基于PLC与Ethernet的饲料生产线控制系统设计

目前我国秸秆机械化加工水平低、利用成本高,造成了秸秆资源的严重浪费。为实现全自动化的饲料生产,提高生产效率,文章设计了基于西门子S7-200 SMART PLC与Ethernet通信的饲料生产线控制系统。该文重点开展了裹包生产线工艺流程设计、硬件系统选型、控制电路设计、软件系统I/O点分配和控制流程设计,实现了秸秆原料自动配比、混和搅拌、裹包贮存、现场监控、故障报警等功能。试验结果表明:此生产线可通过工控机或触摸屏全程控制配料和生产过程,智能化、自动化程度较高,满足国内畜牧业不断扩大的饲料消耗需要,适用于各类饲料生产行业。

Investigation of Current Control Techniques of AC-DC Interleaved Boost PFC Converter

This paper presents the comparison of various current control strategies employed for an interleaved power factor correction (PFC) boost converter for improving the power quality. The major control strategies discussed in this paper are: peak current control, average current control, hysteresis control, borderline current control and non-linear control. These strategies are implemented in MATLAB/SIMULINK and the performance of the proposed converter is compared under open loop and closed loop operation. From the results, the input current waveform was close to input voltage waveform implying improved power factor and reduced total harmonic distortion for nonlinear current control technique. Experimental results validate the proposed method.

基于智能制造的造纸机传动系统变频调速控制研究

进入21世纪以来,科技飞速发展,经济水平不断得到提高,人们对纸张的差异化需求越来越突出,不仅包括纸张的质量,更重要的是纸张的功能性。在造纸企业的生产中,智能化的造纸设备对企业的发展影响巨大。在智能化的造纸设备中,传动系统处于核心的位置,通过变频的方式实现传动系统的有序运转,有利于节约能源,同时保证仪器的平稳运行。为此,对造纸及传动系统进行深入研究,分析了造纸机在变频调速方面面临的挑战与机遇,为加速造纸机的升级以及造纸行业的进一步发展,促进纸张的智能化生产提供了借鉴。

抽油机井恒功率变频控制系统研究

抽油机作为陆上油田最重要的机械采油装备之一,近年来已发展出一系列的变频节能技术,但其研究主要集中在硬件方面,缺乏相关基础理论,导致现场应用普适性差,应用效果参差不齐。为此,研究有杆泵变频测控机理,优选了主要部件,对测试数据提出了要求,形成了有杆泵抽油变频控制系统。构建BP神经网络系统对正常井和漏失、柱塞碰泵、气体影响等异常井进行识别,分类提出变频计算模型:考虑负扭矩和抽油机冲次界限等建立了正常井恒功率变频计算模型,实例对比分析了变频后抽油机速度、加速度变化规律,产液量一定时,负功功率和有功功率分别下降了65%和44%。建立了上行程漏失的异常井变频计算模型,针对性地提高上行程冲次,形成“上快下慢”运行模式。实例计算表明:该系统缩短上行程时间2.6 s,较好地解决有杆泵上行程漏失和变频节能的问题。研究成果可为抽油机变频技术提供理论支持,对油田节能和提产具有指导意义。

锦屏复杂地下洞室施工通风智能调控研究

锦屏大设施具有多洞室、多工作面,通风网络复杂等特点,为确保洞室空气质量并解决施工期通风高能耗问题,通过优化隧道需风量计算方法,确定风压阻力损失,进行施工通风计算。根据风机布设位置,划分供排风区域,明确了风机控制区域;基于各区域风量、风压,得出了风机运行功率计算式并细分风机档位,形成了地下洞室施工期风机变频调节策略;通过布设空气质量监测设备,建立了软件平台,可视化远程控制地下洞室空气质量,自动监测、处理数据指导变频器控制风机变频,并利用污染物浓度监测数据验证了变频通风有效性。研究结果表明:1)风机运行频率可随洞室内污染物浓度及时变化;2)通风智能调控可有效降低污染物浓度;3)通风智能调控可降低施工通风能耗,实现施工期智能化通风。

晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频控制策略

现有三相交直交变频电路中大多使用IGBT作为电力电子器件,为了进一步降低低压大容量变频器设备成本,减少IGBT的使用,提出了一种晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频电路结构及四开关八电压矢量直接转矩控制策略.首先分析了利用IGBT辅助晶闸管关断的三相电机两相变频电路结构,并分析了不同开关状态下的瞬时电路工作原理,给出三相四开关拓扑下的八电压矢量生成方法;其次提出四开关八矢量异步电机直接转矩控制策略,并给出扇区划分、电压矢量选择和电压矢量伏秒生成原理;最后通过仿真实验验证所提策略的正确性和可行性.仿真结果验证了上述电路结构和控制方法的有效性.

CLLLC谐振变换器的分级寻优模型预测控制

针对CLLLC谐振变换器提出了一种基于分级寻优模型预测的混合控制策略。通过结合变频控制与移相控制的优点,在实现软开关的同时,能拓宽变换器的电压增益范围。该策略不仅减小了普通有限集模型预测控制(MPC)策略的计算量,还改善了PI控制存在的电压超调大和动态响应慢的问题,在稳态性能相近的情况下提升了变换器系统的动态性能。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验证明了分级寻优MPC策略的有效性。

船用无线电标校信标机程控频点切换的设计

船用无线电标校信标机是指能够为船载统一测控设备提供稳定跟踪信号的射频信号发生器。一般安装于探空气球内部或悬挂于无人机底部,经过飞行至一定高度和距离后,船载统一测控设备对该信标信号进行跟踪试验。当前船用无线电标校信标机在空中仅能工作在一个频点,若需要对多个工作频点进行标校则需要重复释放多个无线电信标机。为解决此问题,设计一种标校信标机外围变频控制电路,将该电路连接至标校信标机即可完成释放一个信标机开展多频点标校的难题。该变频电路以低功耗单片机STC89C52RC作为基本控制单元,结合DC⁃DC降压模块和电平转换模块,实现将多个预置工作频点信息按预定帧格式定时发送至信标机的功能。经过十余次海上航天测量试验的检验,结果表明程控变频控制电路运行稳定、控制精度高,节省了标校时间和经费预算。

新能源汽车驱动电机控制器深度解析

文章针对新能源汽车驱动电机控制器的结构原理进行深度解析,阐述电机控制器的基本结构、基本功能,深入分析逆变电路的逆变原理、能量回收整流原理、正弦交流电产生原理和变压与变频原理,介绍电机控制器驱动电路与控制电路的基本组成与结构特点,对职业院校新能源汽车技术专业教师和新能源汽车维修行业维修人员具有一定的参考和借鉴意义。

微半球陀螺交直流混合电压切换驱动方法研究

微半球谐振陀螺的标度因数受阻尼不均匀程度和幅值控制精度影响,保证陀螺结构高度对称性的同时,驱动模态幅值控制精度也尤为重要。针对常见一倍频、1/2倍频电压驱动方式存在同频驱动噪声干扰和补偿相位延时导致微半球谐振陀螺驱动模态幅值控制精度较低,标度因数稳定性不足等问题,由于起振后陀螺等效驱动形式变化,基于微谐振子电压驱动原理构建了稳幅阶段微谐振子动态振动模型,提出了一种用于稳幅阶段的同相位二倍频电压驱动方式,设计了一种用于陀螺模态控制的交直流混合电压切换驱动方法,避免了相位补偿和同频驱动引起的幅值波动干扰。最后经力平衡模式仿真试验对比验证,混合电压切换驱动方法下驱动模态幅值控制精度提升5.882%,陀螺仪标度因数稳定性提高6.625%。

Profibus-DP现场总线在番茄酱厂螺杆泵控制系统中的应用

螺杆泵电动机的运行速度对番茄酱的加工品质有着重要影响,为了对螺杆泵电动机的运行进行实时监控,提出了一种基于Profibus-DP现场总线的控制方法。该方法采用以触摸屏为上位机、PLC为控制器,并以变频器作为执行器的应用系统方案,给出调试步骤,对运行结果进行分析。结果表明,系统能够很好地监控螺杆泵电动机的运行,实时反馈运行状态及报警信息,具有稳定性好、响应速度快等特点。系统的应用保证了螺杆泵电动机运行速度的准确控制,实现了系统的数字化管理,延长了螺杆泵的使用寿命,节省电能,为同类农产品加工设备的自动控制提供参考。

基于On-off和H_∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制

根据风速的多时间尺度特性,在风能转换系统非线性机理模型的基础上,基于频率分离原理建立风能转换系统的双频环模型.在优化控制理论指导下,以额定风速以下的风能最大捕获为目标,针对低频环模型和高频环模型分别设计优化控制器,其中低频环采用On-off稳态优化控制方法,高频环采用H∞状态反馈优化控制方法,从而建立了风能转换系统的双频环优化控制结构.仿真结果表明:基于On-off和H∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制方法是有效的,且相对于单纯的On-off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能,可以实现在额定风速以下的风能捕获功率最大化.

基于变频乳化液泵的智能联动压力控制系统

为解决综采工作面供液系统压力波动大、供液响应不及时的问题,提出了一种基于跟随压力波动频率变频的多泵启停联动与卸荷阀自适应阶梯控制的系统稳压方法,并设计了一套乳化液泵智能供液控制系统,实现了综采工作面的稳压供液。系统采用主从式系统架构,以KXH12矿用本安型控制器作为主站与分站的控制核心,变频驱动装置选用BPQJ-(1555、60)/1140型矿用组合变频器。主站负责压力控制方法的实现,并协调多泵联动;分站负责乳化泵状态监测,执行主站指令,控制变频器的输出。系统在煤矿井下进行了试验,达到了预期稳压效果。

电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术

对电牵引滚筒采煤机的变频调速过程进行节能控制,可以提高煤矿企业的经济效益。为了降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗,提出一种电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术。选择MG180/435-W型电牵引滚筒采煤机为实验对象,利用变频调速装置实现电牵引滚筒采煤机的能耗控制。通过电牵引滚筒采煤机的运动学分析,制定电牵引滚筒采煤机变频调速装置的能耗控制方案,在不同方案下,启动采煤机变频器,通过调速实现变频调速装置的能耗控制,测试了转速和频率对电牵引滚筒采煤机能耗的影响。结果表明,在矢量控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为400 r/min、频率为62 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低;在恒压控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为600 r/min、频率为135 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低,通过电牵引滚筒采煤机的变频调速,降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗。

禾一矿通风系统调节与通风质量研究

为解决原通风系统风机恒定供风、风量损耗、通风效率低等问题,以时间轮算法结合变频器变频控制风机速率为研究对象对其进行仿真研究。根据井下作业各时段所需风量的不同合理调控通风机速率,使得风量与实际生产相匹配。以禾一矿为例,根据实际所需风量,计算得出通风机对应的速率,进行分时段供风,达到了预期的效果,保证了通风质量,并且达到了节能的目的。

基于PLC模糊控制潜艇电机调速实验系统的设计

为满足军队院校专业背景课程教学实践需求,锻炼提高学员的动手实践能力,设计了一种基于PLC的电机调速实验系统。为了提高潜艇净化风机、盘车马达及电动应急操舵等系统中交流电动机的动态性能,采用基于PLC模糊自适应PID控制变频调速方法,将速度检测传感器反馈的转速实际值和给定值相比较,将转速偏差及其变化率作为模糊控制器输入,通过建立模糊规则、模糊推理及反模糊化运算得出控制量,再由PLC将控制量通过USS协议传输至变频器驱动电动机实现转速的闭环控制。同时,利用MATLAB/Simulink进行系统仿真。结果表明,系统的动态性能得到改善,转速超调减小。该实验系统可以应用于PLC系统及电机控制相关算法的验证实验。

PLC变频节能技术在自动化系统中的应用

阐述PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用,包括在电梯系统、照明系统、开关量控制、顺序控制系统中的应用。通过合理应用PLC变频技术,可以实现电气自动化设备的节能运行。

表面波相控变频电磁声传感器的研制

电磁声传感器(EMAT)因其具有非接触、可设计性强等优势,在无损检测领域得到了广泛的应用。目前,大多数EMAT只能在固定频率下激发超声波,限制了传感器的应用范围,为此,提出了一种新型相控变频电磁超声传感器(PC-FC-EMAT),通过调控传感器激励信号的相控时延,可达到变频激励的目的。首先,提出了PC-FC-EMAT的设计方案,建立了PC-FC-EMAT的频域响应模型,揭示了洛伦兹力空间响应下相控时延对频域响应的作用机理;其次,建立了PC-FC-EMAT多物理场耦合仿真模型,研究了相控时延对PC-FC-EMAT时域及频域响应的作用规律,仿真验证了相控时延对PC-FC-EMAT频率响应的调控作用;最后,研制了PC-FC-EMAT,并开展实验研究。实验结果表明,所研制的的PC-FC-EMAT可实现4~12 mm的波长调控,频带范围覆盖252~687 kHz,满足设计要求。

UHF波段功率放大器设计

为某UHF波段的发射机设计一款己类功率放大器,工作于频段430~455 MHz,介绍了谐波控制和匹配网络的设计。在放大器输出匹配网络前添加谐波控制电路,通过对晶体管漏极的谐波控制生成己类放大器的工作波形。同时,在输入、输出阻抗是复阻抗的情况下,使用简化实频技术对电路进行匹配,提高了匹配网络的效率。测试结果显示,该放大器输出功率达60 dBm,对应的增益为20 dB,PAE为79%,达到设计要求。

变频电机保护信号传输方式的研究及应用

在聚酯工艺流程中都是采用变频精准控制转速的电机,且重要流程点的变频控制电机是使用强冷风扇降温和PTC热保护继电器保护电机,在日常检查变频电机强冷风扇运行状态和电机温度保护PTC继电器信号时,主要靠人工巡检来完成,但由于人工巡检的时间是阶段性的,故障发生时很容易存在不能及时发现并处理的情况,给稳定生产带来了很大的安全隐患。针对此问题本文进行了相关的研究。研究结果表明,(1)根据目前电机变频器的控制单元CU240E-2 DP丰富的参数进行深入探索,通过备用IO点将外部信号接入控制单元经过内部组态,在其原有的通信基础上将增加2个经控制单元内部组态的外部信号传入DCS系统以实现24小时实时监控。(2)方案在聚酯一项目中实际应用表明,所有电机强冷风扇和PTC继电器信号传送到DCS系统,组态出报警信号,最终实现了在操作站进行实时监控。