毕业设计论文
学生姓名：冰鲜台
专业班级：
指导教师：
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
锌丝
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、实现启动过程准时间最优，静态调速无静差
2、在CAD上画出系统的硬件控制原理图
3、要求电机完成启动、停车、加减速控制
4、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。人体检测
1.3 设计原理
利用小型过程控制装置结合计算机控制技术，在组态软件下编程并通过调整和改进控制算法，从而实现单闭环控制系统设计要求。通过利用调节器的工程整定方法，最后得到一组能稳定、准确、快速的达到控制要求的PID参数。
通过本设计掌握分程控制系统的基本概念，了解分程控制系统的组成结构。掌握分程控制系统的特点、分程控制系统的设计思想。掌握分程控制参数整定方法，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用计算机进行PID参数的调整和自动控制的投运。
2 系统的总体设计
2.1试验系统简介
2.1.1直流电动机概述
直流电动机是指通过直流电流而产生机械运动的电动机。
在工业生产中，常需要利用电动机的轴上转矩拖动生产机械，对产品进行加工。根据工艺要求，生产机械需要各种不同的速度，因而要求电动机能够在所需要的范围内进行进度调节。和交流电动机比较，直流电动机具有更好的调速性能，不但调速范围广，且易于平滑调节；起、制动转矩大，易于快速起、停车；易于控制，
因而直接流电动机被广泛应用于深调速和高精度，特别是快速可逆电力拖动系统中。例如，用来作为轧钢机、金属切削机床等生产机械的拖动电动机。电子技术的发展和现代控制理论的应用，使直流电机拖动系统更能适应高精度、高指标的生产机械的要求。此外，小容量直流电机大多在自动控制系统中以伺服电动机、测速发电机等形式作为测量、执行元件使用。
半导体技术的发展，促使直流电机也有所发展，同时也扩大了直流电机的应用范围。但是，和交流电动机比较，直流电动机有结构较复杂、制造成本较高、维修较为困难等缺点，出而直流电功机的应用也受到一定的限制。
目前，虽然由晶闸管整流元件组成的静止固态直流电源设备已基本上取代了直流发电机，但直流电动机仍以其良好调速性能的优势在许多传动性能要求高的场合占据一定地位。
2.1.2直流电动机的结构
直流电机在结构上是由固定部分(定子)和旋转部分(转子)组成的。定子主要用来产生磁通和作电机的机械支撑；转子通常称为电枢，用来产生感应电势和电磁转矩[1]。下面分别介绍定、转子的主要部件。
5g怎么做(一)定子
1、主磁极 主磁极的作用是产生主磁通建立气隙磁场，并使电枢表面的气隙磁通密度按一定的波形沿空间分布。它由磁极铁心和励磁绕组两部分组成，如图2-1所示。磁极铁心一般由1～1.5mm的低碳钢板冲片叠装而成。
过滤膜
图2-1直流电机结构示意图
1—主磁极；2—励磁绕组；3—机座；4—端盖；5—轴承；6—电刷；7—电枢铁心；
8—电枢绕组；9—换向器；10—轴；11—风扇；12—极靴；13—换向极； 14—换向绕组；15—电枢齿；16—电枢槽；17—底座
励磁绕组用圆截面或矩形截面的绝缘导体绕制、浸漆烘干而成。磁极铁心套上励磁绕组后用螺钉固定在机座上。主磁极数总数是偶数，各磁极上励磁绕组通常都串联连接，连接时要保证相邻磁极的极性按N、S依次排列。
