【正文】 我感謝可以有這樣一個(gè)空間，讓我對(duì)所有給予我關(guān)心、幫助的人說聲“謝謝”！今后，我會(huì)繼續(xù)努力，好好工作！好好學(xué)習(xí)！好好生活！由于時(shí)間倉(cāng)促、自我認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤等原因，文章錯(cuò)誤疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師給以糾正。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。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。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)?？梢娫跍y(cè)得脈沖數(shù)“N”的個(gè)位為“0”時(shí)，誤差為0。 n1轉(zhuǎn)/秒n2轉(zhuǎn)/分 （63）使用“轉(zhuǎn)/分”來表示時(shí)，用到了乘法。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。這樣就造成了“計(jì)算誤差”。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)。%以下的測(cè)量誤差。下面分別從兩個(gè)方面來分析系統(tǒng)中誤差的產(chǎn)生。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。做以記錄，如表61所示。如圖61程序所示。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)。 (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519 動(dòng)畫連接增強(qiáng)型按鈕勾選“選擇窗口”對(duì)話框中的實(shí)時(shí)曲線窗口對(duì)象，如圖520所示。按照上述的方法建立所有的對(duì)象動(dòng)畫連接，如表51所示。如圖518所示。雙擊“模擬手操器”，出現(xiàn)其屬性設(shè)置，如圖516所示圖516 模擬手操器屬性設(shè)置相應(yīng)的，在PLC程序中也要將該數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)送至指定的特殊寄存器區(qū)，這樣控制數(shù)據(jù)才能發(fā)生控制效應(yīng)。 （3）指示燈設(shè)置雙擊“電機(jī)正轉(zhuǎn)指示”，出現(xiàn)“圓形警報(bào)器”窗口，點(diǎn)擊表達(dá)式后面的按鈕，選擇“zhengzhuan”和參數(shù)欄中的PV，選擇“選擇”按鈕，點(diǎn)擊確定，則將相應(yīng)的點(diǎn)與對(duì)象建立了聯(lián)系。 圖513 異步電機(jī)向?qū)螕糇兞棵覀?cè)的“選擇”按鈕，打開變量選擇對(duì)話框，選擇變量名為kaishi,點(diǎn)擊參數(shù)中的PV，選擇“選擇”按鈕，點(diǎn)擊確定，則將相應(yīng)的點(diǎn)與對(duì)象建立了聯(lián)系。圖510 建立數(shù)據(jù)點(diǎn)(4)然后雙擊該點(diǎn)類型，出現(xiàn)如下圖511所示的對(duì)話框，在“點(diǎn)名（NAME）”輸入框內(nèi)鍵入點(diǎn)名“kaishi”。圖59 設(shè)備配置第二步點(diǎn)擊保存，并進(jìn)入下一步，選擇設(shè)備型號(hào)：“ES/EX/SS”型，傳輸方式：“ASCⅡ”,點(diǎn)擊完成。 圖57 I/O設(shè)備定義（2） 雙擊 “DVP SERIES PLC”出現(xiàn)如下圖所示的“I/O設(shè)備定義”對(duì)話框，在“設(shè)備地址”輸入框內(nèi)選擇地址“0”,“通信方式”選擇“串口（RS232/422/485）”。選擇菜單條中的“選擇圖庫(kù)”工具，在“子圖列表”對(duì)話框中選擇符合要求的按鈕、面板、報(bào)警燈、游標(biāo)、儀表等對(duì)象，調(diào)整各個(gè)對(duì)象的位置及大小。(2) 創(chuàng)建圖形對(duì)象從導(dǎo)航器中選擇“選擇圖庫(kù)”工具。選擇“文件[F]/新建”命令出現(xiàn)“窗口屬性”對(duì)話框，如圖54所示。點(diǎn)擊“確定”按鈕，此時(shí)在工程管理器中可以看到添加了一個(gè)名為“基于PLC的步進(jìn)電機(jī)組態(tài)監(jiān)控工程”，然后再點(diǎn)擊“開發(fā)系統(tǒng)”按鈕，點(diǎn)擊“忽略”按鈕，進(jìn)入力控的組態(tài)界面。 圖52工程管理器在工程管理器中，選擇菜單“文件/新建應(yīng)用”命令或工具條“新建”按鈕后，彈出“新建工程”對(duì)話框，如圖53所示。力控軟件包括：工程管理器、人機(jī)界面VIEW、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)DB、I/O 驅(qū)動(dòng)程序、控制策略生成器以及各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件等。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。步進(jìn)電機(jī)的測(cè)速程序如圖38所示： 圖48 步進(jìn)電機(jī)的測(cè)速程序此語句的意思是設(shè)置M1023，使Y1為連續(xù)輸出，把寄存器D4內(nèi)的頻率不停的（k0）連續(xù)的從Y1輸出，Y1是控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖，CMP是比較指令，D2的值和0 比較，大于0，M6導(dǎo)通；等于0， M7 導(dǎo)通；小于0，M8導(dǎo)通。同時(shí)把C1計(jì)數(shù)器記得值送到D24寄存器中，C1記的是步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)，四個(gè)脈沖數(shù)代表步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周。組態(tài)軟件和plc的連接實(shí)際上是組態(tài)可以讀取PLC內(nèi)部寄存器的值和可以改變PLC內(nèi)部寄存器的值。 圖45 調(diào)節(jié)變頻器的頻率程序 M1000表示當(dāng)PLC的開關(guān)處于“on”狀態(tài)時(shí)M1000處于導(dǎo)通狀態(tài)，T0的時(shí)基是100ms然后設(shè)置K10，K代表十進(jìn)制，定時(shí)時(shí)間是100*10=1000ms=1s，同時(shí)使計(jì)數(shù)器C251的上限值為20000，即C251最多可以記20000個(gè)數(shù)。 當(dāng) M2為On時(shí)，[ MODWR K1 H2001 D18 ]指令被執(zhí)行，將變頻器的主頻率設(shè)置為上位機(jī)傳送過來的設(shè)定頻率值。與先前的變頻器 RS485通訊口通訊格式一致。否則PLC無法與變頻器進(jìn)行通信，進(jìn)行有效數(shù)據(jù)傳輸。表42 變頻器參數(shù)設(shè)定NO.P00設(shè)定值03功能說明主頻輸入由串行通訊控制：（RS485）P0103設(shè)置頻率由通訊控制，鍵盤 STOP 有效P8801通訊地址1P8901通訊傳輸速度9600b/sP9201Modbus ASCII模型，資料格式（7，E,1）P00、P01兩參數(shù)的設(shè)置是要實(shí)現(xiàn)變頻器的控制方式及頻率設(shè)定方式，設(shè)定為RS485串行通信控制方式，由PLC實(shí)現(xiàn)控制。如圖41所示。因?yàn)镻LC輸出的脈沖電壓太高，需要減壓，控制器才能接收到PLC輸出的脈沖。X6是程序上的輸入點(diǎn)，即控制C1的結(jié)點(diǎn)，絕對(duì)式編碼器的藍(lán)色線接到PLC的X6輸入端口來檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的速度。在該種模式下，若電機(jī)正轉(zhuǎn)，則計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)為正數(shù)（16進(jìn)制有符號(hào)整型正數(shù)）；若電機(jī)反轉(zhuǎn)，則計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)為負(fù)數(shù)形式（16進(jìn)制有符號(hào)整型負(fù)數(shù)）。A、A，B、B，Z、Z連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。 （3）PLC與旋轉(zhuǎn)編碼器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的連接ES系列PLC的高速計(jì)數(shù)器，有3種計(jì)數(shù)模式，分別是1相1輸入，又稱為脈沖/方向(Pulse/Direction)模式；1相2輸入，又稱為正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)(FWD/REV)模式；2相2輸入，又稱為AB相(ABphase)模式。 （2）三相異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接設(shè)計(jì)中使用一臺(tái)軸頸14mm異步電機(jī)，而編碼器軸頸為6mm，同時(shí)編碼器自帶具有緩沖功能的內(nèi)徑6mm的皮膠管。 硬件系統(tǒng)組建上述論文中對(duì)設(shè)計(jì)所用的各個(gè)硬件設(shè)備做了選型，以下將分別論述在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中需要完成的設(shè)備連接及通信設(shè)置以及控制任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。以此類推，22對(duì)應(yīng)“32”,24對(duì)應(yīng)“64”等等。但通過仔細(xì)觀察絕對(duì)式編碼器的輸出回路以及各信號(hào)線的信號(hào)輸出方式，不難發(fā)現(xiàn)各個(gè)信號(hào)線輸出端所輸出的信號(hào)恰為均勻的高低電平相互切換的輸出狀態(tài)，即“0101”均勻切換。其次，絕對(duì)式編碼器輸出的8位格雷碼位置信號(hào)接入PLC輸入端后，不能直接參與數(shù)據(jù)傳送或運(yùn)算，需在程序中先將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼才能夠參與運(yùn)算。絕對(duì)型編碼器讀出的信號(hào)可以是格雷碼等數(shù)字信號(hào)，其錯(cuò)碼幾率較小，傳輸及計(jì)算的數(shù)據(jù)可靠性較高。其數(shù)據(jù)碼盤通過轉(zhuǎn)軸與機(jī)械聯(lián)動(dòng)，一旦電源接通，它即可讀出現(xiàn)時(shí)準(zhǔn)確的位置信號(hào)，不需要退回到基準(zhǔn)原點(diǎn)使系統(tǒng)從初始位置開始。編碼器的分辨率為100，即編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈，A、B兩相輸出端均輸出100個(gè)脈沖。該編碼器為A、B、Z三線制NPN型輸出，直流24V供電。編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定的脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵的線數(shù)決定。 旋轉(zhuǎn)編碼器的選型旋轉(zhuǎn)編碼器是一種基于電磁感應(yīng)原理的精密測(cè)量角位移的傳感器，相當(dāng)于檢測(cè)元件，主要用來檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)角位置，并且可以換算成直線運(yùn)行距離，把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。下面簡(jiǎn)單的對(duì)幾個(gè)重要的端子介紹一下：R、S、T(R/L1，S/L2，T/L3)為商用電源輸入端，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要接入380V的三相交流電源?？蓮V泛應(yīng)用于建筑、石化、冶金、鋼鐵、能源、電力、樓宇、環(huán)保等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)。變頻器的英文譯名是VFD（Variablefrequency Drive），是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 圖35 PLC通訊參數(shù)設(shè)置設(shè)計(jì)中沒有實(shí)現(xiàn)主機(jī)與PLC真正的通信傳輸，所以不需要下載線USB接口、臺(tái)達(dá)DVP系列PLC編程電纜。DVP系列PLC晶體管輸出模塊如圖34所示。 （1）DVP40ES系列PLC配線方法DVPES系列PLC電源輸入為交流220V輸入，由實(shí)驗(yàn)室中常用220V交流電源經(jīng)過流保護(hù)后（接入熔斷器與斷路器）再接入PLC輸入端 。DVP40ESOOT2為臺(tái)達(dá)PLC標(biāo)準(zhǔn)型主機(jī)，交流電源輸入，晶體管輸出，點(diǎn)數(shù)40，輸入24點(diǎn)，輸出16點(diǎn)。其工作時(shí)采用循環(huán)掃描的工作方式，依照從上到下，從左到右的形式進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入寄存器的數(shù)據(jù)的變化來刷新輸出寄存器的內(nèi)容。步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行之前要檢查電機(jī)底座是否固定牢固，以避免電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)發(fā)生振蕩，損壞機(jī)身。 中達(dá)五相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器（ZDHB5034）對(duì)應(yīng)參數(shù)及端口介紹如圖31所示：圖31 五相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器說明通過查閱中達(dá)五相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器（ZDHB5034）技術(shù)資料