基于S7-200PLC直流电机测速系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代经济的迅速发展，推进了社会的进步、促进了农业生产和工业生产能力提升，转速测量的工农业生产中经常遇到的问题，切实地解决这一问题是各国科学家解决的重点。解决测速问题，首先要解决的是采样问题。在使用模拟技术制作测速表时，经常用到测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速高低，为了能够准确地测量转速还要保证测量的实时性，要求测得平均转速的方法，因此，新的转速测量系统的设计具有重要的意义。

这次设计的内容包含知识全面，对传感器测量电机转速的方法及设计原理有较多的介绍，在测量系统中运用到关于测量转速的采样问题，PLC的内容以及组态王中的转速显示和组态与PLC的连接使用。

2. 课题关键问题和重难点

在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、机床主轴等旋转设备的运转和控制过程中，需要分时段或者连续测量并显示其转速，这里的转速有瞬时速度也有一段时间里的平均速度。为了保证能够精确的测量转速，还要保证转速的可靠性，能够准确的计算平均速度，本文提出了一种基于PLC的电机转速测量系统的设计方案，利用霍尔传感器采集脉冲信号，并输入到西门子S7-200系列PLC中，通过定时器定时，计数器计数脉冲，并运用计算公式计算得到这段时间内的平均转速，并按要求显示到组态王中。

3. 国内外研究现状（文献综述）

目前测速方法有很多，接下来我将分析一下文献中常见的几种测速方法的原理和优劣之处。

（1）m法测速是指在一定时间 t1内，计数传感器获得的脉冲信号n1，用以计算这段时间内的平均转速。那么被测信号的频率就可以用f1=n1/t1，所以又称为频率法。电机每转动一圈共产生z个脉冲信号，用t1除以z就得到了电机的转速，时间t1是以秒为单位的，而转速的单位是转/分，所以转速的表达式为：n=60n1/zt

在上式中，z和t1都是常数，z表示转盘上磁片的个数，因此转速n和n1成正比的关系。高速运转时n1大，误差就小，速度越小误差就越大，转速过低时n1将小于1，传感器就不能正常检测脉冲信号，所以m法指适用于高速段。

4. 研究方案

一般转速长期测量系统是预先在电机转轴上安装一个有6个磁片的测速转盘，用霍尔感器获得一转6倍转速脉冲，再用测频的方法来实现转速测量。生产过程中运用到一些临时的电机测速系统，这些测速多采用光电传感器，在电机的转轴上预先放置一个能使电机旋转一圈就得到一个转速脉冲的标志，然后就用测频方法来测量转速。计算转轴的频率和转速，用传感器将转动过程中获得的信号转化为电脉冲，利用公式进行计算即可获得转速。

在对转速波动较快的系统或者要求动态特性好而且精度高的转速测量系统中，调节周期一般很短，所以相应的采样周期也应该很小，使得脉冲量增高时导致整个系统测量精度降低，难以满足测速的要求，提高采用速率就要减小采样时间，而采样时间的减小会是采样得到的脉冲个数下降，导致脉冲当量(每个脉冲所代表的转速)增高，从而使得测量精度变得粗糙，通过增加测速转盘的磁片数可以提高精度，但是磁片数的增加往往会受制造工艺的限制，同时也会使转速测量脉冲的频率增高，频率提升又会受到传感器中磁电器件最高工作频率的限制。各种因素限制了常规智能转速测量方法的测量范围。

系统硬件选型及设计：

1.传感器的选用

5. 工作计划

第1-3周 接受任务书，领会课题含义；查阅相关资料，理解有关文章；翻译相关英文文献；提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；

第4-6周 确定系统硬件电路；

第7-8周 进行硬件电路相关参数设计；