【正文】 擊“開始”按鈕，出現(xiàn)動(dòng)畫連接對(duì)象類型“增強(qiáng)型按鈕”，點(diǎn)擊觸敏動(dòng)作中“左鍵動(dòng)作”，對(duì)腳本進(jìn)行編輯，如圖521所示 圖521 開始腳本編輯界面按同樣的方法分別對(duì)停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)按鈕分別進(jìn)行編輯其編輯界面圖分別如附錄圖A3，圖A4，圖A5所示。 (2)應(yīng)用程序腳本編輯單擊力控軟件“工作項(xiàng)目中”動(dòng)作選項(xiàng)卡，雙擊動(dòng)作選項(xiàng)卡下面的“應(yīng)用程序”一項(xiàng)，會(huì)出現(xiàn)腳本編輯界面，在進(jìn)入程序中和進(jìn)入程序周期中編寫程序并進(jìn)行腳本編譯，如圖522所示，程序運(yùn)行周期的編譯界面如附錄圖A6所示。 圖522 進(jìn)入程序編譯 組態(tài)監(jiān)控畫面 建立好組態(tài)畫面，完成組態(tài)軟件的腳本編譯，就可以進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控畫面的仿真，在建立好的控制界面的基礎(chǔ)上單擊“運(yùn)行”打開運(yùn)行仿真界面。單擊畫面中的“開始”按鈕，會(huì)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(biāo)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，異步電機(jī)按照所設(shè)定的頻率旋轉(zhuǎn)。此時(shí)單擊“正轉(zhuǎn)”按鈕，會(huì)看到異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)上的指示燈都變?yōu)榫G色，表示異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在控制面板上會(huì)看到電機(jī)正轉(zhuǎn)的指示燈變?yōu)榫G色，提示異步電動(dòng)機(jī)順時(shí)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(jī)和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，為了能夠清楚的看到同步電機(jī)跟蹤異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在仿真界面上了加入了實(shí)時(shí)曲線圖，同步電機(jī)和異步電機(jī)的速度變化可以明顯的在圖中顯示出來。同步電機(jī)跟蹤異步電機(jī)的正轉(zhuǎn)組態(tài)仿真界面如圖523所示圖523 異步電機(jī)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(jī)和同步電機(jī)都停止旋轉(zhuǎn)，用同樣的方法可以實(shí)現(xiàn)同步電動(dòng)機(jī)跟蹤異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)運(yùn)行，其跟蹤畫面如圖524所示：圖524 異步電機(jī)反轉(zhuǎn)的監(jiān)控效果圖 為了能夠清楚的觀察同步電機(jī)跟蹤異步電機(jī)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(yàn)證步進(jìn)電機(jī)的跟蹤情況，其效果圖如圖525所示。圖525 異步電機(jī)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(jìn)電機(jī)對(duì)異步電機(jī)的理論跟蹤效果 因步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要提供1000個(gè)脈沖，而負(fù)責(zé)測(cè)量異步電機(jī)轉(zhuǎn)速的增量式編碼器每轉(zhuǎn)一周發(fā)送100個(gè)脈沖，所以將單位時(shí)間內(nèi)（1s內(nèi)）所測(cè)得編碼器單相脈沖數(shù)D2做取絕對(duì)值處理后，再乘以10便可得到步進(jìn)電機(jī)做跟隨動(dòng)作所需要的脈沖頻率值D4。如圖61程序所示。圖61 步進(jìn)電機(jī)對(duì)異步電機(jī)的跟蹤程序段因增量式編碼器的分辨率為“100”，而高速計(jì)數(shù)器C251可采用一倍頻、二倍頻、四倍頻三種計(jì)數(shù)方式。所以綜合考慮，%以下。 實(shí)際檢測(cè)結(jié)果由組態(tài)界面發(fā)送若干組頻率控制信號(hào)、方向控制信號(hào)之后，采集變頻器實(shí)際接收到的頻率信號(hào)，以及系統(tǒng)反饋給上位機(jī)的異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。做以記錄，如表61所示。 表61力控檢測(cè)數(shù)據(jù)組態(tài)界面設(shè)定頻率（HZ）變頻器檢測(cè)頻率（HZ）轉(zhuǎn)向控制信號(hào)（正/反轉(zhuǎn)）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）步進(jìn)電機(jī)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(shí)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(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到88r/min，方向?yàn)檎?；此時(shí)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速也達(dá)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(jī)在各個(gè)頻率段下的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，看到控制界面上的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線兩電機(jī)速度變化，可以對(duì)整個(gè)過程的轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)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(cè)到的數(shù)據(jù)所反映的未必就是實(shí)際控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，中間可能會(huì)出現(xiàn)些誤差。這與控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)檢測(cè)信號(hào)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(jìn)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(gè)方面來分析系統(tǒng)中誤差的產(chǎn)生。 速度信號(hào)檢測(cè)誤差及改善前面提到，負(fù)責(zé)采集異步電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的增量式編碼器分辨率為100,即異步電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，編碼器的A、B兩相輸出脈沖個(gè)數(shù)均為100個(gè)。這對(duì)于異步電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量來說意味著存在0到1%的測(cè)量誤差，當(dāng)然這個(gè)誤差是不可避免的，但可以通過提高計(jì)數(shù)器的分辨率來減小這一誤差?？梢栽O(shè)置高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)方式為“四倍頻計(jì)數(shù)方式”，即編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈，高速計(jì)數(shù)器C251計(jì)得脈沖400個(gè)，精確度會(huì)提高到原先的四倍。%以下的測(cè)量誤差。對(duì)于絕對(duì)式編碼器來說，它負(fù)責(zé)采集步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。因其輸出為8位格雷碼的轉(zhuǎn)角位置信號(hào)。將360176。的角度均分為256份，設(shè)定一個(gè)處于0—256之間的比較值“X”,測(cè)量值與該設(shè)定比較值進(jìn)行比較，當(dāng)測(cè)量值大于該比較值“X”時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)入一個(gè)數(shù)。由此可得出絕對(duì)式編碼器測(cè)量最大誤差為1/256，%。 PLC程序算法引起的誤差及改進(jìn)方法本次設(shè)計(jì)所使用的PLC為臺(tái)達(dá)ES系列PLC，其計(jì)數(shù)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)D區(qū)中所存放的數(shù)據(jù)類型為16進(jìn)制有符號(hào)整數(shù)型。這樣的數(shù)據(jù)在運(yùn)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(yùn)算中產(chǎn)生的小數(shù)部分會(huì)被舍去。這樣就造成了“計(jì)算誤差”。這是設(shè)計(jì)中所不希望出現(xiàn)的，于是在程序設(shè)計(jì)過程中避免使用“除法運(yùn)算”是很關(guān)鍵的。本次設(shè)計(jì)中在檢測(cè)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，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(gè)數(shù)，編碼器每轉(zhuǎn)會(huì)輸出100個(gè)脈沖，N除以100即得到異步電機(jī)轉(zhuǎn)速“n轉(zhuǎn)/秒”。得到計(jì)算結(jié)果，見公式（62）（假設(shè)每秒測(cè)得脈沖個(gè)數(shù)180個(gè)） （62）這樣的結(jié)果明顯是錯(cuò)誤的?？梢娫斐傻恼`差是相當(dāng)大的，最大誤差可達(dá)到100%。在工程計(jì)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(shí)，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(huì)有意想不到效果，仍使用脈沖數(shù)180來測(cè)試，則見公式（65）的計(jì)算結(jié)果。 （65） 結(jié)果誤差竟然為“0”?？梢娫跍y(cè)得脈沖數(shù)“N”的個(gè)位為“0”時(shí)，誤差為0?！?0r/s之間,N的值在50～，計(jì)算而產(chǎn)生的誤差會(huì)控制在2%以下。真實(shí)值小了約0～2%，且速度越高，誤差越小。結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)為步進(jìn)電機(jī)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要完成在PLC控制下，步進(jìn)電機(jī)對(duì)異步電機(jī)的跟隨動(dòng)作，并在組態(tài)界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。以臺(tái)達(dá)DVP40ES型PLC為核心控制器，以計(jì)算機(jī)為人機(jī)交互界面，以組態(tài)軟件為開發(fā)平臺(tái)，通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)跟蹤異步電機(jī)運(yùn)行的設(shè)計(jì)、PLC控制程序設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。主要鍛煉了我控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，PLC程序設(shè)計(jì)能力，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力,組態(tài)軟件的監(jiān)控學(xué)習(xí)及綜合應(yīng)用能力設(shè)計(jì)。經(jīng)過一個(gè)多月的努力，最終完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)所有的要求。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)兩年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)而全面的總結(jié)。但我知道自動(dòng)化的知識(shí)遠(yuǎn)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(shí)，繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，爭(zhēng)取在相關(guān)行業(yè)有所建樹。參考文獻(xiàn)[1] 張培仁，[M].北京：清華大學(xué)出版社，:5667[2] 王明生，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，:2335[3] 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