19 世纪，直流电动机和交流电动机先后出现，距今已有 100 多年的历史了。但是由于 当时技术的原因，以前主要使用直流电动机传动。直流电动机调速可以获得优良的静态和 动态调速性能，而且直流电动机调节转速非常的简单快捷。随着技术的发展和控制需求的 提升，生产设备对电动机的调速性能有了更高的要求，以前的直流电动机已经不能满足现 在的使用需求。随着电力电子技术的发展，半导体器件终于实现了交流调速的应用，开启 了新的调速时代。

在交流调速的系统中，变频器调速是应用最广泛，也是被普通大众最认可的调速方式 之一。虽然变频调速在我国已经开始实施，但目前普及率仍然很低。在改变传统调速方式 的转型进程中，仍然面对着许多挑战，比如精度不够，成本太高等，因此难以大范围推广。 但是目前基于 PLC 变频调速系统已经有了很多实际的使用实例。只需对其流程进行重新梳 理，控制其成本，变频调速一定会在中国的传统调速方式的转型进程中大放异彩[6]。

而且变频调速的转型进程也是符合我国国情的，我国的人口红利已经开始消失，因此 我国劳动力的价格的上涨是必然的，这是无法避免的。站在全球的角度上来看，一批新兴 的发展中国家在制造业已经开始撼动中国“世界制造工厂”的地位。最近几年，中国境内大 量的跨国公司选择将劳动密集型产业转移至人工更便宜的东南亚地区和拉丁美洲地区。一 个前所未有的挑战正出现在我们面前——制造业成本上升。在这样一个前所未有的挑战面 前，变频调速自动化技术将肩负起振兴我国产品在国际领域中竞争力的重任。当今自动化 技术已经成为提高劳动生产率的必要手段。在机械制造、物流运输、建筑施工、交通设施、 信息技术、机械医疗等领域已经有了实际应用。

在我国的自动化进程中，如果变频调速技术能得到突飞猛进的突破和大规模稳健发 展，那么基于 PLC 的变频调速系统具有的调速范围、精度高、动态响应好、低速时高转矩、 节约电能资源、使用方便等优点能帮助中国加速转型。而且基于 PLC 的交流变频调速系统 是必定会取代传统滑差调速、变极调速等调速系统的。变频调速有着体积小、可靠性高、 通用性强、适用性广、保护性强等优点，因此变频调速被越来越越广泛的应用于机械制造、 建筑施工和交通运输行业。

2 系统结构及原理

本次设计的系统，主要分为四个部分：MCGS 组态软件、西门子 PLC、变频器和交流 电动机。MCGS 组态软件起到操作和监控的作用，是用户看得见的界面。PLC 起到控制的 作用，通过运行用户程序来完成对执行层的设备。

在 MCGS 组态软件点击“正转”，MCGS 给 PLC 的输入接口发送正转信号，PLC 在运 行用户程序时，扫描到输入接口的状态后，会根据用户程序的逻辑控制要求给输出端发送 启动信号,变频器接到信号后，控制电动机执行正转。点击“反转”、“停止”时，系统运行的 步骤是一样的，不同的地方在于输入的信号不同，不同的信号经过 PLC 的运算，会产生不 同的输出信号，所以变频器也会控制电动机进行不同的操作。

系统结构如图 2。1 所示。

图 2。1 系统结构图

2。1 MCGS 结构及原理

MCGS 组态软件共有三个版本，分别是网络版、通用版和嵌入版。我用的为嵌入版， 如下图 2。2 所示。MCGS 嵌入版是在通用版的基础上开发而来的。嵌入版有组态环境和运 行环境两个部分，其中组态环境基本可以所有 windows 系统上运行，运行环境是在嵌入式