【正文】 .......................................................................................... 7 PLC 簡(jiǎn)介 ......................................................................................................... 7 PLC 的組成及內(nèi)部原理 ................................................................................. 8 PLC 的發(fā)展及現(xiàn)狀 ....................................................................................... 11 PLC 的應(yīng)用 ................................................................................................... 11 第三章 三相鼠籠式異步電機(jī)的故障及分析 ............................................................ 13 三相鼠籠式異步電機(jī)常見(jiàn)故障 .................................................................. 13 三相鼠籠式異步電機(jī)的故障分析 ............................................................... 15 數(shù)據(jù)采集 ....................................................................................................... 18 保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集 ......................................................................... 18 傳感器的選型 ..................................................................................... 18 第四章 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................ 20 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ........................................................................ 20 可編程控制器的硬件設(shè)計(jì)原則 ......................................................... 20 可編程控制器的軟件設(shè)計(jì)原則 ......................................................... 20 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 ........................................................................ 20 PLC 機(jī)型選擇及擴(kuò)展 ................................................................................... 21 IV 第五章 可編程控制器的硬件設(shè)計(jì) ............................................................................ 25 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的方案 ................................................................................... 25 I/O 地址的分配 .......................................................................................... 25 輸入 /輸出電路 .............................................................................................. 25 顯示器 ............................................................................................................ 28 控制面板的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 30 系統(tǒng)供電 ........................................................................................................ 31 第六章 可編程控制器的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................ 33 軟件設(shè)計(jì)的基本要求 .................................................................................... 33 軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ............................................................................................ 33 程序設(shè)計(jì)的一般步驟 .................................................................................... 33 主程序 ................................................................................................. 34 程序流程圖 ......................................................................................... 36 程序梯形圖 .................................................................................................... 39 結(jié)論 .............................................................................................................................. 45 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 47 附錄 .............................................................................................................................. 48 1 緒論 電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換的電磁 裝置。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 題 目：基于 PLC 的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 2 專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)：電氣 指導(dǎo)教師： 教授 I 基于 PLC 的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本文介紹了國(guó)內(nèi)基于 PLC 的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析了三相鼠籠式異步電機(jī)常見(jiàn)的故障及故障表現(xiàn)出的癥狀。 motor fault 。即，本文就以 PLC 作為電機(jī)的故障診斷系統(tǒng)作出相應(yīng)設(shè)計(jì)及論述。 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著工業(yè)控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子繞組組成 [2]。 圖 定了鐵芯及繞組結(jié)構(gòu)圖 (2)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子鐵芯也是電機(jī)磁路的一部分，一般也是由導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊壓制成。氣隙過(guò)小，會(huì)造成定轉(zhuǎn)子摩擦，造成設(shè)備故障。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子速度之間存在一個(gè)速差（ nns? ）是異步電機(jī)的一個(gè)特色，這也是異步電機(jī)名稱(chēng)的由來(lái)。隨著工廠 自動(dòng)化程度的不斷提高和 PLC 市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來(lái) PLC 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。 PLC 每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。 一個(gè) PLC 的控制器，可以接收幾千個(gè) I/O 點(diǎn)（最多可達(dá) 8000 多個(gè) I/O）。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū) , 然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。因此，整個(gè) I/O 映象區(qū)可看作由開(kāi)關(guān)量的 I/O 映象區(qū)和模擬量的 I/O 映象區(qū)兩部分組成。無(wú)論是小型的 PLC，還是中、大型的 PLC，其電源的性能都是一樣的，均能對(duì) PLC 內(nèi)部的所有器件提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的直流電源。 1. 3 PLC 的工作原理可編程 序控制器有兩種基本的 10 工作狀態(tài)，即運(yùn)行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)?？删幊绦蚩刂破鹛幱冢?RUN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外 3 個(gè)階段的操作。在沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)， CPU 從第一條指令開(kāi)始，逐條順序的執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束之處。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類(lèi)和 CPU 執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。 近年來(lái)，PLC 應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，主要原因是：一方面由于微處理器芯片及相關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得 PLC 的成本下降；另一方面，隨著 PLC 的功能大幅度提高，它能解決許多復(fù)雜的計(jì)算和通信問(wèn)題，使得 PLC 的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和定子電流與電壓密切相關(guān)，在電網(wǎng)電壓降低，電磁轉(zhuǎn)矩下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也下降，因此轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流都將增大。 （ 3）單項(xiàng)接地短路 有零序電流產(chǎn)生，其值為接地保護(hù)動(dòng)作整定值。 （ 8）設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝部位松動(dòng) 此故障表現(xiàn)出電機(jī)振動(dòng)劇烈，但三相電流大小和平衡情況正常，并且波動(dòng)不打。 （ 12）轉(zhuǎn)軸損壞或彎曲 振動(dòng)傳感器顯示數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，溫度傳感器顯示數(shù)據(jù)大于額定值，扭矩傳感器顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，在小于額定值的范圍內(nèi)波動(dòng)。模擬量輸入電路的主要作用是隔離、規(guī)范輸入電壓及完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，以便與 CPU接口，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，因此這部分電路又稱(chēng)數(shù)據(jù)采集電路。 10V。 （ 4）控制系統(tǒng)要具有可擴(kuò)展性。 1 分析被控對(duì)象，明確控制要求。 9 技術(shù)文件整理。運(yùn)行過(guò)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(guò)負(fù)荷、過(guò)電流等故障，若有發(fā)生， PLC 進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作。 CPU 將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的外殼中形成功能強(qiáng)大的 Micro PLC。 CPU226 可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊，而其自身具有 24 輸 入 /16 輸出共 40 點(diǎn)數(shù)字量，因此已無(wú)須數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊。 （ 2） .系統(tǒng)的運(yùn)行方式 用 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)有自動(dòng)、半自動(dòng)、單步和手動(dòng)四種運(yùn)行方式。當(dāng)頻率較高時(shí)，應(yīng)選用高速計(jì)數(shù)模塊。 [10]? 顯示器 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。 ? 29 ?????本文選用數(shù)碼管為顯示器當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的故障編碼，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。而控制面板的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一個(gè)友好、人性化的人機(jī)溝通界面，保證操作者與機(jī)器之間信息傳遞的準(zhǔn)確順暢，提高機(jī)器的工作效率 [11]。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能，在可編程控制器供電系統(tǒng)中一般可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、 ???電源、晶體管開(kāi)關(guān)電源等設(shè)施。 （ 3） 程序清單 程序的編制是程序設(shè)計(jì)最主要且最重要的階段，是控制功能的具體實(shí)現(xiàn)。若否，則繼續(xù)下面的程序。 35 方法是：振動(dòng)傳感器顯示數(shù)據(jù)是否大于額定值。若否，則繼續(xù)判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)軸損壞或彎曲故障。若是則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，若否則判為停止按鈕未按下或已損壞。方法是：判斷零序電流是否為零