【正文】 度凸輪機(jī)構(gòu)的壽命和接觸強(qiáng)度，改進(jìn)平行分度凸輪機(jī)構(gòu)的目的。該函數(shù)是檢測(cè)手段與推理規(guī)則的結(jié)合，故可稱之為檢測(cè) /推理函數(shù)。葉節(jié)點(diǎn)是底層故障。 上圖為系統(tǒng)部分故障節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)。但是在進(jìn)行比較詳盡的故障診斷以及系統(tǒng)故障存在耦合時(shí)，僅僅使用故障樹(shù)法是不夠的，必須借鑒專家系統(tǒng)的方法。判斷故障發(fā)生與否的極限值根據(jù)實(shí)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(gè)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(gè)合理的層次模型。本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)故障分為兩個(gè)等級(jí)如上圖所示 :一級(jí)故障為高級(jí)。 （ 2） 與電機(jī)相聯(lián)的齒輪 、聯(lián)軸器有毛病。 轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡主要是轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)輪（制動(dòng)輪）不平衡引起的。 張小波 :基于 PLC 的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè)共 24 頁(yè) 第四章 電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 故障診斷系統(tǒng)建立在基于 PLC和上位計(jì)算機(jī)組成的控制系統(tǒng)上。 系統(tǒng)框圖 如下圖，準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)時(shí)，按下開(kāi)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(wú)法啟動(dòng)，并且聲光報(bào)警。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7200系列 PLC的專用編程軟件為 STEP7Micro/WIN。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量 的通信接口和全面的過(guò)程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其最新的 IE 瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。 WinAC 與 SIMATIC S7 系列處理器完全兼容，其 編程采用統(tǒng)一的 SIMATIC 編程工具（如 STEP 7），編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上，也可運(yùn)行在 S7系列處理器上。 人機(jī)界面（ HMI）硬件 HMI 硬件配合 PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板 TD200（可顯示中文）， OP3， OP7， OP17等；圖形 /文本操作面板 OP27， OP37等，觸摸屏操作面板 TP7， TP27/37，TP170A/B等； SIMATIC面板型 PC670等。 SIMATIC人機(jī)界面（ HMI）從 S7300中取得數(shù)據(jù)， S7300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。西門(mén)子（ SIEMENS）公司的 PLC產(chǎn)品包括 LOGO， S7200， S7300， S7400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)， HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。多數(shù) PLC 具有 RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 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(wèn)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。 I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（ DI），開(kāi)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(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。 （ 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(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。 （ 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(cái)力建立起來(lái)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)。 1968 年美國(guó) 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(guó)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）。 故障診斷方法 故障診斷一般有兩種途徑 :故障樹(shù)方法和專家系統(tǒng)方法。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。設(shè)計(jì)了一種基于 PLC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了所選用的西門(mén)子 S7200 PLC以及同類型的 S7300 S7400PLC，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì) PLC 的輸入輸出 I/O 進(jìn)行了分配，并且編寫(xiě)系統(tǒng)運(yùn)行的梯形圖。本設(shè)計(jì)的選題就是基于 PLC的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。專家系統(tǒng)方法通過(guò)建立系統(tǒng)故障的知識(shí)庫(kù)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(kù)和推理機(jī)進(jìn)行深入的邏輯推理，找出故障原因。在這時(shí)期， PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。 (4) PLC 的聯(lián)網(wǎng)通信能力增強(qiáng) , 向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開(kāi)放式的通信發(fā)展 。整體式 PLC由不同 I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。這種模塊式 PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。 PLC 除具有低檔 PLC 的功能 外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 CPU 的構(gòu)成 CPU是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予張小波 :基于 PLC 的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè)共 24 頁(yè) 的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。除 了上述通用 IO外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容張小波 :基于 PLC 的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè)共 24 頁(yè) 量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。可根據(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。 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè)共 24 頁(yè) 第三章 電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與 PLC 的選取 可編程控制器（ Programmable Logical Controller）是 20 世紀(jì) 70年代以來(lái)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(lái)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。 SIMATIC S7200 PLC S7200 PLC是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。 S7300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接 ASI 總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（ MPI）集成在 CPU中，用于同時(shí)連接編程器、 PC機(jī) 、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 SIMATIC S7 工業(yè)軟件 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè)共 24 頁(yè) 西門(mén)子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類： （ 1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于 PLC或 PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。 ProTool 適用于大部分 HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn) PC都可以用集成在 STEP 7中的ProTool 有效地完成組態(tài)。 基本單元 S7200系列 PLC 中可提供 4 種不同的基本型號(hào)的 8種 CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)下表： 張小波 :基于 PLC 的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè)共 24 頁(yè) 型 號(hào) 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 可帶擴(kuò)展模塊數(shù) 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) 擴(kuò)展單元 S7200系列 PLC主要有 6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展 I/O點(diǎn)數(shù)， S7200系列 PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表 32所示。 寫(xiě)入器 寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn) PLC和 EEPROM之間的程序傳送，是將 PLC中 RAM 區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到 RAM區(qū)。啟動(dòng)完成后，“電機(jī)開(kāi) /關(guān)指示燈”亮，電機(jī)正常運(yùn)行。并通過(guò) 人機(jī)界面 ，給出故障定位，報(bào)告和解釋故障診斷結(jié)果，并為操作員給出相應(yīng)的排除故障的建議。再有就是轉(zhuǎn)動(dòng)部分機(jī)械松動(dòng)造成的。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉(zhuǎn)軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小，軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠，電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢，底腳螺栓松動(dòng)，軸承座與基礎(chǔ)板之間松動(dòng)等。二級(jí)故障為低級(jí)。應(yīng)在系統(tǒng)允許的條件下盡可能多的將最底層的故障輸入信息引入 PLC的程序中，以便得到更多的故障檢測(cè)信息為系統(tǒng)的故障自診斷提供服務(wù)。如下圖所示。通信時(shí)，上位計(jì)算 機(jī)首先向 PLC發(fā)出一幀命令幀，包括操作命令、寄存器類型、起始地址與要讀取的寄存區(qū)數(shù)目等?！爸R(shí)對(duì)象”的概念可以解決這一問(wèn)題。子節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系由故障層次和子節(jié)點(diǎn)故障層次來(lái)表示。我們?cè)谕评砉?jié)點(diǎn)并不是判斷該節(jié)點(diǎn)是否存在故障，而是利用推理節(jié)點(diǎn)封裝的規(guī)則庫(kù)與推理機(jī)，結(jié)合檢測(cè)節(jié)點(diǎn)提供的信息進(jìn)行故障推理，找出故障原因。 各節(jié)點(diǎn)的注釋段不僅能記錄故障的原因和維修方法，還可以記錄其他的幫助信息。 電源單元的外部接線不多，在接線時(shí)要注意以下問(wèn)題： 根據(jù)所使用的外部電壓數(shù)值正確選擇電壓選擇器； 在接線過(guò)程中不要移去單元頂部的保護(hù)標(biāo)簽，直到配線完成。這種設(shè)計(jì)對(duì)類似的工業(yè)控制系統(tǒng)提供了一定的參考?！爆F(xiàn)實(shí)中那些頂尖的成功人士不是成功了才設(shè)定目標(biāo)，而是設(shè)定了目標(biāo)才成功。蓋茨所 説 ：“通向最高管理層的最迅捷的途徑，是主動(dòng)承擔(dān)別人都不愿意接手的工作，并在其中展示你出眾的創(chuàng)造力和解決問(wèn)題的能力。因此，在工作中，如果我們不能選擇正確的事情去做，那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情，直到發(fā)現(xiàn)正確的事情為止。 ? 習(xí)慣 1向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手學(xué)習(xí) 一位知名的企業(yè)家曾經(jīng)說(shuō)過(guò)， “對(duì)手是一面鏡子，可以照見(jiàn)自己的缺陷。他明白在一個(gè)企業(yè)中，只有團(tuán)隊(duì)成功，個(gè)人才能成功。 ? 專注目標(biāo) 美國(guó)明尼蘇達(dá)礦業(yè)制造公司 (3M)的口號(hào)是 :寫(xiě)出兩個(gè)以上的目標(biāo)就等于沒(méi)有目標(biāo) .這句話不僅適用于公司經(jīng)營(yíng) ,對(duì)個(gè)人工作也有指導(dǎo)作用。 ? 杜絕壞的生活習(xí)慣 習(xí)慣有好有壞。學(xué)會(huì)正確地應(yīng)對(duì)壓力就成了高效能人士必備的一項(xiàng)習(xí)慣。這是每一個(gè)人只要肯做就能做到的，也是一個(gè)人走向成功的必由之路。”法國(guó)大作家雨果也說(shuō)：“語(yǔ)言就是力量。如果你約束自我，實(shí)現(xiàn)了自己制定的計(jì)劃，你就一定會(huì)成為一個(gè)卓有成效的高效能人士。 ? 不被瑣務(wù)纏身 高效能人士不會(huì)被太多的瑣務(wù)纏身。一個(gè)人的某一品質(zhì)被認(rèn)為是好的，他就被一種積極的 光環(huán)所籠罩，從而也被賦予其他好的品質(zhì)；如果一個(gè)人的某一品質(zhì)被認(rèn)為是壞的，他就被一種消極的光環(huán)所籠罩，并被賦予其他不好的品質(zhì)。而且，上司可能也沒(méi)有什么錦囊妙計(jì)時(shí)，他們擅長(zhǎng)用逆向思維辦法去探索解決問(wèn)題的途徑。 ? 強(qiáng)于他人的總結(jié)能力 他們具備的對(duì)問(wèn)題的分析、歸納、總結(jié)能力比常人 強(qiáng)。有必要詳細(xì)說(shuō)明的問(wèn)題，再用附件形式附在報(bào)告或表格后面。常人遇到問(wèn)題，首先是向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)、請(qǐng)示解決辦法。 ? 超強(qiáng)的自我安慰能力 遇到失敗、挫折和打擊，他們常能自我安慰和解脫。 ? 企業(yè)文化的適應(yīng)能力 他們對(duì)新組織的企業(yè)文化都會(huì)有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。他們更清楚投資忠誠(chéng)得到的回報(bào)率其實(shí)是很高的。 ? 職業(yè)精神 他們身上有一種高效、敬業(yè)和忠誠(chéng)的職業(yè)精