【導(dǎo)讀】但是，在使用過程中，電子剎車經(jīng)常出現(xiàn)。為了避免電機燒壞和人員傷亡，在絞車上安裝了PLC檢。制器的工作原理，選型依據(jù)。門子S7-200PLC以及同類型的S7-300S7-400PLC，根據(jù)設(shè)計要求對PLC的輸入輸出I/O進行了分。器初始狀態(tài)為閉合，電機無法啟動，并且聲光報警。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。運行過程中，PLC依次循環(huán)檢測電機是否發(fā)生相間短路、斷相、低。關(guān)機時，PLC接到關(guān)。本設(shè)計選題就是基于PLC的電機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計。度上升而價格則不斷下降。目前，世界上有200多個廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國：。在對外開放政策的推動下，國外PLC產(chǎn)品大量進入我國市場，一部分隨成套設(shè)。隨著不斷的學習與不斷開拓的精神，現(xiàn)在，我國自主生產(chǎn)的PLC在國內(nèi)的各行。PLC系統(tǒng)的設(shè)計直接影響著工業(yè)控制系統(tǒng)的安全可靠運行。PLC是現(xiàn)在應(yīng)用較多的一種控制裝置，利用PLC豐富的內(nèi)部資源及強大的功能指令，

　　

【正文】 由于轉(zhuǎn)動部分不平衡、機械故障或電磁方面的原因引起的。 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。 處理方法xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） 是先找好轉(zhuǎn)子平衡。如果有大型傳動輪、制動輪、耦合器、聯(lián)軸器，應(yīng)與轉(zhuǎn)子分開單獨找好平衡。再有就是轉(zhuǎn)動部分機 械松動造成的。如：鐵心支架松動，斜鍵、銷釘失效松動，轉(zhuǎn)子綁扎不緊都會造成轉(zhuǎn)動部分不平衡。 機械部分故障主要有以下幾點： 圖 1 系統(tǒng)故障的兩個等級圖 （ 1） 聯(lián)動部分軸系不對中，中心線不重合，定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中，對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況，就是有的聯(lián)動部分中心線在冷態(tài)時是重合一致的，但運行一段時間后由于轉(zhuǎn)子支點，基礎(chǔ)等變形，中心線又被破壞，因而產(chǎn)生振動。 （ 2） 與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴重，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、間隙過大或磨損嚴重，都會造成一定的振動。 （ 3）電機本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉(zhuǎn)軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過大或過小，軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個電機安裝基礎(chǔ)的剛度不夠，電機與基礎(chǔ)板之間固定不牢，底腳螺栓松動，軸承座與基礎(chǔ)板之間松動等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。 （ 4）電機拖動的負載傳導(dǎo)振動。例如：汽輪發(fā)電機的汽輪機振動，電機拖動的風機、水泵振動，引起電機振動。 電氣部分的故障 是由電磁方面的原因造成的 主要包括：交流電機定子接線錯誤、繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組短路，同步電機勵繞組匝間短路，同步電機勵磁線圈聯(lián)接錯誤，籠型異步電動機轉(zhuǎn)子斷條，轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均，導(dǎo)致氣隙磁通不平衡從而造成振動。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。當發(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）。只有按報警復(fù)位按鈕后聲光報警停止。二級故障為低級。當發(fā)生此類故障時，斷路器不動作，電機繼續(xù)運行，只相應(yīng)聲光報警。 故障診斷程序 設(shè)計 在進行故障診斷設(shè)計時，首先必須對整個系統(tǒng)可能會發(fā)生的故障進行分析，得到系統(tǒng)的故障層次結(jié)構(gòu)，利用這種層次結(jié)構(gòu)進行故障診斷部分的設(shè)計。以某廠電機輸送控制系統(tǒng)的故障結(jié)構(gòu)為例。為了描述簡單，這里作了一定的簡化。 xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） 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。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。在引入故障輸入點時應(yīng)注意 :必須將系統(tǒng)所有可能引起故障的檢測點引入 PLC，以便系統(tǒng)能及時進行故障處理 。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信息為系統(tǒng)的故障自診斷提供服務(wù)。 為了得到系統(tǒng)的故障情況實現(xiàn)系統(tǒng)的故障自診斷， PLC必須將所有故障檢測點的狀態(tài)反映給內(nèi)部寄存器，圖 2是用來記錄故障點的部分程序。 IO節(jié)點，表示 A側(cè)皮帶信號，當輸煤系統(tǒng)使用 A側(cè)皮帶正常運行時 1，當 0時，說明 A側(cè)皮帶信號出了故障，此時利用上升沿微分指令記錄這次的信號跳變。這樣這次事故就記錄在 中。程序設(shè)計中將 IR31 作為記錄底層故障信息的寄存器， 由于內(nèi)部寄存器IR 有 16 位，所以能夠記錄 16種不同的故障原因。如果有更多的故障需要記錄，可以設(shè)置多個寄存器字。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。這也需要通過 PLC編程實現(xiàn)，程序只對最開始發(fā)生的故障敏感。如上 圖所示。 . 多次故障事件的記錄 xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） 由于系統(tǒng)實際長時間的運行中，可能會出現(xiàn)多次故障，為了檢修和維護方便，還需要 PLC 能夠?qū)⒍啻喂收鲜录涗浵聛怼?OMRON C200H 型 PLC 的數(shù)據(jù)存儲區(qū) (DM 區(qū) )可以間接尋址，利用這一點，可以在DM區(qū)劃出一定的區(qū)域，用來記錄每次故障事件，包括故障類型和事件發(fā)生的時間 (日期，小時，分鐘，秒 )。這一段 DM 區(qū)域可以循環(huán)記錄，實際使用中記錄了最后 50 次故障的情況，這些記錄是系統(tǒng)運行的重要資料，方便了運行人員了解設(shè)備情況，對其進行檢修和維護。 . 模擬量故障的診斷 對于模擬量信號例如犁煤車，給煤車電機電流的故障診斷，首先利用模擬量模塊，接收來自電流變送器的模擬信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后與整定值或系統(tǒng)允許的極限值比較 ,若在允許范圍之內(nèi)則表明對應(yīng)的設(shè)備處于正常運行 狀態(tài)，如果實際值接近或達到極限值，則為不正常狀態(tài)。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。 . 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。利用 PLC的 RS232通信接口，可與上位計算機進行 Host Link方式串行通信。通信時，上位計算機首先向 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。 PLC收到命令幀后會做出響應(yīng)，如果沒有錯誤則 向上位計算機發(fā)出響應(yīng)幀，響應(yīng)幀中包含了上位機需要查詢的寄存器 第五章 系統(tǒng)電源設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)的電源除交流電源以外，還包括給光電傳感器和直流電機供電的直流電源。一般情況下，交流電源可直接與電網(wǎng)相連，而輸入設(shè)備的直 流電源和輸出負載的直流電 圖 4 系統(tǒng)電源設(shè)計圖 電源（ DC） 電源（ DC） 輸入設(shè)備 輸出負載 PLC ~220V xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） 源等最好分別采用獨立的直流供電電源，如上 圖所示： PLC電源單元的連接： 接線時，在電源單元和供電電源之間連接隔離變壓器，變壓器的副邊不接地，這樣可以減少 PLC和大地之間的噪聲，還可以保證人員的安全。電源單元的外部接線不多，在接線時要注意以下問題：根據(jù)所使用的外部電壓數(shù)值正確選擇電壓選擇器；在接線過程中 不要移去單元頂部的保護標簽，直到配線完成。這個標簽可以防止絞線和其他異物進入單元。配線結(jié)束偶把標簽移去，否則標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。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）。電網(wǎng)的波動直接影響可編程控制器系統(tǒng)實時控制的精度和可靠性，有時電網(wǎng)的沖擊可能給系統(tǒng)帶 來毀滅性的破壞。電網(wǎng)的瞬間變化也是經(jīng)常不斷發(fā)生的，由此產(chǎn)生的干擾也會傳播到可編程控制器系統(tǒng)中。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性， PLC的供電系統(tǒng)中一般采用隔離變壓器，這樣可以隔離掉供電電源中的各種干擾信號，從而提高抗干擾能力。 第六章 結(jié)論 按以上故障診斷原理構(gòu)造的 PLC 故障診斷控制系統(tǒng)，從實際運行來看，故障診斷系統(tǒng)能準確而迅速地判斷出故障的原因，方便運行人員維護和檢修，大大 提 高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和智能化水平。這種設(shè)計對類似的工業(yè)控制系統(tǒng)提供了一定的參考。 同時，在這次畢業(yè)論文的資料查閱和整理中，自己學會 了很多課本當中沒有學到的東西，是自己對于 PLC又有了更深刻的認識。 致謝 在整個畢業(yè)設(shè)計過程期間，我得到了 xx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。在老師身上，體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學作風，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。老師 不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學態(tài)度 ，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） 參考文獻 [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].2020 [2] 李名雨 .電機與電器 .北京理工大學出版社 [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].2020 [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)。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 [M].人民郵電出版社 .1991 [7] 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].高等教育出版社 .2020， 1 xx 學院 機電工程系 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 畢 業(yè)論文（設(shè)計） [8] 陸坤，奚大順，李之權(quán)等著 .電子設(shè)計技術(shù) [M].電子科學出版社 . 1997 [9] 姜德譚，范茂軍等 .新編電子電路大全 [M].卷 .計量出版社 .1985 [10] 曲學基，吳永章等 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