毕业设计论文
题 目 S7-200PLC
控制的PWM直流电机
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设计总说明
随着PLC技术的发展，以及其性价比的提高，利用PLC控制直流电动机已经越来越普遍，采用先进的PWM控制技术则可构成直流电动机无级调速系统，同时起、停时直流系统无冲击，而且具有启动功耗小，运行稳定等特点。
本文介绍了24伏29瓦直流电动机PWM调速硬件系统，编写了用S7-200 PLC实现24伏29瓦直流电动机PWM的控制程序，程序包括控制系统的指令的初始化、转速检测、调速三部分。与相应的硬件电路配合，实现了对24伏29瓦直流电动机的PWM控制。该控制系统功能包括电机的PWM调速、转速检测、电机转速的调节。PWM调速是用S7-200 PLC内部自带的PWM高速脉冲输出功能指令，通过对其占空比的设置来改变脉冲宽度和周期，实现控制任务；速度检测和调速是通过硬件与S7-200 PLC的高速计数器配合和PWM的设置来实现的，所有程序都己编译通过，经过实验验证，工作状态良好。
文中对直流电动机结构、工作原理、PWM调速系统的构成、S7-200 PLC的部分指令以及用S7-200 PLC实现PWM调速做了简单介绍。 关键词：直流电动机；PWM调速；S7-200 PLC；转速检测；单闭环
目 录
1 设计内容及要求 .............................................................................................................6
1.1 .................................................................................................................................6 1.2 .............................................................................................................................10 1.3 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 2 系统的总体设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
2.1直流电动机的结构及工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
2.1.1直流电动机的结构 ................................................... 错误！未定义书签。 2.1.2直流电机的工作原理 ............................................... 错误！未定义书签。 2.2直流电动机的基本方程 ..................................................... 错误！未定义书签。 2.3直流电动机的机械特性 ........................................................................................8 2.4直流电动机的调速 ..............................................................................................16
2.4.1他励直流电动机的串电阻调速 ................................................................16 2.4.2降低电枢供电电压调速 ........................................... 错误！未定义书签。 2.4.3减弱磁通调速 ........................................................... 错误！未定义书签。
3 系统的硬件设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
3.1直流电机的PWM调速概述 ..............................................................................22 3.2直流电动机PWM调速系统的构成 ................................. 错误！未定义书签。 3.3 S7-200PLC实现直流电动机的PWM调速 ......................................................23
3.3.1S7-200PLC的高速脉冲输出指令 .............................................................23 3.3.2控制原理的实现 ........................................................................................25
4 系统的软件设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
4.1S7-200 PLC编程的基本概念 ..............................................................................30 4.2S7-200 PLC的编程指令 ......................................................................................32
4.2.1基本逻辑指令 ............................................................................................32 4.2.2基本功能指令 ............................................................................................33 4.2.3中断指令和高速计数器指令 ................................... 错误！未定义书签。 4.3STEP 7-Micro/MIN V4.0编程软件简介 ............................................................. 11
4.3.1编程软件项目的组成 ................................................................................ 11 4.3.2程序的编写与传送 ....................................................................................12
5 实验结果分析 ...............................................................................................................17
5.1控制系统设计概述 ..............................................................................................17
5.2.1控制系统的电源设计 ............................................... 错误！未定义书签。 5.2.2控制系统功率驱动电路的设计 ............................... 错误！未定义书签。
6 结论 .............................................................................................. 错误！未定义书签。
6.1调速控制系统软件概述 ......................................................................................34 6.2控制系统功率驱动软件 ..................................................... 错误！未定义书签。
6.2.1功率驱动软件编程思想 ............................................................................36 6.2.2功率驱动软件的流程图 ........................................... 错误！未定义书签。 6.2.3功率驱动软件程序编写 ........................................... 错误！未定义书签。 6.3控制系统测速软件 ..............................................................................................36
6.3.1系统测速软件编程思想 ............................................................................20 6.3.2控制系统测速软件流程图 ........................................................................36 6.3.3控制系统测速软件编程 ............................................................................38 6.4控制系统扫描显示软件 ......................................................................................40
6.4.1扫描显示软件编程思想 ............................................................................40 6.4.2扫描显示软件流程图 ............................................... 错误！未定义书签。 6.4.3扫描显示软件程序编写 ........................................... 错误！未定义书签。
7 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。
7.1本次设计实验结果及分析 ..................................................................................41 7.2本控制系统特点 ............................................................................................................... 42
1 设计内容及要求
1.1 设计目的
本设计是针对电机对象， 由上位机给定分程系数，用西门子 S7-200可编程控制器的原理编程，特别是光电编码器脉冲数的读取和PID算法程序的编制。其中，使用KINGVIEW 监控组态软件编写上位机监控程序，完成显示控制流程，实时曲线，结构框图，历史曲线，报表打印等功能。
1.2 设计内容
设计一个直流电机转速控制系统，其主要内容为： 1.熟悉可编程控制器和实验设备。
2.掌握西门子S7-200-CPU224的性能，熟悉编程环境。
3.掌握建立计算机控制技术系统的方法，按系统要求组成系统，进行调试以满足给定指标。
4.绘制系统结构图，提供程序梯形图。
利用西门子PLC设计电机转速的控制系统，编写程序，实现单闭环控制系统，实现如下工程：
1、 2、 3、 4、
实现启动过程准时间最优，静态调速无静差 在CAD上画出系统的硬件控制原理图 要求电机完成启动、停车、加减速控制
在计算机上用组态王模拟实验现场流程图，并进行参数设定。
1.3 设计原理