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基于PLC的旋转门控制系统设计.doc
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引言
随着计算机、网络、通信技术的发展,各种方便生活的自动控制系统逐步进人了
人们的生活。基于 PLC 的自动控制系统具有抗干扰能力强,可靠性高,体积小,
设计、使用和维护方便等优点。在商场、公共建筑、银行、医院等人口,使用 PLC
技术控制自动门已得到广泛应用
关 键 词 : PLC 自 动 门 软 件 控 制
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硬件设计
变频器容量选择计算
变频器容量的选用有很多因数决定,列如电动机的容量,电动机的额定电流,
电动机加速时间等,其中最主要的电动机的额定电流。
表 5.1 电机参数表
电动机
型号
额定功
率(W)
额 定
电 流
(A)
额 定
电 压
(V)
效 率
(%)
功率
因素
最大转矩
额定转矩
电机转动
惯量
2
( . )kg m
飞 轮
的 转
动 惯
量
Y881-4
550
1.51
380
73
0.76
2.2
0.0018
0.6
①驱动一台电动机
对于连续运转的变频器必须同时满足下列 3 项计算公式:
满足负载输出/kVA:
cos
m
cm
kP
P
h q
³
式(5.1)
1.1 550
(0.85 0.76)
´
³
´
0.94³
满足电动机容量/kVA:
3
10 3
cm e e
P U I
-
³
式(5.2)
3
10 3 380 1.51
0.94
-
³ ´ ´ ´
³
满足电动机电流/A:
cm e
I kI³
式(5.3)
1.1 1.51
1.66
³ ´
³
k 是电流波形补偿系数,由于变频器的输出波形并不是完全的正弦波,而含
有高次谐波的成分,其电流应有所增加。对 PWM 控制方式的变频器,k 约为
1.05~1.1。
②指定变频器的启动加速时间
变频器产品型号所列的变频容量,一般以标准条件为准,在变频器过载能力
以内进行加减速,在进行急剧加速和减速时,一般利用失速防止功能,以避免变
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频器跳闸,但同时也加长了加减速时间。
如果生产设备对加速时间有特殊要求时,必须事先核实编破器的容量是否能
够满足所要求的加速时间,如不能满足,则要选用加大一档的变频器容量。
在指定加速时间的情况下,变频器所必需的容量计算如下:
2
937 cos 375
l
cm
A
kT
GD n
P
t
h f
³ +
式(5.4)
2
225.4 0.6
1.1 1440
(937 0.73 0.76) (375 3)
0.94
³ ´ + ´
´ ´ ´
³
③指定变频器的减速时间
为了避免出现上述现象,使上述能量能在直流中间回路的其他部分消耗,而不造
成电压升高。在电压星变频器中,一般都在直流中间回路的电容器两端并联上制
动三极管和制动电阻。当直流中间回路的电压升高到一定的电压值,制动三极管
就回导通,使直流电压通过制动电阻放电,既电动机回馈给变频器的直流中间回
路的能量,以热能的形式在制动电阻上消耗掉。
制动电阻的选择方法:
计算制动力矩
/ .
b
T N m
1 2
( )( )
9.55
m l
b l
s
J J n n
T T
t
+ -
= -
式(5.5)
(0.0018 0.051)(1440 1)
2.2
(9.55 1)
5.7
+ -
= -
´
=
计算制动电阻
b
R
的阻值
在进行再生制动时,即使不加放电的制动电阻,电动机内部也将有 20%的铜
损被转换为制动力矩。考虑这个因数,可以按下式初步计算制动电阻的预选值。
2
1
0.1047( 0.2 )
c
ob
b m
U
R
T T n
=
-
式(5.6)
2
760
0.1047(5.76 0.2 2.2) 1440
720.11
=
- ´ ´
=
式中:
ob
R
制动电阻
c
U
直流电路电压/V
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对 200V 级变频器,
c
U
=380V
对 400V 级变频器,
c
U
=760V
b
T
制动转矩/(
1
.N m
-
)
m
T
电动机额定转矩/(
1
.N m
-
)
1
n
减速开始速度/(
1
.r m
-
)
上式中,如果
( 0.2 ) 0
b m
T T- <
,则没必要加制动电阻。
放电电路由制动三极管和制动电阻串联而成,因此,制动三极管本身允许通
过电流
c
I
就是放电电路的最大允许值。所以制动电阻的最小值
min
/
c c
R U I=
。
由上可见,制动电阻
b
R
的阻值应由
min b ob
R R R< <
来决定。有的变频器生产
厂家在产品目录中。给出制动电阻最小值的参考值,可供用户在选择制动电阻时
参考。
计算制动电阻平均消耗的功率
0R
P
/kW
如前所述,电动机额定转距的 20%制动转距由电动机内部损失产生,所以可
以按下式求得电动机制动时,制动电阻上消耗的平均功率:
3
1
0
2
0.1047 10 ( 0.2 )( )
R b m
n
P T T
n
-
= ´ -
式(5.7)
=
3
0.1047 10
-
´
(5.76-0.2
´
2.2)
´
1440
=0.802
由于三翼自动旋转门是恒转矩负载,故变频器选用通用型的。又因为三翼旋
转门的转速不允许超过额定值,电机不会过载。因而可以选用通用的变频器,只
要所选用的变频器满足一般环境下使用即可。根据以上的计算的数据,选用佳灵
JP6C-T9-0.75。
控制系统驱动控制原理
①电气控制系统接线方案
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