机调速控制系统硬件设计系统硬件设计控制电路设计系统硬件布局图系统硬件配置图外部接线图系统分析控制电路分软件设计编程软件及组态设计的简介系统组成功能及通讯编程软件简介项目的硬件组态程序编写通信与通信相关软件介绍组态设计组态监控界面组态变量控制过程结论参考文献摘要随着自动化水平的不断提高，越来越多的工业控制场合需要精确的位置控制。因此，如何更方便更准确地实现位置控制是工业控制领域内的个重要问题。伺服系统是以机械运动的驱动设备，伺服电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统,这类系统控制电动机调转速，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求本文主要介绍了利用西门子输出的模拟量伺服控制器完成了对伺服电机转速精准的控制。提高了系统控制的可靠性和精确度。满足了工业现场的需要。关键词伺服电机模拟量，引言伺服电机在自动控制系统中用作执行组件，它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种通讯方式，利用或方式与上位机进行通讯，实现控制模拟量控制方式，利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。简单方便的实现对伺服电机转速的精确控制是工业控制领域内的个期望目标，本文主要研究如何利用输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为精准的控制概述伺服电机控制技术现状从年代后期到年代初期，随着微处理器技术大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高，交流伺服技术交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。交流伺服驱动技术已经成为工业领域实现自动化的基础技术之，并将逐渐取代直流伺服系统。交流伺服系统按其采用的驱动电动机的类型来分，主要有两大类永磁同步型电动机交流伺服系统和感应式异步型电动机交流伺服系统。其中，永磁同步电动机交流伺服系统在技术上已趋于完全成熟，具备了十分优良的低速性能，并可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求。并且随着永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低，其在工业生产自动化领域中的应用将越来越广泛，目前已成为交流伺服系统的主流。感应式异步电动机交流伺服系统由于感应式异步电动机结构坚固，制造容易，价格低廉，因而具有很好的发展前景，代表了将来伺服技术的方向。但由于该系统采用矢量变换控制，相对永磁同步电动机伺服系统来说控制比较复杂，而且电机低速运行时还存在着效率低，发热严重等有待克服的技术问题，目前并未得到普遍应用。系统的执行元件般为普通三相鼠笼型异步电动机，功率变换器件通常采用智能功率模块。为进步提高系统的动态和静态性能，可采用位置和速度闭环控制。三相交流电流的跟随控制能有效地提高逆变器的电流响应速度，并且最多可添加个。图中定义的名称输入的网络地址第三步添加鼠标右键点击所添加的的名称，进入添加文件夹并命名。图添加第四步添加条目鼠标右键点击文件夹，进入添加内存数据的条目并定义内存数据。图添加第五步用测试客户端检测配置及通讯的正确性软件带有内置的测试客户端，用户可以方便的使用它检测配置及通讯的正确性。将测试的条目拖拽到测试客户端，然后点击在线按钮使之在线，如果配置及通讯正确，会显示数据值，并在栏中显示，否则这栏会显示。如图之软件概貌所示组态设计监控开发软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。经过近十年的各种突发环境的真实考验，已有几万例工程在现场运行，支持超过种硬件设备包括总线设备板卡变频器及仪表。组态王软件完全基于网络概念，是个完全意义上的工业级软件平台，现已广泛应用于化工电力邮电通讯环保水处理冶金和食品等各行业。它具有适应性强开放性好易于扩展经济开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层监控层管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题画面数据动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且它能充分利用的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式数据链接功能。组态监控界面使用实现控制系统实验仿真的基本方法图形界面的设计。构造数据词典。动画连接的建立。运行和调试。实际上这五个步骤并不是完全的，常常是交错进行的第步，启动项目管理器，选择菜单文件新建项目或单击新建按钮，弹出种选项单用户项目多用户项目客户及项目。第二步，单击单用户项目继续。弹出新建项目对话框，输入新建项目的路径。第三步，单击下步继续，弹出新建项目向导之三对话框，如图，在项目名称文本框中输入项目的名称，该项目名称同时将被作为当前工项目的路径名称。在项目描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于个字节，项目描述长度应小于个字节。单击完成完成项目的新建。图新建工程名称和描述第四步，将该项目设为新建工程，执行文件设为当前项目命令单击是按钮。如图。图设置为当前工程组态变量第步添加逻辑连接添加个通讯驱动程序。右击浏览窗口中的变量管理在快捷菜单中选择添加新的驱动程序选择,并单击打开按钮，所选择的驱动程序将显示在变量管理的子目录下，如所示图新建画面第二步添加变量组在变量管理中会出现驱动程序的变量组链图连接变量组第三步添加的驱动在点击新的程序连接，将打开的条目管理器。选择中的,并点击过滤服务器，弹出过滤标准的对话框中，点击下步，如图图连接第四步建立出现已经建立的对话框，选择已建的，并添出现加条目，完成后。在下将的链接，已经添加的条目，如图图设置创建组态画面打开图形编辑器，并新建个画面图创建新画面变量链接右击按钮从快捷键菜单中选择属性菜单项，打开对象属性窗口，在事件框中选择单选项常数并在编辑框输入数值图设置独享属性在目标框中选择单选项变量，单击旁边的按钮，打开变量选择对话框，选择变量，如图图设置变量图设置变量根据硬件和程序设计绘制组态画面。可以用图库插入需要的伺服电机通讯电缆，绘制完成的画面如图图最终组态画面控制过程在中速度输入值设置个对话框，可输入位数值，然后将此对话框中的数据属性设置成对应中的整形变量数据如。目的是当在对话框中输人数值后，电机就能达到该数值相应速度输出的模拟量是，对应的整形数据是而伺服电机的输入模拟量是。对应的转速是。由于这些数值都是理论上的，并且最终希望得到的还是输入值对应上转速即可。因此，模拟量作为中间环节仅做参考。需要重点考虑的还是输入值整形数据和实际转速。经过直接实测，测试数据如表所示表直接实测数值表输入值整形数值实际转速由表可看出，输入值和实际转速相差甚远，而唯的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先找到最高转速和最低转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表所示表实测对应数值表整形数值实际转速的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表的数据列出直线方程组，计算出输入值和整形数值之间的关系。解得设实际转速为，整形数值为那么关系方程为通过。实现则需妻用到数字运算指令，具体如图所示图数字运算指令实现对应关系运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作由于输出口不接受双字数据所以仅传字数据，即可。如图所示图模拟量输出口传送指令这样就基本上完成了从对话框输入速度值，经过运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机，伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值整形数值实际转速如表。表运算后的实测数值表输入值运算后数值实际转速结论西门子具有功能齐全模块化编程简单可靠等优点，而且其组态画面调试方便，利于现场操作人员调试。组态软件作为用户可定制功能的软件平台工具，利用其良好的通信能力和人机界面，在机上开发出友好界面，使工作人员可以实时监控，同时可实现系统故障报警打印报表。本文中的基于伺服电机调速系统正好充分利用了西门子的这些特点。伺服电机接触器等可安装在台控制柜内,可就地或远程操作，其操作方式简单灵活。但要注意伺服控制器和电机的散热和电磁干扰问题。在电机开始启动时，可能对伺服控制器造成干扰。电机在调速供电方式下切换时须注意各接触器闭合和断开顺序,接触器应该有足够的延时以防止电机绕组产生的感应电动势加载到伺服驱动器的输出逆变桥上造成电机的损坏。致谢多谢各位老师和同学的帮助。在这里我首先要感谢沈建冬老师，沈老师经验丰富，给我讲了他的很多宝贵经验，让我获益匪浅。是他在我的整个毕业设计过程中，给我提供了毕业设计所需要的资料，帮助解答我在毕业设计中遇到的问题。沈老师平易近人做事严谨，更是我生活上的榜样。其次，非常感谢我的师兄郭同学，他在百忙之中指导我如何论文排版，使我能顺利的完成论文。最后，非常感谢自动化实验室的老师们，是他们为我准备好了毕业设计的工作环境。经过了这几个月的毕业设计，我对四年的专业有了更进步的理解。通过对新知识的