。交流調(diào)速分為三大類(lèi)：變頻、變極、變轉(zhuǎn)差率。調(diào)頻調(diào)速技術(shù)目前已大量地應(yīng)用到起重機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速作業(yè)當(dāng)中，電子變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的主體變頻器已有系列產(chǎn)品供貨。 變極調(diào)速目前主要應(yīng)用在葫蘆式起重機(jī)的鼠籠型雙繞組變極電動(dòng)機(jī)上，采用改變電機(jī)極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方式較多，如改變繞線異步電動(dòng)機(jī)外串電阻法、轉(zhuǎn)子晶閘管脈沖調(diào)速法等。除了上述調(diào)速以外還有雙電機(jī)調(diào)速、液力推動(dòng)器調(diào)速、動(dòng)力制動(dòng)調(diào)速、轉(zhuǎn)子脈沖調(diào)速、蝸流制動(dòng)器調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速等等。2. 起重機(jī)的自動(dòng)控制可編程序控制器程序控制裝置一般由電子數(shù)字控制系統(tǒng)組成，其程序自動(dòng)控制功能主要由可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)定位裝置起重機(jī)的自動(dòng)定位一般是根據(jù)被控對(duì)象的使用環(huán)境、精度要求來(lái)確定裝置的結(jié)構(gòu)形式。自動(dòng)定位裝置通常使用各種檢測(cè)元件與繼電接觸器或可編程序控制器，相互配合達(dá)到自動(dòng)定位的目的。 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的糾偏和電氣同步糾偏分為人為糾偏和自動(dòng)糾偏。人為糾偏是當(dāng)偏斜超過(guò)一定值后，偏斜信號(hào)發(fā)生器發(fā)出信號(hào)，司機(jī)斷開(kāi)超前支腿側(cè)的電機(jī)，接通滯后支腿側(cè)的電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。自動(dòng)糾偏是當(dāng)偏斜超過(guò)一定值時(shí)，糾偏指令發(fā)生器發(fā)出指令，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)糾偏。電氣同步是在交流傳動(dòng)中，常采用帶有均衡電機(jī)的電軸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣同步。地面操縱、有線與無(wú)線遙控地面操縱多