组态监控系统整体设计方案毕业论文.doc

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1、河南理工大学毕业设计(论文)说明书组态监控系统整体设计方案毕业论文目录1绪论11.1课题研究的背景及意义11.2课题所涉及的问题在国内外研究的现状11.3课题设计的主要内容12组态监控系统整体方案的确定32.1系统硬件设计的整体方案32.2系统软件设计的整体方案33基于PLC的步进电机组态监控系统硬件设计53.1步进电机的选型53.2PLC选型83.3变频器选型103.4旋转编码器的选型113.5硬件系统组建144PLC与变频器的通信184.1变频器的参数设置184.2程序连接185组态监控系统设计235.1新建工程项目245.3定义I/O设备2

2、65.4创建实时数据库275.5动态连接295.6脚本编辑335.7组态监控画面346组态监控系统误差分析与改善376.1组态监控系统调试结果376.1.1步进电机对异步电机的理论跟踪效果376.1.2实际检测结果376.2误差分析与改善386.2.1速度信号检测误差及改善386.2.2PLC程序算法引起的误差及改进方法39结束语40参考文献41附录42致谢49I河南理工大学毕业设计（论文）说明文1绪论1.1课题研究的背景及意义基于步进电机良好的控制和准确定位特性，步进电机被广泛应用在精确定位方面，诸如数控机床，绘图机，自动控制计算装置等自动控制

3、领域。目前，由可编程序控制器和微机组成的步进电机逻辑控制系统，已成为当今工程项目中采用的系统。采用PLC控制的步进电机可靠性高、维护方便、开发周期短，这种步进电机更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为步进电机的发展方向。用组态软件对系统进行监控，充分发挥组态软件适应性强、维护方便、易于扩展、经济的特点。1.2课题所涉及的问题在国内外研究的现状国内研究状况：我国在步进电机研究方面起步较晚，但随着经济的飞速发展，城市化进程十分迅速，对电机的需求也与日俱增。现在，我国的电机行业已经具备了很强的生产能力，技术水平和产品质量正在稳

4、步提高。在组态软件方面，自2000年以来，国内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展，应用领域日益拓展，用户和应用工程师数量不断增多。其中为人们广为熟知的有世纪星、三维力控、组态王等，已得到全面的推广和应用。利用组态监控软件对步进电机系统实时监控可以时刻知道步进电机的工作情况，在大型的系统中，只需要一人一电脑就可以掌握系统的运行情况，从而可以节省大量的人力和物力。在以后的生活中，利用组态软件来监控步进电机的运行情况必然成为发展趋势。国外研究状况：20世纪初，随着船舶工业的发展，使得步进电机的技术得到了长足的进步。到了80年代后期，由于廉价

5、的微型计算计以多功能的形态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。近年来，国外也在开始研究电机组态设计，如InTouch（万维公司）,IFix智能设备公司由美国通用电气公司（GE）和日本Fanuc公司合资组建组态软件。计算机则通过软件来控制步进电机，通过组态软件监控的强大功能更好地发挥出电机的潜力。因此，用计算机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化时代趋势。1.3课题设计的主要内容本课题旨在构建步进电机跟踪异步电机的组态监控系统，主要由以下内容组成：（1）组态监控系统整体方案的确定，包括系统硬件设计的整体方案和系统软件设计的整体方案；

6、（2）基于PLC的步进电机组态监控系统硬件设计；49河南理工大学毕业设计（论文）说明文（1）PLC与变频器的通信，包括变频器的通信参数设置及程序连接；（2）组态监控系统的设计；（3）组态监控系统误差分析与改善。49河南理工大学毕业设计（论文）说明文2组态监控系统整体方案的确定2.1系统硬件设计的整体方案本课题选用的硬件设备有异步电机（一台）、五相步进电机驱动器（一台）、五相步进电机（一台）、台达VFD007M43B型变频器（一个）、台达DVP40ES00T2型PLC（一台）、旋转编码器（两台）；需要实现基于PLC的步进电机对异步电机的实时跟随动作

7、如：正转、反转，加速，减速，匀速，并通过人机对话在组态界面上显示模拟的动态效果。系统硬件设计方案，如图2-1所示。力控组态上电开始步进驱动器台达变频器台达PLC三相异步电机五相步进电机增量式编码器绝对式编码器图2-1系统硬件设计方案图当给系统通上电源时，点击开始按钮，按正转按钮，异步电机开始转动。利用变频器设置一速度驱动三相异步电机，增量式旋转编码器，测出该速度传给台达PLC的寄存器1。同时PLC发出一定的脉冲控制五相步进电机驱动器，驱动五相步进电机。再利用绝对式旋转编码器，测出五相步进电机的速度，传给PLC的寄存器2。下载到组态软件中，最后通过

8、组态界面把两电机的速度动态的显示出来。2.2系统软件设计的整体方案利用组态软件通过49河南理工大学毕业设计（论文）说明文上位机向PLC、