毕业设计（论文）-基于PLC和异步电机的水平工作台控制设计.doc

PLC控制异步电基于机的水平工作台第1章 基于PLC控制异步电机的水平工作台设计原理1.1基于PLC控制异步电机的水平工作台设计分析水平工作台的控制是一个重要工序。人工完成这工序是一个繁重的过程，效率非常低。为了提高产量，节省人力，同时保障人身安全，厂家需要一个自动化程度很高的控制系统。可编程控制器(即PLC)可靠性高，组合灵活，编程简单，维修方便，但PLC在人机对话、故障判断、线路修改等方面有一些不便。并且，要想直观地了解生产过程和监控信号的动态变化，必须选择一个上位机来配合PLC，才能组成较好的自动控制系统。因此，设计一套由触摸屏和 PLC共同组成的控制系统。异步电机旋转一周，滚珠丝杠也旋转一周，装在滚珠丝杠另一端的旋转编码器也旋转一周，输出一周的脉冲信号，同时，工作台水平移动一个丝距的距离。当工作台上的定位贴片靠近接近开关时，接近开关输出信号。途中所示工作台上的电机为自带减速机的异步电机，其减速比为1：10，即电机转轴10圈，减速机的输出轴转1圈，电机的工频转速为1300rpm，即输出频率为50HZ时的电机转速为1300rpm。旋转编码器为1024线。控制方案要求：1、将接近开关2作为原点，1和5分别为左右极限；无论设备处于何种工作状态，遇到左右极限时都必须停止且不可向超限的方向运行；2、当工作台不在原点时（无论在原点左边还是右边），按下复位按钮，工作台回到原点；若在原点，则复位按钮无效；3、设手动，单步和自动模式；4、假定滚珠丝杠的丝距为5mm，工作台处于原点时，在自动模式下，按下启动按钮，工作台以段速1向前（接近开关5的方向）运行40mm，然后再以段速2向前运行40mm，以此类推，走完160mm之后，停止3秒，然后快速返回原点。5、在单步模式下，每按一下启动按钮，工作台完成一步，第一步必须是在原点时才可以启动；上一步完成之后;触发信号才有效，走完第四段之后，再按一次启动，工作台就回到原点；6、手动模式下，无需设备处于原点就可以启动，可控制工作台的前进和后退，注意左右极限即可；7、无论设备处于何种工作模式，按下停止按钮时，设备都停止在当前位置，并且必须要复位至原点，才能以自动或单步模式再次启动；动作的简单时序如下：时间t输出频率f启动按钮时间t进给速1进给速2进给速3进给速4高速快退至原点小车分四段右向进给运行停顿3秒图1-1小车运动方式触摸屏设计要求：所有的触发信号要可以通过外部按钮输入，也可以通过触摸屏输入；如：启动按钮，可用PLC的输入端子输入，也可以由触摸屏上的某一个按钮来输入；该控制系统，运行稳定，安全可靠，操作方便，自动化程度高，大大提高生产效率，充分发挥了PLC功能强、编程简单、故障率低、易维护保养等优点和触摸屏友好的人机界面功能。1.2 基于PLC控制异步电机的水平工作台设计特点1、控制系统结构简单，通用性强PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。用PLC改造要比实际电路接线节省许多成本。2、编程方便，易于使用PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。3、体积小，维护操作方便PLC体积小，质量轻，便于安装。PLC的输入/输出系统能够直观的反映现场总线信号的变化状态，还能通过各种方式直观的反映控制系统的运行状态。第2章 基于PLC控制异步电机的水平工作台硬件设计CPU单元负责控制整个生产过程。触摸屏通过和CPU进行通讯，传达用户的指令，从而改变系统的运行状态。输出模块向外部设备传送输出信号，使不同的执行机构动作。对执行机构状态的改变，通过行程开关将其信号反馈给输人模块。CPU单元又从输人模块读取数据，根据数据的变化执行不同的控制操作，由此构成了整个控制回路。根据系统控制要求、所需的IO点数、工作环境等因素，可编程控制器选用信捷公司XC3-48T-E系列可编程控制器。触摸屏采用信捷公司TH765-N型。2.1 PLC可编程控制器简介 2.1.1可编程控制器的定义可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。定义强调了PLC是：1、数字运算操作的电子系统也是一种计算机2、专为在工业环境下应用而设计3、面向用户指令编程方便4、逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作5、数字量或模拟量输入输出控制6、易与控制系统联成一体 7、易于扩充 2.1.2可编程控制器的产生20世纪20年代起，人们把各种继电器。定时器。接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统由于它结构简单。容易掌握。价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差.20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置.为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：(1) 编程方便，可现场修改程序(2) 维修方便，采用插件式结构(3) 可靠性高于继电器控制装置(4) 体积小于继电器控制盘(5) 数据可直接送入管理计算机(6) 成本可与继电器控制盘竞争(7) 输入可以是交流150V以上（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等（9）扩展时原系统改变最小（10）用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装配过程的需要）十项指标的核心要求是采用软布线（编程）方式代替继电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。 2.1.3 可编程控制器的发展趋势PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。具体表现在以下几个方面。（1）向小型化、专用化、低成本方向发展随着微电子技术的发展，新型器件大幅度的提高功能和降低价格，使PLC结构更为紧凑，相当于一本精装本书的大小，操作使用十分方便。PLC的功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上。（2）向大容量、高速度方向发展大型PLC采用多微处理器系统，有的采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度提高，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外，存储容量大大增加。（3）智能型I/O模块的发展智能型I/O模块是以微处理器和存储器为基础的功能部件，它们的CPU与PLC的主CPU并行工作，占用主CPU的时间很少，有利于提高PLC的扫描速度。（4）基于PLC的编程软件取代编程器随着计算机的日益普及，越来越多的用户使用基于个人计算机上的编程软件。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通行接口的参数等。（5）PLC编程语言的标准化与个人计算机相比，PLC的硬件、软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。在硬件方面，各厂家的CPU模块和I/O模块互不通用。PLC的编程语言和指令系统的功能和表达式也不一致，因此各厂家的可编程序控制器互不兼容。为了解决这一问题，IEC制定了可编程序控制器标准。标准中共有5种编程语言，允许编程者在同一程序中使用多种编程语言，这使编程能够选择不同的语言来适应特殊的工作。（6）PLC通信的易用化PLC的通信联网功能使它能与个人计算机和其他智能控制设备交换数字信息，使系统形成一个统一的整体，实现分散控制和集中控制。（7）组态软件与PLC的软件化个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。（8）PLC与现场总线相结合现场总线I/O与PLC可以组成功能强大的、廉价的DCS系统。（9）开发新型特殊功能模块I/O组件可以提高PLC的智能化、高密集度和增大处理能力。(10) CPU的处理速度进一步加快目前，PLC的处理速度与计算机相比还比较慢，最高的CPU也不过80486，将来会全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU进行处理、分时处理或分任务处理方式，将各种模块智能化，部分系统程序用门阵列电路固化，这样可使PLC的处理速度达到纳秒级。 2.1.4可编程控制器的特点可编程控制器实际上是面向用户需要，适宜安装在工作现场的、为进行生产控制所设计的专用计算机。因而它和计算机有基本类似的结构，但按其作用它有自己的特点： （1）编程简单，使用面向控制操作的控制逻辑语言。比如，梯形图、顺序功能流程图。生产现场的工人易于掌握和使用它，便于普及和应用。 （2）可靠性高，抗干扰能力强，适于在恶劣的生产环境下运行。它完全不需要一般计算机所要求的环境。因为它采用了很多硬件措施（屏蔽、滤波、隔离等）和软件措施（故障的检测与处理、信息的保护与恢复等），以提高可靠性，适应生产现场的要求。 （3）系统采用了分散的模块化结构。这不但使之可针对各类不同控制需要进行组合，便于扩展；也易于检查故障和维修更换，从而大大提高了效率。目前较高档的PC还配有各类智能化模板，如：模拟量I/O模板，PID过程控制模板，I/O通讯模板，视觉输入、伺服及编码等专用模板等等，大大提高了PC的功能与适应性。 （4）由于PC采用了大规模集成电路技术和微处理器技术，故可将其设计得紧凑、坚固、小体积，再加上它的可靠性，PC易于装入机械设备内部，实现机电一体化。 （5）相对于继电器逻辑控制而言，PC可节省大量继电器，故降低了成本且提高了可靠性，而且用程序来执行控制功能，使其灵活易于修改。这一切都大大提高了其性能价格比。（6）目前中、高档PC均具有极强的联网通讯能力。通过简单的组合可连成工业局域网，在网络间通讯。并可通过网络连接主控级的计算机，实现计算机集成制造系统对全厂的自动化生产和管理都能进行控制。 2.1.5 可编程控制器的应用 目前可编程控制器已广泛应用于交通运输、食品工业、木材加工、采矿、冶金、化工、石油、环保（污水处理）、市政（供水、供热）、电力、水泥生产、机械制造、汽车制造、造纸、纺织、娱乐等各行各业。如果从PC具体的控制对象和类型来看，它有如下几个方面的特点： （1）用于顺序逻辑控制这是早期PC与现代PC都具备的基本控制类型。如：电站设备的自动起停、石油化工各种阀门的自动关闭、机床电气控制、高炉上料、货物存取（仓库、停车场）、电梯控制等各种单机、多机群、自动生产线的控制等。 （2）用于闭环过程控制现代的中高档PC都具有PID控制功能，可监控多个回路进行PID调节控制，能对温度、流量、位置、速度等进行闭环过程控制，如：锅炉、冷冻、反应堆、自动电焊机等等。 （3）用于机械加工的数字控制和机器人的控制PC能和机械加工中的数控机床与加工中心结合进行数值控制。PC也用于对自动化生产网络中的机器人进行控制，如自动加工生产线或自动焊接线上的机器人的多维机械动作的控制。 （4）用于组成多级分布式控制系统PC是组成多级分布式控制系统的底层车间生产级的基本设备。可和其它各级通过工业局域网通讯，以实现全厂自动化生产网络的计算机集成制造系统的生产方式。目前各大PC生产厂家都分别建立了自己的多级分布式控制系统。据说，美国一些大的PC厂家：A-B公司、GE公司、GOULD公司等，和美国一些大的计算机厂家：IBM公司、DEC公司、HP公司、MOTOROLA公司等已表示同意遵守美国 2.1.6可编程控制器的主要功能1、条件控制功能条件控制（或称逻辑控制或顺序控制）功能是指用PLC的与、或、非指令取代继电器接触的串联、并联极其他各种逻辑连接，进行开关控制。2、定时/记数控制功能定时/记数控制功能指用PLC提供的定时器、记数器指令实现对某种操作的定时或记数控制，以取代时间继电器和记数继电器。3、数据处理功能数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算、逻辑运算以及编码和译码等操作。4、MODBUS通讯功能通过MODBUS指令可与其他使用MODBUS-RTU协议的从机设备通讯，与其他设备进行数据交换。5、A/D与D/A 转换功能A/D与D/A 转换功能是指通过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换。6、运动控制功能运动控制功能是指通过高速记数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴运动控制。7、过程控制功能过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令或模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。8、扩展功能扩展功能是指通过连接输入输出扩展单元（即I/O扩展单元）模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC的控制功能。9、远程I/O功能远程I/O功能是指通过I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。10、通信联网功能通信联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位机的链接等，实现远程I/O控制或数据交换，以完成较大规模系统的复杂控制。11、监控功能监控功能是指PLC能监视系统各部分的进行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行；也可在线调整、修改控制程序中的定时器、记数器等设定值或强制I/O状态。 2.1.7可编程控制器的基本结构目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM、输入输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部设备接口等。其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。如图2.1所示，PLC控制系统由输入量PLC输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入量，它们经PLC外部输入端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。由此可见，PLC基本结构由控制部分输入和输出组成。图2-1 PLC硬件结构图 2.1.8可编程控制器各部分的作用 1、中央处理器中央处理器（CPU）。PLC常用的中央处理器为通用微处理器、单片机芯片、位片式微处理器等。它的主要作用是由微处理器通过数据总线、地址线、控制总线以及辅助电路连接存储器、接口及I / O模块，诊断和监控PLC的硬件状态；同时，借助编程器接收键入的用户程序和数据、读取、解释并执行用户程序；按规定的时序接收输入状态、更新输出状态，与外部设备交换信息等。总之，由CPU实现对整个PLC的控制和管理。2、存储器存储器。在PLC中存储器用来存放系统程序、用户程序和工作数据。系统程序是由控制器的制造厂家在研制系统时确定的程序，它包括监控程序、解释程序、故障自诊断程序、模块化应用功能子程序极其他各种管理程序等。系统程序一干二净都固化在只读存储器（ROM）或EPROM存储器中，用户不能访问、修改这一部分存储器的内容。 用户程序是随PLC的使用环境而定的，随生产工艺的不同而变动，但是变化并不是经常发生。用户根据实际控制的需要，用PLC的编程语言编制应用程序，通过编程器输入到PLC的用户存储器（区）。为了便于程序的调试、修改、扩充和完善，该存储器使用随机存取存储器（RAM）3、输入输出接口电路I/O模块是CPU与工业现场I/O装置或其他外部设备的连接部件。它将现场信号转换成PLC内部的信号电平，或使PLC内部信号电平与外部执行元件相匹配。常用PLC的I/O接口分开关量（包括数字量）和模拟量两类，每一类又区分为输入接口和输出接口。与微机的I/O接口工作于弱电的情况不同，PLC的I/O接口是按强电要求设计的，即其输入接口可以接收强电信号，其输出接口可以直接和强电设备相连接。4、电源PLC的电源单元负责将外部提供的交流店转换为PLC内部所需要的直流电源，有的PLC还可以为输入电路和少量的外部电平简称装置提供24V直流电源。PLC中还有备用电池（一般为锂电池），用于掉电情况下保存程序和数据。5、编程器PLC的编程器是用来开发、调试、运行应用程序的特殊工具，一般由键盘、显示屏、智能处理器，外部设备等组成，通过通信接口与PLC连接。编程器主要功能：作为编程和开发应用程序的工具；与PLC进行人机对话的媒介；介入PLC和过程供职的手段。PLC的各制造厂家都为自己的PLC系列产品培植编程器，而且本系列PLC的编程器是兼容的。6、 扩展接口扩展接口是为PLC中心单元与扩展单元或扩展单元之间的连接用的，以扩展PLC的规模。7、 PLC的基本工作原理PLC采用的是循环扫描工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。PLC的扫描全过程如图2.2所示。图2-2 PLC的扫描全过程（1）输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成后关闭输入端口，转入程序执行阶段。（2）程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐条执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。（3）输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路，并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。显然扫描周期的长短主要取决与程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每一个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输入、输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出会相应地发生变化。反之，若在本次刷新之后输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，而要到下一次扫描的I/O刷新期间输出才会发生变化。这对于一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成不利影响，反而可以增强系统的抗干扰能力。这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间里实际上是外设隔离的。而工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的，由于系统响应较慢，往往要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，因瞬间干扰而引起的误操作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。但是对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞后等不良影响。2.2 异步电机2.2.1异步电机的简介异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式鼠笼式异步电机)、绕线式异步电动机。图2-3 异步电机作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90%左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。2.2.2异步电机的原理 三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。2.2.3异步电的特点异步电动机的基本特点是，转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；与其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。以三相异步电动机为例，与同功率、同 转速的直流电动机相比，前者重量只及后者的二分之一，成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性，能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。其局限性是，它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机)，因而调速性能较差，在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等)，不如直流电动机经济、方便。此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁，这会导致电力系统的功率因数变坏。因此，在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。因此，异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。在各类系列产品中，以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列；此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。2.3 无锡信捷公司的TH765-N型触摸屏765-N是信捷公司提供的画面编辑软件，它提供了多种控制器件和功能组件，能组合各种显示和控制功能。触摸屏的软件设计包括创建画面和信息，并将它们和PLC程序相连，具体分为3个步骤：1、界面的可视化。界面组态具体涉及输人输出区域组态，指示器组态、功能键组态及文本显示等各种格式，可根据实际控制要求设计不同的画面。2、设定变量。变量在触摸屏的组态功能与PLC的相应1O接点及存储单元之间建立联系，实现触摸屏敏感元件对PLC参数的输人，PLC当前值及报警信号向触摸屏的输出。3、最后设置通信参数实现触摸屏同PLC之间通信。根据系统控制要求设计了以下4个画面, 主画面是触摸屏的默认画面，由各功能按键进人各对应的子画面，进行系统的监控；手动画面上设置若干功能按键，分别对系统的每个动作进行手动操作。同时还设置打开其它画面的功能按键，以下子画面也同样；自动画面上的启动按钮用于系统自动启动，急停按钮用于发生紧急情况时停止系统运行，复位按钮用于故障解除之后系统复位和警报解除，并且设置若干个指示灯用来显示系统的运行状态；故障显示画面显示各类故障报警信号，当系统发生故障时立即弹出故障显示画面，最新的故障排在最上面，并按发生时间的早晚从上到下依次排列，满屏时可由上下键控制信息的滚动显示。2.4 旋转编码器2.4.1旋转编码器的简介旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。2.4.2旋转编码器的原理由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。分辨率编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度510000线。2.5 变频器通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用以下是VB3系列变频器使用介绍1、面板结构图2-4 变频器的外部示意图图2-5 变频器的按键说明2、参数设置(1) P3.01=10 恢复出厂值，允许参数修改(2) P0.03=1 端子运行命令通道(3 )P0.19/P0.20 上/下限频率（上限50.00HZ，下限0.20HZ），不要设定(4) P0.16 加减速时间单位（0：秒、1：分钟），默认为0，选择秒(5) P0.17/ P0.18 （默认20S）、P3.14 / P3.15 P3.24 /P3.25 （默认10S）加/减速时间设置见表2-1(6) 段速设置：P3.26 P3.32，见表2-1表2-1 VB3变频器多段速度控制表：速度X3X2X1频率设定加减速时间设定FED正转REV反转转速r/min频率Hz第0速000P0.02P0.17 /P0.18第1速001P3.26P0.17 /P0.18160010.0第2速010P3.27P3.14 /P3.151-90015.0第3速011P3.28P3.16 /P3.171210035.0第4速100P3.29P3.18 /P3.191270045.0第5速101P3.30P3.20 /P3.211-150025.0第6速110P3.31P3.22 /P3.23第7速111P3.32P3