备种类非常多，如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备，而且由于PC的硬件平台性能强大（主要反应在速度和存储容量上），通用组态软件的功能也强很多，适用于大型的监控系统中。
本次设计用的是WINCC flexible 。WINCC flexible是一种前瞻性的面向及其自动化的HMI设备组态软件，它能够提供舒适而高效的设计。WINCC flexible的优点：一是多功能，通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；多语言支持，全球通用 ；可以集成到所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；可基于Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；集成的Historian 系统作为IT 和商务集成的平台；可用选件和附加件进行扩展 ；“全集成自动化” 的组成部分，适用于所有工业和技术领域的解决方案。二是实例证明，WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合，这在大量应用和各种工业领域的应用实例中业已证明。
1.5基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统
基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统，通过PLC、变频器、HMI、组态软件的组合共同作用，来实现电机的稳态无静差的转速闭环系统，达到抗干扰、稳速运行。
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2系统硬件设计
2.1系统设计的目的
生产工作中，使用电机时，并不是简单地通电断电，开始停止，需要能够快速的改变速度，达到精准控制，开环并不能达到要求，要达到控制的要求，并能够很好地执行并保持给定，这就需要闭环系统来调节。闭环系统结构复杂、设困难，但是闭环系统可以很好地抵抗干扰，实现稳态无静差的转速调节。本次系统设计就是为了实现电机正常并稳定运行，能够根据给定快速的调节转速达到给定，在。达到很好地控制电机运转要求。
2.2系统硬件结构框图
图2-1 闭环调速系统框图
图2-2PID控制器结构图
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PID控制原理：
PID控制方式的具体流程是计算误差和速度的变化速度进行PID计算，先以P参数和误差计算出基础输出量，在根据误差的累积值和I参数计算出修正量，最终找出控制点和速度设定点之间的平衡状态，最后在通过速度的变化速率与D参数控制速度的变化速度以防止速度的剧烈变化。进行整定时先进行P调节，使I和D作用无效，观察速度变化曲线，若变化曲线多次出现波形则应该放大比例P参数，若变化曲线非常平缓，则应该缩小比例P参数。比例P参数设定好后，设定积分I参数，积分）正好与P参数相反，曲线平缓则需要放大积分I，出现多次波形则需要缩小积分I。比例P和积分I都设定好以后设定微分D参数，微分D参数与比例P参数的设定方法是一样的。
变频调速的原理：
异步电机的转速n可以表示为：
n=60f/p?（1-S）=n2-Δn1
式中，n2为同步转速，Δn1为转差损失的转速，p为磁极对数，s为转差率，f为电源的频率。可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。频率的下降会导致磁通的增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热。显然这是不允许的。为此，要在降频的同时还要降压。这就要求频率与电压协调控制。此外，在许多场合，为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。
2.3硬件选型
闭环调速系统的硬件组成：
触摸屏：西门子Smart 700，为触屏中的中低端产品，但性价比较高。适用于单机场合，可以实现与S7-200的简单无缝连接。其屏幕大小为7寸，显示类型为LCD,分辨率为800*480，256色亮度可调，直流24V供电，带一个RS485通信接口，最大通讯速率为187.5kbps。可以支持与第三方PLC通信，如三菱FN系列，欧姆龙CP1系列等。可支持最多500个变量，50个画面，200个报警，32个报警等级，5个配方，支持趋势视图、报警消息及断电保持。其组态基于软件WINCC flexible。
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图2-3 西门子Smart 700
PLC：S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。
图2-4 PLCS7-200
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频器MM420：变频器的工作原理是把市电（380V 、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。如果变频器参数为出厂初始参数，则需要对它进行快速调试。
图2-5变频器MM420
电机机组：鼠笼式异步电动机：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。
直流电机：直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类。本设计用直流发电机，外接电阻，相当于电动机负载，另端接码盘测速。
码盘：码盘分为绝对式编码器和增量编码器两种，前者能直接给出与角位置相对应的数字码；后者利用计算系统将旋转码盘产生的脉冲增量针对某个基准数进行加减以求得角位移。常用的码盘是接触编码器和光学编码器。接触编码器是绝对式编码器中的一种，它由编码盘、电刷和电路组成。编码盘按二进制码制成，与旋转轴固定在一起。码盘上有6条码道，每条码道上有许多扇形导电区和不导电区，全部导电区连在一起接到一个公共电源上。 6个电刷沿一个固定的径向安装，分别与6条码道接触。每个电刷与单根导线相连，输出6个电信号,其电
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