摘要：当今社会，随着环境污染不断恶化，能源短缺问题的日渐暴露，新能源交通工具的发展使用已经成为重点研究的领域。相比电动汽车研发所需投入的高额成本和普及难度，电动自行车作为一款经济适用的代步工具，它的发展使用对于环境保护和资源节约起到了巨大作用。而轮毂电机作为电动自行车驱动动力来源，是电动自行车能够正常行驶的重要组成部分，为了确保其在使用过程中的可靠性，对轮毂电机的各项指标进行实时试验监控显得尤为重要。

本文以轮毂电机作为电机试验监控系统构建基础进行设计，设计了能够初步完成实时监控轮毂电机性能的试验监控系统。设计过程中，以电机工作原理为参考，分析轮毂电机各项参数指标，明确设计过程中的监控对象。并以此为依据进行整体方案设计和PLC控制程序编写。系统以PLC作为下位机，装设组态软件的PC作为监控平台，在组态软件里构建轮毂电机监控画面，实现对轮毂电机输出电流、电压、转速转矩的实时监控。本文主要内容如下：

以课题发展趋势和总体设计要求为指导，首先了解轮毂电机各项参数指标，设计监控系统整体框图，依据框图完成电路设计，再选择所需硬件和进行程序编写。最后建立通信，在组态王组态界面完成设计，运行组态监控系统实现所需功能，总结全文，展望课题发展前景。

关键词：轮毂电机，监控系统，PLC，组态王

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 课题研究背景与意义-1

1.1.1  背景-1

1.1.2  意义-1

1.2 课题研究现状与发展趋势 -2

1.3 本课题主要研究内容与实现方法-3

第二章 轮毂电机及其相关理论 -4

2.1  轮毂电机及其能耗特性-4

2.1.1  轮毂电机介绍-4

2.1.2  轮毂电机能耗特性及电动自行车性能参数-4

2.2  轮毂电机试验项目及过程-6

2.2.1  转矩特性-6

2.2.2  温升-7

2.2.3  负载特性-8

2.3  本章小结-9

第三章 总体方案及电路设计-10

3.1  系统设计总体要求-10

3.1.1  轮毂电机电源要求-10

3.1.2  软、硬件要求-10

3.2  系统组成-11

3.2.1  信号通讯-11

3.2.2  控制层设计原理-12

3.3  主电路设计-12

3.4  控制电路设计-13

3.5  硬件选型-14

3.5.1  PLC选型-14

3.5.2  传感器选型-16

3.6  本章小结-23

第四章 PLC编程设计-24

4.1  PLC控制过程设计-24

4.1.1  PLC控制过程及检测范围-24

4.1.2  控制流程图-25

4.2  I/O口设计-25

4.3  PLC接口接线设计-26

4.4  PLC程序设计-27

4.4.1  主程序设计-27

4.4.2  手动子程序设计-28

4.4.3  自动子程序设计-29

4.5  本章小结-31

第五章 组态设计-32

5.1  组态简介-32

5.1.1  组态类型及基本结构-32

5.1.2  组态王的组成及应用-32

5.2  试验监控系统界面设计-33

5.3  监控界面-40

5.4  本章小结-41

第六章 总结和展望-42

参考文献-43

致谢-44