【正文】 鈕，會看到電源指示燈變?yōu)榫G色。然后設(shè)置變頻器的頻率，通過鼠標調(diào)節(jié)“模擬手持器”上的設(shè)定值，可以設(shè)定變頻器的頻率來調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速，異步電機按照所設(shè)定的頻率旋轉(zhuǎn)。此時單擊“正轉(zhuǎn)”按鈕，會看到異步電動機和同步電動機上的指示燈都變?yōu)榫G色，表示異步電動機和同步電動機開始旋轉(zhuǎn)，同時在控制面板上會看到電機正轉(zhuǎn)的指示燈變?yōu)榫G色，提示異步電動機順時針旋轉(zhuǎn)。在控制面板中的頻率設(shè)定控制器上還可以看到異步電機和同步電機的旋轉(zhuǎn)速度，為了能夠清楚的看到同步電機跟蹤異步電機的旋轉(zhuǎn)，在仿真界面上了加入了實時曲線圖，同步電機和異步電機的速度變化可以明顯的在圖中顯示出來。同步電機跟蹤異步電機的正轉(zhuǎn)組態(tài)仿真界面如圖523所示圖523 異步電機正轉(zhuǎn)的監(jiān)控效果圖 單擊仿真界面的“停止”按鈕，異步電機和同步電機都停止旋轉(zhuǎn)，用同樣的方法可以實現(xiàn)同步電動機跟蹤異步電動機的反轉(zhuǎn)運行，其跟蹤畫面如圖524所示：圖524 異步電機反轉(zhuǎn)的監(jiān)控效果圖 為了能夠清楚的觀察同步電機跟蹤異步電機的效果，可以調(diào)節(jié)變頻器的頻率設(shè)定，在仿真過程中使變頻器的頻率反復(fù)增大和減低，來驗證步進電機的跟蹤情況，其效果圖如圖525所示。圖525 異步電機加、減速監(jiān)控效果圖6 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)誤差分析與改善 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 步進電機對異步電機的理論跟蹤效果 因步進電機轉(zhuǎn)一圈需要提供1000個脈沖，而負責測量異步電機轉(zhuǎn)速的增量式編碼器每轉(zhuǎn)一周發(fā)送100個脈沖，所以將單位時間內(nèi)（1s內(nèi)）所測得編碼器單相脈沖數(shù)D2做取絕對值處理后，再乘以10便可得到步進電機做跟隨動作所需要的脈沖頻率值D4。如圖61程序所示。圖61 步進電機對異步電機的跟蹤程序段因增量式編碼器的分辨率為“100”，而高速計數(shù)器C251可采用一倍頻、二倍頻、四倍頻三種計數(shù)方式。所以綜合考慮，%以下。 實際檢測結(jié)果由組態(tài)界面發(fā)送若干組頻率控制信號、方向控制信號之后，采集變頻器實際接收到的頻率信號，以及系統(tǒng)反饋給上位機的異步電機、步進電機的轉(zhuǎn)速信號。做以記錄，如表61所示。 表61力控檢測數(shù)據(jù)組態(tài)界面設(shè)定頻率（HZ）變頻器檢測頻率（HZ）轉(zhuǎn)向控制信號（正/反轉(zhuǎn)）異步電機轉(zhuǎn)速（r/min）步進電機轉(zhuǎn)速(r/min)3030反轉(zhuǎn)149393反轉(zhuǎn)10096150150反轉(zhuǎn)2020正轉(zhuǎn)4141正轉(zhuǎn)148080正轉(zhuǎn)75150150正轉(zhuǎn)140 由表格中數(shù)據(jù)得出，頻率數(shù)據(jù)發(fā)送、接收誤差為零，%以下，頻率值在2040HZ之間時誤差為零，隨著頻率的增大誤差也增大。在變頻器設(shè)定頻率3HZ下正轉(zhuǎn)控制，異步電機轉(zhuǎn)速達到88r/min，方向為正；此時步進電機轉(zhuǎn)速也達到88r/min，方向也為正。能夠?qū)崿F(xiàn)同步跟蹤的效果。改變變頻器的設(shè)定頻率，觀察兩電機在各個頻率段下的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，看到控制界面上的實時趨勢曲線兩電機速度變化，可以對整個過程的轉(zhuǎn)速曲線進行分析，查看跟蹤效果。 誤差分析與改善在力控界面上所檢測到的數(shù)據(jù)所反映的未必就是實際控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，中間可能會出現(xiàn)些誤差。這與控制系統(tǒng)中負責檢測信號的硬件設(shè)備的精確度有關(guān)，也與PLC程序中的控制算法有關(guān)。分析這些誤差的來源，有助于改進控制系統(tǒng)的控制精度以及數(shù)據(jù)采集的精確度。下面分別從兩個方面來分析系統(tǒng)中誤差的產(chǎn)生。 速度信號檢測誤差及改善前面提到，負責采集異步電機轉(zhuǎn)速信號的增量式編碼器分辨率為100,即異步電機轉(zhuǎn)一圈，編碼器的A、B兩相輸出脈沖個數(shù)均為100個。這對于異步電機轉(zhuǎn)速的測量來說意味著存在0到1%的測量誤差，當然這個誤差是不可避免的，但可以通過提高計數(shù)器的分辨率來減小這一誤差。可以設(shè)置高速計數(shù)器計數(shù)方式為“四倍頻計數(shù)方式”，即編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈，高速計數(shù)器C251計得脈沖400個，精確度會提高到原先的四倍。%以下的測量誤差。對于絕對式編碼器來說，它負責采集步進電機轉(zhuǎn)速信號。因其輸出為8位格雷碼的轉(zhuǎn)角位置信號。將360176。的角度均分為256份，設(shè)定一個處于0—256之間的比較值“X”,測量值與該設(shè)定比較值進行比較，當測量值大于該比較值“X”時，計數(shù)器計入一個數(shù)。由此可得出絕對式編碼器測量最大誤差為1/256，%。 PLC程序算法引起的誤差及改進方法本次設(shè)計所使用的PLC為臺達ES系列PLC，其計數(shù)器及數(shù)據(jù)存儲區(qū)D區(qū)中所存放的數(shù)據(jù)類型為16進制有符號整數(shù)型。這樣的數(shù)據(jù)在運算中是受到一定程度限制的，如編程中經(jīng)常使用到的除法，其在運算中產(chǎn)生的小數(shù)部分會被舍去。這樣就造成了“計算誤差”。這是設(shè)計中所不希望出現(xiàn)的，于是在程序設(shè)計過程中避免使用“除法運算”是很關(guān)鍵的。本次設(shè)計中在檢測異步電機轉(zhuǎn)速時，見公式（61）。 （61）其中N為增量式編碼器的“A相”1s內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)，編碼器每轉(zhuǎn)會輸出100個脈沖，N除以100即得到異步電機轉(zhuǎn)速“n轉(zhuǎn)/秒”。得到計算結(jié)果，見公式（62）（假設(shè)每秒測得脈沖個數(shù)180個） （62）這樣的結(jié)果明顯是錯誤的?？梢娫斐傻恼`差是相當大的，最大誤差可達到100%。在工程計算上速度的單位可以用“轉(zhuǎn)/秒”表示，同樣也可以用“轉(zhuǎn)/分”表示，兩者之間為60倍的關(guān)系。見公式（63）所示。 n1轉(zhuǎn)/秒n2轉(zhuǎn)/分 （63）使用“轉(zhuǎn)/分”來表示時，用到了乘法。在程序中，若先使用乘法，后使用除法，即見公式（64）中所示。 （64）則會有意想不到效果，仍使用脈沖數(shù)180來測試，則見公式（65）的計算結(jié)果。 （65） 結(jié)果誤差竟然為“0”?？梢娫跍y得脈沖數(shù)“N”的個位為“0”時，誤差為0。～10r/s之間,N的值在50～，計算而產(chǎn)生的誤差會控制在2%以下。真實值小了約0～2%，且速度越高，誤差越小。結(jié)束語本設(shè)計為步進電機組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，主要完成在PLC控制下，步進電機對異步電機的跟隨動作，并在組態(tài)界面上進行實時監(jiān)控。以臺達DVP40ES型PLC為核心控制器，以計算機為人機交互界面，以組態(tài)軟件為開發(fā)平臺，通過對步進電機跟蹤異步電機運行的設(shè)計、PLC控制程序設(shè)計及計算機程序設(shè)計。主要鍛煉了我控制系統(tǒng)的設(shè)計能力，PLC程序設(shè)計能力，計算機程序設(shè)計能力,組態(tài)軟件的監(jiān)控學(xué)習及綜合應(yīng)用能力設(shè)計。經(jīng)過一個多月的努力，最終完成了設(shè)計任務(wù)，基本實現(xiàn)了設(shè)計所有的要求。通過畢業(yè)設(shè)計使我對兩年來所學(xué)的專業(yè)知識進行了系統(tǒng)而全面的總結(jié)。但我知道自動化的知識遠不止這些，相信離開學(xué)校之后，我將繼續(xù)努力，工作的同時，繼續(xù)學(xué)習專業(yè)知識，爭取在相關(guān)行業(yè)有所建樹。參考文獻[1] 張培仁，[M].北京：清華大學(xué)出版社，:5667[2] 王明生，[M].北京：機械工業(yè)出版社，:2335[3] [M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003:8995[4] [M].北京：機械工業(yè)出版社，:4756[5] [M].北京：機械工業(yè)出版社，:97101[6] DVP PLC應(yīng)用技術(shù)手冊硬件篇[M].:342347[7] DVP PLC應(yīng)用技術(shù)手冊程序篇[M].:173176[8] VFDM高機能、:4751[9] [J].上海:上海多普機電，2007:5661[10] 甄小琴，[J].:5465[11] , Methodof Decoupling Control Systemfor Vector ControledInductionMotor[J].2004:4749[12] [J].自動化技術(shù)與應(yīng)用 : 107115[13] GaryA. Micheline. Ethernets in control [J].:4749[14] [M].上海：中國儀器儀表出版社，:5153[15] [M].北京:科學(xué)出版社，:9193附錄（1） 設(shè)計的程序（2）組態(tài)監(jiān)控畫面說明圖A1 登陸界面圖A2 完成所有數(shù)據(jù)連接圖A3 停止腳本編輯界面圖A4 正轉(zhuǎn)腳本編輯界面圖A5 反轉(zhuǎn)腳本編輯界面圖圖A6 程序運行周期執(zhí)行編譯致謝時光匆匆，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散交變。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的完成也隨之進入了尾聲，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。本課題從選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，都是在韓素敏老師的精心指導(dǎo)下完成的。韓老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。韓老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。在此，謹向韓老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，感謝我的家人，感謝我的朋友，感謝你們在我困難的時候給我鼓勵，在失落時給我支持，感謝你們和我一路走來，讓我在此過程中倍感溫暖！一個人的成長絕不是一件孤立的事，沒有別人的支持與幫助絕不可能辦到。我感謝可以有這樣一個空間，讓我對所有給予我關(guān)心、幫助的人說聲“謝謝”！今后，我會繼續(xù)努力，好好工作！好好學(xué)習！好好生活！由于時間倉促、自我認識錯誤等原因，文章錯誤疏漏之處在所難免，懇請各位老師給以糾正。5