基于plc的电机调速系统设计

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1、基于PLC的电机调速系统设计　　摘要：可编程控制器是以微处理器为核心的计算机控制系统，具有使用方便、通用性强、可靠性高、适应面广、编程简单、抗干扰能力强的特点，广泛应用于工业控制的场合。本文设计了基于西门子S7-200系列PLC对直流电机进行调速控制的方案，使用触摸屏作为控制界面，提高了直流调速系统的控制性能，为实现直流电机的数字控制提供了一种新的方法。　　关键词：PLCS7-200编码器触摸屏电机　　直流调速系统是工业生产过程中最常用的电气传动装置之一，广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。传统的直流调速控制系统多采用模拟

2、元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但线路复杂，调速性能较差[1]。采用PLC实现直流电机的调速系统，电路设计简单，调速性能更好。　　PLC是一种工业控制系统，在结构、性能、功能及编程手段等方面都有独到的特点。在构成上，具有模块结构的特点，有利于维护，并且功能扩充很方便，便于安装。在性能上，可靠性高。PLC的平均无故障时间一般可达三五万小时，并采用在线监控、故障诊断、冗余等技术，提高系统稳定性。在功能上，可进行开关逻辑控制、闭环过程控制、位置控制、数据采集及监控、多PLC分布式控制等功能。在编程手段上，PLC的编程语言直观、简单

3、、方便，易于各行业工程技术人员掌握[2]。　　一、系统总体设计　　本控制系统设计方案采用西门子S7-200系列PLC作为控制核心，它根据接收的触摸屏设定转速值，向直流电机发出控制信号，并采集旋转编码器的脉冲信号，将脉冲信号转换为实际转速值，发送到触摸屏进行实时显示。系统总体设计图如图1所示：　　1、S7-200系列PLC　　S7-200是西门子公司生产的一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。它具有以下特点：极强的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握、便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯能力，丰富的扩展模块

4、。S7-200系列PLC在自动化系统中充分发挥了其强大功能，使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制，应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等[3]。　　S7-200系列PLC提供了4个不同的基本型号的8种CPU供您使用，本设计方案采用的是CPU224XP。CPU224XP具有14个数字输入点，10个数字输出点，2个模拟输入点，1个模拟输出点和6个高速计数器(30KHz)，可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展[3]。　　2、GT01触摸屏　　GT01是松下

5、公司生产的3英寸、3色LED背光灯触摸屏。它不仅能显示信息、图形，还能自由显示按键、指示灯、PLC数据、图表、时钟等。此外，配合设备的状况，它能够切换3色背光灯，使运行状况一目了然。GT01备有5VDC/24VDC两种电源和RS232C/RS422(RS485)两种通信方式，可与各公司的PLC连接通信[4]。　　3、电机与驱动器　　本设计方案采用的是和利时公司生产的直流无刷电机和驱动器。　　4、编码器　　旋转式编码器，是将旋转的机械位移量转换为电气信号，对该信号进行处理后检测位置、速度等信息的传感器。本设计方案采用的是欧姆龙增量式编码器，分辨率为600P/R

6、。　　二、系统软件设计　　该控制系统的软件设计部分分为PLC程序设计与触摸屏程序设计两部分。　　1、PLC程序设计　　(1)PLC程序总体设计　　PLC程序使用的是STEP7MICRO区、AI区、AQ区等。触摸屏的当前页面保存在S7-200的V].机械工业出版社，2014.　　[3]S7-200可编程控制器系统手册[M].西门子自动化工程有限公司，2004.　　[4]可编程智能操作面板GT01技术手册[M].松下电器有限公司，2006.　　[5]松下触摸屏软件GT].松下电器有限公司，2006.