PLC在某型航空電源車O～70 V電路中的應(yīng)用
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采用PLC可編程控制器控制電路(見圖2)，可以平穩(wěn)控制，使發(fā)電機輸出電壓、電流無極變化，延長用電設(shè)備使用壽命。西門子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，硬件電路簡化示意見圖2。西門子S7-200系列可編程控制器使用CPU224，CPU224集成14輸入／10輸出共24個數(shù)字量I／O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I／O點或35路模擬量I／O點，13 k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20 kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，1個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信號時，通過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(nèi)軟件控制，對地面起動電源發(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)動機各階段所需的電壓和電流起動波形，根據(jù)判斷結(jié)果實時在其QO．O端口輸出各起動階段需要的PWM信號來控制大功率MOS管，以此來控制地面起動電源發(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(yán)格滿足飛機啟動特性的要求。
2．2 軟件設(shè)計
在軟件設(shè)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次采樣時調(diào)節(jié)器輸出，E(k)：為第K次采樣時的偏差值，Kp、Ki、Kd：PID比例系數(shù)。通過采樣電壓的變化，采用實時控制，閉環(huán)調(diào)節(jié)勵磁電流，用PID調(diào)節(jié)規(guī)律，不斷修正PID比例系數(shù)，按照最佳匹配參數(shù)進(jìn)行輸出脈沖寬度控制，使發(fā)電機輸出電壓既滿足0～70 V電壓逐步升高的起動規(guī)律，又保證了各階段時間節(jié)點之間電壓的穩(wěn)定性，使飛機起動電壓和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定上升。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/180534.htm
2．3 軟件控制過程
電壓傳感器將O～70 V電壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為0～5 V直流信號傳輸給PLC的B+端；PLC實時采樣，計算出△I／t、△V／t的變化值。
(1)采樣時間開環(huán)，電壓、電流雙閉環(huán)控制方式調(diào)整電壓輸出過程，參照某型飛機的起動過程中時間與電壓的對應(yīng)關(guān)系而設(shè)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(jù)電壓、電流的變化，非線性分階段對輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，即根據(jù)電流的變化△I和△I／AT電流變化率的制定控制參數(shù)的選取，通過軟件模糊調(diào)節(jié)器來控制PWM大小及繼電器工作的次序。PLC實時采樣，計算出△I／△T、△U／△T的變化值。根據(jù)控制要求，確定時間對應(yīng)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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