【正文】 指導(dǎo)教師評(píng)議 （指出優(yōu)點(diǎn)和不足，如有其它建議，可另附頁） 簽 名： 年 月 日 備 注： 。 畢業(yè)論文答辯 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 五、主要參考文獻(xiàn)（只列出最重要的 5— 6 種） [1] 張進(jìn)秋 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 .機(jī)械工業(yè)出版社 [M].2022 [2] 李名雨 .電機(jī)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(jì)實(shí)例 .人民郵電出版社 [M].2022 [4] 韓常 .PLC 編程及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 [M].～ 40 [5] PLC 機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)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(jìn)行論文修改，并最終定稿。 型 號(hào) 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 可帶擴(kuò)展模塊數(shù) 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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) 四、計(jì)劃進(jìn)度安排 [主要說明：起止時(shí)間及分階段的進(jìn)度要求。 鑒于以上原因，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 PLC 電機(jī)故障診斷系統(tǒng)。 ] 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(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。 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(qiáng)大的功能指令，編制故障檢測報(bào)警程序，不僅可以替代繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，還可以提高工作可靠性及其系統(tǒng)的靈活性。專家系統(tǒng)方法通過建立系統(tǒng)故障的知識(shí)庫與推理機(jī)，計(jì)算機(jī)借助現(xiàn)場的數(shù)據(jù)利用知識(shí)庫和推理機(jī)進(jìn)行深入的邏輯推理，找出故障原因。故障樹方法利用系統(tǒng)的故障邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯推理，由錯(cuò)誤的輸出找到可能的輸入錯(cuò)誤。故障自診斷功能是工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化的一個(gè)重要標(biāo)志，對于工業(yè)控制具有較高的意義和實(shí)用價(jià)值。 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。 （ 7）追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 5）編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的 PLC 指令系統(tǒng)。 ?。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。隨著不斷的學(xué)習(xí)與不斷開拓的精神，現(xiàn)在，我國自主生產(chǎn)的 PLC 在國內(nèi)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來越高。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 我國的 PLC 產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段： 順序控制器（ 1973～ 1979） 以微處理器為主的工業(yè)控制器（ 1979～ 1985） 以微處理器為主的可編程序控制器（ 1985以后）。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。 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(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。故障聲光報(bào)警后，按“報(bào)警復(fù)位按鈕”復(fù)位。運(yùn)行過程中， PLC 依次循環(huán)檢測電機(jī)是否發(fā)生相間短路、斷相、低電壓、單相接地、過負(fù)荷、過電流等故障，若有發(fā)生， PLC 進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作。在啟動(dòng)過程中，若發(fā)生一級(jí)故障， PLC 進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。 準(zhǔn)備開機(jī)時(shí)，按下開機(jī)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(jī)無法啟動(dòng)，并且聲光報(bào)警。因此， 本文簡單介紹了國內(nèi)電機(jī)故障診斷 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及存在問題，同時(shí)介紹了可編程控制器的工作原理，選型依據(jù)。但是，在使用過程中，電子剎車經(jīng)常出現(xiàn)故障，自動(dòng)暴死，電機(jī)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)容易燒壞。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn) [1] 張進(jìn)秋 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 .機(jī)械工業(yè)出版社 [M].2022 [2] 李名雨 .電機(jī)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(jì)實(shí)例 .人民郵電出版社 [M].2022 [4] 韓常 .PLC 編程及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 [M].～ 40 [5] PLC 機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)。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(shí)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。 同時(shí)，在這次畢業(yè)論文的資料查閱和整理中，自己學(xué)會(huì)了很多課本當(dāng)中沒有學(xué)到的東西，是自己對于 PLC 又有了更深刻的認(rèn)識(shí)。 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(shí)際運(yùn)行來看，故障 診斷系統(tǒng)能準(zhǔn)確而迅速地判斷出故障的原因，方便運(yùn)行人員維護(hù)和檢修，大大 提 高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和智能化水平。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(huì)傳播到可編程控制器系統(tǒng)中。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(jí)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）。這個(gè)標(biāo)簽可以防止絞線和其他異物進(jìn)入單元。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(fù)載的直流電 圖 4 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)圖 源等最好分別采用獨(dú)立的直流供電電源，如上 圖所示： PLC 電源單元的連接： 接線時(shí)，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。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。 . 各種故障信息的串行通信 診上，位機(jī)通過串行通訊及時(shí)讀取 PLC 的內(nèi)部寄存器區(qū)的各種故障信息。 . 模擬量故障的診斷 對于 模擬量信號(hào)例如犁煤車，給煤車電機(jī)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(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，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(yùn)行狀態(tài)，如果實(shí)際值接近或達(dá)到極限值，則為不正常狀態(tài)。 OMRON C200H 型 PLC 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) (DM 區(qū) )可以間接尋址，利用這一點(diǎn)，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(shí)間 (日期，小時(shí)，分鐘，德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 秒 )。如上 圖所示。需要說明的是，有時(shí)引起故障的原因可能不止一個(gè)，往往一個(gè)故障會(huì)引起另一些故障的發(fā)生，因此還有關(guān)鍵的一點(diǎn)是程序要能記錄最先發(fā)生的故障。程序設(shè)計(jì)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。 是輸入的 IO 節(jié)點(diǎn)，表示 A 側(cè)皮帶信號(hào)，當(dāng)輸煤系統(tǒng)使用 A 側(cè)皮帶正常運(yùn) 行時(shí) 的值為 1，當(dāng) 變?yōu)?0 時(shí)，說明 A 側(cè)皮帶信號(hào)出了故障，此時(shí)利用上升沿微分指令記錄這次的信號(hào)跳變。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)的故障德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2022 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 自診斷提供服務(wù)。在進(jìn)行系統(tǒng)的 PLC 梯形 圖 2 程序圖 圖程序設(shè)計(jì) 時(shí)，應(yīng)充分考慮到故障結(jié)構(gòu)的層次，合理安排邏輯流程。為了描述簡單，這里作了一定的簡化。 故障診斷程序設(shè)計(jì) 在進(jìn)行故障診斷設(shè)計(jì)時(shí)，首先必須對整個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生的故障進(jìn)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(jìn)行故障診斷部分的設(shè)計(jì)。二級(jí)故障為低級(jí)。當(dāng)發(fā)生此類故障，斷路器跳閘使電 機(jī)停止運(yùn)行， PLC 禁止其他控制輸出，并聲光報(bào)警（指示燈和電鈴）。 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(jī)定子接線錯(cuò)誤、繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路，同步電機(jī)勵(lì)繞組匝間短路，同步電機(jī)勵(lì)磁線圈聯(lián)接錯(cuò)誤，籠型異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)。 （ 4）電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng)。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(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。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