基于plc和触摸屏的电动机速度pid控制系统的设计本科学位论文.doc

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1、临沂大学2014届本科毕业设计提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询专业提供全套毕业论文2014届 分 类 号：TP276 单位代码：10452 毕业论文（设计） 基于PLC和触摸屏控制的电动机速度 PID控制系统的设计 姓 名 田川 学 号 201009140139 年 级 2010 专 业电气工程及其自动化 系（院）汽车学院 指导教师 王君普 2014 年 3月 22日26摘 要步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的执行机构，在正常运行状态下，电机的转速、停止位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响。步进电机驱动器就是接受控制系统发出的脉冲信号（一般为PLC或单片机）并将其转化为步

2、进电机的角位移,也就是控制系统每发一个脉冲信号,驱动器就控制步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比，控制脉冲信号的频率，就可以对电机进行精确调速；控制步进脉冲的个数，就可以对电机进行精确定位。PLC从问世就在工业生产中占有重要地位，随着科技的不断发展，新产品的不断问世，PLC的地位虽然受到一定的冲击，但其仍然可以完成80% 以上的工业控制要求，并以其体积小、操作方便、价格便宜、抗干扰能力强等诸多优点仍在工业生产中占有重要地位。触摸屏作为一种新兴的输入设备，它是目前最方便、简单、自然的人机交互方式，与PLC等控制器的结合是未来工业自动化的必然趋势。旋转编码器是将角位移或直

3、线位移进行转换的一种装置，并以电信号的形式输出，前者称为码盘，后者称为码尺。拨码盘目前最为简便快捷的数字量输入设备，而且便宜能用，适用于各种场合。本设计用触摸屏给PLC发出指令，步进电动机驱动器接受PLC发出的脉冲信号进而驱动步进电机带动珠丝杆滑台做匀速的往返加、减速运动，通过触摸屏和拨码盘可实现速度的实时设定。旋转编码器与步进电机由联轴器同轴连接，将测量数值传输给PLC，PLC接收数据一方面进行计算后传输触摸屏进行速度的实时显示，另一方面PLC自带的PID模块进行数字量闭环控制，对电机转速进行精确地控制、调整。 关键词：PLC；步进电机；步进电机驱动器；旋转编码器；触摸屏 Abstract

4、Stepper motor is the executive body of the pulse signal into angular displacement or linear displacement, under normal operating conditions, the motor speed, the stop position depends on the pulse signal frequency and pulse number, is not affected by the change of load. Stepper motor driver is the p

5、ulse signal from the control system (usually PLC or MCU) into angular displacement of stepping motor control system, also is each send a pulse signal, the driver makes the step motor step angle. So the stepper motor speed and the frequency of the pulse signal is proportional to the frequency of the

6、pulse signal, control, can carry out precise control of motor speed control; the number of step pulse, can carry out precise positioning of the motor. PLC from being published in industrial production plays an important role, with the development of science and technology, new products are emerging,

7、 the position of the PLC although subject to certain impact, but it can still complete the industrial control requirements of more than 80%, and in many of the advantages of small size, convenient operation, low price, strong anti-interference ability still in industrial production plays an importan

8、t role in.The touch screen is an input device of emerging, it is a man-machine interactive way to the most simple, convenient, natural, combined with PLC controller is an inevitable trend of the future industrial automation. Rotary encoder is a device for signal conversion angular displacement or li

9、near displacement, the former is called the encoder, which is referred to as the yardstick. Dial the digital input device is simple, and cheap to use, is suitable for various occasions. Touch screen with the design to the PLC instruction, issued by PLC pulse signal is transmitted to the step motor d

10、river, driver to drive the stepper motor drives the screw slide uniform round-trip, acceleration and deceleration motion, through the real-time setting touch screen and can realize the speed dial. The rotary encoder is connected with the stepping motor by a coupling coaxial, the measured value is tr

11、ansmitted to the PLC, a PLC receiving data real-time display calculated transmitted touch screen for speed, on the other hand the PID built-in PLC modules for the closed-loop digital control, accurate control, adjustment of the motor speed. Keywords: PLC; Step motor; Stepper motor drive; Rotary enco

12、der; Touch screen目录1 设计任务11.1设计内容11.2设计方案12 硬件电路的选择12.1步进电机的选择12.1.1步进电机工作原理及分类12.1.2步进电机的特点22.1.3步进电机的计算、选择22.2步进电机驱动器的选择32.2.1 驱动器的基本原理32.2.1 步进驱动器细分的优点32.3 PLC的选择32.3.1 PLC简介及特点32.3.2 PLC中PID的计算42.3.3 PLC选型42.4触摸屏42.4.1触摸屏的工作原理及特性42.4.2触摸屏的分类52.5旋转编码器52.5.1旋转编码器工作原理介绍52.5.2旋转装编码器的分类52.6拨码盘、滑台63 硬

13、件电路的设计73.1步进电机与步进驱动器的连接73.2 PLC与触摸屏、拨码盘的连接73.3 PLC与旋转编码器的连接83.4滑台与PLC、旋转编码器、步进电机的连接93.5硬件电路原理图94 软件设计114.1 PLC主程序114.2 触摸屏程序165 设计系统的安装与调试225.1安装调试225.2总结23参 考 文 献25谢 辞261 设计任务1.1设计内容本设计为基于PLC和触摸屏的电动机速度PID控制系统的设计，主要任务为在触摸屏的控制、显示下，由旋转编码器与PLC自带的PID模块形成的数字量闭环控制系统，控制两相步进电动机带动珠丝杆滑台做匀速、加、减速的自动往返运动，并可通过出触摸

14、屏、拨码盘进行两地电机转速的实时设定。1.2设计方案图1：设计框图系统由触摸屏控制PLC，PLC根据触摸屏的指令作出相应的响应，发出脉冲指令给步进驱动器，步进电机驱动器驱动步进电机，步进电机带动滑台运动，同时旋转编码器测速，并将数据传送给PLC，PLC经过PID计算，一方面给触摸屏信号显示速度，另一方面进行PID 闭环控制。拨码盘与触摸屏可对步进电机进行两地实时的速度设定。2 硬件电路的选择 2.1步进电机的选择2.1.1步进电机工作原理及分类步进电机通过脉冲信号和反射到执行机构的相应角位移或线位移的脉冲信号控制。每一个脉冲信号都将使步进电机前进或者后退一个固定的角度，此角度称为步距角，由此知

15、道步进电机的角位移量和速度，严格的对应着输入脉冲的数量和脉冲频率。步进电机的角位移量可通过控制脉冲个数达到准确定位的目的；改变脉冲发出频率，就可以改变步进电机的转速，从而达到调节速度的目的。步进电机的种类很多,按照不同的标准有许多划分，例如按相数分则可以分为单相、两相和多相3种；按结构可以分为反应式、永磁式及混合式步进电机3类。步进电机的控制方式、基本原理都是一样的，不同的是为了适用不同的场合、恶劣的环境等制作工艺不同等等。2.1.2步进电机的特点 1）步进电机输入的脉冲数控制角位移量。 2）步进电机具有良好跟随性，没有累积误差。 3）步进电机与驱动器电路组成的开环控制系统,简单、廉价,又非常

16、可靠。 同时也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数字控制系统。 4）步进电机的动态响应快,易于启动、换向，但是效率低。 5）步进电机带惯性负载的能力较差，自身的振动和噪声较大。2.1.3步进电机的计算、选择 1)力矩与功率计算 P=M （1） 式中P为功率单位为瓦 w；为每秒角速度，单位为弧度 rad；M为力矩单位为 N/m。 =2n/60 （2）式中n为每分钟转速 r/min由公式（1）、（2）结合可得 P=2NM/60 2)步进电机选择三要素 步进电机的选择三要素包括步距角的选择、静力矩的选择和电流的选择。 步距角的选择负载精度决定步进电机的步距角。把负载的最小分辨率换算到电机轴上，得到每

17、个最小分辨率下电机应走多少角度（包括减速），步进电机的步距角要等于或小于此角度。步进电机的步距角一般有0.36/0.72（五相电机）、0.9/1.8（二/四相电机）、 1.5/3（三相电机）等。 静力矩的选择步进电动机的动态力矩不容易确定，所以我们一般先确定电机的静力矩。电机工作的负载决定静力矩，电机负载又可分为两类-惯性负载和摩擦负载。因为不存在单一的惯性负载和摩擦负载，所以步进电机直接起动时二种负载均要考虑，主要考虑加速起动时惯性负载，恒速运行时只考虑摩擦负载。正常情况下，静力矩为摩擦负载的2-3倍为佳，电机的机座及长度随静力矩的选定而确定（几何尺寸）。 电流选择电流参数不同的电机即使静力

18、矩相同，他们的运行特性也有很大的差别，电流可依据矩频特性曲线图判断。 据以上要素，本设计选用57BYG系列两相步进电机-57BYG501作为被控对象，额定电压为直流24V，额定电流为0.38A，电阻为60，电感为120mH，转矩为34.3N/cm。它不仅能满足设计的要求，而且更经济，性价比高。两相步进电机总共有4根导线分别对应A+，A-；B+,B-；A+，A-；B+,B-可用数字万用表测电阻获得，有示数说明是同相，否则反之。2.2步进电机驱动器的选择2.2.1 驱动器的基本原理 1)工作原理步进电机驱动器接受系统发出的脉冲信号（一般为PLC或单片机）并将其转化为步进电动机的角位移,也就是步进驱

19、动器没接收一个脉冲信号,就驱动步进电机旋转一个步距角。所以步进电动机的转速与脉冲信号的频率成正比。故控制脉冲信号的频率，就可以对电机进行精确调速；控制步进脉冲的个数，就可以对电机进行精确定位。 2)细分步进驱动器的细分就是把步进电机的转矩角进行细分，如57BYG系列步进电机，转矩角为0.9/1.8，西分数为10的话，转矩角就变成0.09，也就是步进电机一步只能转动0.09，是原来的十分之一。通过细分，可以提高电机的分辨率，更精确的控制步进电机的位置。2.2.1 步进驱动器细分的优点 1）完全消除了电机的低频震荡 2）提高了电机的输出转矩 3）提高了电机的分辨率 根据系统要求，选择了一款与57B

20、YG系列电机相匹配的带有细分功能的混合式步进电机驱动器SJ-2H30M5，驱动器相数2相，最大电流3A，电压DC 24-10V，细分数2/5/10/40,共阳极接法 OPTO CP DIR FREE， OPTO公共端， CP脉冲输入端 ，DIR方向脉冲输入端 ，FREE脱机信号输入端。2.3 PLC的选择 2.3.1 PLC简介及特点PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称。PLC采用可编程的存储器，用于储存内部程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟量输入输出控制各种类型的机械或生产过程。 PLC

21、特点： 1）使用方便，编程简单 2）功能强大、性价比高 3）用户使用方便，适应性强 4）系统的设计、安装、调试工作量小 5）维护方便2.3.2 PLC中PID的计算三菱FX2N系列PLC具有模拟量功能模块,如FX2N - 4AD、FX2N - 4DA、FX2N - 2DA,根据PLC提供的PID过程控制模块,我们设定好PID参数并运行，就能求得输出控制值,实现过程控制。 PID指令的源操作数 S1 、 S2 、 S3 和目标操作数均为D，16位运算占9个程序步。 S1 和 S2 分别用来存放给定值GD和当前测量到的反馈值FK, S3 S3 + 6存放控制参数的值,运算结果JG存放在 D 中。源

22、操作数 S3 占用从 S3 开始的25个数据寄存器。PID指令用于闭环模拟量控制,在开始之前,使用MOV指令将参数设定值预先写入数据寄存器中。如果目标操作数有断电保持功能,应使用初始化脉冲M8002的常开触点将它复位。 S3 S3 + 6被用来存放采样周期TS、动作方向、输入滤波常数、比例增益KP、积分时间TI、微分增益D和微分时间TD。PID指令占用 S3 + 7 S3 + 19, S3 + 20 S3 + 23用于输入、输出变化量增加、减少的报警设定值。 S3 + 24的03位用于报警输出。PID指令可以用于定时中断、子程序、步进梯形指令区和转移指令中,但是在执行PID 指令之前应使用MO

23、V指令将 S3 + 7清零.2.3.3 PLC选型 1）输入输出点的估计。根据系统的设计任务、使用的元器件的数量预估算输入输出 口得数量。 2）存储容量的估算。存储容量大小根据系统的复杂程度选择合适的。 3）控制功能的选择。包括运算功能，控制功能的选择，通信、编程、诊断和处理速 度等性能的选择。 根据系统的复杂程度、输入输出点的数量、信号输出方式为高频脉冲所以要选晶体管输出方式的PLC、负载功耗等因素，选择了三菱FX2N-32MT-001型号的PLC，16点输入/16点输出，内置8K容量的RAM存储器可扩展为最大16K，CPU运算处理速度0.08us，可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块，最高

24、20KHz的输出频率。2.4触摸屏2.4.1触摸屏的工作原理及特性触摸屏的工作原理是：用手指或其他物体触摸触控屏时，所触摸的位置将以坐标的形式被触摸屏控制器检测，通过接口(如RS232串行口)送到CPU，从而确定输入的信息。触摸屏系统由触摸屏控制器和触摸检测装置两部分组成。触控屏控制器的主要功能是接收在触摸点检测到的触摸信息，并将信息以坐标的形式传送给CPU，同时触控屏控制器接收CPU发来的命令并加以执行；触摸检测装置一般位于显示器的前端，主要功能是检测并传送用户的触摸位置给触控屏控制器。触摸屏有三大特性：一是透明性，触摸屏的操作界面是透明的。二是触摸屏是绝对坐标系统，绝对坐标系统的特点是每一

25、次的定位都是独立的。从物理学角度讲触摸屏是独立的坐标定位系统，触摸屏上的坐标都是每一次触摸的数据通过校准数据转化而成的。三是检测触摸并定位，每次一的触摸，触摸屏都会理解检测到，并对触摸点进行坐标定位，然后在进行数据处理。2.4.2触摸屏的分类触摸屏的分类方法有很多种，在这里只做简单的介绍，不做深入的探讨。根据触摸屏的技术原理可分为5个基本类型：矢量压力传感技术触摸屏、电阻式触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。矢量压力传感技术触摸屏已经退出了人们的视野；电阻式触摸屏定位准确，但其价格昂贵且易损坏；电容技术触摸屏设计合理，但容易失真且无法根本解决此问题；红外线技术触摸屏价

26、格低廉但是易损坏、反光；表面声波技术触摸屏，解决了以往存在的问题与缺陷，适用于任何场合，但是对屏幕清洁程度要求较高，如果屏幕上有灰尘，将反应迟钝甚至不工作。 综合系统设计的环境、触摸屏的价格适用场合等因素，选用三菱F930GOT-BWD-C型号的触摸屏，其4.4寸单色蓝白显示器-清澈优良的高解像度液晶显示器，厚度为49mm。具有简易的背景灯光更换，优良的耐酸环境、防尘、防水、耐油，保密功能、数据传输功能、时钟功能一应俱全。2.5旋转编码器2.5.1旋转编码器工作原理介绍旋转编码器是将角位移或直线位移进行转换的一种装置，并以电信号的形式输出，前者称为码盘，后者称为码尺。根据读出方式的不同，编码器

27、可以分为接触式和非接触式两类。采用电刷输出方式的是接触式，用电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件的是非接触式，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。2.5.2旋转装编码器的分类 1）增量式编码器增量式编码器是用周期性的电信号表示位移，再用计数脉冲表示电信号，即最终将位移的大小用脉冲的个数表示。绝对式编码器的每一个位置与确定的数字码一一对应，因此它的示值只和测量的起点和终点位置有关，而与过程无关。 2）绝对值式编码器 因为绝对值式编码器的每一个位置是绝对唯一的，抗干扰性强，不需要断电记忆，所以被广泛的用于各种工业

28、系统中的角度、长度测量和定位控制。绝对编码器的光码盘上刻有很多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线编排，如此，编码器的每一个位置，都可以通过读取每道刻线的通、暗获得。编码器的位置是由码盘的机械位置决定的，不受停电、干扰的影响。根据设计系统要求。脉冲频率、电机转速等因素，选择了欧姆龙的E6A2-CW5C型编码器，这是一款通用型、两项输出的编码器。每转一圈发出200p/r,其外径25mm，具有IP50的防护等级，采用4mm不锈钢旋转轴。该型号编码器总共有4根导线：黑线、白线分别对应A、B两项输入，我们用PLC的高速脉冲计数器C251，其对应输入端为A相X0，B相X1。褐色线对应直流24V

29、正极；蓝线对应负极（PLC输入端的com口与之对应）。2.6拨码盘、滑台BCD拨码盘由拨码盘和接线端子组成。BCD拨码盘有根导线，一根公共端，其余4跟分别表示8421。拨码盘可以表示0-9，10个数字，是非常便捷的数字量输入设备。 表1 BCD拨码盘状态表位置842100000100012001030011401005010160110701118100091001 本设计使用一行程为600mm的珠丝滑台上的滑块为控制对象，用联轴器将步进电机与滑台珠丝杆链接，步进电机转动带动滑台做匀速、加减速的自动往返运行。滑台两端按装有两对微动开关，一对用于自动换向，当滑块触碰到任意一个微动开关，自动换向；

30、另一对用于限位，如果系统出现故障，不能进行换向而是继续前行，那么滑块只要触碰任意一个微动开关，整个系统将断电，此时需要检查、维修。在滑台的另一端与步进电机同轴安装一旋转编码器，实时测算步进电机的转速，并将测量的数据传输给PLC 进行处理，最后通过触摸屏显示当前转速。3 硬件电路的设计3.1步进电机与步进驱动器的连接图2：步进电机与步进驱动器连接脉冲信号与方向信号由PLC发出，外接5V直流驱动电源驱动脉冲信号与方向信号接收端，外接24V直流电源驱动步进电机。步进电机A+，A-，B+，B-分别对应接入步进电机驱动器。细分数的设置，“ON”为0，“OFF”为1。4,、5一般为OFF，即拨到1的位置；

31、1、2、3是步距角的细分数，细分数2/5/10/40分别对应000/001/010/100；6、7、8为电机电流的细分数。3.2 PLC与触摸屏、拨码盘的连接 通过触摸屏按钮对系统进行启动、停止、加速、减速控制，并在触摸屏上显示当前行进方向，全程走过了多少。PLC通过与触摸屏连接的数据线进行通信，接受到触摸屏的命令后立即响应并发出相应的脉冲指令给步进电机驱动器。通过拨码盘可以对电机当前转速进行设定，拨动按键输入数值后PLC立即读取并执行。触摸屏也可以对电机当前速度进行设定，PLC也会立即响应。图3 PLC与触摸屏、拨码盘的连接3.3 PLC与旋转编码器的连接 图4 PLC与旋转编码器的连接 旋

32、转编码器每转一圈输出200个脉冲，由X0、X1把脉冲信号传送给PLC内部双向高速脉冲计数器C251，通过计数旋转编码器发出脉冲数就可得到相应的步进电机转的圈数、PLC发出脉冲数等。旋转编码器A、B两相输入，A相超B相，正传，C251加计数；B相超A相，反转，C251减计数。 3.4滑台与PLC、旋转编码器、步进电机的连接 图5 滑台与PLC、旋转编码器、步进电机的连接 滑台两端有两对微动开关，一对用于步进电机的自动换向，一对用于限位，只要碰到限位开关主电路就断电。旋转编码器和步进电机通过联轴器分别连接在珠丝杆的两侧，旋转编码器与步进电机同轴连接，测速更准确。3.5硬件电路原理图 表2 PLC对

33、应的输入输出端口分配输入端对应端口输入端对应端口输出端对应端口X0编码器A相X10（拨码盘高位）8Y0脉冲输出X1编码器B相X11（拨码盘高位）4Y1方向脉冲X2SQ3X12（拨码盘高位）2X3启动X13（拨码盘高位）1X4停止X14（拨码盘低位）8X5加速X15（拨码盘低位）4X6停止X16（拨码盘低位）2X7SQ4X17（拨码盘低位）1 图6 电路原理图 给PLC上电后，通过触摸屏按下启动按钮，PLC立即发出脉冲，通过输出端口吧脉冲序列传送给步进驱动器，步进驱动器立即响应，驱动步进电机带动滑台上的滑块做匀速的自由往返运动，触碰到滑台两端任意一个微动开关后将换向。与此同时，与滑台同轴连接的旋

34、转编码器对电机的转速进行测速，并把测量的数据通过端口传输给PLC，PLC一方面进过简单处理将电机转速出输给触摸屏显示实时速度，另一方面，进行PID计算，调节脉冲频率，控制电机转速。按下加速或减速按钮，步进电机将在接下来的5S内做匀加速或匀减速运动。通过拨码盘和触摸屏可以实现电机速度的两地控制，在允许范围内，任意输入数值，步进电机就会按照输入的转速匀速运动。4 软件设计4.1 PLC主程序 用GX work2编程软件编写PLC的主程序，步进电机的启动、停止、速度设定等一系列功能，均由程序控制完成。程序如下图:图7 PLC程序图7 PLC程序（续）图7 PLC程序（续）图7 PLC程序（续）图7

35、PLC程序（续）图7 PLC程序（续）4.2 触摸屏程序 第一步： 双击桌面快捷图标FX-PCS-DU，打开触摸屏编程软件，点击新建，弹出“项目设定”对话框提示，选择触摸屏型号、PLC型号和编程语言，见图7。 图8 项目设定设置完毕，单击“项目设定”对话框的“确定”，弹出画面清单，见图8。 图9 画面清单第二步：开始画面的制作。输入静态文字，点击快捷工具栏中，图标下凹之后，在触摸屏画面0任意位置单击左键，出现“字串”对话框。见图9。 图10 字串对话框在字串位置输入文字“ 临沂大学 创新创业项目”（或其它文字），调整字符的大小和位置，也可以通过改变字符“宽度、高度”来调整，点击确定时，如果出现

36、“部件宽度超出范围”，调整位置“X，Y”坐标即可。完成图如图10所示 图11首页完成图第三步：翻页按钮制作图12触摸键的设计点击工具栏黄色触摸键按扭，然后在画面任意位置单击，出现“触摸键”对话框，如图12所示。其中，键码默认为“FFFF”，一般不容许修改，按照要求，此按键作为页面翻页使用，“功能”中新部件选择“切换画面”，点击“插入”，弹出“画面切换”对话框，如图13。其中画面序号输入“1”，切换地址选择“直接”切换。点击确定，返回图13“触摸键的设计”，点击“键型”下拉按钮，弹出图14“键型选择”下拉框，原则上可以任意选择，按照要求，此处应选择透明虚线按钮。在“标签”位置，用户可以根据需要备

37、注触摸键的功能（如画面切换，此处因需要在任意位置触摸都要切换到下一画面，所以不需备注），然后点击确认，出现触摸键调整框，用鼠标拖动，将此按钮大小调整到触摸屏整个屏幕大小，以实现触摸任意位置都切换画面的目的。 图13画面切换 图14键型的选择 第四步：操作页面设计点击主菜单“显示和项目”下的“画面清单”子菜单，单击“新建”，弹出新建画面对话框，新建画面序号1，画面名称为“操作页”。见图15。 图15操作页面设计特别注意的是“安全”一项，共有15个安全等级，1为最低，如果设置安全等级，则下次打开时，需要输入密码，所以不要勾选此项，点击确定，完成画面的设置。“起动”按钮的设计。与画面0翻页按钮制作类

38、似，点击，弹出“触摸键”对话框，在“新部件”中选择“开关”，点击“插入”。弹出图16所示对话框。 图16启动按钮的设计其中“位元件”的选择，应根据程序中对应的元件标号输入，此按键有“瞬间、置位、交替、复位”四个功能供选择，此处选择“瞬间”。完成后，点击“确定”返回到“触摸键”设计界面。选择“键型”，可根据需要任意选择，“标签”可以根据需要备注位元件的功能，也可不写，然后调整按钮的位置和大小。为方便操作，点击，输入“起动”作注释，同样的方法，设置“停止”“加速”“减速”按钮。 第五步：指示器的设计方向指示器的设计。点击工具栏，在画面空白处任意位置单击，弹出“指示器”对话框。见图17。 图17方向

39、指示其中位元件选择“y0”（与程序设计对应），即当y0为ON时，显示颜色1黑色，否则显示颜色2白色，以“正向”作为注释。以此类推，做出“反向”指示。第六步：棒图设计 点击棒图快捷键，然后在空白处点击，弹出棒图设计界面。见图18。 图18棒图设计 从程序可知，“字元件”应选D201，数据大小16位，“显示值”为“当前值”，“图表类型”说明棒图填充的方向，“刻度位置”、“框架类型”及“刻度”根据需要自行设置。点击“确定”，调整棒图位置和大小，并添加数字标注。 第七步：速度给定、显示设置点击工具栏，然后在画面空白处点击，跳出“数值”对话框，见图19。 图19速度显示、给定其中“字元件”选D201（根

40、据程序设计），数据大小可以是16位，也可以是32位，“显示值”只能是“当前值”，按照项目要求，“设定许可”一项如果打勾，则D0的数值可以显示和更改，如果去掉选择，则D0的数值只能显示，因本项目要求。参数”中“增益1”、“增益2”、“补偿”是用来反映触摸屏显示的数值和PLC内实际数值的关系，如果设置为“110”，则触摸屏画面显示的数值和PLC内数值是一致的。如果要更改，则触摸屏显示数值=PLC内该元件值*增益1/增益2+补偿。“格式”按照需要自行设定，此处选“十进制”，“消零”表示输入值在不满足位数时，高位是否要用0代替。设定完毕，点击确定，添加注释“实际速度”、“给定速度”。 第八步：下载触摸

41、屏界面设计完成后，使用编程电缆连接计算机和触摸屏。见图20。 图20下载5 设计系统的安装与调试5.1安装调试 1）系统初步接线图21 初步接线2）硬件检测图22 硬件检测3）系统调试运行 图23 系统调试4）最终的接线图24 成果展示5.2总结 初次做设计，主要问题有以下四点 1）对元器件不够了解，购买时犹如“门外汉”。 2）布线太乱。线路不清晰，不整洁，给人杂乱无章的感觉，和美观不挂边。 3）细节问题还需注意。在接线过程中，由于不注重细节常常会找不到工具，没养成 良好的习惯。 4）程序可以更加简洁。程序要进行多次修改，该合并的合并，该删的删，要简单实 用。鉴于以上问题，我准备进行二次接线，

42、并对系统进行重新布局，不仅要美观还要少走“弯路、远路”，节约用线。PLC程序继续修改，达到简洁。在接线时，注意细节的养成，搞好实验室卫生。与此同时要学以致用，书本知识与实践相结合。参 考 文 献1周奕丽.基于PLC电子装置的模糊PID控制系统设计 J/OL. HTTP:/WWW.E 2 付少华.基于触摸屏和PLC实现电动机运行的一种设计.B.重庆与世界.2012-63 韩兆祥、李学英、万鑫、田竟.利用PLC和触摸屏实现多阶段PID温度控制.A.试验技术与管理.2008-64郑燕、吴佑林.PLC项目教程.高级.人民邮电报.20115秦春斌、张继伟.PLC基础及应用教程：三菱 FX2N系列.机械工

43、程出版.20116咸庆信、类延法.PLC技术与应用：专业技能入门与精通.机械工业出版社.7 崔剑平、赵振、王秋敏.PLC和触摸屏在控制系统中的应用.J.机械工程与自动化，2007（4），1602161.8 张守元.动态过程中PID控制参数模糊整定的探索，J.矿冶工程，2010（09）.9 王汉芝、刘振权.基于触摸屏和PLC的多路温度监控系统 J.天津大学学报，2007，22（1）：44-47.10 王成福.可编程控制器及其应用 M.北京：机械工程出版社，2005.11 孙晗.基于PLC 的 PID 控制算法的设计.佳木斯大学学报(自然科学版),2010,9(28)5:712 713.谢 辞本论文实在汽车学院王君普老师的悉心指导下完成的。王老师作为学院骨干教师，经验丰富，尤其在PLC方面更是有很深造诣，在论文写作和实物设计制作过程中，对我进行了耐心的指导和帮助，对我提出严格的要求，并引导我不断开阔思路