论文总字数：26320字

摘 要

本文在讨论电机控制技术的基础上，深入研究了其中的控制系统结构。从系统设计的角度出发，提出了基于PLC的控制系统解决方案。通过对组态软件WinCC flexible的学习，设计讨论了电机控制系统的硬件和软件结构及其组态，并在软件中建立了类别丰富的报警机制。在分析电机控制系统的基础上，确定了系统的整体结构。

本文重点对电机控制方案进入了深入而详细的讨论，在硬件设计中，从传感器选型、控制器选型和元器件选型进行讨论，并将最终结果绘制在电气原理图中。在软件设计中，较为详细的阐述了软件设计过程，通过组态软件与PLC的通信，实现了对电机控制系统的检测与控制。本文方案满足了系统可靠性、稳定性和时效性要求，体现了先进性和实用性的统一。

关键词：齿轮箱试验台 电机控制 WinCC flexible S7-300

ABSTRACT

On the basis of the comprehensive discussion of motor control technology,a thorough study of the control system structure was presented.From the point of the system design, one scheme is proposed based on PLC.With the study of the configuration software WinCC flexible, the hardware and software structure of motor control system and its configuration with rich warning mechanism category in software have been designed.The overall structure of the system is determined based on the analysis of the motor control system's function.

The control strategy of motor with deep and detailed discussion was focused on .In the hardware design, the selection of sensors, controller and components are discussed, and the final result is drawn in the electrical principle diagram.In the software design, the software design process has a more detailed description, through the communication of configuration software and PLC, the detection and control of the motor control system has been realized.This scheme could meet the system reliability and stability and time-effectiveness demand function, embodies the unity of advancement and practicability.

Key Words：Gearbox Test Bench；Motor control；WinCC flexible；S7-300

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1课题意义 1

1.2齿轮箱试验台国内外研究现状 1

1.2.1齿轮箱试验台简介 1

1.2.2国内发展现状 2

1.2.3 国外发展现状 3

1.3研究内容及技术路线 4

1.4本章小结 5

第二章 系统总体设计方案探讨 6

2.1系统需求分析 6

2.1.1分析被控对象 6

2.1.2 电机控制系统检测需求分析 7

2.1.3 控制系统主要性能^[9] 7

2.2控制系统设计原理 7

2.2.1被测量简析 7

2.2.2 传感器性能简析 8

2.2.3 CPU选择 8

2.2.4 总线方式 9

2.3 信号采集方案的确定 10

2.4 软件平台的确定 11

2.4.1 组态软件的功能 11

2.4.2组态软件的系统组成 11

2.4.3 WinCC flexible 概述 12

2.4 总体设计 13

2.5 本章小结 14

第三章 系统硬件选型和电路设计 15

3.1 系统结构原理图 15

3.2 传感器选型 16

3.2.2 扭矩传感器选型 17

3.2.3电流表、电压表、功率表选型 18

3.3 元器件选型 19

3.4 PLC模块选型 20

3.6 控制器选型 21

3.7 电气原理图 22

3.8 本章小结 23

第四章 系统软件设计 24

4.1软件功能分析 24

4.1.1 待测参数处理 24

4.1.2 数据显示 24

4.1.3软件功能 24

4.2软件界面设计 25

4.2.1 软件功能分析 25

4.2.2 软件界面 26

4.3软件编写过程 27

4.3.1 WinCC flexible 软件设计 27

4.3.2 PLC程序设计 33

4.3.3 变频器与PLC的DP通讯 35

4.4软件使用说明 37

4.4.1 新建用户 37

4.4.2 用户首次登录 37

4.4.3 参数设置 38

4.4.4全貌图概述 38

4.4.5趋势视图 39

4.4.6 报警视图 39

4.4.7 数据存储 40

4.5本章小结 40

结语 41

致谢 42

参考文献 43

附录 45

第一章 绪论

1.1课题意义

齿轮及齿轮箱作为机械设备中一种必不可少的连接和传递动力的通用零部件，作为传递运动和动力的装置其性能直接决定着设备能否正常工作。但实际中齿轮传动的大量问题是综合性的，不少问题难于进行理论分析和纯数学定量分析，而必须借助试验的方法解决。

齿轮箱试验台通过模拟各工况下的试验对齿轮箱性能的研究具有重要的作用和意义。为更好的模拟实际工况下的条件，对电机的精确控制起到了决定性因素。通过对电机转速和转矩的精确控制，使得试验结果更加准确。

针对电机控制的方法，了解齿轮箱试验台需要完成的台架试验，同时结合现代控制技术、通讯技术等特点设计齿轮箱试验台电机控制系统。与当前生产管理方式和控制技术水平相适应，从而提高齿轮箱试验台的试验结果的精度，也为提高齿轮箱试验台中电机控制系统的自动化水平。

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