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(3)根据电磁力定律，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动 势方向基本一致的感生电流。载流的转子导体在定子产生的磁场磁场中受到电磁力作用，电磁力对电机转子轴形成电磁转矩，驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。

3.3 可编程控制器

（1）可编程控制器可编程控制器的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

(2)可编程控制器的基本组成：可编程控制器主要由 CPU、存储器、基本 I/O 接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。

(3)可编程控制器的工作原理： CPU 对用户程序的执行过程是 CPU 的循环扫 描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分 为：a 读输入阶段;b 执行程序阶段;c 处理通信请求阶段;d 执行 CPU 自诊断测试 阶段;e 写输出阶段

4 系统的设计

4.1系统设计原理和方法

系统设计原理和方法本系统由 PLC、变频器(具有 RS—485 通信功能)、交流电机组成。其工作原理为：给定的速度与经由经 PLC 运算可得控制量，再由 RS—485 接口输出到变频 器以驱动交流电机，从而达到调节电机转速的目的。由于 PLC 与变频器之间没有采用 D／A 进行转换，而是采用 RS—485 进行数字通信，有效地提高了系统的抗 干扰能力。

变频调速系统框图如图4-1所示：

图4-1变频调速系统框图

4.2 PLC 程序设计

4.2.1 编程原则

PLC 程序在很大程度上影响总线的通讯控制速率和程序的通用性。在编程时， 应注意以下几个问题：

（1） 程序结构化标准设计程序设计时应充分考虑到不同变频器的特点。同时必须考虑到程序的可重复使用性。在算法组织上应充分考虑到速度链的变更、负荷分配位置/点数的变化应该做到可移植性良好。程序设计上应充分考虑到现场的调试和系统的扩展、程序的通用性和程序的智能化、调速系统在故障时的变更措施。

（2） 程序高效率设计在程序设计时注意程序的效率，应能够充分发挥系统的功能。在编程设计时充分考虑 PLC 扫描周期对程序执行速度的影响，能够在本周期完成的任务不要拖到下一周期执行。 4.2.2 PLC编程软件的选择

多级调速系统采用三菱公司的GX Developer Version7作为编程软件。GX Developer Version7是专为三菱PLC而设计的编程软件，适用于三菱任何型号的PLC。它是基于Windows的应用软件，可以在Windows 2000、Windows XP、Windows vista等系统上进行运行操作。它可以通过梯形图符号、指令语句以及SFC符号创建编辑程序，还可以在程序中加入中文或者英文注释，并且还可以通

过该软件监控PLC运行时各编程元件的状态及数据变化，还具有程序和监控结果打印的功能[5]。

运行软件，即可进入GX Developer Version7 主界面。首先新建工程，然后就可以编辑梯形图。主界面主要由菜单栏、工具栏、编辑区、状态栏组等部分组成。GX Developer Version7 主界面如图4-2所示：

图4-2 GX Developer Version7 主界面

当程序设计好之后必须下载到PLC中才可以运行系统，下载时使用的是三菱PLC专用的编程电缆SC—09。这根电缆的一端是接电脑的RS232串口，一端接在PLC的RS422通讯串口上。当电缆接好之后，便可以下载程序到PLC中。如图4-4所示：

图4-4 GX Developer Version7程序的下载

4.2.3 PLC程序的设计

梯形图见附录1

5 MCGS在多级调速控制中的应用

5.1 MCGS的概述

5.1.1 MCGS的简介

MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。 5.1.2 MCGS的构成

MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分，用户的所有组态配置过程都在组态环境中进行，组态环境相当于一套完整的工具软件，它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件，称为组态结果数据库[6]。

运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义，必须与数据库一起作为一个整体，才能构成用户引用系统。组态结果数据库完成了MCGS系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的关系如图5-1所示： 组态环境： 运行环境： 组态结果数据库 解释执行 组态生成 应用系统 组态结果

图5-1 组态环境和运行环境关系图

由MCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分组成，如图5-2所示：

主控窗口 菜单设计 设置工程属性 设定存盘结构 设备窗口 MCGS工控组态软件 用户窗口 实时数据库 运行策略 添加工程设备 连接设备变量 注册设备驱动 创建动画显示 设置报警窗口 人机交互界面 定义数据变量 编写控制流程 使用功能构件 图5-2 MCGS用户应用系统结构图