论文总字数：13563字

摘 要

在本文中，利用PLC和霍尔传感器来实现电机转速系统的设计，以及数据输出的时候，利用4位8段数码管进行实现，重点阐述了系统的工作原理和电机转速测量系统的硬件结构，编写了一套低成本且适当程序，并能完全获得电机的转速和可靠的测试数据,在最后的数据实现中，通过组态王软件的实时显示，能够更加直观方便的得到相应的数据，更加充实了系统设计的功能，也通过组态王和PLC的连接，增加了一定的实现难度。

关键词：电机测速 数据输出 系统原理 测试数据

Motor speed system design based on PLC

Abstract

This paper introduces the use of PLC and motor speed measuring system of hall sensor design, the system through four 8 period of digital display tube to realize data output, convenient and intuitive, expounds the basic working principle of motor speed system and hardware, and write the corresponding program, system builds the cost is low, and can obtain high accuracy and high reliability of the motor speed test data. In the final data, through kingview software of real-time display, more intuitive and convenient to get to the corresponding data, enriching the function of system design, through the connection configuration king and PLC, also increased the implementation of the certain difficulty.

Keywords: The motor speed; Data output; System principle; test data

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 电机测速在社会生产发展中目的和意义 1

1.2 当今国内外电机测速系统的发展状况 1

第二章 转速测量系统的原理 2

2.1 转速测量方法 2

2.1.1 测频率法(M法) 2

2.1.2 测周期法(T法) 2

2.1.3 测频率/周期法(M/T法) 2

2.2 转速测量原理 2

第三章系统硬件设计 4

3.1 传感器的选择分析 4

3.1.1 霍尔传感器 4

3.1.2 光电传感器 4

3.1.3 光电编码器 5

3.1.4 传感器选定及说明 5

3.2 PLC控制系统的设计分析 8

3.2.1 PLC的发展历程 8

3.2.2 PLC的发展历程 8

3.2.3 PLC的特点 8

3.2.4 PLC的工作原理 8

3.2.5 PLC控制系统设计原则的设计步骤 9

3.3 硬件方案 9

3.3.1硬件I/O口分配 10

3.3.2 I/O分配表 10

3.3.3 硬件电路和电气控制系统接线图 10

第四章 软件设计 11

4.1 计数器指令的对比 11

4.1.2 高速计数器指令 12

4.2程序的流程图 13

4.2.1 梯形图程序 13

第五章 组态软件对现场状态监控的实现 16

5.1 组态王的监控 16

5.2设置图形界面 16

5.2.2构造数据库 17

5.2.3建立动画连接 18

第六章 结 束 语 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 引言

在实际工程中，我们常常会在很多地方需要测量转速的，例如在机床旋转设备运转和控制过程中，需要各种场合和模式下测量转速。为了让测量的转速有一定的准确性,在测量转速的时候可以用平均值来统计，这样就可以让电机在不同的转速条件下以平均的姿态来获得准确的数据信息，本文的电机测速系统是建立在PLC的基础之上的，通过PLC的计数器来记录数据，而数据的获得可以利用霍尔传感器的脉冲来采集获得，然后将采集的信号输入到PLC中，通过多方面的研究和学习，本次试验我很选用的PLC型号是西门子S7-200。上面提到了运用平均转速来实现准确性，通过学习和了解，运用公式计算，最后可以得到转速的数据，但是要想直观，本论文中还会在最后运用到组态王这一监控软件来实现具体的数据显示，让数据更加直观。

1.1 电机测速在社会生产发展中目的和意义

时代的发展带动各国技术的进步，很多新型技术在开发出来后，便会产生多种依托产品的出现，本题目中出现的额各种传感器对比和新器件，也带动了国家的工农业发展。各国在工农业的发展中运用到了很多技术，包括电机测速和信息的采集技术，电机的测速中，信息的采集很重要，它直接影响到了测速的合理性和准确性，通过测电机和待测电机转轴向联系，意思就是把待测的电机转轴和测速电机的转轴连起来，前者的电压反应就是转速的反应。电机转动的速度和给定的电压是有关系的，如果给定的电压偏高，那么电机的转速也会偏大，但是为了保证其中的准确性，在测速系统中，也需要进行详细的研究，所以系统设计非常重要。

本设计的内容包括综合知识，对电机的测速和设计，研究了更多的测量原理和测量方法，并在测量系统中涉及到了速度采样问题，最后，将PLC和组态王的各自功能结合起来，来实现数据的显示。

1.2 当今国内外电机测速系统的发展状况

在现在的工农业发展中，电机转速的测量也是发展的比较成熟的阶段了，用于设计的方案也有很多，比如利用电磁原理等，或者运用别的软件技术，包括单片机或者其它方面的方式方法。随着很多新技术的产生，特别的和光电有关的技术，也加快了新的电机测速技术的产生。

第二章 转速测量系统的原理

电机的转动速度的测量简单的说就是在一定的时间内，电机所转动的圈数，这个圈数可以通过测量获得，比如霍尔传感器等器件。

2.1 转速测量方法

旋转测速就是将旋转的物品上安装磁片或者金属物品，在旋转的时候可以配合传感器产生有一定脉冲频率。

2.1.1 测频率法(M法)

M法测速直白的说就是在规定的时间节点内，通过频率的方法测量出电机的转速。可以利用一个公式来计算：f1=N1/t1。 F1 和Z相除所得到的是电机的转速，T1表示的是以秒作为单位，以分钟为单位，转速的公式如下所示：

(2.1)

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