畢業(yè)設計畢業(yè)設計題電機性能測試系統(tǒng)畢業(yè)設計類型EQ\o\ac(□,√)產(chǎn)品設計□工藝設計□方案設計姓名班級所屬系部物工系專業(yè)物流工程技術指導教師職稱完成時間摘要電機性能測試采用PCL系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)椐的采集和處理，以PCL系統(tǒng)構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為核心，以電壓檢測器和電流檢測器以及數(shù)椐顯示為輔助，實現(xiàn)測量電機繞組的電壓、電流。通過電參量與電壓、電流的關系建立數(shù)學摸型、實現(xiàn)轉數(shù)、等電參量的測量。并且通過實驗驗證了該系統(tǒng)的實用性、測量精度高、操作方便、系統(tǒng)可靠等諸多特點關鍵字：PCL電機性能測試數(shù)學摸型電流檢測器電壓檢測器目錄TOC\o"1-3"\h\u18821.緒論 4151231.1設計概述 4245591.2設計思路及內(nèi)容 513951.3設計規(guī)劃 571772.總體設計 6144842.1設計思想 684492.2電機正反轉主電路圖設計 7206682.3外部線路設計 8237953.硬件選擇及介紹 989053.1PLC的選擇 971133.2速度傳感器的選擇 10295533.3電流電壓傳感器的選擇 10322423.4相關硬件介紹 10239864.PLC軟件的編程 12260065.測試臺體 13106745.1適用范圍 1357505.2系統(tǒng)組成 13326616.測控柜 13260866.1測試項目 13322806.2數(shù)據(jù)采集 14898總結 1515091致謝 1626758參考文獻 171.緒論1.1設計概述為確保電機的機械性能達到國家規(guī)定的技術標準，在電機投產(chǎn)或繼續(xù)生產(chǎn)都要進行電機性能測試。傳統(tǒng)的電機性能測試是借助擬表對電機運行過程中的各種參量進行測定，然后記錄下來。通過計算及曲線繪制得到各種特性曲線與特征參數(shù)。該過程中，一方面人為讀數(shù)會給測試結果帶來一些不必要的誤差，另一方面，由于測試過程中的人工干預及完成后的處理都需要大量的人工勞動力，造成測試周長變長。隨著信號處理技術及計算機技術的飛速發(fā)展，電機性能試驗系統(tǒng)逐漸向智能化發(fā)展。這些智能化自動測試系統(tǒng)充分利用電機各參數(shù)間的關系，首先測量出某電信號，進而通過相應的信號分析方法來實現(xiàn)電機性能的快速測試1.2設計思路及內(nèi)容克服傳統(tǒng)方法的缺陷，提高工作效率。科學技術的發(fā)展對電機性能和質量指標提出了越來越高的要求，電機測試枝術的發(fā)展與電機工業(yè)的發(fā)展是密切相關的。電機試驗是對電機裝配質量及技術性能綜合評價的重要環(huán)節(jié)，是電機制造和生產(chǎn)的重要工序。傳統(tǒng)的試驗設備和方法由于操作時間長，需觀測的儀器多，人工讀取測試數(shù)據(jù)和進行數(shù)據(jù)分析、計算，在一定程度上影響了電機試驗的質量和精度。隨著目前電機設計水平、工藝水平的進一步提升，以及電機原材料的性能不斷提高，電機的性能和質量指標有了很大的提高。因此，對電機測試技術的要求也日益提高。近年來，隨著科技水平的進步，提高電機試驗測試效率、降低操作人員勞動強度、提高測試精度和試驗質量勢在必行。因此，對于從事電機研究、生產(chǎn)或維修單位來說，具備一套符合要求的電機性能測試系統(tǒng)是非常必要的將PCL技術應用于電機性能測試領域，充分發(fā)搌了PCL技術的開發(fā)效率高、靈活性好可重用性度高的特點，設計與實現(xiàn)了多路并行電機的在線測試，1.3設計規(guī)劃電機性能測試系統(tǒng)由三大部分組成PCL的編程、測試臺體、測控柜測第一部分PCL的編程：以鍵盤輸入為主對PCL進行編程，讓PCL能控制電機的轉速、正反轉等重要參數(shù)第二部分測試臺體：測試臺體主要為被測試電機提供測試安裝工位及轉矩的加載等功測控柜主要完成加載電流電壓的控制第三部分測控柜測：傳感器數(shù)據(jù)的采集測試結果的處理及打印輸出等任務2.總體設計2.1設計思想電機性能測試系統(tǒng)程序框圖如以下所示：控制器作用在驅動器上控制電流檢測器和電壓檢測器測出電機工作時的電流和電壓，經(jīng)A/D轉換器變換成數(shù)字量經(jīng)數(shù)據(jù)采集送入計算機顯示出。轉速傳感器產(chǎn)生的模擬信號經(jīng)控制器變換成數(shù)字信號數(shù)字量接口直接送入計算機顯示。這樣就可以快速測出電機機械性能的好壞2.2電機正反轉主電路圖設計2.3外部線路設計通過圖可知，輸入控制點有：停止按鈕SB1、正轉啟動按鈕SB2,反轉按鈕SB3，輸出控制點有交流接觸器的常開輔助觸點KM1和KM2、常閉輔助觸點KM1和KM2以及KM1和KM2的線圈。接下來我們來進行I/O分配，I/O分配表如下表I/O分配表完成后，接著根據(jù)I/O分配表畫出PLC控制系統(tǒng)的接線圖。本例的接線圖如下圖3.硬件選擇及介紹3.1PLC的選擇西門子PLC-S7-200/300/400S7-200和S7-200CN（國產(chǎn)）系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性

、極豐富的指令集

、易于掌握

、豐富的內(nèi)置集成功能

、實時特性

、強勁的通訊能力

、豐富的擴展模塊

、有兩種不同型號的

PC/PPI

電纜：

帶有RS-232口的隔離型

PC/PPI

電纜，用5個DIP開關設置波特率和其它配置項

。

帶有RS-232口的非隔離型

PC/PPI

電纜，用4個DIP開關設置波特率。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用、它模塊化，無排風扇的結構，易于實現(xiàn)分布、當任務擴大并愈加復雜時，可隨時使用帶有許多方便功能的I/O擴展模塊對其進行擴展。根據(jù)西門子PLCS7-200和S7-300的出色表現(xiàn)特點，本文最終選擇西門子PLCS7-2003.2速度傳感器的選擇編碼器ENCODER為傳感器（Sensor）類的一種，主要用來檢測機械運動的速度、位置、角度、距離或計數(shù)，除了應用在機械外，許多的馬達控制如伺服馬達均需配備編碼器以供馬達控制器作為換相、速度及位置的檢出。編碼器分為：模擬量編碼器、數(shù)字編碼器、旋轉編碼器、增量編碼器及絕對值編碼器。由于這些編碼器各有優(yōu)點，在這里我選擇旋轉編碼器3.3電流電壓傳感器的選擇西門子S7-200模擬量輸入模塊EM231由于有較高的分辨率和適中的價格。模擬量擴展模塊提供了模擬量輸入/輸出的功能。最佳適應性：可適用于復雜的控制場合直接與傳感器和執(zhí)行器相連，12位的分辨率和多種輸入/輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，EM235模塊可直接與PT100熱電阻相連靈活性：當實際應用變化時，PLC可以相應地進行擴展，并可非常容易的調(diào)整用戶程序。所以測試電機空載、負載的電流、電壓的傳感器選模擬量輸入模塊EM2313.4相關硬件介紹1)PLC:（ProgrammableLogicController），中文名稱為可編程控制器，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會（IEC）將PLC定義為：是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它使用可編程存儲器內(nèi)部儲存用戶設計的指令，這些指令用來實現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)以及算術運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC是現(xiàn)在應用較多的一種控制裝置，利用PLC豐富的內(nèi)部資源及強大功能指令，編制故障檢測報警程序不僅可以代替繼電器實現(xiàn)相應功能，還可以提高工作可靠性及其系統(tǒng)的靈活性。PLC已被應用到機械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個領域，大大推進機電一體化進程，被人們稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。2）模擬量模擬輸入EM231:用于SIMATICS70-200的模擬量輸入信號模塊是SIMATICS7-200與過程相連的接口。大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可精確提供每種任務所需的輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報警功能等方面有所不同。EM231總結起來有一下優(yōu)點。A用于SIMATICS7-200的模擬量輸入和輸出。B極短的轉換時間。C無需額外的放大器，就可以進行模擬量傳感器和執(zhí)行器的連接。D解決更多更復雜的自動化任務4.PLC軟件的編程測試臺體5.1適用范圍直流、微機電機的性能測試5.2系統(tǒng)組成電機測試系統(tǒng)由機械臺架、驅動器、電機傳感器、電壓傳感器、轉速傳感器組成6.測控柜6.1測試項目電機性能測試系統(tǒng)可在兩種工作模式運行下：正轉模式和反轉工作模式，主要測試項目有：電動機輸入電壓曲線電動機輸入電流曲線3）電動機轉速曲線6.2數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集部分采用以PLC為核心的智能儀表,考慮到電機性能試驗測量系數(shù)的采集不復雜,PLC內(nèi)存完全滿足需要,此外,PLC成本低、接口擴靈活,因此數(shù)據(jù)采集部分選用PLC系統(tǒng)符合最優(yōu)性能價格比的要求.PLC系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)采集,采集程序不易“跑飛”,系統(tǒng)的可靠性也得到了保證.數(shù)據(jù)分析、處理部分采用個人計算機,它在系統(tǒng)中負責指揮,包括輸入命令、指揮程序走向、指揮采集部分工作、處理試驗數(shù)據(jù)、分析試驗結果、繪制特性曲線、打印試驗報告、存貯試驗資料、監(jiān)視試驗過程中某些量的變化等.利用PC機作為主機,其優(yōu)點在于PC機上豐富的軟件、硬件資料為實現(xiàn)測試系統(tǒng)操作簡便、直觀提供了便利,同時,大大縮短了軟件的開發(fā)周期,方便了調(diào)試和維護,也保證了軟件的可靠性.總結電機性能測試包括電氣性能和機械性能。電氣性能，除了常規(guī)的絕緣、耐壓、直流電阻外，一般還要進行空載電壓試驗，加載后的電壓、電流、升溫等，計算功率、銅損、鐵損，過電壓試驗。機械性能，包括運行振動、噪音、輸出扭矩、轉速等，計算效率、結合輸入電功率，還有堵轉、超速等試驗。按標準規(guī)定，項目可多了。這里我主要設計的電機測試系統(tǒng)是測試電機空載電流、電壓、電機轉速和加載后電流、電壓、電機轉速按照以上介紹的設計思想將電機測試系統(tǒng)用來測試電機的電流、電壓及轉速可行。系統(tǒng)利用PLC代替了部分傳統(tǒng)的電機性能測試，解決了人為讀數(shù)給測試結果帶來不必要的誤差，也解決了由于測試過程中的人工干預及完成后的處理需要大量的人工勞動力，造成測試周長變長的問題致謝在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師們給我的幫助。在設計過程中我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對