1、摘要我們用工控機和PLC設計了新的實驗臺監(jiān)控系統(tǒng)。噴油泵實驗 臺是柴油機燃油噴射系統(tǒng)中的控制和供給單元。可定時定量的為 發(fā)動機提供所需的高壓燃油。在油泵生產、制造及使用維修部門 中為保證油泵定時定量的特性，需要在實驗臺上對油泵進行校驗 與調整。噴油泵實驗臺可以模擬發(fā)送機在各種工況下的轉速，為 油泵提供標準供油壓力， 可對油泵進行供油定時、 各分泵供油量、 及供油均勻性等參數(shù)的測試。實驗臺動力部分采用變頻器無級調 速系統(tǒng)，可對油泵轉速、噴油次數(shù)、試驗油溫進行控制與顯示。關鍵詞：工控機、PLC油泵實驗臺、變頻器ABSTRACTWhat is the accusing of machine of o

2、ur recruitment PLC has designed the new laboratory bench monitoring system.It is control that the diesel engine fuel sprays amongthe systems and supply unit to gush out the laboratory bench of the oil pump.But offering the high-pressure fuel needed for engine at regular time and quantity.Produce , m

3、akeand use in order to guarantee the characteristic at regular time and quantity of the oil pumpwhile maintaining the department in the oil pump .Need to carry on the check-up and adjustment to the oil pumpon the laboratory bench.Gushing out the laboratory bench of the oil pump can imitate the rotat

4、ional speed of the transmitter under various kinds of operating modes.Offer standard for oil pressure for oil pump , can is it support oil timing , one pumpperson who supports oil , and support oil homogeneity test of parameter to go on to oil pump. The part of power of the laboratory bench adopts t

5、he stepless speed regulation of the frequency converter systematically.Can gush out oil number of times , test oilto be warm to is it control and show to go on , to oil pump rotational speed.Key words: Indusrial control machine, PLC, Laboratory bench of the oil pump, Frequence converter.第一章 緒論設計目的通過

6、研究對汽車油泵實驗臺的設計與開發(fā)，使學生掌握產品 設計的一半步驟，遵循的規(guī)律和應注意的問題，系統(tǒng)總結前面學 過的知識，為畢業(yè)后的工作打下良好的基礎。概述設計任務概述我們知道，柴油機是燃油噴射系統(tǒng)中的控制和供該單元，特 可定時定量的為發(fā)動機提供所需的高壓燃油。在油泵使用生產制 造和維修部門中，為保證油泵定時定量的供油特性，就須在實驗 臺上對油泵進行校驗與調整。噴油泵實驗臺模擬發(fā)送機在各種情況下的轉速，為油泵提供 標準的供油壓力。實驗臺動力部分采用變頻無級調速系統(tǒng)，控制 部分可對油泵的轉速，噴油次數(shù)實驗油溫，進行控制及顯示。但 由于油泵在不同工況下轉速不同，使用中需多次進行轉速的調 整。但愿實驗臺

7、中采用單片機控制，故障率高，抗干擾能力差。 因此我們采用工控機和 PLC 開發(fā)了新的實驗臺監(jiān)控系統(tǒng)， 提高了 進度和可靠性。系統(tǒng)的工作原理噴油泵實驗臺主要由變頻器、電動機、刻度盤、萬向聯(lián)軸器 等部件組成。主傳動采用工作臺與電機座一體化結構，變頻器直 接驅動電動機，電動機帶動刻度盤直接運轉，再通 無間隙彈片 萬向聯(lián)軸節(jié)驅動噴油泵工作。各部分的功能如下：變頻器變頻器采用施奈德電氣公司的變頻器，功率為7.5KW ，電壓為380V。三相交流電源由輸出端L1、L2、L3接入，輸出端T1、 T2、 T3 接電動機，外部調速電位器接變頻器 13、 15、 17三個端 子，注意電位器中心抽頭接 13號端子，

8、15、 1 7端提供基準電壓。、 2、 11 三端子接啟動（正反轉）停止開關，當 1 、 11 端或 2、端接通后，通過旋轉電位器，可以控制變頻器的輸出，電動機 作相應的運轉。另外，也可以通過 RS-485 通訊接口來控制電機 的運轉。 為了提高變頻器的可靠性，變頻器增加了許多保護：瞬間停 電保護；欠壓保護；過壓保護；過載保護。轉速的設定檢測 轉速設定：噴油泵實驗臺采用的是變頻器無級調速系統(tǒng)，采 用西門子 S7-200PLC 控制，速度給定直接由鍵盤設定， 經(jīng)軟件變 換后，由 A0 模塊輸出 0-10V 的電壓給變頻器輸入端，從而控制 變頻器的輸出。轉速測試及顯示：速度傳感器采用霍爾元件，將磁

9、鋼放在主 軸刻度盤上，利用 S7-200 的高速計數(shù)功能和中斷功能，計算出 1 秒中的脈沖個數(shù)， 再乘以 60，就是轉速。 經(jīng)過軟件轉換后送 LED 或計算機 CRT 顯示。噴油量的設定與顯示 油泵試驗臺的油量計算系統(tǒng)由兩部分組成，一部分是電氣控制部 分，另一部分是機械部分，包括通斷油機構、斷油盤、量筒、噴 油器等部件。試驗臺工作時，按下油量計數(shù)按鈕后，通斷油機構 中的上電磁鐵通電，將斷油盤拉出，試驗油開始流入量筒，當噴 油次數(shù)等于預置時，上電磁鐵斷電，下電磁鐵通電，將斷油盤推 回，阻止噴油進入量筒，此時量筒中的油量即是預定噴油次數(shù)的 噴油總量。噴油次數(shù)是通過對霍爾元件傳來的轉速脈沖信號計數(shù)而

10、得到 的。因為每轉動一周，每個缸噴油一次，霍爾元件發(fā)出一個脈沖 信號，因此，噴油次數(shù) =傳感器脈沖數(shù)。將記錄的噴油次數(shù)送計 算機顯示。4 實驗油溫的設定控制機顯示 由于不同地區(qū)環(huán)境溫度不同，必然對油泵校驗帶來誤差，因 此實驗臺對實驗油溫有一定要求，一般應保持在 38-42 度之間。 實驗臺對油溫的控制是通過對油溫加熱器的通電控制來完成的。 加熱器通斷可根據(jù)與之溫度的上下限與實測油溫的比較來決定 的。油溫檢測電路有油溫傳感器（熱敏電阻）和溫度 /頻率轉換電 路組成。T/F電路用來將溫度信號轉換為頻率信號，人后送給PLC 高速計數(shù)器， 用終端方式對頻率計數(shù)， 把溫度模擬量變?yōu)?PLC 能 處理的數(shù)

11、字量。并送計算機顯示。5.油泵實驗臺控制鍵盤如下：（1）溫度預置：溫度升，溫度降，上限 40 度，下限 36 度；（2）溫度控制鍵：按下該鍵有控制作用，溫度大于 40 度，開風扇K1，小于36度開加熱器K2;再按下溫控鍵，控制作用失 效。只顯示正常溫度。（3）正轉鍵：按下該鍵 K3 動作，控制變頻器正轉。（4）反轉鍵：按下該鍵 K4 動作，控制變頻器反轉。（5）停止鍵：按下該鍵 K5 動作，控制變頻器停止。（6）油泵開鍵：按下該鍵 K6 動作，控制油泵轉。（7）油泵停建：按下該鍵 K6 動作，控制油泵停。硬件電路構成噴油泵實驗臺 PLC 控制部分硬件框圖主要有以下部分組成：. S7-200 P

12、LC 主機PLC選用S7-200的224型，它為24點，其中，輸入為14 點，輸出為 10點，可連接 7個擴展模塊，最大擴展至 168路數(shù) 字量I/O點或35路模擬量I/O點，13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30KHZ 高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20KHZ 高速計數(shù)脈 沖輸出，具有 PID 控制器。 1 個 RS-485 通訊變程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/O 端子排很容 易的整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器，S7-200的強大功能使其無論在獨立運行中，還是想連成網(wǎng)絡界能實現(xiàn)復雜控制功 能，因此S7-200具有極高的性能價格比。模

13、擬量擴展模塊模擬量擴展模塊提供了輸入 /輸出的功能，我們選用 3 塊 EM231 和 1 塊 EM235 模塊，有點如下：（1）最佳適應性，可用于復雜控制場合。（2）直接與傳感器和執(zhí)行其相連12 為的分辨率和多種輸入 /輸出范圍能夠不用外加放大器 而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，如該模塊可直接PT100熱電阻相 連。（3）靈活性 當實際應用變化時， PLC 可以相應地進行擴展，并可非常容易的 調整用戶程序。EM235 模塊有 4 路模諾兩輸出， 其中壓力、 齒桿行程作為輸 入，而輸出 0-10V 的電壓用來控制變頻器。軟件設計上位機用 MCGS 編程和顯示，下位機用西門子 S7-200 梯形 圖語

14、言編程，該系統(tǒng)軟件主要包括：上危機顯示控制編程、上下 位機的連接通訊部分、河蝦危機的梯形圖編程，其中下位機的編 程有包括轉速控制、轉速顯示、溫度控制、溫度顯示、正反轉控 制、油泵起?？刂啤⒂嫈?shù)控制等部分組成。采用模塊化設計，系 統(tǒng)開機后首先進行初始化。編程軟件采用西門子的 STEP7-Mcro/WIN32 V3.1 主要特 點是：在 Windows 平臺上運行的 SIMATIC S7-200 軟件簡單易學、 能夠解決復雜的自動化人物、可以快速進入節(jié)省編程時間、機遇 Windows 軟件。 CPU 通過 PC/PPI 電纜或通過插在 PG/PC 上的 CP551或CP5611與PG/PC連接，通

15、過PPI電纜可以在 Windows98 下實現(xiàn)實現(xiàn)多站模式。第二章 監(jiān)控軟件的開發(fā)我們在原來實驗臺的基礎上，主要利用工控機和PLC做了改 進，設計了新的油泵控制系統(tǒng)，降低了故障率，提高了抗干擾能 力。上位機用MCGS組態(tài)軟件做人機對話界面。2.1MCGS系統(tǒng)介紹MCGS（ Mon itor and Control Gen erated System，通用監(jiān)控系 統(tǒng)）是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它 能夠在基于 Microsoft的各種32位 Windows平臺上運行，通過對 現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表 輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的

16、方案，在自動化 領域有著廣泛的應用。MCGS的主要特性和功能如下：*簡單靈活的可視化操作界面。MCGS采用全中文、可視化、 面向窗口的開發(fā)界面，符合中國人的使用習慣和要求。*實用性強、良好的并行處理功能。MCGS是真正的32位系統(tǒng), 充分利用了 32位Windows操作平臺的多任務。按優(yōu)*豐富生動的多媒體畫面。*開放式結構，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。*完善的安全機制。MCGS提供了良好的安全機制，為多個不同 級別用戶設定不同的操作權限。*多樣化的報警功能。MCGS提供多種不同的報警方式，具有豐 富的報警類型和靈活多樣的報警處理函數(shù)，方便用戶進行報警設 置。*實時數(shù)據(jù)庫為用戶分布組態(tài)提

17、供極大方便。MCGS由主控窗口、 設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構成，其 中實時數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功 能性構件的公用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個系統(tǒng)的核心。*支持多種硬件設備，實現(xiàn)“設備無關”。*方便控制復雜的運行流程。MCGS開辟了 “運行策略”窗口， 用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的策略構件，用圖形化 的方法和簡單的類Basic語言構造多分支的應用程序，按照設定 的條件和順序，操作外部設備，控制窗口的打開或關閉，與實時 數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)自由、精確的控制運行流程。*良好的可維護性和可擴充性。*用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高。*設立對象元件

18、庫，組態(tài)工作簡單方便。*實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理?？傊?，MCGS組態(tài)軟件功能強大，操作簡單，易學易用，普 通工作人員經(jīng)過短時間的培訓就能迅速掌握多數(shù)工程項目的設計 和運行操作。同時使用 MCGS組態(tài)軟件能夠避開復雜的計算機 軟、硬件問題，集中精力去解決工程問題本身，根據(jù)工程作業(yè)的 需要和特點，組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專業(yè)化的工業(yè) 控制監(jiān)控系統(tǒng)。2.2MCGS的構成：MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，組態(tài)環(huán)境相 當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設計和構造自己的應用系 統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結果數(shù)據(jù) 庫

19、。運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫中 用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。 運行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫一起作為一 個整體，才能構成用戶應用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運行環(huán)境 和組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫就可以離開組態(tài)環(huán)境而獨立運行在監(jiān)控計算機 上。2.3工程的一般組建過程：工程項目系統(tǒng)分析首先要了解整個工程的系統(tǒng)構成和工藝流程，弄清測控對象的特 征，明確主要的監(jiān)控要求和技術要求等問題。在此基礎上，擬訂 組建工程的總體規(guī)劃和設想，主要包括系統(tǒng)應實現(xiàn)哪些功能，控 制流程如何實現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實現(xiàn)何種動畫效 果以及如何實現(xiàn)在實時數(shù)據(jù)庫中定義

20、數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時還要 分析工程中設備的采集及輸出通道與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量的 對應關系，分清哪些變量是要求與設備連接的，哪些變量是軟件 內部用來傳遞數(shù)據(jù)及用于實現(xiàn)動畫顯示的。在此基礎上，再建立 工程，構造實時數(shù)據(jù)庫。做好工程的整體規(guī)劃，在項目的組態(tài)過 程中能夠盡量避免一些無謂的勞動，快速有效的完成工程項目。設計用戶操作菜單在系統(tǒng)運行的過程中，為了便于畫面的切換和變量的提取，通常 用戶要建立自己的菜單，第一步是建立菜單的框架，第二步是對 菜單進行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，用戶可以根據(jù)實際的需要， 隨時對菜單的內容進行增加和刪減，最終確定菜單。制作動畫監(jiān)控畫面制作動畫監(jiān)控畫面是組態(tài)軟件的最終目

21、的，一般的設計過程是先 建立靜態(tài)畫面，所謂靜態(tài)畫面就是利用系統(tǒng)提供的繪圖工具來畫 出效果圖，也可以是一些圖片。然后對一些圖形或圖片進行設計， 如顏色的變化、形狀大小的變化、位置的變化等。所有的動畫效 果均應和數(shù)據(jù)庫變量一一對應，實現(xiàn)內外結合的效果。編寫控制流程程序在動態(tài)畫面制作過程中，除了一些簡單的動畫是由圖形語言定義 外，大部分較復雜的動畫效果和數(shù)據(jù)之間的連接，都是通過一些 程序命令來實現(xiàn)的，MCGS軟件為用戶提供了大量的系統(tǒng)內部命 令。其語言的形式兼容于 VB、VC語言的格式。另外MCGS軟 件還為用戶提供了編程用的功能構件（稱之為腳本程序），這樣就 可以通過簡單的編程語言來編寫工程控制順

22、序。完善菜單按鈕功能雖然用戶在工程中建立了自己的操作菜單，但對于一些功能比較 強大、和關聯(lián)比較多的控制系統(tǒng)，有些還要通過制定一些按鈕或 文字來連接其它的變量和畫面，按鈕的作用既可以用來執(zhí)行某些 命令，還可以輸入數(shù)據(jù)給某些變量。當和外部的一些智能儀表、 可編程控制器、工業(yè)總線單元、計算機 PCI接口進行連接時，會 大大增加其數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮喗菪?。編寫程序調試工程工程中的用戶程序編寫好后，要進行在線的調試。在進行現(xiàn)場的 調試過程中，可以先借助于一些模擬的手段來進行初調，MCGS軟件為用戶提供了較好的模擬手段。調試的目的是對現(xiàn)場的數(shù)據(jù) 進行模擬，檢查動畫效果和控制流程是否正確，從而達到和外部 設備進行可

23、靠的連接。連接設備驅動程序利用MCGS組態(tài)軟件編寫好的程序，最好要實現(xiàn)和外部設備的連 接，在進行連通之前，裝入正確的驅動程序和定義通信協(xié)議是很 重要的。有時不能與設備進行可靠的連接，往往就是通信協(xié)議的 設置有問題而造成的。另外合理的指定內部變量和外部變量之間 的隸屬關系也很重要，此項工作在設備窗口中進行。工程完工綜合測試經(jīng)過上步的分布調試后，就可以對系統(tǒng)進行整體的連續(xù)調試了， 一個好的工程必須要能經(jīng)得起考驗，驗收合格后就可以進行交驗。2.4噴油泵實驗臺自動測控系統(tǒng)的設計變量的定義:變量名變量類型注釋正轉按鈕開關型主軸電機正轉控制信號，1有效反轉按鈕開關型主軸電機反轉控制信號，1有效停止按鈕開關

24、型主軸電機停止控制信號，1有效提前角復位按鈕開關型復位提前角，1有效油泵開按鈕開關型油泵電機啟動控制信號，1有效油泵關按鈕開關型油泵電機停止控制信號，1有效控溫按鈕開關型打開PLC的控溫程序:計數(shù)按鈕開關型打開PLC的計數(shù)程序計數(shù)數(shù)值型記錄噴油次數(shù)計數(shù)設定數(shù)值型設定噴油次數(shù)提前角數(shù)值型記錄提前角度數(shù)位移數(shù)值型記錄位移溫度數(shù)值型記錄溫度t溫度設定數(shù)值型設定溫度油壓數(shù)值型記錄油壓壓力設定數(shù)值型設定油壓轉速數(shù)值型記錄轉速轉速設定數(shù)值型設定轉速顯示畫面的制作（1）在“用戶窗口”中右鍵單擊“新建窗口”按鈕，出現(xiàn)“窗口 0”圖標。（2）單擊“窗口屬性”按鈕，彈出“用戶窗口屬性設置”窗口在 基本屬性頁的“窗

25、口名稱”欄內填入“噴油泵試驗臺自動測控系 統(tǒng)”，“窗口位置”選“再打化顯示”，其他不變。單擊“確認”按 鈕關閉窗口。（3） 在“用戶窗口”中，選中“噴油泵試驗臺自動測控系統(tǒng)”， 單擊右側的“動畫組態(tài)”按鈕，進入動畫組態(tài)窗口。在動畫組態(tài)窗口中添加需要的按鈕、標簽、顯示框等，構建顯示畫面。A、輸入文字“噴油泵試驗臺自動測控系統(tǒng)”：a單擊繪圖工具箱中的“標簽”按鈕，挪動鼠標光標，此時成“十 字”形。在窗口上部某位置按住鼠標左鍵并拖拽出一個一定大小 的矩形（文本框），松開鼠標。b在文本框內光標閃爍位置輸入“噴油泵試驗臺自動測控系統(tǒng)”， 按回車建。c.在窗口任意空白位置單擊鼠標，結束文字輸入。如果文字輸

26、錯 了或輸入的文字的字形、字號、顏色、位置等不滿意，可修改。 B畫按鈕：單擊畫圖工具箱的“標準按鈕”工具，在畫面中劃出一定大小的 按鈕。a調整其大小和位置。b鼠標雙擊該按鈕，彈出“標準按鈕構件屬性設置”窗口，在“基 本屬性”頁設置如下：“按鈕標題”欄：輸入按鈕名稱（正轉、反轉、停止、油泵開油泵停、控溫、計數(shù)、復位）“標題顏色”欄：黑色“標題字體”：黑體、五號、加粗?！八綄R”：中對齊“垂直對齊”：中對齊“按鈕類型”：標準3D按鈕c單擊“確認”按鈕。d其它按鈕按此方法一一確定屬性。C畫“百分比填充構件”：a單擊工具箱中的“百分比填充構件”，挪動鼠標光標，在合適 位置按住鼠標左鍵并拖拽出一個一定

27、大小的圖形，松開鼠標。b在“基本屬性”中設置邊界類型、對齊方式、構件外觀，然后單 擊“確認”c在“操作屬性”中，選擇對應數(shù)據(jù)對象的名稱、大小范圍及快速 鍵等。連接編程.1設備構件的調入在本設計中，主要是PLC設備的通信連接。在進行 PLC設 備的通信連接時，要依托在“串口通信父設備”之下，將左邊的 “通用設備”文件夾打開，選中“串口通信父設備”并移入到右 邊的設備子集中，再打開“ PLC設備”文件夾，選中西門子 S7 200PPI的PLC設備，并將其移入右邊的設備子集中。雙擊設 備窗口中的圖標，系統(tǒng)進入設備組態(tài)窗口。在空白區(qū)內單擊右鍵， 調出“設備工具箱”，分別將“串口通信父設備”和“西門子

28、S7 200PP”拖拉到設備組態(tài)窗口中，下一步就可以進行具體的設 備組態(tài)了。.2設備屬性的設置1.串口通信父設備做好設備連接后，就可以對其通信協(xié)議進行設置了。雙擊“串 口通信父設備”，在基本屬性通信協(xié)議定義如下：通信波特率為 6 9600,數(shù)據(jù)位位數(shù)為3 8位，停止位位數(shù)為1位，數(shù)據(jù)校驗方 式為 偶校驗，串口端口號為 COM1，見圖2-1:設鶴居tr設衣：K*oi墓F厲性 通迺灌設W調然|效馮處理1曲秤虜世I百直設各由禪凰性Iff挨幫肋設咅注釋串口通訊父設各初繪工作伙啻1 眉動1000串口遙口號D -COM15 96UU彭1E位位數(shù)3-Bf2停止位位數(shù)0 - If?夠硒狡臟占式活戎釀製16采篥

29、才式0 -冋斥蕪SSfKi 確認 fvi 取油圖2-1設備0屬性設置2西門子 S7200PPIPLC西門子S7200PPIPLC的定義是進行設備連接的關鍵所在， 在這 里要進行PLC相關通道的開通，并與MCGS組態(tài)軟件中數(shù) 據(jù)庫變量進行鏈接。（1）基本屬性在基本屬性中，定義最小采樣周期為 1ms，其他參數(shù)可以采 用默認值。（2）通道屬性設置在基本屬性中，單擊“設置設備內部屬性”項，彈出“西門 子S7 200PPIPLC設備通道屬性”窗口，設置與 MCGS組態(tài)軟 件相關的通道到設備設置窗口中。在該窗口中，“增加通道”、“刪除一個”、“全部刪 除”、“索引拷貝”操作按鈕用來進行通道的開通和刪除。抵

30、備屁性遞著： 趙需11撿拿屬性通道圉糾 設備譏込|數(shù)缶處班|設各尼性泣|1閃那厲性躍說畚內祁寓性氓釦芭門于 S7-IIBPFI呵蠟朋占1 啟動晟小奈犧期|叭1pl匚地Mb2超E于箒特H間221匚律黛;|確認m I琨聖（Q I幫助BS圖2-2設備1屬性設置.3設備與變量的連接單擊工作臺中的“設備窗口”選項卡，進入“設備窗口”頁單擊右側“設備組態(tài)”按鈕或雙擊“設備窗口”圖標，彈出設 備組態(tài)窗口。雙擊西門子 S7 200PPIPLC,單擊通道連接（通道 連接就是將PLC中的通道參數(shù)與MCGS組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)庫變量 進行組合連接），將兩組對應的變量進行左右對應即可生成。.4將腳本程序添加的策略行回到組態(tài)

31、環(huán)境，進入循環(huán)策略組態(tài)窗口。單機工具欄“新增策略行”按鈕。選中策略工具箱的“腳本程序”，光標變?yōu)槭中?。單機新增策略行末端的小方塊，腳本程序被加到該策略。雙擊“腳本程序”策略行末端的方塊，出現(xiàn)腳本程序編輯窗口。編輯腳本程序，并保存。.5菜單組態(tài)在建立了一個新工程文件后，為了便于操作可以編制一套合 適的菜單。這些菜單項主要適用于不同畫面和數(shù)據(jù)之間的調用。 在主控窗口中，通過單擊“菜單組態(tài)”按鈕，或直接雙擊主控窗 中的圖標，便可彈出“菜單組態(tài)”窗口，用戶可以在該窗口下完 成菜單的基本設置工作。MCGS菜單組態(tài)允許用戶自由設置所需 的每一個菜單命令，舌質的內容包括菜單命令的名稱、對應的快 捷鍵、菜單命

32、令所執(zhí)行的功能。用戶菜單的組態(tài)可以通過建立菜單項來完成，具體操作是用 鼠標單擊MCGS主菜單中的插入菜單項、分隔線、下拉菜單項。 建立好的菜單還可以進行修改和屬性更換，操作步驟是選中該菜 單，在單擊鼠標右鍵，實施上、下、左、右移動。另一種方法是 雙擊該菜單，在菜單屬性中重新定義。還可以定義菜單的操作和 腳本程序。.6組態(tài)的運行組態(tài)運行畫面如下：帥覿齢自動蠱控系疏bO-i12-1-I：錘畫團噩4 畫o畫ttSfeai圖2-3控制系統(tǒng)界面第三章PLC控制器的設計下位機用西門子的 S7-200 224用其專用的西門子梯形圖語 言進行編程。3.1 PLC的概述可變程序控制器(Programmable

33、Controller-PC 或 PLC)于 1969年在美國數(shù)字設備公司(DEC)出現(xiàn)以來，經(jīng)過30多年的 發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種應用范圍很廣泛的新一代工業(yè)自動控制 裝置。它應用大規(guī)模集成電路，微型機技術和通訊技術的發(fā)展成果， 逐步形成具有多種優(yōu)點和微型、小型、中型、大型、超大型、等 各種規(guī)格的PLC系列產品，已經(jīng)和計算機輔助設計和制造及工業(yè) 機器人并列為工業(yè)自動化的三大支柱。3.2可編程控制器的主要特點：變成方法簡單易學。梯形圖是使用最多的可編程控制器的語言，其電路符號和表達 方式繼電器電路原理圖相似，形象直觀，易學易懂。2功能強，性價比高。一臺小型可編程控制器內有成百上千個可供用戶使用的編

34、程 元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)比較復雜的控制功能，與相同的 繼電器系統(tǒng)相比，有很高的性能價格比。3硬件配套齊全，用戶使用方便，適用性強。現(xiàn)有的可編程控制器已經(jīng)標準化，系列化，模塊化，配備有齊 全的各種硬件裝置供用戶選用；用戶可以根據(jù)需要靈活方便的進 行系統(tǒng)設置，組成不同規(guī)模和功能的系統(tǒng)，而且有較強的帶負載 能力，可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。可靠性高，抗干擾能力強?？删幊炭刂破饔密浖媪舜罅康闹虚g繼電器，時間繼電器， 僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制 系統(tǒng)的1/101/100,因接觸不良造成的故障可大為減少。采用了一系列的硬件和軟件抗干擾措施，有很強的抗干擾

35、能力，可以直 接應用于有強烈干擾的工業(yè)生產現(xiàn)場。系統(tǒng)的設計，安裝，調試工作量少。用軟件功能代替了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時間 繼電器，計數(shù)器等元件，使控制器的設計，安裝，接線工作量大 大減少。維修工作量小，維修方便。PLC故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能，當 PLC或 外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù)可編程控制器 上的發(fā)光二極管提供的信息迅速的查明故障原因，用更換模塊的 方法可以迅速的排除故障。體積小，能耗低。由于PLC可編程控制器的以上優(yōu)點，根據(jù)噴油泵試驗臺系統(tǒng)的工 作要求和工作地點實際情況，采用PLC來控制噴油泵試驗臺系統(tǒng) 是比較好的方案。3.3 PLC的基本組

36、成CPU:CPU是PLC的核心，其作用類似于人的大腦，它能夠識別 用戶按照特定的格式輸入的各種指令，并按照指令的規(guī)定，根據(jù) 當前的現(xiàn)場I/O信號的狀態(tài)，發(fā)出相應的控制指令，完成預定的 控制任務。另外，它還能識別用戶的指令列的格式和語法錯誤， 并具有系統(tǒng)電源、I/O系統(tǒng)、存儲器及其它接口的測試與診斷功 能, CPU與其他部件之間的連接式通過總線進行的。存儲器：有系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分組成。系統(tǒng) 程序是由生產廠家預先編制的監(jiān)控程序、模塊化應用子程序、命 令解釋和功能子程序的調用管理程序及各種系統(tǒng)參數(shù)等。用戶程 序包括由用戶編制的梯形圖，輸入、輸出狀態(tài)，技術、定時器以 及系統(tǒng)運行必要得

37、初始值，其他參數(shù)等。輸入/輸出系統(tǒng)PLC的輸入/輸出系統(tǒng)是過程狀態(tài)與參數(shù)輸入到 PLC以及PLC實 現(xiàn)控制時控制信號輸出的通道，他提供了各種操作電平和驅動能 力的輸入/輸出接口模板，以實現(xiàn)被控過程與PLC I/O接口之間的 電平轉換，電器隔離穿/并轉換、A/D與D/A轉換等功能，根據(jù)功 能不同，I/O通道可以分為：模擬量輸入通道（AI）模擬量輸出通道（AO）開關量輸入通道（DI）開關量輸出通道（DO）脈沖量輸入通道（PI）PLC的基本組成和結構如下圖I/O擴 展 機I/O擴展接口系統(tǒng)和用戶內 存CPU外設I/O接口用戶程序存儲 器輸入接口輸出接口3.4可編程控制器的工作原理1工作過程按照可編程

38、控制器系統(tǒng)的構成原理，可編程控制器系統(tǒng)有傳感器 和執(zhí)行器組成，可編程控制器通過循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)，執(zhí) 行用戶程序來實現(xiàn)控制任務，其操作員例如下圖，操作過程分析 如下TT場人號)%借puP I IC p I QPLC將內部數(shù)據(jù)存儲器分成若干個存儲器區(qū)域，其中過程影 響區(qū)域又成為I/O映像寄存器區(qū)域。過程映像區(qū)域的輸入映像寄 存器區(qū)域（PII）用來存放輸入端點的狀態(tài)，輸出映像寄存器區(qū)（PIQ） 用來存放用戶程序（OB1）運行的結果。PLC輸入模塊的輸入信號狀態(tài)與傳感器信號相對應，為傳感 信號經(jīng)過隔離和濾波后的有效信號。開關兩輸入信號只能識別傳 感器的0、1電平，不能識別開關的同段。CPU在每個

39、掃描周期 的開始掃描輸入信號的信號狀態(tài)，并將其狀態(tài)送入到輸入映像寄 存器區(qū)域；CPU根據(jù)用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號， 并將處理結果送到輸出映像寄存器區(qū)域。PLC輸出模塊具有一定的負載驅動能力，在而定負載異能， 直接和負載相連，可以驅動相應的執(zhí)行器。技術性能指標 可編程控制器的種類很多，用戶可以根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求選 也不同技術性能指標的PLC。可編程控制器的技術性能指標主要 有以下幾個方面：1）I/O點數(shù)2）存儲容量3）掃描速度4）指令系統(tǒng)5）可擴展型6）通訊功能3 .編程器他是編輯、調試和安裝用戶程序的必備設備，是PLC系統(tǒng)開發(fā)階段所必需的開發(fā)工具，他一般通過標準通信接口或專用編

40、程接 口與PLC相連接。它可分為專用型和通用型兩類： 專用型編程器 一般是PLC所配的專用小型編程器，采用指令代碼直接編程，采 用數(shù)碼管顯示指令內容和運行結果；通用性編程器一般采用通用的臺式個人計算機或便攜式計算機，配以專用編程軟件對PLC進 行編程組態(tài)，程序調試和運行監(jiān)視及設備測試等。PLC的硬件選型輸入輸出點數(shù)的確定系統(tǒng)的輸入輸出信號既有開關量又有模擬量，輸入信號有按 鈕發(fā)出的開關信號，霍爾元件發(fā)出的脈沖信號，以及溫度、壓力, 位移傳感器發(fā)出的4-20MA模擬信號，輸出信號除了控制各繼電 器信號，送上位機的顯示信號外，還有控制變頻器的0-10V模擬量信號。輸入點數(shù)I:1、測轉速傳感器1信號

41、輸入2、計數(shù)用傳感器1脈沖輸入3、測提前角用傳感器1信號輸入4、測提前角用傳感器信號輸入5、溫度控制按鈕6計數(shù)按鈕7、溫度設置按鈕8、計數(shù)設定按鈕9、轉速設置按鈕10、設置升按鈕11、設置降按鈕12、主軸電機正轉按鈕13、主軸電機反轉按鈕14、主軸電機停止按鈕15、溫度傳感器信號輸入16、壓力傳感器信號輸入17、位移傳感器信號輸入18、油泵電機開19油泵電機停（共19個：開關量12個，模擬量3個，脈沖量4個） 輸出點數(shù)Q：1、主電機正轉繼電器 K12、主電機反轉繼電器 K23、油泵電機開接觸點K34、風扇開K45、加熱器開K56計數(shù)繼電器開K67、轉速控制信號輸出（共7個：開關量6個，模擬量1

42、個）LC的CPU選擇由于本人對德國西門子的S7-200PLC比較熟悉，并經(jīng)過調查 得知其產品質量高，故障率低，所以選用S7-200型PLC。S7-200有4種CPU模塊：（1）CPU221CPU222即集成了了 6點數(shù)字量輸入和4點數(shù)字量輸出，共有10 個數(shù)字量I/O點，無擴展能力。CPU221有6KB程序和數(shù)據(jù)存儲 空間，4個獨立的30KHZ高速計數(shù)器，2路獨立的20KHZ高速 脈沖輸出，1個RS-485通信編程口。CPU221具有PPI （點對點 通信）、MPI （多點通信）和自由方式通信能力，非常適于小型數(shù) 字量控制。（2）CPU222CPU222機集成了 8點輸入/6點輸出，共有14點

43、數(shù)字量I/O ,可 連接2個擴展模塊，最大可擴展至78點數(shù)字量I/O或10路模擬 量I/O.CPU222有6KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間、4個獨立的30KHZ 高速計數(shù)器、2個獨立的20KHZ高速脈沖輸出，具有PID控制器。 他還配置了 1個RS-485通信編程口，具有PPI、MPI和自由方式 通信能力。CPU222型PLC是具有擴展能力、適用性更廣泛的小 型PLC（3）CPU224本機集成了 14點輸入/10點輸出共有24點數(shù)字量I/O。她了連接 7個擴展模塊，最大擴展至 168點數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O.CPU有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間、6個獨立的30KHZ高速 計數(shù)器、2路獨立的20

44、KHZ高速脈沖輸出，遇有 PID控制器。CPU224配有1個RS-485通信編程口，具有 PPI通信、MPI通信 和自由方式通信能力，是具有較強控制能力的小型控制器。（4）CPU226本機集成了 24點輸入/16點輸出，共有40個數(shù)字量I/O?？蛇B接 7個擴展模塊，最大擴展至248點數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O.CPU226有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30KHZ 高速計數(shù)器，2路獨立的20KHZ高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU226配有2個RS-485通信編程口，具有 PPI通信、MPI通信 和自由方式通信能力，用于較高要求的中小型控制系統(tǒng)。CPU22X主要技術指標根據(jù)

45、已知的系統(tǒng)的I/O點數(shù)，以及所需的高速計數(shù)器功能、中斷 功能以及擴展功能，我們選擇 CPU224。系統(tǒng)需要19路數(shù)字量輸入，6路數(shù)字量輸出。而CPU224只 有14路數(shù)字量輸入，10路數(shù)字量輸出。則需要進行數(shù)字量輸入 模塊擴展。因系統(tǒng)還需要3路模擬量輸入，1路模擬量輸出，所 以PLC需要選擇模擬量輸入輸出模塊。LC擴展模塊的選擇數(shù)字量擴展模塊的選擇：數(shù)字量輸入輸出模塊是為了解決本機集成的數(shù)字量輸入輸出 點不能滿足需要而使用的擴展模塊。因只需要增加數(shù)字量輸入模 塊，則我們選擇的擴展模塊是 EM221。.EM221數(shù)字量輸入模塊：EM221數(shù)字量輸入模塊具有8點輸入隔離EM221技術指標型號EM2

46、21數(shù)字量輸入模塊總體特性外形尺寸：46mmK 80mrK 62mm 功耗：2W輸入特性本機輸入點數(shù)：8點數(shù)字量輸入輸入電壓：最大 DC30V，標準DC24V/4mA 隔離：光隔離，AC500V，1min，4點/組輸入延時：最大3.2.5ms電纜長度：不屏蔽350m，屏蔽500m耗電從CPU的DC5V（I/O總線）耗電30mA:接線端子1M、0.0、0.1、0.2、0.3 為第一組，1M 為第一組公共端2M、0.4、0.5、0.6、0.7 為第二組，2M 為第二組公共端2 模擬量擴展模塊的選擇模擬量I/O擴展模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴展 功能，S7-200的模擬量擴展模塊式有較大的適

47、應性，可以直接與 傳感器相連，并有很大的靈活性，且安裝方便。其模擬量擴展模 塊有：（1）、EM231模擬量輸入模塊EN231具有4路模擬量輸入，輸入信號可以是電壓，也可以使電 流，其輸入與PLC與有隔離。（2）. EM232模擬量輸入模塊EM232具有2路模擬量輸出，輸出信號可以是電壓，也可以使電 流，其輸入與PLC與有隔離。（3）. EM235模擬量輸入模塊EM235具有4路模擬量輸入和一路模擬量輸出。 他的輸入信號可 以是不同量程的電壓或 電流。其電壓、電流 的量程由開關 SW1-SW6設定。EM235有意路模擬量輸初，其輸出可以是電壓， 也可以使電流。EM235技術指標型號EM235模擬

48、量混合模塊總體特性外形尺寸：71.2mmX 80mrK 62mm 功率：3W輸入特性本機輸入：4路模擬量輸入電源電壓：標準 DC24V/4Ma輸入類型：0-50Mv、0-100Mv、0-500Mv、0-1v、 0-5v、0-10v、0-20ma 25mv 50mv 100mv 250mv 500mv 1v、土 2.5v、土 5v、土 10v 分辨率：12bit轉換速度：250微秒隔離：有輸出特性本機輸出：1路模擬量輸出電源電壓：標準 DC24V/4ma 輸出類型：土 10V、0-20ma 分辨率：12bit轉換速度：100微秒（電壓輸出），2微秒（電流輸 出） 隔離：有耗電從 CPU DC5V

49、（I/O 總線）耗電 10ma接線端子M為DC24V電源負極端，L+為電源正極端M0、V0、10位模擬量輸出端電壓輸出時，“ V0 ”為電壓正端，“ M0 ”為電壓負 端電流輸出時，“ I0 ”為電流的進入端，“ M0 ”為電流的留出端RA、A+、A-;RB、B+、B-;RC、C+、C-;RD、D+、D-分別為第1-4路模擬量輸入端電壓輸入時，“+”為電壓正端，“-”為電壓負端 電流輸入時，須將“ R”與“+”短接后作為電流 的進入端，“-”為電流輸出端因需要3路模擬量輸入和1路模擬量輸出，所以我們選擇的擴展模塊是EM235。PLC的軟件設計S7-200的程序設計方法：編制PLC控制程序的方法

50、很多，主要的有以下幾種典型的編程方 法：1。圖解法編程圖解法是靠畫圖進行PLC程序設計。常見的主要由提醒突發(fā)、邏 輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。2。經(jīng)驗法編程經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進行設計。多數(shù)是設計前線選 擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗 程序”。結合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使 之適合自己的工程要求。這里所說的經(jīng)驗，有的是來自自己的經(jīng) 驗總結，有的可能是別人的設計經(jīng)驗，有的也可能是來自其他資 料的典型程序。要想使自己有更多的經(jīng)驗，就需要日積月累，善 于總結。3。計算機輔助設計編程計算機輔助設計是通過PLC編程軟件在計算機上進行程序設

51、計、 離線或在線編程、離線方針和在線調整等等。S7-200 的”STEP7-Micro/WIN32 ”3.0版本編程軟件是基于 Windows平臺 的應用軟件。它支持 Windows95、Windows98和WindowsNT使 用環(huán)境，使用環(huán)境，使S7-200PLC編程專用軟件。使用這些編程 軟件可以十分方便的在計算機上離線或在線編程、在線調試，使 用這些編程軟件可以十分方便的在計算機上進行程序的存取、加 密以及完成EXE運行文件。我們采用梯形圖法進行 PLC程序設計。最后在 S7-200PLC 編程專用軟件“STEP7-Micro/WIN32 ” 3.2版本編程軟件上進行輸 入編程，調試。

52、程序實現(xiàn)以下功能1實現(xiàn)對燃油溫度的檢測計算實現(xiàn)對盆油泵壓力的檢測計算實現(xiàn)對盆油泵齒桿行程位移的檢測計算實現(xiàn)對主軸轉速的檢測計算5實現(xiàn)對噴油泵噴油次數(shù)的檢測計算實現(xiàn)對噴油提前角的檢測計算實現(xiàn)對主軸轉速的控制實現(xiàn)對主軸電機正、反轉停止的控制實現(xiàn)對油泵開停的控制實現(xiàn)對燃油溫度的控制實現(xiàn)對溫度、轉速、計數(shù)的預置值設定程序實現(xiàn)說明：模擬量檢測：（以溫度檢測為例）溫度檢測值AIWO送溫度存儲單元VWO, VW0中的數(shù)值減 去6553,再除以131存入VW2 , VW2中的內容即為溫度的實際 值。其中：6553為4毫安信號所對應的數(shù)值；131位每度對應的 數(shù)值；壓力檢測和檢測同理。轉速控制：因為轉速要求為0

53、 4000轉，則求出每轉的對應數(shù)值為 8, 由速度預設值乘以每轉對應的數(shù)值即得設置轉速對應的數(shù)值。此 數(shù)值送入AQW0變?yōu)? 10V模擬量輸出控制變頻調速。轉速檢測：利用高速計數(shù)器HSC0功能及定時中斷功能，高速計數(shù)器工 作后每250毫秒產生一次定時中斷讀一次高速計數(shù)器得值 HC0, 然后乘以240即得每分鐘的轉速。計數(shù)檢測：利用高速計數(shù)器HSC3功能及中斷功能，其HSC3的預設值 設置等于計數(shù)預設值。當計數(shù)完畢后產生高速計數(shù)器中斷，此時 HC3的值即為計數(shù)值。提前角的檢測：利用高速計數(shù)器HSC4、HSC5,設置HSC4預設值5,則其計5次數(shù)產生一次中斷，此時讀出高速計數(shù)器的數(shù)值HC5,用5減

54、去HC5的值得5轉的轉數(shù)差值，此值除以5轉后的每轉的轉數(shù) 差值，再乘以360度即得提前角的度數(shù)。預設值程序（以轉速為例）：因為要求每按一下增減按鈕轉速增減 50轉。則利用增減計數(shù) 器C4功能，其C4每增減一次，則C4的值乘以50,得其預設值 送入轉速預設單元 VW10中。7變量分配表：PLC的變量分配表輸入地址號信號名稱注釋I0.0轉速傳感器輸 入HSC0專用脈 沖輸入10.1計數(shù)傳感器輸 入HSC3專用脈 沖輸入10.3提前角傳感器 輸入HSC4專用脈 沖輸入I0.4提前角傳感器 輸入HSC5專用脈 沖輸入I0.5溫控按鈕“ 1”有效I0.6計數(shù)按鈕“ 1”有效11.0主電機正轉按 鈕“ 1

55、”有效11.1主電機反轉按 鈕“ 1”有效11.2主電機停按鈕“ 1”有效I1.3油泵開按鈕“ 1”有效I1.5油泵停按鈕“ 1”有效I2.0溫度設置按鈕“ 1”有效12.1轉速設置按鈕1“ 1”有效I2.2計數(shù)設置按鈕“ 1”有效I2.3升按鈕“ 1”有效I2.4降按鈕“ 1”有效AIW0溫度傳感器輸 入4-20MAAIW2壓力傳感器輸 入4-20MAAIW4位移傳感器輸 入4-20MA輸出Q0.0主正轉控制“ 1”有效Q0.1主反轉控制“ 1”有效Q0.2油泵控制n“ 1”有效Q0.3風扇開“ 1”有效Q0.4加熱器開“ 1”有效Q0.5計數(shù)開“ 1”有效AQW0轉速控制0-10V梯形圖程

56、序見附頁第四章變頻調速系統(tǒng)的設計4.1變頻器概述在工業(yè)中使用的變頻器可分為中小容量通用變頻器和大容量 通用變頻器。衡量通用變頻器性能的主要性能指標有控制方式、 起動轉矩、轉矩控制精度、速度控制精度、控制信號設定輸入、 速度反饋控制、多段速度設定、載波頻率、頻率跳躍功能、通信 接口等。新型的通用變頻器基本都具備這些功能， 其功能、操作、 維護及應用方面均基本相似，差別僅在于不同品牌的通用變頻器 有其特定的定義及獨特之處，但用戶不一定全用到這些性能指標， 是根據(jù)需要選擇主要需滿足的功能及指標，并依此作為衡量選擇 通用變頻器的標準。隨著通用變頻器的功能增多，通用變頻器的應用范圍日益廣 泛，使用者可以

57、通過通用變頻器上的數(shù)字操作板進行操作，亦可 以用遠程操作板進行操作，還可以通過可選件的操作面板進行擴 展功能的設定和調整；另外，可以使用智能端子進行數(shù)字或模擬 設定，或用可編程序控制器進行控制，或通過個人計算機進行控 制，或通過現(xiàn)場總線進行控制等。新型的通用變頻器一般均備有 標準通信接口，用戶可以利用通信接口通過上位機監(jiān)視、控制現(xiàn) 場的通用變頻器的運行狀況，可控制或可操作的物理量多達百余 個，可以說，基本上是用戶所需要的控制功能特性，新型通用變 頻器都能做到，因此，也使如何用好通用變頻器不那么容易， 有 人曾說，用好通用變頻器的難度并不亞于用好一臺個人計算機。從實際應用上看，中小容量通用變頻器

58、的主體仍是采用 控制方式 的居多，目前市場上銷售的通用變頻器大都將其列為通用型機型， 使用相當廣泛。新型矢量控制通用變頻器具有參數(shù)離線檢測、自 整定功能，在通用變頻器起動時自動地測量電機參數(shù)，并調整系 統(tǒng)控制參數(shù)，進行跟蹤控制，因此在各種條件下均可保持系統(tǒng)工 作在最佳狀態(tài)。無速度傳感器矢量控制通用變頻器除了用來改進通用變頻器 性能外，另一目的是簡化矢量控制，省去速度傳感器，提高系統(tǒng) 的可靠性。無速度傳感器矢量控制通用變頻器的技術關鍵是，矢 量控制需要速度信息，因此需要對磁通進行控制。由于直接檢測 磁通比較困難，需要選擇合適的數(shù)學模型，進行精確的計算，從 檢測的電壓、電流進行觀測。無論是估算電動

59、機的速度，還是觀 測電動機的磁通，均需要正確的電動機參數(shù)，因此應用時需要正 確地將電動機的銘牌數(shù)據(jù)參數(shù)輸入到通用變頻器中，并正確地設 定，以便通用變頻器能夠在線辨識、計算。無速度傳感器矢量控 制通用變頻器應用領域包括各行業(yè)的傳輸機、給料機、攪拌機、 研磨機、粉碎機、切紙機、壓延機、擠壓機、閥門、壓縮機、冷 卻塔、電梯、起重機、輸油管道、各種紡織機械等。4.2變頻器的基本控制方式由電機學可知，定子繞組的反電動勢是定子繞組切割旋轉磁場力 線的結果，本質上是定子繞組的自感電動勢。其三相異步電機定 子每項電動勢的有效值是：E1= 4.44Kr1f1N1式中：E1-氣隙磁通在定子每相中感應電動使得有效值

60、，單位 為：vfl-定子頻率，單位為Hz;N1-定子每項繞組的串聯(lián)匝數(shù)；Kr1與繞組結構有關的常數(shù)；m每極氣隙磁通量，單位為 Wb.由上式可知，如果定子每項電動勢的有效值E1不便，改變定子頻率勢就會出現(xiàn)下面兩種情況，如果fl大于電機的額定頻率F1N,那么氣隙磁通量就會小于額 定氣隙磁通量。其結果是：盡管電機的鐵心沒有得到充分的利用 是一種浪費，但是在機械條件允許的情況下長期使用不會損壞電 機。如果fl小于電機的額定頻率，那么氣隙磁通量就會大于額定 奇襲磁通量。其結果是：電機的鐵心產生過飽和，從而導致過大 的勵磁電流，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。 要實現(xiàn)變頻調速, 在不損壞電機的條件下，充分利