【正文】 xx 學(xué)院 機(jī)電工程系 20xx 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） S7200CPU221 6 4 — S7200CPU222 8 6 2個(gè)擴(kuò) 展模塊 78 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或10路模擬量 I/O點(diǎn) S7200CPU224 14 10 7個(gè)擴(kuò)展模塊 168路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或35路模擬量 I/O點(diǎn) S7200CPU226 24 16 2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或35路模擬量 I/O點(diǎn) S7200CPU226XM 24 16 2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量 I/O點(diǎn)或35路模擬量 I/O點(diǎn) 四、計(jì)劃進(jìn)度安排 [主要說明：起止時(shí)間及分階段的進(jìn)度要求。 ] 可編程控制器（ Programmable Logical Controller）是 20世紀(jì) 70年代以來以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，由于它具有功能強(qiáng)，可靠性高，配置靈活，使用方便以及體積小，重量輕等 它的優(yōu)點(diǎn)，使其在自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。專家系統(tǒng)方法通過建立系統(tǒng)故障的知識(shí)庫與推理機(jī)，計(jì)算機(jī)借助現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)利用知識(shí)庫和推理機(jī)進(jìn)行深入的邏輯推理，找出故障原因。故障自診斷功能是工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化的一個(gè)重要標(biāo)志，對(duì)于工業(yè)控制具有較高的意義和實(shí)用價(jià)值。 （ 7）追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。 ?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 xx 學(xué)院 機(jī)電工程系 20xx 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 我國的 PLC 產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段： 順序控制器（ 1973～ 1979） 以微處理器為主的工業(yè)控制器（ 1979～ 1985） 以微 處理器為主的可編程序控制器（ 1985以后）。 二、本選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 國內(nèi)外 PLC 發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢(shì)： PLC 自問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。運(yùn)行過程中， PLC依次循環(huán)檢測(cè)電機(jī)是否發(fā)生相間短路、斷相、低電壓、單相接地、過負(fù)荷、過電流等故障，若有發(fā)生， PLC進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作。 準(zhǔn)備開機(jī)時(shí)，按下開機(jī)按鈕后，首先檢測(cè)斷路器狀態(tài)，如果斷路器初始狀態(tài)為閉合，電機(jī)無法啟動(dòng)，并且聲光報(bào)警。但是，在使用過程中，電子剎車經(jīng)常出現(xiàn)故障，自動(dòng)暴死 ，電機(jī)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)容易燒壞。為了避免電機(jī)燒壞和人員傷亡，在絞車上安裝了 PLC檢測(cè)系統(tǒng)。如果斷路器初始狀 態(tài)為斷開，斷路器合閘，電機(jī)開始啟動(dòng)。關(guān)機(jī)時(shí)， PLC接到關(guān)機(jī)命令后，斷路器跳閘，“電機(jī)開 /關(guān)機(jī)指示燈”滅。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。在對(duì)外開放政策的推動(dòng)下，國外 PLC 產(chǎn)品大量進(jìn)入我國市場(chǎng)，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口。 （ 2） PLC 在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛 （ 3）不斷 加強(qiáng)通訊功能 （ 4）新器件和模塊不斷推出高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊等專用化模塊。 PLC 應(yīng)用于故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 PLC 作為一種成熟穩(wěn)定可靠的控制器，目前已經(jīng)在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 故障診斷方法 故障診斷一般有兩種途徑 :故障樹方法和專家系統(tǒng)方法。xx 學(xué)院 機(jī)電工程系 20xx 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 這種方法適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部分耦合強(qiáng)的大型工業(yè)系統(tǒng)。近年來由于微電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，使具有完全功能的超大規(guī)模集成電路的價(jià)格日趨便宜，同樣也促進(jìn)可編程控制器成本大 大降低，對(duì)于采用可編程控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器 — 接觸器電氣控制的系統(tǒng)來改造傳統(tǒng)機(jī)床，無論從經(jīng)濟(jì)上，還是可靠性，維修性，工作壽命上來說，都是十分經(jīng)濟(jì)和劃算的，也是可行的優(yōu)選方案。 ] ． 完成開題報(bào)告并提交 上 查詢相關(guān)資料、進(jìn)行課題研究，在已完成研究的基礎(chǔ) ，撰寫畢業(yè)論文初稿。電子工業(yè)出版社 [M].2020 [6] 郝鴻安 .常用模擬集成電路應(yīng)用手冊(cè) [M].人民郵電出版社 .1991 指導(dǎo)教 師意見及建議： 簽名： 年 月 日 教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見： xx 學(xué)院 機(jī)電工程系 20xx 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 組長簽名： 年 月 日 xx 學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查表 院 (系 )： 機(jī)電工程系 專業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 2020415 xx 學(xué)院 機(jī)電工程系 20xx 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 畢業(yè)論文題目： 基于 PLC 的電機(jī)故障系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 xx 學(xué) 號(hào) xx 指導(dǎo)教師 xx 職 稱 教授 計(jì)劃完成時(shí)間： 2020 年 4 月 15 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度計(jì)劃 ： 2020 年 112020 年 1 月 查閱相關(guān)資料，進(jìn)行課題研究 2020 年 1 月 2020 年 2 對(duì)于 PLC 的電機(jī)故障進(jìn)行設(shè)計(jì)，搞清楚故障原因 2020 年 3 月 2020 年 4 月 在以研究的基礎(chǔ)上，撰寫論文初稿 完成情況： 到現(xiàn)在為止，我通過上網(wǎng)查閱資料，了解到 PLC 的常見故障排除方法， 對(duì)電機(jī)故障的 排除有了更深的了解。在啟動(dòng)過程中，若發(fā)生一級(jí)故障， PLC進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。故障聲光報(bào)警后，按“報(bào)警復(fù)位按鈕”復(fù)位。一個(gè)完善的 PLC 系統(tǒng)除了能夠正常運(yùn)行，滿足工業(yè)控制的要求，還必須能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行故障診斷和故障處理。這種方法比較適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，各 部分耦合少的情況。 1968年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。企業(yè)投入大量的人力和財(cái)力建立起來的 PLC 控制 系統(tǒng)已經(jīng)成型 ,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系統(tǒng) ,需要更大的資金投入 ,將造成很大的浪費(fèi)。 (5) 現(xiàn)在的 PLC 系統(tǒng)與 DCS 技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線 IO 技術(shù)相結(jié)合 ,結(jié)構(gòu)開放、擴(kuò)展方便、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格低廉。 （ 1） 按結(jié)構(gòu)形式分類：根據(jù) PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將 PLC分為整體式和模塊式兩類。基本單元內(nèi)有 CPU、 I/O 接口、與 I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或 EPROM寫入器相連的接口等。 PLC是將 PLC各組成部分，分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU模塊、 I/O模塊、電源模塊（有的含在 CPU模塊中）以及各種功能模塊。大、中型 PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 （ 2） 按功能分類：根據(jù) PLC所具有的功能不同，可將 PLC分為低檔、中檔、高檔三類。有些還可增設(shè)中斷控制、 PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。 PLC—— I/O點(diǎn)數(shù)小于 256點(diǎn) ；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量 4K 字以下。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU的控制器控制 CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 CPU速度和內(nèi)存容量是 PLC的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 I/O分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。按 I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式 PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣 上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛 ，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間。 相應(yīng)模塊的選擇 估算好相應(yīng)的模塊之后，就要進(jìn)行相應(yīng)模塊的選擇。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。 西門子 S7系列 PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）也可以作為 HMI硬件使用。 （ 2）基于 PC 的控制軟件 基于 PC 的控制系統(tǒng) WinAC 允許 使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編 程 序控制器（ PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了 Windows 操作系統(tǒng)的 SIMATIC工