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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。

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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

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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

r(t)

u(t)e(t)