【正文】 將打印的論文交指導(dǎo)教師，由指導(dǎo)教師寫評語，并由評閱教師進行評閱，根據(jù)評閱教師意見，進一步修改論文，準(zhǔn)備答辯。 三、課題設(shè)計方案 [主要說明：研究（設(shè)計）的基本內(nèi)容、觀點及擬采取的研究途徑和方法。一個完善的 PLC 系統(tǒng)除了能夠正常運行，滿足工業(yè)控制的要求，還必須能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時進行故障診斷和故障處理。 PLC 的發(fā)展趨勢： （ 1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展 大： I/O 點數(shù)達 14336 點、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。本設(shè)計選題就是基于 PLC 的電機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計了一種基于 PLC 電機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計，詳細(xì)介紹了所選用的西門子 S7200 PLC 以及同類型的 S7300 S7400PLC，根據(jù)設(shè)計要求對 PLC 的輸入輸出 I/O 進行了分配，并且編寫系統(tǒng)運行的梯形圖。 致謝 在整個畢業(yè)設(shè)計過程期間，我得到了賀廉云老師的 悉心指導(dǎo) ，這才使我能夠順利 地完成畢業(yè)設(shè)計。配線結(jié)束偶把標(biāo)簽移去，否則標(biāo)簽將會堵住冷卻通道，阻礙空氣流通； RUN 輸出主要用于緊急停車的控制，使用時 RUN 接點應(yīng)與被控電源串聯(lián)；使用隔離變壓器可提高電源的抗干擾能力。判斷故障發(fā)生與否的極限值根據(jù)實際系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)變化范圍確定。如果有更多的故障需要記錄，可以設(shè)置多個寄存器字。 系統(tǒng)故障結(jié)構(gòu)的層次性為故障診斷提供了一個合理的層次模型。本設(shè)計中系統(tǒng)故障分為兩個等級如上圖所示 :一級故障為高級。 （ 2） 與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。 轉(zhuǎn)動部分不平衡主要是轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動輪（制動輪）不平衡引起的。 S7200 系列 PLC 多種編程 第四章 電機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計 故障診斷系統(tǒng)建立在基于 PLC 和上位計算機組成的控制系統(tǒng)上。 S7200 系列 PLC 的硬件配置 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種型號的擴展單元。 （ 3）人機界面軟件 人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面（ HMI）或 SCADA 系統(tǒng)，支持大范圍的平臺。個人計算機（ PC）也可以作為 HMI 硬件使用。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。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。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間。 底板或機架大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 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。 CPU 的控制德州學(xué)院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計） 器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 PLC—— I/O 點數(shù)小于 256 點；單 CPU、 8 位或 16 位處理器、用戶存儲器容量 4K 字以下。 （ 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。 PLC 是將 PLC 各組成部分，分別作成若干個單獨的模塊，如 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模德州學(xué)院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計） 塊（有的含 在 CPU 模塊中）以及各種功能模塊。 （ 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。企業(yè)投入大量的人力和財力建立起來的 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。 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）。一個完善的 PLC 系統(tǒng)除了能夠正常運行，滿足工業(yè)控制的要求，還必須能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時進行故障診斷和故障處理。在啟動過程中，若發(fā)生一級故障， PLC進行相應(yīng)的保護動作。啟動完成后，“電機開 /關(guān)指示燈”亮，電機正常運行。故障自診斷功能是工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化的一個重要標(biāo)志，對于工業(yè)控制具有較高的意義和實用價值。 個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC）。 (2) 基于以上市場需求 ,許多軟件廠商 (例如 : 華富惠通軟件公司 ) 正在考慮如何利用企業(yè)已經(jīng)成型 的控制系統(tǒng)及新建的廠級網(wǎng)絡(luò) ,開發(fā)控制系統(tǒng)軟件 ,幫助企業(yè)實現(xiàn)工廠自動化、信息化 ,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡(luò)的集成。 PLC 整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊 、體積小、價格低的特點。模塊式 PLC 由框架或基板和各種模塊組成。 PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 2. 中型 PLC—— I/O 點數(shù) 256～ 2048 點；雙 CPU，用戶存儲器容量 2～ 8K。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。 常用的 I/O 分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分 ，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。 相應(yīng)模塊的估算 工程設(shè)計選型應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作，和求價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)最后選擇有較高性能價估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。 第三章 電機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計與 PLC PLC 的選取及介紹 由于本文設(shè)計采用的機型是西門子生產(chǎn) 的 S7200 系列 PLC，下面對它進行簡單介紹。 HMI 硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合 PLC 使用。人機界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機器級的 ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的 WinCC。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。 PLC 在故障診斷系統(tǒng)中的功能主要是完成輸煤系統(tǒng)設(shè)備故障信號檢測、預(yù)處理，轉(zhuǎn)化存儲并傳輸給上位計算機。 處理方法是先找好轉(zhuǎn)子平衡。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴(yán)重，對輪潤滑不良，聯(lián)軸器歪斜、錯位，齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴(yán)重，都會造成一定的振動。當(dāng)發(fā)生此類故障，斷路器跳閘使電 機停止運行， PLC 禁止其他控制輸出，并聲光報警（指示燈和電鈴）。在進行系統(tǒng)的 PLC 梯形 圖 2 程序圖 圖程序設(shè)計 時，應(yīng)充分考慮到故障結(jié)構(gòu)的層次，合理安排邏輯流程。需要說明的是，有時引起故障的原因可能不止一個，往往一個故障會引起另一些故障的發(fā)生，因此還有關(guān)鍵的一點是程序要能記錄最先發(fā)生的故障。 . 各種故障信息的串行通信 診上，位機通過串行通訊及時讀取 PLC 的內(nèi)部寄存器區(qū)的各種故障信息。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，一是將屏蔽層良好接地，二是變壓 器的次級輸出線采用雙絞線，可減少電源線間的干擾； 供電電源 可編程控制器采用市電（ 220V， 50HZ）。在老師身上，體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實的教學(xué)作風(fēng)，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。 準(zhǔn)備開機時，按下開機按鈕后，首先檢測斷路器狀態(tài)，如果斷路器初始狀態(tài)為閉合，電機無法啟動，并且聲光報警。 二、本選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 國內(nèi)外 PLC 發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢： 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)達國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。 ?。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。故障自診斷功能是工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化的一個重要標(biāo)志，對于工業(yè)控制具有較高的意義和實用價值。 ] 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，綜合計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置，由于它具有功能強，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，使其在自動化控制的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 畢業(yè)論文答辯 德州學(xué)院 機電工程系 2022 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計） 五、主要參考文獻（只列出最重要的 5— 6 種） [1] 張進秋 .可編程控制器原理及應(yīng)用實例 .機械工業(yè)出版社 [M].2022 [2] 李名雨 .電機與電器 .北京理工大學(xué)出版社 [M].1998 [3] 高和 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例 .人民郵電出版社 [M].2022 [4] 韓常 .PLC 編程及應(yīng)用 .機械工業(yè)出版社 [M].～ 40 [5] PLC 機電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計技術(shù)。 提交初稿和期中檢查表 根據(jù)指導(dǎo)教師的修改意見進行論文修改，并最終定稿。 PLC 是現(xiàn)在應(yīng)用較多的一種控制裝置，利用 PLC 豐富的