PLC在某型航空電源車(chē)O～70 V電路中的應用
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時(shí)間：2010-09-02
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
采用PLC可編程控制器控制電路(見(jiàn)圖2)，可以平穩控制，使發(fā)電機輸出電壓、電流無(wú)極變化，延長(cháng)用電設備使用壽命。西門(mén)子S7-200系列可編程控制器，其中中央處理單元采用CPU224，模擬量輸入模塊采用EM231，硬件電路簡(jiǎn)化示意見(jiàn)圖2。西門(mén)子S7-200系列可編程控制器使用CPU224，CPU224集成14輸入／10輸出共24個(gè)數字量I／O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴展模塊，最大擴展至168路數字量I／O點(diǎn)或35路模擬量I／O點(diǎn)，13 k字節程序和數據存儲空間，6個(gè)獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20 kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，1個(gè)RS485通訊口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I／O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器。
CPU224的IO．O輸入端口檢測到飛機起動(dòng)信號時(shí)，通過(guò)電阻分壓和電流傳感器對發(fā)電機的輸出端電壓和輸出電流進(jìn)行采樣，采樣值進(jìn)入PLC模擬量輸入模塊EM231，由中央處理單元CPU224內軟件控制，對地面起動(dòng)電源發(fā)電機輸出電壓和回路電流進(jìn)行分析判斷，比照飛機發(fā)動(dòng)機各階段所需的電壓和電流起動(dòng)波形，根據判斷結果實(shí)時(shí)在其QO．O端口輸出各起動(dòng)階段需要的PWM信號來(lái)控制大功率MOS管，以此來(lái)控制地面起動(dòng)電源發(fā)電機勵磁電流的大小，從而改變發(fā)電機的輸出電壓，以保證輸出的0～70 V電壓嚴格滿(mǎn)足飛機啟動(dòng)特性的要求。
2．2 軟件設計
在軟件設計中，我們采用了增量式PID控制算法，其具體算法如下：
△P(k)=Kp[E(k)-E(k-1)]+KiE(k)+Kd[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]其中：P(k)：為第K次采樣時(shí)調節器輸出，E(k)：為第K次采樣時(shí)的偏差值，Kp、Ki、Kd：PID比例系數。通過(guò)采樣電壓的變化，采用實(shí)時(shí)控制，閉環(huán)調節勵磁電流，用PID調節規律，不斷修正PID比例系數，按照最佳匹配參數進(jìn)行輸出脈沖寬度控制，使發(fā)電機輸出電壓既滿(mǎn)足0～70 V電壓逐步升高的起動(dòng)規律，又保證了各階段時(shí)間節點(diǎn)之間電壓的穩定性，使飛機起動(dòng)電壓和轉速穩定上升。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/180534.htm
2．3 軟件控制過(guò)程
電壓傳感器將O～70 V電壓轉換為0～5 V的直流信號傳輸給PLC的A+端；電流傳感器將0～2500 A電流轉換為0～5 V直流信號傳輸給PLC的B+端；PLC實(shí)時(shí)采樣，計算出△I／t、△V／t的變化值。
(1)采樣時(shí)間開(kāi)環(huán)，電壓、電流雙閉環(huán)控制方式調整電壓輸出過(guò)程，參照某型飛機的起動(dòng)過(guò)程中時(shí)間與電壓的對應關(guān)系而設置，即：0～3 s前，電壓上升至1．5～7 V；3～20 s前，電壓上升至7～19 V；20～30 s前，電壓上升至19～35 V。
(2)根據電壓、電流的變化，非線(xiàn)性分階段對輸出電壓進(jìn)行調整，即根據電流的變化△I和△I／AT電流變化率的制定控制參數的選取，通過(guò)軟件模糊調節器來(lái)控制PWM大小及繼電器工作的次序。PLC實(shí)時(shí)采樣，計算出△I／△T、△U／△T的變化值。根據控制要求，確定時(shí)間對應變化關(guān)系。采用模糊智能控制方式方可得到有效控制的目的。
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