控制策略的实现在现代工业控制领域中,PLC因其强大的控制功能、丰富地运算能力得到广泛地应用。相比较单片机而言,PLC在抗干扰能力和可靠运行方面上,有着很大的优势。针对交流电机的各种软起动方式,下面以西门子PLCS7200为例加以详细地阐述。
(1)斜坡升压软起动。由于这种起动方式不具备电流闭环控制,PLC仅输出调整晶闸管导通角信号,该信号对应时间按一定的斜率增加。S7200系列PLC内部提供丰富的定时器功能,可以利用阶梯上升曲线的方式模拟斜坡曲线,亦可利用PLC提供的积分功能,使输出信号按一定斜率输出。
这两种方式均可实现斜坡信号输出和斜率调整,但相对积分器方式而言,阶梯模拟方式可操作性强。
(2)斜坡恒流软起动。这种起动方式属于闭环控制,主要的调节参数为电机起动电流。在控制器的算法上可采用模糊控制,模糊控制器设计为双输入单输出。控制器通过模拟输入通道检测电机的起动电流,计算出起动电流与设定值的偏差E和在偏差变化率EC作为模糊控制器的输入;模糊控制器依据E和EC,根据模糊控制规则经计算后得出输出值,此输出值经PLC的D/A转换后输出控制晶闸管导通。
PLC实现模糊控制时,可首先将模糊控制规则转化为数据表存放在PLC存储区,这样就可大大减少控制中的计算量,PLC仅通过偏差E和偏差变化率EC就可很快的得出输出值,提高控制的实时性。S7200PLC提供的指针访问方式,可以方便的在数据表中查找到输出值。
(3)脉冲冲击起动。此起动方式在实现上与斜坡升压方式相似,利用PLC的定时器可以很容易的实现短时间输出大电流后再回落。后续的实现方式同上所述。
对于一拖三软起动器,PLC除完成上述的控制功能外,还需实现电机的切换功能。S7200系列PLC具有强大的逻辑运算功能,在软件中通过对逻辑条件变量的置位和复位,实现电机选择的互锁,从而保证任一时刻仅有一个电机被选择软起动或软停车。
软起动器的软件设计在电机的软起动过程中,为保证电机的安全运行,还需具备允许起动条件检测、故障跳闸和、电机起动方式选择功能。一拖三软起动器方案程序流程图如所示:一拖三软起动器程序流程图对于上述所述的软起动方式,PLC程序均可提供可修改的变量供用户根据实际情况调整参数,以改善起动效果,增强程序的可操作性。