汇川iFA Evolution平台 EVO 系列PLC 通过程序实现斜坡线性控制电机运行

一、案例说明

电机平稳速度控制策略的核心是通过斜坡线性规划加减速过程，替代阶跃式的速度给定，从源头消除启停、调速时的速度突变带来的机械冲击和电流冲击，最终实现速度的平滑过渡，同时兼顾系统动态响应速度与运行稳定性，是伺服电机、步进电机、变频异步电机精准控制中最基础且核心的控制手段，其中斜坡给定是基础方案，T 型、S 型速度规划是进阶的精细化方案，广泛应用于机床、机器人、输送线、自动化产线等对动平稳性要求高的场景。
二、程序执行输出效果

三.线性平滑功能主要应用场景举例说明

1.大功率电机控制
大功率的电机的速度设定，不允许速度从0%直接上升到80%，需要有个斜坡，比如3%每秒的速度上升，否则会对电网造成很大冲击。
2.阀门控制
大口径的阀门，不允许打开和关闭的速度太快。造成对总管的压力突变或者水锤。
3.总结
经过上面两个案例介绍，其实都是需要个线性平滑的功能，对于功能而言实现这个功能，我们可以通过控制器去实现，例如变频器的加减速时间设定实现一个斜坡加减速的功能。
四.斜坡线性平滑算法原理

1．算法公式

2．控制示意图

五、程序编写

1.创建FB块

2．创建FB引脚参数

点击查看代码

1. FUNCTION_BLOCK Ramp
2. //PLC-Recorder | Ana
3. //https://hiddenmap.cn
4. VAR_INPUT
5.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
6.     设置目标值: REAL;
7.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
8.     平滑总时间: DINT;
9.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
10.     设定最大值: REAL;
11.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
12.     设定最小值: REAL;
13.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
14.     执行周期: DINT;
15. END_VAR
16. VAR_OUTPUT
17.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
18.     平滑输出值: REAL;
19. END_VAR
20. VAR
21.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
22.     单步变化量: REAL;
23.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
24.     步长变换系数: REAL;
25.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
26.     偏差绝对值: REAL;
27.     {attribute 'NetAccess':='readwrite'}
28.     平滑输出值_T: REAL;
29. END_VAR
30. //PLC-Recorder | Ana
31. //https://hiddenmap.cn

复制代码

3．程序

点击查看代码

1. //PLC-Recorder | Ana
2. //https://hiddenmap.cn
3. //单步变化量
4.     单步变化量 := (设定最大值 - 设定最小值) / DINT_TO_REAL(平滑总时间 * 1000 / 执行周期);
6. //计算偏差绝对值
7.     偏差绝对值 := 设置目标值 - 平滑输出值_T;
8.     IF 偏差绝对值 < 0.0 THEN
9.         偏差绝对值 := 偏差绝对值 * -1;
10.     END_IF;
12. //计算平滑输出值sm_out
13.     IF 偏差绝对值 > 单步变化量 THEN
14.         IF 设置目标值 > 平滑输出值_T THEN
15.             步长变换系数 := 1.0;
16.         ELSIF 设置目标值 = 平滑输出值_T THEN
17.             步长变换系数 := 0.0;
18.         ELSIF 设置目标值 < 平滑输出值_T THEN
19.             步长变换系数 := -1.0;
20.         END_IF;
21.         平滑输出值_T := 平滑输出值_T + 步长变换系数 * 单步变化量;
22.     ELSE
23.         平滑输出值_T := 设置目标值;
24.     END_IF;
25.     平滑输出值 := 平滑输出值_T;
26. //PLC-Recorder | Ana
27. //https://hiddenmap.cn

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4．运行程序

延伸小知识：PLC-Recorder专业数据采集与分析软件可以采集字符串变量，和数值变量一样便捷。

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