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西门子6ES7511-1UL03-0AB0性能参数

PLC在充磁机控制系统的设计

3.2 系统控制电路

图4为系统控制电路，选三菱fx1n-24mr为系统主控器，模拟量fx0n-3a有二个输入和一个输出，其中输入电流信号和磁通信号，输出控制双向可控硅的导通角。

3.3 控制程序设计

控制程序有手动与自动。手动控制程序用于电容切换和电容充电检查、充磁检查等调试和维护。

自动控制程序包含有顺序控制程序，电容分级充电子程序，磁性检测子程序，hmi接口程序，关门和充磁头连接、过压过流等。由于整个工作按流水动作，所以采用顺序控制将这些工作的子程序串联在一起，这样对编写程序较为简便，并用stl指令易读。

电容分级充电子程序就是考虑到电容在零状态充电时可能有很大的冲击电流，会损坏桥式整流电路和双向可控桂。存储电能电容分二级充电，开始接上限流电阻r1，过后用km2的触点短接，进行全压充电。

充磁后的工件被气阀顶到检测磁通的线圈前，应先对图1中积分电容短接放电（检测清零），随后磁性工件插入线圈中，就能检查到产品的磁通量，从而鉴别本批产品性能要求，同时，可稳定双向可控硅的导通角，以确保产品的质量。

触摸屏选用三菱f940got，设定参数和显示运行状态。设定充磁极数、充磁电流，显示磁通量和工作状态等。hmi接口程序是实现触摸屏与plc之间的组态。

4 结束语

充磁机存储电容脉冲放电，*大瞬间放电电流可达到30ka以上，在10ms时间内产生极高强度的磁场，不会对电网造成冲击影响。配合合适的充磁线圈，在瞬间产生30000oe（奥斯特）以上的磁场，针对钕铁硼等高矫顽力磁体，充磁效果更好。充磁和磁通检测为一体适合流水线作业，具有、**、抗干扰的特点，但是，减少电力电子器件在通断时对周围影响待于进一步研究

PLC在充磁机控制系统的设计

1 引言

随着电机、家用电子、计算机、通信等技术日新月异的更新和发展，永磁材料需要量越来越大性能越来越高。目前，永磁材料大多采用钕铁硼、铁氧体、铝镍钴、钐钴等，并具有矫顽力大、性能稳定等特点，这些材料经充磁电源的高压大电流向螺线管瞬间脉冲放电，使其磁化。生产中要求充磁电源、稳定、精度高，同时，在机测试充磁后永磁材料的磁通量。文中介绍了的充磁和测量为一体自动充磁机，使用plc实现系统控制，触摸屏作为参数调整、工作显示等。

2 电磁交换

充磁机根据电容储能脉冲放电产生强大磁场，对铁磁性物质进行磁化［1］。在电磁交换前，电容储存的能量

式中uc为储存电容的端电压，c为储存电容的容量。改变电容的电压或容量，可调节电容存储电场能量大小。目前，电容在2kv～3.5kvdc，存储能量可达100kj以上。

电容c被充电至设定电压u0时断开充电电源，随即接通lr串联电路，则电容c所储电荷通过lr迅速地以脉冲形式放电，得到极大的脉冲电流峰值。电容放电的端电压uc满足

式中l为充磁头中螺线管的电感量，r为螺线管、放电回路连接导线电阻、接触电阻及放电器件内阻的总和（忽略线路分布电容与分布电感）。

对脉冲充磁，充磁头常选用

即欠阻尼情况下，电容放电电流，使脉冲磁场峰值达到磁化线圈内被充磁材料内矫顽力的3～5倍时进行可饱和磁化。

磁通强度检测有磁电式磁通、电子式磁通和数字积分式磁通三种［2］。图1为电子式磁通电路，有探测线圈和积分电路组成。当探测线圈中所链合的磁通变化δφ时，线圈中感应出电动势，经积分后的输出电压

一个实际的PLC控制系统是以PLC为核心组成的电气控制系统，实现对生产设备和工业过程的自动控制。PLC控制系统设计的好坏直接影响着产品的质量和企业的生产效率，关系到企业的经济效益。因此，在设计PLC控制系统时要全面了解被控对象的机构和运行过程，明确动作的逻辑关系，*大限度地满足生产设备和生产过程的控制要求，同时力求使控制系统简单、经济、使用及维护方便，并*控制系统。

用户在使用PLC进行实际系统设计的过程中，会自觉或不自觉地遵循一定的方法和步骤。PLC是一种特殊的计算机，在体系结构、运行方式和编程语言等方面有别于普通计算机，因此在设计方法和步骤上有其特殊性。虽然不能要求**先做什么，后做什么，具体应该怎样做，但**遵循一些共同的原则，使PLC应用系统的设计方法和步骤符合科学化，形成工程化，趋于标准化。

一、 设计原则及方法

1.系统设计的基本原则

在进行PLC控制系统的设计时，一般应遵循以下几个原则：

（1）完全满足被控对象的工艺要求。

（2）在满足控制要求和技术指标的前提下，尽量使控制系统简单、经济。

（3）控制系统要。

（4）在设计时要给控制系统的容量和功能预留一定的裕度，便于以后的调整和扩充。

2.设计内容

（1）根据被控对象的特性及用户的要求，拟定PLC控制系统的技术条件和设计指标，并写出详细的设计任务书，作为整个控制系统设计的依据。

（2）参考相关产品资料，选择开关种类、传感器类型、电气传动形式、继电器/接触器的容量以及电磁阀等执行机构。

（3）选择PLC的型号及程序存储器容量，确定各种模块的数量。

（4）绘制PLC的输入/输出端子接线图。

（5）设计PLC控制系统的监控程序。

（6）输入程序并调试，根据设计任务书进行测试，提交测试报告。

（7）根据要求设计电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（8）编写设计说明书和使用说明书等设计文档。

3.设计方法及步骤

（1）详细了解和分析被控对象的工艺条件，根据生产设备和生产过程的控制要求，分析被控对象的机构和运行过程，明确动作的逻辑关系（动作顺序、动作条件）和**要加入的联锁保护及系统的操作方式（手动、自动）等。

（2）根据被控对象对PLC控制系统的技术指标，确定所需输入/输出信号的点数，选配适当的PLC。

（3）根据控制要求有规则、有目的地分配输入/输出点（I/O分配），设计PLC的I/O电气接口图（PLC的I/O口与输入/输出设备的连接图）。绘出接线图并接线施工，完成硬件设计。

（4）根据生产工艺的要求画出系统的工艺流程图。

（5）根据系统的工艺流程图设计出梯形图，同时可进行电气控制柜的设计和施工。

（6）如用编程器，需将梯形图转换成相应的指令并输入到PLC中。

（7）调试程序，**行模拟调试，然后再进行系统调试。调试时可模拟用户输入设备的信号给PLC，输出设备可暂时不接，输出信号可通过PLC主机的输出指示灯监控通断变化，对于内部数据的变化和各输出点的变化顺序，可在上位计算机上运行软件的监控功能，查看运行动作时序图。

（8）程序模拟调试通过后，接入现场实际控制系统与输入/输出设备联机调试，如不满足要求，再修改程序或检查更改接线，直至满足要求。调试成功后做程序备份，同时提交测试报告。

（9）编写有关技术文件（包括I/O电气接口图、流程图、程序及注释文件、故障分析及排除方法等），完成整个PLC控制系统的设计。

以上是设计一个PLC控制系统的大致步骤，具体系统设计要根据系统规模的大小、控制要求的复杂程度、控制程序步数的多少灵活处理，有的步骤可以省略，也可作适当的调整