【導(dǎo)讀】存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的研究成果不包含任何他人。創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工。作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性。聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。發(fā)生故障時(shí)采取的措施。根據(jù)電機(jī)的故障級(jí)別，設(shè)計(jì)出基于PLC的電機(jī)故障診。斷系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分設(shè)計(jì)。例進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出電氣控制線路圖。分析，完成控制系統(tǒng)的輸入輸出分配和PLC的選型。編寫控制系統(tǒng)流程圖，編寫程序進(jìn)行仿真調(diào)試。[1]楊偉,吳軍基.PLC在電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)中的應(yīng)用[J].PLC&FA,20xx,:1-2.[2]初光華.PLC控制普通電機(jī)的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?20xx,:1-2.[4]張鍵.機(jī)械故障診斷技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.

　　

【正文】 程序一樣），可實(shí)現(xiàn)用戶程序的結(jié)構(gòu)化。這將大大提高 PLC 程序的組織透明性、可理解性和易維護(hù)性。提供以下類型的連接： 組織塊 (OB)控制程序的執(zhí)行 。 OB 可獨(dú)立于觸發(fā)事件而被分為多個(gè)類別（例基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 如，時(shí)間驅(qū)動(dòng)、報(bào)警驅(qū)動(dòng)）。這些類別具有各種優(yōu)先級(jí)別。根據(jù)相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)別，一個(gè)類別可將另一個(gè)類別中斷。在啟動(dòng)一個(gè) OB 時(shí)，將提供關(guān)于引發(fā)這次啟動(dòng)的事件的詳細(xì)信息。此信息可在用 戶程序中進(jìn)行分析。 功能塊 (FB)中包含實(shí)際用戶程序。功能塊每次被調(diào)用時(shí)可被提供不同數(shù)據(jù)（所謂 “實(shí)例 ”）。這些數(shù)據(jù)以及內(nèi)部變量（例如，用于中間值）和結(jié)果存儲(chǔ)在指定的實(shí)例數(shù)據(jù)塊中，并由系統(tǒng)自動(dòng)管理。在調(diào)用一個(gè) FB/SFB 時(shí)，實(shí)例數(shù)據(jù)塊（實(shí)例 DB）被分配給該塊。它們是在編譯這些塊時(shí)自動(dòng)生成的。用戶可從其用戶程序中的任意點(diǎn)或從一個(gè) HMI 系統(tǒng)過來訪問這些數(shù)據(jù) （ 當(dāng)然也可以是符號(hào)形式 ） 。 功能 （ FC） 中包含經(jīng)常使用的功能的例行程序 。 每個(gè)功能都有一個(gè)固定的功能值 （ 除 IEC 標(biāo)準(zhǔn)外，還可具有多個(gè)初始參數(shù)）。調(diào)用之后，必須立即 對(duì)輸出參數(shù)進(jìn)行處理。這樣，功能就不需要任何實(shí)例數(shù)據(jù)塊。 數(shù)據(jù)塊 （ DB）是 用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域。除了在每種情況下分配給一個(gè)功能塊的數(shù)據(jù)（實(shí)例數(shù)據(jù)）之外，還可定義全局?jǐn)?shù)據(jù)，且全局?jǐn)?shù)據(jù)可由任何軟件模塊（如用于配方的模塊）使用。一個(gè)基本或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型可被分配給一個(gè)數(shù)據(jù)塊的組件。例如，基本數(shù)據(jù)類型為布爾 (BOOL)、實(shí) 型 (REAL)或整型 (INTEGER)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型 （ 字段與結(jié)構(gòu) ） 包含基本數(shù)據(jù)類型（例如，一個(gè)配方）。數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)可以符號(hào)方式被尋址。這樣就促進(jìn)了編程，改善了程序的可讀性。 系統(tǒng)功能塊 (SFB)：集成到 CPU 操作系統(tǒng)中的功能塊（參見上面）， 39。如 SEND、 RECEIVE[14]、控制器。 SFB 的變量也歸檔在 IDB 中。 系統(tǒng)功能 (SFC)：集成在 CPU 操作系統(tǒng)中的功能（參見上面），如時(shí)間功能、塊傳輸。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊 (SDB)：用于 CPU 操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包含了系統(tǒng)設(shè)置，如模塊參數(shù)。 符號(hào)編輯器及硬件組態(tài) 通過 Symbol Editor 工具，可對(duì)所有全局變量進(jìn)行管理（與在對(duì)塊進(jìn)行編程時(shí)聲明的局部形式參數(shù)不同）。具有下列功能：針對(duì)過程信號(hào)（輸入 /輸出）、標(biāo)志和塊定義符號(hào)名稱和備注 、 分類功能 、 方便同其它基于 Windows 的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 。 使用此工具時(shí)生成的符號(hào)表可供所有應(yīng)用程序使用。因此，對(duì)一個(gè)符基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 號(hào)參數(shù)進(jìn)行的更改將由所有工具自動(dòng)識(shí)別。 Hardware Configuration[15]工具用于對(duì)自動(dòng)化項(xiàng)目中所使用的硬件進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)化。具有下列功能： 自動(dòng)化系統(tǒng)的組態(tài) ： 從一個(gè)電子產(chǎn)品目錄中選擇機(jī)架，并將所選模塊分配給機(jī)架中的插槽。 分布式 I/O 的組態(tài)方式與非分布式 I/O 的組態(tài)方式相同 ， 還支持按通道分配 I/O 模塊。 CPU 參數(shù)分配：重啟特性和循環(huán)時(shí)間監(jiān)視等屬性可通過菜單來設(shè)定。支持多重 計(jì)算。輸入的數(shù)據(jù)歸檔于 CPU 中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中。 模塊參數(shù)分配：用戶可在輸入屏幕上指定模塊的所有可調(diào)參數(shù)。無需通過DIP 開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。硬件模塊的參數(shù)化是在 CPU 啟動(dòng)過程中自動(dòng)完成的。這樣，不用進(jìn)行另外的參數(shù)化即可更換一個(gè)模塊。 功能模塊 (FM)和通訊處理器 (CP)參數(shù)分配：這種參數(shù)化還可在硬件組態(tài)內(nèi)以與其他模塊參數(shù)化相同的方式完成。對(duì)于這種參數(shù)化，針對(duì)每個(gè) FM 和 CP提供了硬件模塊相關(guān)屏幕與規(guī)則（包含于 FM/CP 功能包中）。系統(tǒng)通過在參數(shù)分配屏幕上僅提供允許的輸入選項(xiàng)來防止錯(cuò)誤輸入。 編程語言 梯形 圖 (LAD)、功能塊圖 (FBD)和指令表 (IL)等使用成熟的編程語言可用于編程。符合 DIN EN PLC 編程語言梯形圖 (LAD)和功能塊圖 (FBD)中創(chuàng)建。用戶友好的像素圖形 LAD 和 FBD 編輯器為編程人員提供以下支持： 簡便、直觀的操作：梯形圖 /功能塊圖的創(chuàng)建具有人們已熟悉的 PC 用戶友好性的特點(diǎn)，如拖放、剪切、粘貼。 預(yù)定義復(fù)雜功能（如 PID 控制器）或用戶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)解決方案的庫 ： 通過語句表 (STL)文本化編程語言，用戶可以創(chuàng)建運(yùn)行時(shí)間和存儲(chǔ)位置都得到優(yōu)化且 “與硬件切近 ”的程序。在 創(chuàng)建這些程序時(shí)，編程人員得到以下用戶友好編程功能的支持。 增量模式或自由文本模式輸入選項(xiàng)：用戶可以 “增量 ”方式立即檢查每個(gè)輸入是否正確，或者在一個(gè)文本編輯器中創(chuàng)建整個(gè)程序，然后再通過適宜的符號(hào)表將基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 其轉(zhuǎn)換。 以過載故障保護(hù)為例，圖 ： PLC 上電，初始化，經(jīng)系統(tǒng)自診斷后，當(dāng)接收到外部輸入的啟動(dòng)信號(hào)后 PLC執(zhí)行啟動(dòng)程序段，然后控制執(zhí)行電器接通電路，若沒有出現(xiàn)過載故障電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，若電動(dòng)機(jī)過載則 PLC 接收過載信號(hào)，控制執(zhí)行電器切斷電路，并給出故障報(bào)警指示。 初 始 化自 診 斷故 障 保 護(hù)過 載電 機(jī) 啟 動(dòng)切 斷 電 機(jī) ， 報(bào) 警開 始信 號(hào) 處 理N OY E S 程序流程圖 為過載指示程序段如圖 :當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載時(shí)執(zhí)行程序段 15，過載報(bào)警指示燈亮。 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 圖 過載指示 圖 PLC 獲得過載信號(hào)時(shí)先后執(zhí)行程序段 17和程序 段 7電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)執(zhí)行程序段 8，輸出停止指示 ,如圖 。 圖 故障停止信號(hào) 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 故障停止 圖 故障停止指示 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 使用 STEP7仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真調(diào)試，步驟如下： 打開軟件，然后打開項(xiàng)目 /庫，選擇目標(biāo)文件點(diǎn)擊確定。 在所建項(xiàng)目中找到程序的塊，從中打開編程界面和變量表，然后在窗口的圖標(biāo)中找到仿真器圖標(biāo)并打開。 根據(jù) I/O 設(shè)置建立相應(yīng)的輸入輸出位邏輯變量表，在編程界面點(diǎn)擊下載圖標(biāo)后即可對(duì)程序進(jìn)行監(jiān)視。 手動(dòng)輸入相應(yīng)的信號(hào)，然后觀察程序段及變量表的變化。 STEP7的界面如圖 ,此界面可以打開編程界面、 I/O 符號(hào)編輯 ,打開或關(guān)閉仿真器。 圖 STEP7界面 以過載保護(hù)的仿真過程為例：首先輸入啟動(dòng)信號(hào) 如圖 ，待電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸入過載信號(hào)則電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)， PLC 執(zhí)行圖 程序段，輸出停止信號(hào)及過載報(bào)警信號(hào)。 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 圖 輸入過載信號(hào) 圖 停止信號(hào) 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 圖 電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行 圖 停止指示 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)文中所列出的電動(dòng)機(jī)的常見故障的保護(hù)，在做 PLC 程序仿真過程中曾出現(xiàn)過幾個(gè)小的錯(cuò)誤，后經(jīng)改正，程序正常運(yùn)行。由于一些原因，不能把電動(dòng)機(jī)所有的故障保護(hù)都寫出，而且缺乏實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，只有理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，在實(shí) 際生產(chǎn)中要考慮系統(tǒng)的工作環(huán)境，硬線連接（如何布線、走線以及對(duì)元件的保護(hù)等等），還要考慮電動(dòng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)所依附的系統(tǒng)，注意它們之間的配合使用，還要能夠根據(jù)實(shí)際情況來修改硬件配置或者更改程序（軟件）來適應(yīng)生產(chǎn)的需要。此系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，可以說是整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的根本，它的發(fā)展與改進(jìn)是必然趨勢。 由于時(shí)間有限，自身水平有限，此設(shè)計(jì)只能簡單地做到這一步，根據(jù)所查資料以及老師的提示，還有就是在工廠實(shí)習(xí)過程中，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)現(xiàn)在都是用變頻器來實(shí)現(xiàn)的，功能更加強(qiáng)大，也更簡便、直觀一些。以后在工作與學(xué)習(xí)中，爭取能夠把 此設(shè)計(jì)做的更加的完善更加符合實(shí)際生產(chǎn)的需要。 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 致 謝 從選擇題目到設(shè)計(jì)的完成，在這段時(shí)間里，通過自己的構(gòu)思、查找資料，與同學(xué)交流，請(qǐng)教老師，在遇到問題、分析問題、解決問題的過程中自己的能力得到了很大的提升，也充分認(rèn)識(shí)到自己理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺（包括一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、制圖軟件和編程軟件的應(yīng)用等）。一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和短短幾個(gè)月的努力、學(xué)習(xí)，卻是對(duì)大學(xué)四年的總結(jié)，也是對(duì)自己成長歷程的總結(jié)，是從理論到實(shí)踐，從學(xué)校到社會(huì)，從學(xué)業(yè)到事業(yè)的一個(gè)轉(zhuǎn)變過程，對(duì)自己以后的工作、學(xué)習(xí)和生活都有比較大的幫 助，我也從中學(xué)會(huì)了如何獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題，怎么總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，怎么去把握時(shí)間，提高效率，注重方法的應(yīng)用。嘗試著思考自己所做的每一件事的意義與價(jià)值，為自己以后的發(fā)展與進(jìn)步打下基礎(chǔ)。 總之，自己在大學(xué)期間，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中有很大的成長與提高。非常感謝學(xué)校為自己提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境和各領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷、幫助，指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，我一定不負(fù)眾望，用行動(dòng)回報(bào)信任！ 基于 PLC 的電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 參考文獻(xiàn) [1] 劉鍇 ,周海 .深入淺出西門子 S7300PLC[M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx:7883. 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