电机控制论文范文

电机控制论文篇1

在设计系统时，首先应确定变频器的输出频率。因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果，应根据水泵流量。扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。系统中用水量的大小由压力变送器反映到PLC，再由PLC进行分配给循环泵，随时调节循环泵的频率，实现能源合理分配。在此套系统里面，主要的被控变量是管路循环水的压力，管路循环水的压力随着使用点的多少而变化，再由压力变送器反馈到PLC进行调节。

2可编程序控制器((PLC)的优势

可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分，英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能，比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用，不仅是因为它有很多的功能，更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势：

第一，可编程序控制器所占的空间小，节能，能够随意的进行组合。所占的空间小，这样就能够节约厂房的空间资源，可以存放更多的机器设备；节能就是变相的节约成本，减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出；能够灵活的进行组合，这样既方便存放和管理，又提高了工作的效率。

第二，可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势，可以随时掌握工业现场的情况，出现问题，及时地解决，避免了很多不必要的损失。

第三，控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦，在设备产品进行更新换代时，不用对可编程控制器的硬件进行改变，只要改变控制程序即可，程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节，减少了麻烦，对可编程控制器的损害也小。

第四，编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握，所以在具体操作时就非常容易，方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器，操作人员只要懂得梯形语言即可，再加之，可编程控制器有自我诊断的功能，发生故障时，可以非常迅速的查出原因，所以维修时特别方便。

第五，安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好，不容易发生故障，有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行，再加之，可编程控制器有很好的环境适应能力，对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。

3变频调速器的优势

变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分，它的优势主要有以下几点：

3.1性能优越。

随着科技水平的提高，变频器的性能有了很大的提高，不再使用以前传统的正弦波控制技术，而是采用先进的电压空间矢量控制，最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整，非常适合我国现行的电网情况，这样就提高了运行的安全性能。

3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。

多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能，摆频运行、多段速度、程序运行等模式。

3.3在可靠性上它的结构独特，全系列主元件采用SIEMENS产品。

完善的保护功能，即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障，先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。

4电路的调试

电路调试的方法主要有两种，一种是整个电路安装完之后，再进行调试，另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时，首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围，然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢？接下来笔者就详细地说说。

第一，看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况，看看电路面板的线是否准确无误的连上，有没有看似接上实际没有接上的线，或者容易短路的线，有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。

第二，查。在看完之后，就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是，一定要用万用表的电阻最小量程档，主要检查电路面板，看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路，地线有没有漏接的，电源连线的连接是否都可靠安全，还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是，在整个电路安装完成之后，千万不能通电，首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上，有没有搭错的线，有没有少连接的线或者多连接的线，尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时，最好直接测量元器件的连接点，这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。

第三，电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中，一定注意细小的环节，严格按照电路功能原理，对各个单元电路进行详细的调试，然后再进行整体的调试，最后准确无误地完成整个电路的整体调试。

5结论

由上文可知，微电子控制机电设备主要包括可编程序控制器、变频调速器等组成，在工业中起到了很大的作用，因为各自都有不同的优势和功能，所以在工业中得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，微电子控制机电设备会得到更大的改进，在工业中会发挥更大的作用。本文是根据笔者多年的工作经验总结出来的，希望能够为相关部门和人士提供有益的参考和借鉴，也希望能够为我国的微电子控制机电设备在工业中的发展贡献出自己的一份力量。

电机控制论文篇2

关键词：地铁；机电设备；质量控制

1前言

地铁作为重要的市政工程项目，具有较高的技术含量，施工难度较大，质量要求高，涵盖了多个组成部分，如土建工程、装饰装修工程、低压配电与照明系统、通风空调系统、给排水及消防系统、通信、信号系统，供电系统等等。为了促使地铁工程项目施工质量得到有效提升，保证工程的稳定性与安全性，就需要科学设计，科学施工，严格依据相应的技术方案要求来开展机电设备工程安装施工，对每一个环节进行有效卡控，促使地铁运行的安全性和稳定性得到保证。

2地铁机电设备安装过程中容易出现的问题

根据大量的事实证明，由于我国城市地铁市场发展迅速，市场竞争激烈，往往存在设计周期短，设计过程中，不同专业之间的沟通交流少等情况，这样就容易导致在地铁设计和机电设备安装过程中，经常出现诸多问题，例如：在机电设备安装施工时，土建设计与机电安装设计不符，建筑图纸与机电安装施工图纸存在差异；土建预留孔洞、标高与机电安装实际孔洞的位置存在偏差；设备房屋的具体尺寸、棚顶上桥架的精确位置、各种管线布置路径、各个设备之间的安装间距不符合最小安全间距要求等问题。这些问题的出现，都会在较大程度上影响到机电安装工程的顺利开展。在机电安装过程中主要存在着如下问题：机电施工单位没有及时与其他专业沟通，没有统筹的安排，导致机电专业施工方与其他专业施工方仅仅对各自的施工专业密切关注，其他各方的施工情况遭到了忽视，造成机电设备安装时，影响了其他专业的施工，或其他专业施工影响了机电专业施工。造成相互推诿，相互扯皮，不利于工程施工的顺利进行。另外，由于施工工期紧，施工人员业务水平差，责任心不强等，在机电安装施工过程中往往为了赶工期或其他原因而忽略了质量问题，造成设备安装质量不满足相关技术标准及相关要求，导致返工，浪费了人力物力，耽误了工期。因而在工程设计以及施工过程中，各单位要充分重视，以大局为重，综合考虑地铁运行的安全性，及时沟通，明确各专业间的接口责任，制定科学的施工方案，合理选择施工工艺及施工方法进行施工。否则，在机电设备安装之后，可能存在质量缺陷不能满足运行要求。

3地铁机电设备安装的质量控制措施

在质量控制方面，可以划分为两种类型，分别是主动控制与被动控制；具体来讲，主动控制指的是分析存在的风险因素，预测可能出现的目标偏离及造成的损失，之后对相应的预防措施科学制定，将质量监督控制工作给严格实施下去。而被动控制指的则是有问题出现于安装过程中，及时采取针对性的措施解决这些问题，施工及早恢复；通过被动控制的开展，能够有效减小施工偏差，但是之前的施工计划无法保证。因此，需要尽量将主动控制运用到地铁机电设备安装过程中，可以从这些方面着手：首先，严格控制给排水工程及消防设备的质量；在地铁机电设备安装工程中，非常重要的一个组成部分为给排水和消防设备安装工程，包括给水工程、压力排水工程及消防系统和无压排水工程等诸多内容。在安装这些设备的过程中，需要促使系统完整性得到保证，且采取科学的方法试验系统。此外，机电设备安装过程中，需要对系统安全性综合考虑，严格控制法兰、水泵、进水阀门、排气阀门以及试压泵等设备的质量，在检测系统以及试验系统压力时，需要对安全值密切关注，避免机电设备自身安全受到系统调试及试验的影响，从而保证机电设备的安装质量。其次，严格控制低压配电专业施工质量；在地铁机电设备安装施工中，低压配电专业具有较强的系统性，具有较多的施工接口和较长的施工周期，因此，就需要严格监管和控制低压配电设备施工全过程。在低压配电专业设备安装中，低压配电柜、动力电缆、电缆桥架以及配电箱和金属软管等都是非常重要的内容。因为连接设备的关键为电柜和钢槽，那么在低压配电设备安装时，需要科学安装低压配电柜，且做好基础钢槽的接地处理。电柜施工中，需要对低压配电柜、电控柜充分重视，促使电源装置的安全性能得到保证，施工安装质量与相关规定要求相符合。最后，严格控制环控系统设备安装质量；隧道通风系统、车站小系统及大系统都属于本方面的内容，而大型轴流风机、冷却机组、水泵、组合式水阀等则是主要设备；在这些设备的安装过程中，需要对各个设备之间的连通问题充分重视，促使环控系统能够连续运行，地铁站台、隧道及站厅之间的排送风目的也能够顺利实现。同时，将设备吊装及安装过程中的空间布置给充分纳入考虑范围，因为地铁有较为独特的结构，且环控系统中通风设备规模较大，因此，在安装过程中，需要将场地、吊装具体实际情况给纳入考虑范围，以便保证能够平稳有序的开展安装作业。在机电工程施工过程中要严格过程控制，从施工图纸审核、施工方案，材料设备进场，施工工艺，试验检测到竣工验收各个环节层层把关，实行自检、互检、专检制度。对施工人员进行施工质量教育培训，实行包保制度，责任落实到人，保证工程质量。

4质量教育培训的开展

地铁机电安装的质量控制归根结底是人的控制，是质量控制的根源。加强职工质量意识教育，引入竞争机制，采用制度办事，使每一位员工树立强烈的质量意识，施工前通过授课讲解，影音录像、现场指导等对上岗职工进行全面系统的培训，使其对工程概况、施工方案、施工工艺及施工方法、机电工程设备的工作原理、内部结构、设备安装要求及维护保养、工具和材料等充分认识和理解，培训结束后进行严格考核，考核合格后持证上岗，从根源上解决机电安装工程的质量问题。实践证明，通过严格的质量教育培训，在机电安装过程中大大降低了工程不合格率，使施工效率得到有效提升，工程质量得到有效的保证。

5结束语

综上所述，地铁机电设备安装质量会直接影响到地铁的运营效果，因此，就需要对其产生足够的重视，结合现阶段地铁机电设备安装过程中容易出现的问题，采取相应的质量控制措施，提升安装质量，保证机电设备的正常运行。相关工作人员需要积累工作经验，提升个人水平，严格依据相关规范和要求来进行施工，控制每一个施工环节的质量，保证机电设备安装工程整体质量。

作者:田艳召 单位:中铁七局集团电务工程有限公司

参考文献：

[1]王彩霞.地铁机电设备安装及其质量控制浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,6(19)：123-125.

[2]杜小刚.浅谈地铁机电设备的安装及质量控制[J].信息通信,2015,7(19)：44-46.

电机控制论文篇3

1.1电动机典型电气控制系统设计与实现:

(1)金型铸造厂冷却电气控制系统的设计与实现;(2)高炉车间往复运料车电气控制系统设计与实现;(3)吉化污水处理厂1号排水泵电气控制系统设计与实现;(4)整流车间水冷自动投切控制系统的设计与实现。

1.2常用机床电气控制线路的故障诊断与检修:

(1)‘巨达机械厂23040摇臂钻床电气控制线路的故障诊断与检修;(2)恒达机械厂x62w万能铣床电气控制线路的故障诊断与检修;(3)‘巨达机械厂20/5t桥式起重机控制线路的故障诊断与检修。

2课外项目选取

2.1电动机典型电气控制系统设计与实现

(1)物流传输线自动控制系统的设计;(2)一汽轻型喷涂车间搅动泵电气控制系统的设计。常用机床电气控制线路的故障诊断与检修:(1)‘巨达机械厂M7120平面磨床电气控制线路的故障诊断与检修;(2)恒达机械厂23040摇臂钻床电气控制线路的故障诊断与检修;(3)‘巨达机械厂电动葫芦电气控制线路的故障诊断与检修。

2.2知识处理项目(1一4)技能点

电路的设计;电路的布局;电路的装接;电路的调试。知识点:器件的识别;器件的检查;器件的选取;自锁电路;联锁电路;互锁电路;时间控制;降压起动;顺序控制。项目(5一7)技能点:机床操作;机床电气故障维修;起重机操作;起重机电气故障维修。知识点:机床电路识读;机床控制电路分析;机床电路故障分析;起重机电路识读;起重机控制电路分析;起重机电路故障分析。

3实施过程(例:龙山机械厂工业风机电气控制线路的设计)

3.1教师(甲方)活动提出工作任务。

3.2学生(乙方)活动

(1)按计划方案设计冷却系统电气控制原理图;(2)根据被控系统的电路参数选择低压电器元件型号及导线规格;(3)列出冷却系统电气控制线路元器件清单;(4)根据现场安装条件及控制要求设计控制柜柜体;(5)根据已设计的柜体尺寸来设计电气元件布置图;(6)根据电器元件布置图设计电气安装接线图。

3.3教师(甲方)活动

教师巡回指导并提问。54甲方提高制冷速度，需要提高电动机转速，给出新的生产任务书。55乙方根据任务书中电动机参数的改变重新选取电器元件的型号及导线规格。

4考核方案

对学生在项目实施过程中的表现进行跟踪记录，注重能力考核;教学考核方法和企业作效能考核方法相结合;教师考核与学生评价相结合;技能考核和综合素质考核相结合。

5结语

新的教学方法已经在多个电气自动化专业教学班学生中开展实施，学生的学习兴趣有所提高;学生基本养成独立学习的习惯;学生的创新能力得到提高;分析问题、解决问题的能力增强;学生团队合作意识增强;实现学生的“零距离”上岗。

电机控制论文篇4

跟传统的液压注塑机相比较，广数精密全电动注塑机的最大优势在于采用了伺服电机进行电气控制。由于创新地采用了伺服电机，广数精密全电动注塑机每一个注塑成型环节都可以长时间进行高精度控制，不但比传统的液压驱动节省五至七成的耗电量，而且还节省了液压油以及冷却水的成本。在注射速度方面，传统的液压式注塑机利用蓄能器技术能够达到较快的注射速度，但是由于受到液压阀及蓄能器动作特性的限制，不能达到较低的注射速度。而伺服电机的速度控制特性比较好，从极低到极高的速度都可以加以控制，具有较广泛的速度适应范围。图2所示的是传统液压式注塑机液压伺服系统与广数精密全电动注塑机电气伺服系统的对比图。从图中可看出，广数精密全电动注塑机电气伺服系统里的伺服电动机相当于传统液压传动装置里的动力源油泵，而且还直接起着液压伺服阀以及执行元件（即油缸）的作用，因此其注射速度相应较快，精度也较高。

2广数精密全电动注塑机的电气控制

2.1工作原理

广数精密全电动注塑机采用的是公司自主研究开发的GSK6000控制系统，该系统集注塑行业先进生产工艺控制方法之大成，实现高效、节能以及环保的三大注塑理念。广数精密全电动注塑机的工作原理是充分利用塑料热塑性，通过伺服电机控制塑料的加热融化及其流入模腔的速度，再经过保压及冷却阶段即可成型为形状各异的塑料制品。在加工产品的时候，首先计量加料，经过加热使原料熔融塑化，然后施加高压注射到合好的模具里面，再经过一段时间的保压和冷却后开模，最后顶出制品即可完成整个产品注塑成型的过程。

2.2伺服单元的特性要求

广数精密全电动注塑机的注射性能在非常大的程度上依赖于伺服控制系统精密、稳定的特性，要求伺服系统具备如下四方面特性。2.2.1精度高。为保证制品可以满足精密注射成型的要求，伺服控制系统必须具备高质量以及高稳定性，务求令射胶等动作具备非常高的精度。所以，不但要求伺服单元在位置控制方面定位精度高，而且要求在速度控制方面提供高精度调速。2.2.2响应快。为使结构复杂的制品注塑成型，常需进行多级注射。要确保执行机构根据预设要求严格切换成形参数，不但要求伺服控制系统定位精度高，同时也要求其具备快速响应的良好特性，能够很快地响应跟踪指令信号。2.2.3调速范围广。无论是注射过程还是锁模过程，执行机构都被要求在比较广的速度范围内运作。例如在驱动模板进行合模的过程中，为保护模具的安全，锁模机构需要从移模阶段的高速度切换到即将闭紧模具时的低速度，由此要求驱动锁模机构运行的伺服单元能够提供一个较广的调速范围，以实现最高转速与最低转速的转换。2.2.4低速转矩大。注塑机低速运转时要求进给伺服系统具备较大的转矩输出。为满足以上特性要求，广数精密全电动注塑机对伺服系统的执行元件———伺服电机也提出了相应的几点要求：（1）要求伺服电机在全部转速范围之内都可以平滑地运转，转矩的波动要小，特别是低速运转的时候仍然要保持平稳的速度且无爬行的现象；（2）要求伺服电机具备相应的过载能力，以满足系统低速以及大转矩两方面的特性要求；（3）要求伺服电机要有较小的转动惯量、较大的堵转转矩、尽量小的机电时间常数以及尽可能小的启动电压，以满足系统快速响应的特性要求；（4）要求伺服电机可以承受得起频繁的启动、制动以及反转。

2.3动作控制

为了获得高质量的注塑产品，广数精密全电动注塑机在注塑的过程中，使用伺服电机来实现对每个运动机构动作的顺序及过程控制，以确保注塑机能够依照工序要求完成制品生产流程。广数精密全电动注塑机的注射装置是实现塑化计量、注射以及保压补缩三项功能的关键部件，其结构设计和控制方式决定着制品的质量，能满足两个基本要求：一是在限定的时间里，提供设定数量、组分以及温度均匀的熔料；二是按照塑料性能以及制品的结构情况，提供适合的注射速度及注射压力，把熔料注入模腔。注塑的所有运动过程都是由广数精密全电动注塑机的六台伺服电机通过动作配合去驱动完成的。图3所示为其主要部件结构图。与注射螺杆同轴并且连接紧密的电机叫做射胶伺服电机，起到通过传功装置实现注射螺杆向前注射运动的作用。跟注射螺杆平行的电机叫做溶胶伺服电机，其作用主要是实现螺杆转动使粒状原料往前传送。用于平移整个射台的电机叫做射台移动伺服电机，由该电机驱动完成射台的往复运动。广数精密全电动注塑机以伺服电机作为驱动装置，其控制系统的硬件框架如图4所示，主要组成有人机界面、运动控制器、逻辑控制器、伺服驱动、温度控制单元以及传感器六大部分。工艺程序控制基于传感器的位置、温度、压力及速度等信息来进行，为达到高精密的注塑工艺建立了多个闭环环节。对于射出螺杆移动速度的控制，是将安装在伺服电机后的编码器信号作为输入的信号，相比于在控制器内设定速度指令来说实现了半闭环控制。对于射出压力的控制，是通过测定螺杆后的压力传感器信息来形成射出压力的全闭环控制。而对于超低速位置的控制，则是以光栅尺去实现闭环的控制。广数精密全电动注塑机动作控制系统的关键在于温度、压力等传感器信号的高速处理。工艺程序控制装置以及伺服电机驱动系统之间采用的是数字接口，两者间只互相传递数字信号，抗干扰能力特别强、因此能够实现高精度、微细量的稳定控制。

3结束语

以及人们环保意识的日渐加强，用户对注塑机的要求越来越提高。广数精密全电动注塑机在各种新型注塑机当中较具代表性，并随着计算机技术的进一步发展，将来会朝着更加简便化、更加智能化的方向发展，同时会对其自主研发的GSK控制系统及伺服电机提出更高的要求。

电机控制论文篇5

PMM8713功能介绍

PMM8713是专用的步进电机的步进脉冲产生芯片,它适用于三相和四相步进电机。如图1所示PMM8713的引脚,Cu为加脉冲输入端,它使步进电机正转,Cp为减脉冲输入端,它使步进电机反转,Ck

为脉冲输入端,当脉冲加入此引脚时,Cu和Cp应接地,正反转由U/D的电平控制,EA和EB用来选择励磁方式的,可以选择的方式有一相励磁、二相励磁和一二相励磁,ΦC用来选择三、四相步进电机,Vss为芯片工作地,R为芯片复位端,Φ4～Φ1为四相步进

脉冲输出端,Φ3～Φ1为三相步进脉冲输出端,Em为励磁监视端,Co为输入脉冲监视端,VDD为芯片的工作电源(+4～+18V).其具体的原理框图如4-3-4所示:

4.4显示电路与键盘的选择

显示电路的用8279芯片来驱动，8279芯片分别接两排显示器，每排为4位显示，分别用来显示步进电机的实际转速与给定转速。

8279与CPU的连接框图如4-11所示：

8279芯片的具体介绍如下；

1)DB0～DB7：双向数据总线。在CPU于827数据与命令的传送。

2)CLK：8279的系统时钟，100KHZ为最佳选择。

3)RESET：复位输入线，高电平有效。当RESET输入端出现高电平时，8279被初始复位。

4)/CS：片选信号。低电平使能，使能时可将命令写入8279或读取8279的数据。

5)A0：用于区分信息的特性。当A0=1时，CPU向8279写入命令或读取8279的状态；当A0为0时，读写一数据。

6)/RD：读取控制线。/RD=0,8279会送数据至外部总线。

7)/WR：写入控制线。/WR=0,8279会从外部总线捕捉数据。

8)IRQ：中断请求输出线，高电平有效。当FIFORAM缓冲器中存有键盘上闭合键的键码时，IRQ线升高，向CPU请求中断，当CPU将缓冲器中的输入键数的数据全部读取时，中断请求线下降为低电平。

9)L0～SL3：扫描输出线，用于对键盘显示器扫描。可以是编码模式（16对1）或译码模式（4对1）。

10)～RL7：反馈输入线，由内部拉高电阻拉成高电平，也可由键盘上按键拉成低电平。

11)FT、CNTL/STB：控制键输入线，由内部拉高电阻拉成高电平，也可由外部控制按键拉成低电平。

12)TB0～3、OUTA0～3：显示段数据输出线，可分别作为两个半字节输出，也可作为8位段数据输出口，此时OUTB0为最低位，OUTA3位最高位。

13)消隐输出线，低电平有效。当显示器切换时或使用消隐命令时，将显示消隐。具体芯片理框图如4-4-1所示：

键盘的连接一般有两种方式，一种是独立式键盘；一种是行列式键盘。独立式键盘就是各个键相互独立，每个键盘接一根输入线，通过检测输入线的电平状态来确定那个键按下。这种键盘的输入线较多，结构复杂，一般适用于按键较少操作速度较高的场合。而行列式键盘是由行和列线交义组成，一般用于按键较多的场合。本次设计一共用9个键因此采用行列式键盘。具体的原理图如4-4-2所示:

图4-4-2键盘连接图

显示电路的选择

显示电路选用两排LED显示，每排分别为四位。能满足设计的要求，转速范围为0至1000。LED显示电路有两种接法，一种为共阴极，一种为共阳极。原理图如4-14所示:

、

4.5反馈电路的选择

应选用光电编码器作为反馈元件，光电编码器与步进电机是同轴的输出经过放大送到计算机。并通过显示器显示出步进电机的实际转速。关于光电编码器的说明如下；

4.5.1光电编码器原理

光电编码器，是一种通过光电转换将位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

图4-5-1光电编码器的原理图

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

本次设计用绝对式编码器其原理如下：

绝对编码器是直接输出数字量的传感器，它的圆形码盘上沿径向有若干同心磁道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。目前国内已有16位的绝对编码器产品。绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点如下：

1)可以直接读出角度坐标的绝对值；

2)没有累积误差；

3)电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。

4.6电源电路设计

本次设计用了+5V、+12V电源，采用的是78系列的集成固定三端稳压管。78系列集成稳压器输出稳定，漂移小，精度也比较高。其内部也有完善的保护电路。它有风部过流保护，保证输出电流部会超出最大允许值；它有内部热保护电路，如果输出管的结温达到允许的最大值，它会知道减小输出电流；它内部还有工作区限制电路。使稳压器的工作台不进入不安全区。因此，它的可靠性高。另外，它只有三条引脚，移位输入，移位输出，移位公共端，使用起来很简单。

1.变压

电源变压器将220V的交流电压变为所需的交流电压值。因为在整流、滤波和稳压电路中有一定的压降，所以要使输出电压比所需电压高2V~3V。

2.整流

整流电路将交流电压变为脉冲的直流电压，常用的整流电路有单相半波，全波，桥式和倍压整流电路。这里采用单相桥式不可控整流电路。

3.滤波

滤波电路用于滤去整流输出电压中的波纹，一般由电抗元件组成。如要负载两端并联电容或与负载串联电感L。以及C和L组合而成的各种复式滤波电路。因为电容滤波电路简单，负载直流电压较高，波纹较小，所以我们采用的是电容式滤波。

4.稳压

稳压的作用电当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。本设计采用三端集成稳压器，常用的是7800系列和7900系列。前者是三端固定正输出集成稳压器，后者是三端固定负输出极集成稳压器，整流后的输出波形与纯直流相差甚远，须经滤波才能作直流电源用。最常用的元件是电容。整流输出的电压升高时，输出的电流一面供给负载应用，一面给滤波电容充电。当整流输出电压开始下降时，电容向负载放电以维持输出电压，总的输出电压波形就平滑得多。

下面以电源+12V为例介绍一下电路的工作原理：

图4.6+12电源电路图

220V，50HZ的交流电压变压后，输出+15V左右的交流电压其频率仍为50HZ，交流信号经桥式整流电路进行全波整流，然后，经电解电容滤波。最后，经CW7805（三端固定稳压器）输出的便是一个平稳的+12V的直流电压信号。电容C4和C5的作用是滤高频波和抑制自激振荡。

4.7抗干扰设计

由于系统中不可避免会从外界引入干扰，影响系统的控制精度，使系统的稳定性变差，故采用了硬件和软件抗干扰措施。

1.干扰对微机的作用可分为四部分：

①输入系统：它使模拟信号失真，输入数据信号出错。

②输出系统：使各输出信号混乱，不能反映微机系统的真实输出量。从而导致一系列严重的后果，同时，还把现场的高电压设备与主机隔离，防止出现高频干扰现象。

③微机控制的内核，使三总线上的数据信号混乱，CPU得到错误的数据信息，使运算操作数失真。

④电源系统：我们设计所采用的芯片都由直流稳压电源供电。这些直流稳压电源都是由220伏转化而来，有可能产生波动现象。使电源的压降上升或下降，对主机运行产生干扰。

2.本次设计采用的硬件抗干扰措施有：

①在电路排列方面，模拟电路和数字电路之间集中在一起，器件之间尽量缩短距离减小寄生电容。

②在线路设计中，将所有器件的模拟地线和数字地线都区分开，两者的地线不要混乱，分别与电源地线相连。

③电源系统的干扰大部分是高次谐波，然后接稳压器件，以保持电源稳定。

④采用分散独立功能模块供电，在每块系统功能模块上用集成三端固定稳压器如7805、7812、7815、7915等稳压源，而且也减少了公共阻抗的相互耦合，大大提高了供电的可靠性。

3.程序监视系统中的抗干扰（电源部分）

WATCHDOG本身能独立工作，基本上不依赖于CPU，当电源受干扰而掉电时，WATCHDOG自动产生中断。使CPU备用电源起作用，对CPU正在执行的数据进行保护。

4.8看门狗电路

工业环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而最终造成系统故障的多数现象为“死机”。究其原因是CPU在执行某条指令时受干扰的冲击，使它的操作码或地址码发生改变，致使该条指令出错。这时,CPU执行随机拼写的指令，甚至将操作数作为操作码执行，导致程序“跑飞”或进入“死循环”。为使这种“跑飞”或进入“死循环”的程序自动恢复，重新正常工作，就是看门狗。若程序发生“死机”，则看门狗电路产生复位信号，引导单片机程序重新进入正常运行。

此外，工业现场由于诸多大型用电设备的投入或撤出电网运行，往往造成系统的电源电压不稳定，当电源电压降低或掉电时，会造成重要的数据丢失，系统不能正常运行。若设法在电源电压降至一定的限值之前，单片机快速的保存重要数据，将会最大限度地减少损失。在掉电方式下单片机内所有运行状态均被停止，只有片内RAM和SFR中的数据被保存起来。在单片机系统可借助于一定的外部附加电路监测电源电压，并在电源发生故障时及时通知单片机（本次设计是通过引发INT0中断来实现的）快速保存重要数据，使电源恢复正常，取消掉电方式，通过复位单片机，使系统重新正常。

4.8.1MAX813L功能简介

MAX813L是美国MAXIM公司推出的微处理机系统监控集成芯片，该芯片的价格低，减少了器件个数，所构成的电路性能更可靠，MAX813L提供如下四种功能：

1.上电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200MS。

2.独立的看门狗输出。如果看门狗在1.6S内未被触发，其输出将变为低电平。

3.1.25V门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或+5V以外的电源的监控间[6]。

4.低电平有效的手动复位输入。

4.8.2看门狗电路各引脚功能

1.手动复位输入端（MR）：当该端输入低电压保持140ms以上，MAX813L就输出复位信号。输入端的最小输入脉冲宽要求可以有效的消除开关的抖动。

2.工作电源端（VCC）：接+5V电源。

3.电源接地端（GND）：接0V参考电平。

4.电源故障输入端（PFI）：当该端输入电压低于1.25V时，5号引脚输出端的信号有高电平变为低电平。

5.电源故障输出端（PFO）：电源正常时，保持高电平，电源电压变低或掉电时，输出由高电平变为低电平。

6.看门狗信号输入端（WDI）：程序正常运行时，必须在小于1.6s的时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号，以清除芯片内部的看门狗定时器。若超过1.6s该输入端收不到脉冲信号，则内部定时器溢出，8号引脚由高电平变为低电平。

7.复位信号输出端（RST）：上电时，自动产生200ms的复位脉冲：手动复位端输入低电平时，该端也产生复位脉冲。

8.看门狗信号输出端（WDO）：正常工作使输出保持高电平，当WDI端在1.6S接收不到信号时，该端输出信号由高电平变为低电平。

如图5-6给出了MAX813L在单片机系统中的应用电路图。此电路可以实现上电，瞬时掉电以及程序运行实现“死机”时的自动复位和随时的手动复位；并且可以实时的监视电源故障，以便及时地保存数据[6]。

本电路巧妙的利用了MAX813L的手动复位输入端。只要程序一旦跑飞引起程序“死机”，WDO端电平由高到低，当/WDO变低超过140ms，将引起MAX813L产生一个200ms的复位脉冲（本次设计中将MAX813L的RET端同时8031、8155的复位端RESET相连，使之同时复位）。同时使看门狗定时器清0和使引脚变成高电平。也可以随时使用手动复位按钮使MAX813L产生复位脉冲，由于为了产生复位脉冲端要求低电平至少保持140ms以上，故可以有效的消除开关抖动。

该电路可以实时的监控电源故障（如掉电、电压降低）。图5-6中R1的一端接未经稳定的直流电源。电源正常时，确保R2上的电压高于1.6V。当电源发生故障，PFI输入端的电平低于1.25V时，电源故障输出端电平由高变低，引起单片机中断，CPU中断相应服务程序，保护数据，断开外部用电电路等。

第5章算法的设计：

算法对于步进电机调速系统设计是一个相当重在的环节，因为只有确定了算法之后才能对步进电机的速度进行准确的控制，并时也能达到精确的调速目的。同时算法也是编写软件的前提与基础。控制算法有多种，常用的两种算法是PID和模糊控制算法。

PID控制与模糊控制是两种常用的控制方法,但它们还存在一些不足,如一般PID控制容易产生超调、模糊控制的稳态精度不高,在这两种控制方法基础上进行改进,可产生多种更好的控制方法。本文采用的复合PID控制算法和带动态补偿的模糊控制算法克服了以上缺陷,取得了较好的实验效果。

5.1PID控制算法

PID调节的实质就是根据输入的偏差值,按比例、积分、微分的函数关系,进行运算,将其运算结果用以输出控制,将基本PID算式离散化可得到位置型PID控制算法,对位置型PID进行变换可得到增量型PID控制算法。对控制精度要求较高的系统一般采用位置型算法,而在以步进电机或多圈电位器做执行器件的系统中,则采用增量型算法。

PID是一种工业控制过程中应用较为广泛的一种控制算法，它具有原理简单，易于实现，稳定性好，适用范围广，控制参数易于整定等优点。PID控制不需了解被控对象的数学模型,只要根据经验调整控制器参数,便可获得满意的结果。其不足之处是对被控参数的变化比较敏感。但是通过软件编程方法实现PID控制,可以灵活地调整参数。,尽管近年来出现了很多先进的控制算法，但PID控制仍然以其独有的特点在工业控制过程中具有相当大的比重，且控制效果相当令人满意。

连续PID控制器也称比例－积分－微分控制器，即过程控制是按误差的比例（P-ProportionAl）、积分（I-IntegrAl）和微分（D-DerivAtive）对系统进行控制，其系统原理框图如图5-1所示：

它的控制规律的数学模型如下：

\*MERGEFORMAT\*MERGEFORMAT(5-1)

或写成传递函数形式：

\*MERGEFORMAT(5-2)

式中，e(t)：调节器输入函数，即给定量与输出量的偏u(t)：调节器输出函数。

Kp：比例系数；

T：积分时间常数；

T：微分时间常数。

将式（2-1）展开，调节器输出函数可分成比例部分、积分部分和微分部分，它们分别是:

⑴比例部分比例部分的数学表达式是\*MERGEFORMAT,p在比例部分中，Kp是比例系数，Kp越大，可以使系统的过渡过程越快，迅速消除静误差；但Kp过大，易使系统超调，产生振荡，导致不稳定。因此，此比例系数应选择合适，才能达到使系统的过渡过程时间短而稳定的效果。

图为比例调节器

（5-3）

比例调节器

其中：U控制器的输出

\*MERGEFORMAT比例系数

E调节器输入偏差

\*MERGEFORMAT控制量的基准

电机控制论文篇6

PLC是可编程逻辑控制器（ProgrammableLog－icController）的简称，其主要组成包括中央处理器、存储设备、输入输出的接口电路、电源模块、功能模块、通信模块等。可以说PLC就是1台没有鼠标键盘的小型电脑。在煤矿的生产过程中，被用来控制各种生产流程，相对于原始的继电器，PLC科技含量高，执行的功能多，能够让生产过程更加顺畅，煤矿生产的整体效率得到大幅度的提高。

2PLC技术的优点

随着煤矿工业的现代化发展，传统矿山的机电控制设备已经无法满足生产的迫切需求，因此传统的继电器逐渐被高科技的PLC所取代，并且在实际生产中运行良好，为煤矿企业创造了经济效益［1］。相对于传统的继电器，PLC的优势主要表现在以下几方面：

2．1使用简单编程方便

PLC的操作界面简单，对于操作人员没有过高的技术要求，如果想要加以调试，则随时都可以，不用对硬件做出任何改动。而PLC的梯形图程序是采用顺序控制设计法来设计的，对于需要编程工作的人员来说，PLC编程的方法简单，容易掌握。

2．2功能强性价比高

PLC集成程度高，因此只要有足够的外接系统，便可以实现诸多功能。与传统继电器相比，虽然PLC的价格更高，但是PLC能够承担更多的功能，在很大程度上精简了煤矿机电控制系统，而系统越简单发生错误的概率也就越低。此外，PLC还可通过通信联网，有利于建设集中管理的体系。

2．3硬件配套齐全

目前PLC的配套硬件设施已经相对齐全，要想真正实现预期的功能，只需购买其他的模块来配置成不同规模、不同功能的系统。对于原有的系统，如果不满足实际生产的需要，也可以采购硬件模块进行相应的升级。总之，PLC硬件配置的齐全让用户能够随意组装自己需要的系统，为用户提供了极大便利。

2．4可靠性强

传统的继电器由于其机械设备的特殊性，在长期的使用中，特别是处于煤矿这种粉尘较多的环境中，如果继电器密封不严，容易出现机械方面的故障，再加上碳的物理特性，较厚的炭灰堆积很可能造成短路，因此在煤矿机电中，传统的继电器已经难以满足需求，甚至已经变成潜在的隐患。相较而言，PLC的集成程度极高，即使处于煤矿这种灰尘较多的环境中仍然能够正常的运转，无需担心碳粉堆积而造成短路。由于PLC高度的集成性，因而PLC在发生故障时能够进行自我诊断，在故障发生时可以自动停止正在进行的工作，可避免危险的发生，与此同时还能显示是具体哪一部分出了故障，有利于迅速修复。PLC的配套硬件系统齐全，为修复工作提供了可靠保障。

3PLC技术控制煤矿机电的原理

PLC的工作过程大体上分为三个阶段：输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段，三个阶段合称一个扫描周期，PLC在不断重复一个个周期中完成预先设定的程序［2］。输入采样阶段是PLC系统运行的基础，中央处理器扫描所有输入的数据，并存入储存设备中，等待后续程序的执行。在这个阶段PLC存储的信息是难以更改的，因此在调试PLC系统时，相关操作人员务必要引起足够的注意。用户执行阶段是PLC技术通过梯形图的模型从上到下扫描用户设定程序，在一定的运算之后，运算结果被保存以待下一次引用。输出刷新阶段是对执行阶段数据运行结果的输出执行，作为一个周期中的最后一个环节，PLC在这个过程中通过先前接收的信息调控电路，达到调控煤矿机电设备的目的。

4PLC技术在煤矿机电控制中的应用

4．1对于井下风门的自动化控制

井下风门是疏通易燃易爆气体，提供新鲜空气的通道，目前我国多数煤矿企业的井下风门控制都是由人力来完成，由于负压的影响，用人力来控制风门极为不便，而使用的力量过大很容易对风门造成损坏。对于上述问题，可以借用PLC系统，用红外线传感器来侦测有无车辆通过，有车辆通过时，中央处理器对风门发出开启的信号，由机械装置控制风门开启，既方便又安全。

4．2PLC技术在提升机中的应用

采用PLC技术代替继电器来控制矿井的提升机，能够对提升机控制更加精确，在矿井井壁和电机中安装传感器以监控提升机的运转状况，在电机出现问题或者井壁出现问题时能够及时反馈给控制中心，并自动采取切实可行的应对措施。在误操作时也能及时提醒操作者，以避免安全事故的发生。4．3PLC在胶带输送机中的应用在传统的胶带输送机中，如果要进行停车操作，根据操作人员的操作，控制系统会调整液压系统的油压，液压系统调整之后闸瓦与制动盘接触，以摩擦来阻止胶带的继续运行，这样的制动方式存在明显的弊端，如果胶带的初始转速较高，在制动时闸瓦和制动盘之间的摩擦会产生大量的热量，极易造成危险的发生。在升级PLC技术之后，系统则可以控制闸瓦和制动盘接触一段时间即分离，然后再接触，由此避免了长时间接触产生高温，也不容易产生火花问题。

5PLC技术在煤矿机电控制的应用上的缺陷

PLC系统在应用时需要与配套设施相结合，才能发挥出理想的效果，继而提高生产效率。PLC技术在煤矿机电控制的应用中仍旧存在诸多不足及缺陷，其主要缺陷就在于PLC没有与配套的设施相结合，导致生产效率无法得到应有的提高，经济效益随之降低。在采用PLC技术时，应当对配套的硬件设施予以更换。举例而言，在升级到PLC，需要对相关电路的电力做出适当的调整，确保PLC在正常电流范围内工作。而升级到PLC之后，对于电流的控制更为精确，因此对电机也有一定的要求，如果电机过于陈旧，PLC在对其进行微小的调整时很可能电机没有反应。这些问题都会对企业的经济效益带来不利影响。当然，这些问题并不是无法得以有效解决的，只要在升级PLC时得到重视，这些问题均能够避免。

6结语

实践证明，在煤矿机电控制中运用PLC技术，能够提高管理工作的实效性，达到资源最大化的利用，在最大程度上保证操作人员安全的同时也提供了操作上的便捷性。可以说，PLC技术在煤矿机电控制中的运用，为工作人员避免了风险，提高了生产效率，也为企业赢得了更大的效益，可谓是一举多得，应当予以高度重视。

电机控制论文篇7

机电一体化系统中用到的传感器非常多，如检测物体的位置、颜色的判别、材质的判别、姿态判别、液位判别、温度检测、压力检测等，会用到如电感、电容、压力、光电、光纤等各式各样的传感器。学习此类传感器最重要的是分清它们的作用、工作原理和检测方法。我们能很快地教学生将传感器输出端口与控制器进行连接，然后将待检测物通过传感器，对应的PLC输入点就会有一个输入信号，即传感器有输出信号，也可以据此判断传感器是否工作，否则要查明故障。学生对控制器能有输出很有兴趣，表示自己已成功了一步。

二、控制层：控制元件的调试

有了上一步的检测工作，引导学生完成控制层的编程，学生就会跃跃欲试。控制元件是组成自动控制系统的基本单元，按作用主要分为功率元件和信号元件，按功能分为测量、变换、放大、执行和校正元件，按电流分为直流、交流和脉冲元件。控制元件构成的电机主要有直流伺服电动机、直流测速发电机、步进电机、旋转变压器、自整角机、交流伺服电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电机、超声波电机和直线电机等。对于如此多的控制元件，我们教学生的就是分清各种控制元件能接受什么样的信号。根据信号的特点，我们用控制器给其相应的信号，在相应的信号作用下，控制元件能有相应的动作，则表示控制元件能受控。在大的系统中，同样只要将控制信号发出，就能有相应的动作。例如，步进电动机的控制，只要将脉冲信号和方向控制信号发给步进驱动控制器，用控制器输出两个信号，如果步进电动机能工作，则表明控制正常。系统同样只要给出相应信号，步进电动机同样能正常工作。据此，学生调试工作又进了一步。此时要告诉学生，只并差一步的控制工作，我们就会完成系统的分步工作。

三、执行层：驱动元件调试

什么是执行层的调试呢？简单地说，就是我们要执行的工作任务。首先，我们了解一下执行层的情况。执行元件是根据来自控制器的控制信息完成对受控对象的控制作用的元件。在机械自动化系统中，执行元件根据输入能量的不同可分为电动、气动和液压三类。电动执行元件安装灵活，使用方便，在自动控制系统中应用最广。气动执行元件结构简单，重量轻，工作可靠并具有防爆等特点，在中、小功率的化工石油设备和机械工业生产自动线上应用较多。液压执行元件功率大，快速性好，运行平稳，广泛用于大功率的控制系统。对于种类繁多的控制元件，我们要分清其能接的信号是什么类型的，比如是模拟量，还是数字量等。如果是模拟量的，要分清其模拟量大小和性质，据此给相应的量，执行元件就会动作。在大系统中也只要给出相应的信号，执行元件就能正常工作。要分清我们要执行的工作任务，比如将电磁阀接好线，用控制器给出相应的信号，电磁阀就会正常工作。至此，学生完成了每一个分项工作，会有将自己的作品成果全部展示出来的冲动，无形中极大地提高了自己的技能水平。

四、系统层：控制系统综合调试

经过以上分析并进行调试后，学生纷纷将自己上述步骤所完成的工作进行综合。此时，可以设置一个学生比赛环节，让学生进行综合调试。控制系统在调试时，引导学生按如下步骤进行，会取得事半功倍的效果。首先检查接线，核对地址，逐点进行，确保无误。加上各信号后，看输入端口的指示灯的变化。其次，测试输出工种状态，包含各输出端口、模拟量的量值等。测试各工作方式的逻辑关系，如手动、半自动和自动工作模式。最后还要进行异常条件检查。在经过上述调试后，如程序、功能有所变动，也应及时调试，达到完美的效果，确保系统具有正确工作、可靠、简短、省时、可读和易改等特征。掌握了以上分层调试的方法，学生能很快地将一个复杂的系统最小化，进而完成一个综合系统的调试，学生的作品成果也就呈现出来了，学生的综合技能在分步分层调试过程中得到了大力提升。

五、小结

本文是笔者对多年自动化技术教学工作教学方法的总结。由于学生的特点和素质差异性，以及各校教学安排各不相同，在实际教学过程中，应根据实际情况加以调整。由于本人水平有限，敬请各位自动化技术同行和教师给予指正，在此表示衷心感谢！

电机控制论文篇8

关键词：信息技术；电梯控制；应用；模糊控制理论；系统开发

1 电梯控制系统的发展与信息技术应用的基础

1.1 常规控制系统

由于科技的高度发展和国内经济的起飞及人口向城市集中，因而使城市的建筑物普遍朝高楼大厦发展，电梯即是在这种情况下的时代产物，可以提供人们上下高楼的便利性。电梯的控制方式普遍采用下列三种控制方式：继电器控制方式、可编程控制器（PLC）控制方式、微处理机的单晶片控制方式。上述三种控制方式中，继电器控制系统具有发生故障率高、可靠性差、接线复杂、通用性差等缺点。1983 年微处理晶片数字式逻辑系统控制器导入电梯使用，此后正式成为电梯控制的主要发展方向，致使电梯的电气控制方式进入了一个新的发展时期。可编程控制器控制系统及微处理机的单晶片控制系统具有控制系统体积减小、节能、可靠性提高，尤其是对群控、通讯等复杂电梯控制功能更具优越性。可编程控制器（PLC）的程序编辑采用易学易懂的梯形图语言，且具有控制灵活方便、可重复使用、程序记忆体与外部输出容量可弹性扩充、抗干扰能力强、运行稳定可靠、能与电脑连线操作等特点。

1.2 信息技术应用的基础

电梯控制系统大部分都是借助电脑的软硬件结构，并搭配各式各样的感应器及预先所规划的复杂的各式操作程序，结合成所谓的人工智能。精准的监控及引导各部电梯的动作，是以模糊逻辑方法为基础。模糊理论是根据不明确的信号，通过近似推理的过程，且经过运算而得到明确的结论，类似人头脑中“过程模糊，结果明确”的思维特征。使用模糊逻辑数学分析统计法，能快速的找出任何时刻最适合的运行模式。

文章主要以小型电梯控制系统为例，结合PLC控制技术的特点，提出了一套结合模糊逻辑理论，将推理、判断、决策、控制等的知识思考行为，转化成为知识库及规则库储存于电脑中，再经由模糊理论法（fuzzy theory）以数值计算方法完成推论，实现于此电梯控制系统的视窗化的设计与应用。文章主要是针对电梯等待时间及搭乘时间做一完整分析，并利用可编程控制器（PLC）为控制核心，视窗化图控采用Delta 图控软件Delta Screen Editor，在电脑上直接对电梯做监控引导，再经由电脑与可编程控制器的通讯连线实现完成。本系统是一种机电整合的教材，是电机、电脑与控制工程的融合，所得成果可在机电整合或科学教育中使用。

2 模糊控制的理论应用与系统开发

2.1 模糊控制的理论应用

模糊控制主要是在直觉和人工经验的基础上，建立所需的知识库，并可看成一组决策法则，根据输入值满足系统条件（归属函数）的程度，给予一个特定值，称作grade（归属度），其范围为0～1。若完全属于系统条件时，其值为1；完全不属于系统条件时，其值为0，是传统的集合；其他属于系统条件中间的，依其所属程度给予0 和1 之间的任意值，这是属于模糊集合。模糊逻辑（fuzzy logic）设计方法主要可以分为四个部分：即模糊化界面（Fuzzification Interface）、知识库（Knowledge）、模糊推论机构（Fuzzy Inference）与解模糊化界面（Defuzzification Interface）。其中，知识库又可分为资料库（Data Base）及规则库（Rule Base）。模糊控制是以语言化控制规则为主体，为了将输入的明确值与语言化的控制规则结合，必须将输入值做模糊化处理以便对应到资料库里语言变量的论域中，再配合规则库及推论机构推导出结果。因结果仍然是模糊值，所以必须再做解模糊化工作，其输出才是明确值。文章中借助每个楼层的传感器作为取样输入，再通过步进电机的驱动模组作为输出控制。该电梯控制系统的每个模糊集合均有语性值代表其模糊含意。利用编辑软件Delta WPLSot程序化于可编程控制器系统的内部，以达成系统的闭回路控制。

2.2 系统架构

系统的硬件架构是由可编程控制器、步进电机及驱动器、传感器等所组成。系统在可编程控制器内部所完成实现的内容，可先定义误差量（E）与误差偏差量（ΔE）两轴，误差量是由软件设定的参考距离与回授距离的差值。误差偏差量的计算是目前误差En减去前一次的误差量En-1，当程序连续执行下，循环一次的时间步距Δt很短时，可视为一个误差偏差量ΔE，或称之为误差微分量ΔE/Δt。

（1）可编程控制器。系统所使用的控制器是利用三菱公司的产品。该系列PLC在电脑通讯的模式中，其交信资料的类型分别为读取PLC元件及交信资料的交信型式和写入PLC元件及交信资料的交信型式。（1）步进电机及驱动器。系统所使用的步进电机及驱动器可完成实现输出距离，提供搭乘者更短的搭乘时间及更精准的楼层距离定位。步进电机的结构不论是PM式、VR式或复合式步进电机，其定子均设计为齿轮状，这是因为步进电机是以脉波信号依照顺序使定子激磁，以数字电压输入来控制其转速及转动方向。就电机驱动原理而言，将其脉波激磁信号依序传送至A相、A+相、B相、B+相则转子向右移动（正转），相反的若将顺序颠倒则转子向左移动（反转）。（1）传感器。系统所使用的传感器可完成实现取样输入信号，提供给可编程控制器的输入端，进入控制器内部做运算处理。

2.3 实验研究结果

在实验研究中，各个实际楼层相互距离各为14.4cm，加入Fuzzy 控制时，可测得的距离分别为14.3cm、14.2cm、14.3cm，未加入Fuzzy 控制时，可测得的距离分别为13.8cm、14.0cm、13.9cm，可知经由模糊理论控制可实现精准的楼层距离定位。就楼层搭乘时间而言，加入Fuzzy控制时，可测得的搭乘时间分别为18.6sec、18.7sec、18.6sec，未加入Fuzzy控制时，可测得的搭乘时间分别为19.1sec、19.2sec、19.1sec，可知经由模糊理论控制可实现缩短的搭乘时间。进而，操作者可通过Delta图控软件进行视窗化控制。视窗中的按键，可对电梯控制系统进行模糊逻辑控制设定、楼层控制、楼层距离显示、搭乘时间显示等进行自动化设计。

3 结束语

文章利用可编程控制器实现模糊理论（Fuzzy Logic），提供搭乘者更短的搭乘时间及楼层距离定位更精准。系统在硬件部分，自行设计及组装小型电梯的实验模型进行实验，软件部分则通过图控方式制作人机界面应用程序建构出视窗化电梯控制系统，最后由实验结果验证所发展的软硬件的可行性。并且比较了有模糊理论及无模糊理论的应用，经由实验数据结果，得知前者展现了较好的效能。所研制的经验可作为机电整合的教学教材，达成理论与实践结合的教学目标。

参考文献

[1]叶萍.组态监控PLC控制的电梯系统[J].自动化应用，2011（10）.