【正文】 為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 相應(yīng)模塊的選擇 估算好相應(yīng)的模塊之后， 就要進(jìn)行相應(yīng)模塊的選擇。包括輸入輸出模塊的選擇，電 源的選擇 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?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。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程 I/O機(jī)架等。 電源的選擇 PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般 PLC的德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 機(jī)械設(shè)計(jì) 制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC 電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 如果 PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。 存儲器的選擇 由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求 PLC的存儲器容量，按 256個 I/O點(diǎn)至少選 8K存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。 第三章 電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與 PLC PLC 的選取及介紹 由于本文設(shè)計(jì)采用的機(jī)型是西門子生產(chǎn)的 S7200系列 PLC，下面對它進(jìn)行簡單介紹。 德國西門子（ SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子 （ 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。 西門子 S7系列 PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。 S7系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7200），小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7300）和中、高性能要求的PLC（如 S7400）等。 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò) 通訊網(wǎng)絡(luò)是自動化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的一致性通訊，“ SIMATIC NET”是全 部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。 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德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 機(jī)械設(shè)計(jì) 制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 等； SIMATIC面板型 PC670等。個人計(jì)算機(jī)（ PC）也可以作為 HMI硬件使用。 HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組 態(tài)才能配合 PLC使用。 SIMATIC S7 工業(yè)軟件 西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類： （ 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。 STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包 SIMATIC S7 是用于 S7300/400， C7 PLC和 SIMATIC WinAC 基于 PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具， STEP 7Micro/WIN 是在 Windows平臺上運(yùn)行的 S7200系列 PLC的編程、在線仿真軟件。 （ 2）基于 PC 的控制軟件 基于 PC 的控制系統(tǒng) WinAC 允許使用個人計(jì)算機(jī)作為可編 程 序控制器（ PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了 Windows 操作系統(tǒng)的 SIMATIC 工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種 PLC，一種是軟件 PLC，在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽 PLC（在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個 PC卡），它具有硬件 PLC的全部功能。 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。 （ 3）人機(jī)界 面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（ HMI）或 SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺。人機(jī)界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機(jī)器級的 ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的 WinCC。 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)。 ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如： OP3， OP7， OP17， TD17等。 ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn) PC和所有西門子 HMI 產(chǎn)品， ProTool/Pro 不只是組態(tài)軟件，其運(yùn)行版也用 于 Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。 WinCC 是一個真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的 SCADA（ Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn) PC上運(yùn)行。 WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高，與 STEP 7功能集成，可直接進(jìn)入 PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。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化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其最新的 支持在辦公室通過 IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。 S7200系列 PLC的硬件配置 S7200系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6種型號的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。 基本單元 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 機(jī)械設(shè)計(jì) 制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） S7200 系列 PLC中可提供 4 種不同的基本型號的 8 種 CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見下表： 型 號 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)展單元型號及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表 32所示。 表 32 S7200系列 PLC擴(kuò)展單元型號及輸入 輸出點(diǎn)數(shù) 類 型 型 號 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM221 8 無 EM222 無 8 EM223 4/8/16 4/8/16 模擬量擴(kuò)展模塊 EM231 3 無 EM232 無 2 EM235 3 1 編程器 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 機(jī)械設(shè)計(jì) 制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入 PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。 S7200系列 PLC可采用多種編程 擴(kuò)展單元 S7200 系列 PLC 主要有 6 種擴(kuò)展單元，它本身沒有 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)展單元型號及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表 32所示。 表 32 S7200系列 PLC擴(kuò)展單元型號及輸入輸出點(diǎn)數(shù) 類 型 型 號 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM221 8 無 EM222 無 8 EM223 4/8/16 4/8/16 模擬量擴(kuò)展模塊 EM231 3 無 EM232 無 2 EM235 3 1 編程器 PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲 和管理等，并將用戶程序送入 PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。 S7200系列 PLC多種編程 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。 PLC在故障診斷系統(tǒng)中的功能主要是完成輸煤系統(tǒng)設(shè)備故障信號檢測、預(yù)處理，轉(zhuǎn)化存儲并傳輸給上位計(jì)算機(jī)。上位計(jì)算機(jī)由于具有強(qiáng)大 的科學(xué)計(jì)算功能，利用專家知識和專家?guī)?，完成從故障特征到故障原因的識別工作。并通過 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。 電機(jī)故障等級分類 電機(jī)的結(jié)構(gòu)同時(shí)包含電氣和機(jī)械兩部分，也可以說是電氣和機(jī)械的結(jié)合點(diǎn)。所以說，它的故障要一分為二的分析。對電機(jī)的振動故障原因也要分成兩部分。 一般來講