直流电机PLC控制实验

实验四直流电机PLC控制实验一、实验目的

1．掌握PLC的基本工作原理

2．掌握PID控制原理

3．掌握PLC控制直流电机方法

4．掌握直流电机的调速方法

二、实验器材

1．计算机控制技术实验装置一台

2．CP1H编程电缆一条

3．PC机一台

三、实验内容

根据输入，实现PLC对直流电机的调速PID控制。1、输入功能

（1）功能操作，按钮1

1．1、按钮1按下一次，显示SV(设定点值)。

1．2、按钮1按下两次，显示速度设定值。

1．3、按钮1按下三次，设定P值，显示。

1．4、按钮1按下四次，显示P值。

1．5、按钮1按下五次，设定I值，显示。

1．6、按钮1按下六次，显示I值。

1．7、按钮1按下七次，设定D值，显示。

1．8、按钮1按下八次，显示D值。

1．9、按钮1按下九次，显示At（PID 自调整增益）

1．10、按钮1按下十次，自整定显示

1．11、按钮1按下十一次，复位

（2）增加按钮2，数值增加

（3）减小按钮3，数值减小

（4）确定按钮4，操作确定

2、PWM脉冲输出，接输出101.00。

3、直流电机测速，光耦，接高速脉冲输入。

4、LED显示，根据按钮输入，显示设定值/测量值/加减量。

四、实验原理

1．直流无刷电机PWM调速原理

PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压。

PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压，所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节。在使用PWM控制的直流无刷电动机中，PWM控制有两种方式：(1)使用PWM信号，控制三极管的导通时间，导通的时间越长，那么

做功的时间越长，电机的转速就越高。

(2)使用PWM控制信号控制三极管导通时间，改变控制电压高低来实现。

调速不只是改变电压（电源电压或者控制电压），改变电流也可以(控制回路的电流，而不是PWM信号的电流）。PWM信号是一个矩形的方波，他的脉冲宽度可以任意改变，改变其脉冲宽度控制控制回路输出电压高低或者做功时间的长短，实现无级调速。

2、PID控制原理

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图1.PID控制框图

本实验中，被控对象为直流电机的转速值，输入为给定转速值值，无扰动，通过PWM来调节直流电机的给定电压，以使直流电机的速度保持并跟随给定转速值值。

3、实验接线图

图2.实验接线图

五、实验步骤

（1）将PLC的八个输入点排线（接线板CON8）插至LED矩阵键盘模块CON3（1.0）。

（2）将PLC的八个输出点排线（接线板CON2）插至LED矩阵键盘模块CON2 （101）。

（3）将PLC的八个输出点排线（接线板CON4）插至LED矩阵键盘模块CON1 （100）。

（3）将PLC的八个输入点排线（接线板CON10）插至直流/步进电机控制模块CON1（0.0）。

（4）将PLC的八个输出点排线（接线板CON12）插至直流/步进电

机控制模块CON2（101）。

（5）将LED显示以及键盘板的电源插头插上。（6）按照实验内容编写程序

（7）调试程序，验证功能。

六、实验总结

总结实验过程，书写实验报告。