1引言

在國(guó)防設(shè)備生產(chǎn)單位廣泛地使用著高頻脈沖開關(guān)電源，在電鍍行業(yè)，高頻脈沖開關(guān)電源所使用的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)已逐漸不能滿足控制要求，在控制生產(chǎn)中的不穩(wěn)定性，故障率多，控制精度不高等弊端日益暴露出來，要改善傳統(tǒng)電流的缺點(diǎn)，必須把專業(yè)為工業(yè)生產(chǎn)所設(shè)計(jì)的plc引入到高頻脈沖開關(guān)電源的控制系統(tǒng)中。

2控制系統(tǒng)的概述

現(xiàn)代，許多工業(yè)單位所使用的高頻脈沖開關(guān)電源的控制系統(tǒng)大都由單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)控制的，但是，高頻脈沖開關(guān)電源都是作為金屬表面處理用電源，由金屬表面處理工藝決定了，環(huán)境中必然存在大量的酸堿等腐濁性的氣體，造成單片機(jī)工作不可靠的致命原因。則用plc取代單片機(jī)控制是勢(shì)在必行。

2.1工作原理

工作原理框圖如圖1所示。

三相380v市電經(jīng)整流，加至由絕緣柵雙極型晶體管igbt及納米變壓器組成的逆變主電路，轉(zhuǎn)換成脈寬可調(diào)的高頻交流（25khz），再經(jīng)肖特基二極管整流器整流，轉(zhuǎn)換成所需的低壓直流電。plc的i/o脈沖輸出摸塊輸出脈沖控制后級(jí)大功率開關(guān)管igbt，使低壓平滑的直流電通過開關(guān)管igbt的開通與關(guān)斷而形成脈沖電壓/電流輸出到負(fù)載。脈沖的頻率可通過人機(jī)操作界面mpt設(shè)定不同的數(shù)值;本次設(shè)計(jì)脈沖輸出的頻率可以分時(shí)段輸出，即在不同的時(shí)間段可設(shè)定不同的輸出頻率，滿足生產(chǎn)復(fù)雜工藝產(chǎn)品的要求。

3在高頻開關(guān)電源中的plc控制

3.1硬件配置及控制算法

在設(shè)計(jì)中，我們采用了omron公司的cqm1h--cpu51型的plc，脈沖i/o板為cqm1h-plb21型，

實(shí)現(xiàn)脈沖輸出控制;人機(jī)界面選用mpt002-g4x-v1型，實(shí)現(xiàn)頻率的設(shè)置和時(shí)間段的設(shè)定。選用cqm1-oc222型摸塊，作為開關(guān)量i/o輸出摸塊。

在本次設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了10個(gè)工作時(shí)間段進(jìn)行輸出控制，

即在生產(chǎn)控制過程中，用戶可通過mpt設(shè)定輸出頻率的時(shí)間段可以從1-10段之間任意設(shè)置，每段的頻率可以從10hz-50khz任意設(shè)置，在工作中mpt將顯示電源當(dāng)前工作的時(shí)間段號(hào)和電源工作的總時(shí)間。plc控制脈沖輸出流程圖如圖2所示：

3.2關(guān)鍵步驟梯形圖程序設(shè)計(jì)

在上述的程序設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵的步驟就是怎樣控制每個(gè)時(shí)間段輸出不同的頻率，在設(shè)計(jì)中我們采用連續(xù)模式從端口1執(zhí)行脈沖輸出，并使用plc的專用語句puls（65）和sped（64）執(zhí)行無加速或減速的單相固定占空率脈沖輸出。下面將介紹輸出控制的步驟：

（1）設(shè)定脈沖輸出端口1（cw）。

（2）將1.6kω電阻接入cw和地之間，則輸出電沅可為5v-24v。

（3）端口模式設(shè)定（dm6611）簡(jiǎn)單定位模式（0001）。端口1操作設(shè)定（dm6643）為固定占空率。

（4）設(shè)定固定脈沖，puls（65）：設(shè)置速度輸出，sped（64），此端口是無加速/減速功能。

（5）模式控制，ini（61）：停止指定端口的脈沖輸出。讀高速記數(shù)器pv，prv（62）讀指定端口的脈沖輸出狀態(tài)。

在這里我們介紹使用控制端口1的脈沖輸出語句puls和sped在程序中的運(yùn)用，其程序梯形圖如圖3所示。

圖4為程序運(yùn)行后端口1脈沖輸出頻率與時(shí)間的關(guān)系圖。在圖4中，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，通過mpt人機(jī)界面任意地設(shè)置每個(gè)工作段的時(shí)間和頻率。當(dāng)頻率設(shè)置為零hz時(shí)，系統(tǒng)就認(rèn)為工作段運(yùn)行完畢，停止頻率的輸出，同時(shí)plc控制關(guān)斷電源。在生產(chǎn)中，運(yùn)行時(shí)間和頻率的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際靈活運(yùn)用。

4結(jié)束語

將高頻開關(guān)電源與plc控制技術(shù)相結(jié)合，利用plc實(shí)現(xiàn)輸出脈沖頻率的控制，既保留了plc控制系統(tǒng)控制可靠，靈活，適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，又大大提高了控制系統(tǒng)的智能化程度，具有廣泛的應(yīng)用前景。