基于PLC电机故障诊断系统设计
基于PLC电机故障诊断系统设计
摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计以及存在的问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理、选型依据。
设计了一种基于PLC电机故障诊断系统，并且详细介绍了所选用的西门子S7-200PLC以及同类型的S7-300、S7-400PLC，根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，并且编写系统运行的梯形图。
准备开机时，按下开机按钮后，首先检测断路器状态，如果断路器初始状态为闭合，电机无法启动，并且声光报警。
如果断路器初始状态为断开，断路器合闸，电机开始启动。
在启动过程中，若发生一级故障，PLC进行相应的保护动作。
启动完成后，“电机开/关指示灯”亮，电机正常运行。
运行过程中，PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障，若有发生，PLC进行相应保护动作。
关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸,“电机开/关指示灯”灭。
故障声光报警后，按“报警复位按钮”复位。
本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。
关键词：故障诊断；PLC；电机AbstractThis paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design , as well as existing problems and introduces programmable controller at the same time the working principle and selection basis．A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design and detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300 S7-400 PLC and according to the design requirements of the input and output of the PLC I/O for distribution and preparation of the ladder diagram system operation．Prepared to boot, press the button after boot, the circuit breaker status is detected first．If the circuit breaker initial state is closed, electrical does n’t start and sound and light alar m．If the circuit breaker initial state is disconnected , the circuit breaker close and the electrical start．Start in the process, if a failure occurred, the protection PLC correspond action．Start after the completion of “motor on/off indicator light”on , the electrical normal operate．Running process, PLC followed by motorcycle test whether there has been a phase short circuit, breaking phase, low-voltage, single-phase-to-ground, overload, over-current fault and so on．If occurred, PLC protection act accordingly shut down．PLC received shutdown orders,tripping circuit breakers,“motor on /off indicator light”eliminate．Fault sound and light alarm at the “alarm reset button”reset．This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design．Key words：Fault Diagnosis；PLC；Motor目录1绪论 (5)1.1 PLC的应用以及选题的意义 (5)1.2 PLC应用于故障诊断系统的发展现状 (6)1.3故障诊断方法 (6)2PLC原理介绍及设备总体结构介绍 (7)2.1 PLC发展历程 (7)2.2 PLC控制系统的发展前景 (8)2.3 PLC的分类 (8)2.4 PLC的工作原理 (10)2.5 PLC的组成 (11)3可编程控制器系统设计 (15)3.1 可编程控制器系统设计原则 (15)3.2 可编程控制器系统设计步骤 (15)3.3 可编程控制器系统设计的基本内容 (17)3.4 可编程控制器控制系统的硬件设计 (17)3.5 可编程控制器控制系统的软件设计 (20)3.6 PLC的选取及介绍 (21)3.6.1 SIMATIC S7-200 PLC (21)3.6.2 SIMATIC S7-300 PLC (22)3.6.3 SIMATIC S7-400 PLC (23)3.6.4 工业通讯网络 (23)3.6.5 人机界面HMI (23)3.6.6 SIMATIC S7工业软件 (24)3.7 S7-200系列PLC的硬件配置 (25)3.7.1 CPU模块 (25)3.7.2 数字量扩展模块 (26)3.7.3 模拟量扩展模块 (27)3.7.4 通信模块 (28)3.7.5 编程器 (28)3.7.6 程序存储卡 (29)3.7.7 写入器 (29)3.7.8 文本显示器 (29)4 电机故障诊断系统设计 (30)4.1电机的故障 (30)4.2 电机的保护 (31)4.3 故障诊断系统设计 (33)4.3.1 系统硬件设计 (33)4.3.2 系统软件设计 (36)5 系统电源设计 (47)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)1绪论1.1 PLC的应用以及选题的意义1.PLC的应用可编程控制器在发展初期由于价格较高，使它的应用受到了限制。
基于plc的175个毕业论文题目
P1. PLC物料运输线控制系统P2。
基于PLC的数控机床P3。
基于PLC的全自动注塑机P4。
基于PLC的全自动药品包装机P5。
3层PLC控制电梯P6。
PLC控制电梯P7. PLC控制自动门的设计P8. PLC面粉厂设计2P9。
X62W万能铣床电气控制的PLC改造P10. 三菱分拣装置的PLC控制系统P11。
分拣装置的PLC控制系统P12. 办公楼五层电梯的PLC控制系统设计P13. 基于PLC的全自动洗衣机P14。
基于PLC的数控钻床P15. 基于PLC的电机故障诊断系统设计P16。
基于组态王的PLC温度控制系统设计P17。
油田污水处理的PLC控制系统设计P18. 电动葫芦PLC控制与遥控改造P19。
立体车库PLC控制系统P20。
基于PLC的全自动轮胎硫化机P21。
基于PLC糖果包装机的系统设计P22. plc在干燥冷冻机中的应用P23. 基于plc的排水系统控制设计P24。
立体车库PLC控制系统P25. 基于PLC的数控机床T功能的实现P26。
plc触摸屏控制电动机正反转P27. 基于西门子PLC的电梯P28. 基于PLC的全自动洗衣机P29. 钢板矫正机的PLC控制系统设计P30。
PLC在龙门刨床改造中的应用P31。
plc交通灯设计P32. 立体车库PLC控制系统P33. 基于PLC数控钻孔机控制系统设计P34. PLC玻璃生产流水线P35. PLC地铁屏蔽门系统设计P36. PLC控制的变电站检测系统P37. PLC恒压供水系统P38。
卧式镗床plc控制系统设计P39. 基于PLC 的定量称量与控制P40. PLC玻璃生产流水线P41. 桥式天车的PLC控制的虚拟凸轮控制器的开发P42. 油脂浸出设车间PLC控制系统P43。
plc 在三相异步电机控制中的应用P44. PLC传送带控制系统P45. PLC在电网备用自动投入中的应用P46。
plc在岸边集装箱起重机上是应用P47。
plc在石油储运自动化系统中的应用qq415419642P48. PLC小型吊车的控制线路P49. PLC小车填装`控制系统P50. PLC控制机械手设计P51。
基于PLC的电机自动控制设计
的可以进行编程的逻辑器的数据交换 ．从 而实现了 Ｐ Ｌ Ｃ中控 制点与 软件中定 义变量之间的一一对应 ： 工控机通过串 口通信以及以太网能 够使得多个工作 站对 网络设备以及物理介质进行访 问 ．在基于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 电机 自动控制系统 中． 利 用该 通信系统 ． 能够实现前 台的计算 机人 机界面控制的一对多 的功能 ． 同时 ． 使得后 台程序 中的数 据的读取以 及导入容易实现 。基于 Ｐ Ｌ Ｃ电机控制 系统能够实现对 电机温度 ． 电机 振动综合传感器 以及 电机转速的在线监控 。利用对频谱的分析等 ． 使 得 电机诊断故 障的效率和准确率都大 幅度提高
０ ． 引言 Ｐ Ｌ Ｃ系统在工业控制中有着非 常重要 的作用 ． 由于 Ｐ Ｌ Ｃ的功能非 常强大 ， 能够抵抗较强 的干扰 ， 可靠性 比较 高 ， 同时编程简单 ， 操作 方 便， 进 步． 自动控制技 术 已经越来越 多的被应 用于各行各业 中． 西 门子控制 电机 ．基 于 Ｐ Ｌ Ｃ系统的电机 自动控制采 用国际标准 Ｐ ＲＯ Ｆ Ｉ Ｂ ＵＳ现场 总线标 准 ． 保证 了系统 的高效性 与实时性 ． 不但能够实 现对设 备数据 采集的独立完成 ． 同时其抗 干扰 的能力 比较强 ． 可靠性高 。 具有非常高
２ ０ １ ３ 年２ ０ 期
科技 曩向导
◇ 科技论 坛◇
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的 电机 自动控制设计
赵 宁宁
（ 河北 白沙烟草有限责任公司 河北
石家庄
０ ５ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 基于西 门子公 司的 ￥ ７ － ３ ０ ０ 模块式 的可 以进行 编程 的逻辑器构成的 Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统 ， 能够实现对 电机的控制 。 介绍 了基于 Ｐ Ｌ Ｃ的 电机 自 动控制硬件构成与人机界 面构成。基 于 Ｐ Ｌ Ｃ电 机控制 系 统操作 简单 ， 可靠性高， 维护方便 ， 运行成本低 ， 同时， 采 用现场总线技术 ， 使得 数据传输非常稳定。 【 关键词】 Ｐ Ｌ Ｃ； 自 动控制 ； 电机
基于PLC的电机系统研究
基于PLC的电机系统研究作者：杨洪庆杨大勇来源：《新农村》2012年第02期【摘要】随着我国科技的快速发展，我国机械已经从半自动化向自动化逐步转变，基于PLC的电机控制系统是自动化转变的基础，自动化系统能否安全运行取决于PLC的完善程度，用以保证整个自动化操作的可靠性。
【关键词】PLC；控制；系统；自动一、PLC系统概述PLC是“Programmable Logic Controller(可编程序逻辑控制器)”的英文缩写,是采用微电脑技术制造的自动控制设备。
它以顺序控制为主,回路调节为辅,能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
与传统的继电器控制相比,PLC控制具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变工艺方便等优点,随着PLC技术的发展,其功能越来越多,集成度越来越高,网络功能越来越强, PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中,具有良好的控制精度和高可靠性,使得PLC成为现代工业自动化的支柱。
二、PLC的编程及调试步骤PLC的生产厂家和型号、种类繁多,不同型号自成体系,有不同的程序语言和使用方法,但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下:(一)设计I/O接线图：根据现场输入条件和程序运行结果等生产工艺要求,设计PLC的外围元件接线图,作为现场接线和PLC程序设计的重要依据。
(二)编制PLC的梯形图和指令语句表：根据生产工艺要求,在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图,并转换成指令语句表(FX系列PLC基本编程指令见附表)。
(三)程序写出与联机调试：用编程电缆连接计算机和PLC主机,执行“写出”操作,将指令语句表写出到PLC主机。
PLC输入端连接信号开关,输出端连接执行部件,暂不连接主回路负载,进行联机调。
三、程序的编制、读入与写出由于PLC的生产厂家和型号、种类繁多,在这里以三菱公司生产的FX系列PLC为例,其用户程序的编制、用户程序的读入与写出,可利用安装有“FXGP-WIN-CN”编程软件的计算机来完成。
基于PLC的电机故障诊断系统设计论文（西门子S7-200）25000字
目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)第1章绪论 (1)1.1电机常见故障和诊断方法 (1)1.1.1 电机常见故障 (1)1.1.2电机诊断方法 (2)1.2PLC的应用以及选题的意义 (3)1.2.1.PLC控制系统故障诊断技术的基本原理 (4)1.2.2.PLC控制系统的故障类型 (4)1.2.3.PLC控制系统的故障诊断方法 (4)1.3系统的设计概要 (6)第2章 PLC结构工作原理和应用 (7)2.1PLC的发展历程 (7)2.2PLC控制系统的发展前景 (8)2.3可编程序控制器PLC的分类 (9)2.4CPU的构成 (10)2.4.1 I/O模块 (11)2.4.2 电源模块.. (12)2.5 PLC的选型方法 (12)2.5.1 输入输出（I/O）点数的估算 (15)2.5.2 存储器容量的估算 (15)2.6 机型的选择 (15)2.7STEP7编程软件介绍 (21)2.7STEP7概述 (21)2.7.1 STEP7-Mirco/WIN的安装 (22)2.7.2 STEP7-Mirco/WIN窗口组件 (23)2.8PLC编程语言的基本指令系统和编程方法 (26)第3章电机故障诊断系统设计 (28)3.1电机故障诊断系统设计原理 (28)3.2电机故障等级分类 . (29)3.3PLC的I/O地址分配 (29)3.4速度检测并整定 (31)3.4.1 设计的基本思路 (31)3.4.2 PLC内部计数器的选择 (32)3.4.3 计数器和定时器设定值的选取 (32)3.4.4 硬件电路 (33)第4章整体硬件电路与元器件选择 (34)4.1整体电路 (34)4.2PLC的CPU供电方式接线电路 (35)4.3PLC的继电器输出电路 (36)4.4电动机的选择及其工作情况 (37)4.5欠电压继电器的选择 (37)4.6过电流继电器的选择 (38)4.7低压断路器的选择 (40)第5章系统程序设计 (41)第6章设计体会与总结 (46)6.1设计总结 (46)6.2毕业设计体会 (46)参考文献 (48)致谢 (49)基于PLC的电机故障诊断系统设计摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计方法，以及存在问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理，选型依据。
基于PLC的电机故障诊断系统设计毕业论文
基于PLC的电机故障诊断系统设计毕业论文毕业设计论文题目基于PLC的电机故障诊断系统设计院系机电工程系专业机电一体化姓名 3学号 3指导教师 3任务与要求任务1明确控制要求确定控制方案2选择PLC类型3输入输出设备选择及输入输出点分配4设计调试5电机故障诊断控制系统的实现要求1介绍所使用PLC及控制系统涉及其它设备的基本情况2分析所设计控制系统的控制对象的工艺流程3确定IO表4设计硬件构成及接线5设计PLC控制程序6依照上述要求撰写毕业论文毕业设计论文进度计划表摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计以及存在的问题同时介绍了可编程控制器的工作原理选型依据设计了一种基于PLC电机故障诊断系统并且详细介绍了所选用的西门子S7-200PLC以及同类型的S7-300S7-400PLC根据设计要求对PLC的输入输出IO进行了分配并且编写系统运行的梯形图准备开机时按下开机按钮后首先检测断路器状态如果断路器初始状态为闭合电机无法启动并且声光报警如果断路器初始状态为断开断路器合闸电机开始启动在启动过程中若发生一级故障PLC进行相应的保护动作启动完成后电机开关指示灯亮电机正常运行运行过程中PLC依次循环检测电机是否发生相间短路断相低电压单相接地过负荷过电流等故障若有发生PLC进行相应保护动作关机时PLC接到关机命令后断路器跳闸电机开关指示灯灭故障声光报警后按报警复位按钮复位本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计关键词故障诊断 PLC 电机AbstractThis paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design as well as existing problems and introduces programmable controller at the same time the working principle and selection basis．A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design and detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300S7-400 PLC and according to the design requirements of the input and output of the PLC IO for distribution and preparation of the ladder diagram system operation．Prepared to boot press the button after boot the circuit breaker status is detected first．If the circuit breaker initial state is closed electrical doesnt start and sound and light alarm．If the circuit breaker initial state is disconnected the circuit breaker close and the electrical start．Start in the process if a failure occurred the protection PLC correspond action．Start after the completion of motor onoff indicator light on the electrical normal operate．Running process PLC followed by motorcycle test whether there has been a phase short circuitbreaking phaselow-voltage single-phase -to -ground overload over-current fault and so on．If occurred PLC protection act accordingly shut down．PLC received shutdown orders tripping circuit breakersmotor on off indicator light eliminate． Fault sound and light alarm at the alarm reset button reset．This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design．KEY WORDFault DiagnosisPLC Motor目录第一章绪论 1第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍 2 第一节 PLC发展历程 2第二节 PLC的分类3第三节 PLC的工作原理 4第四节 PLC的组成5第三章可编程控制器系统设计8第一节可编程控制器系统设计原则8第二节可编程控制器系统设计步骤8第三节可编程控制器控制系统的硬件设计 9 第四节 PLC的选取及介绍11第五节 S7-200系列PLC的硬件配置14第四章电机故障诊断系统设计18第一节电机的故障18第二节电机的保护19第三节故障诊断系统设计 21第五章系统电源设计33结论35致谢36参考文献37附录38第一章绪论可编程控制器在发展初期由于价格较高使它的应用受到了限制近年来PLC 应用范围迅速扩大主要原因是一方面由于微处理器芯片及相关元件的价格大大下降使得PLC的成本下降另一方面随着PLC的功能大幅度提高它能解决许多复杂的计算和通信问题使得PLC的应用范围日益扩大目前PLC已广泛应用于钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保以及文化娱乐等行业PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行一个完善的PLC系统除了能够正常运行满足工业控制的要求还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志对于工业控制具有较高的意义和实用价值PLC是现在应用较多的一种控制装置利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令编制故障检测报警程序提高工作可靠性及其系统的灵活性第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍第一节 PLC发展历程随着工业自动化程度的不断提高使用继电器构成工业控制系统的缺陷不断地暴露出来首先是复杂的系统使用成百上千各种各样的继电器成千上万根导线只要一个电器一根导线出现故障系统就不能正常工作这就大大降低了这种接线逻辑系统的可靠性且系统维修及改造很不容易到了20世纪60年代末人们设想能否把计算机的通用灵活功能完善与继电-接触器控制系统的简单易懂使用方便生产成本低等特点结合起来生产出一种面向生产过程顺序控制可利用简单语言编程能让完全不熟悉计算机的人也能方便使用的控制器这一设想最早由美国最大的汽车制造商通用汽车公司于1968年提出根据以上要求美国数字设备公司在1969年首先研制出了全世界第一台可编程序逻辑控制器并简称为可编程控制器1971年日本从美国引进这项技术开始生产可编程控制器1973年西德法国等西欧国家也开始研制生产可编程控制器1974年我国开始研制可编程控制器并在1977年应用于工业生产从第一台PLC诞生至今大致经历了如下四次更新换代第一代PLC多数用1位机开发采用磁芯存储器存储仅具有逻辑控制定时计数等功能第二代PLC使用了8位微处理器及半导体存储器其产品逐步系列化功能也有所增强已能实现数字运算传送比较等功能第三代PLC采用了高性能微处理器及位片式中央处理单元工作速度大幅度提高同时促使其向多功能和联网方向发展并具有较强的自诊断能力第四代PLC不仅全面使用16位32位微处理器作为CPU内存容量也更大可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统而且编程语言除了可使用传统的梯形图流程图等还可以使用高级语言外设也更加多样化许多软件厂商正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络开发控制系统软件帮助企业实现工厂自动化信息化为企业提供控制系统与管理网络的集成目前PLC的功能增强结构优化IO模块趋向分散化智能化编程工具和编程语言更具标准化和高级化PLC的联网通信能力增强向高速度多层次大信息量高可靠性及开放式的通信发展第二节 PLC的分类一按结构形式分类按照结构形式的不同可分为整体式PLC和模块式PLC两种1．整体式PLC 整体式可编程控制器又称为单元式或箱体式它将中央处理单元存储器单元输入输出单元输入输出扩展接口单元和电源单元等集中安装在一个机箱内这种整体式结构的可编程控制器结构紧凑体积小价格低一般小型PLC 如单体设备的开关量自动控制和机电一体化产品都采用这种结构小型PLC的主要型号有三菱F1F2FX2FX0N等系列OMRON C系列P型袖珍机西门子S7系列等2．模块式PLC 模块结构形式将PLC各部分分成若干个单独的模块如CPU模块IO模块电源模块和各种其他功能模块然后组装在机架或母板上在机架或母板的底板上有若干个模块插座和连接这些插座的内部系统总线一些产品的机架或母板上还安装了与输入输出扩展机连接的接口插座这种模块式结构的可编程控制器配置灵活装配方便便于扩展和维修一般大中型PLC都采用这种结构适用于复杂过程控制系统的应用场合常见的有三菱公司的A1NA3N系列立石公司C系列C500C2000H和通用电气公司的90TM-7090TM-30等二按功能点数分类按功能输入输出点数和存储器容量不同可分为小型中型和大型PLC三类1小型PLC 小型PLC又称为低档PLC这类PLC的规模较小它的输入输出点数一般从20点到128点用户存储容量小于2KB具有逻辑运算定时计数移位及自诊断监控等功能有些还有少量的模拟量IO算术运算数据传送远程IO和通信等功能可用于开关量控制定时计数控制顺序控制及少量模拟量控制等场合通常用来代替继电器-接触器控制在单机或小规模生产过程中使用常见的小型PLC产品有三菱公司的F1FX0系列欧姆龙SP20系列和西门子公司的S5-100US7-200等2中型PLC 中型PLC的IO点数通常在128点至512点之间用户程序存储器的容量为2～8KB除具有小型机的功能外还具有较强的模拟量IO数字运算过程参数调节数据传送与比较数值转换中断控制远程IO及通信联网功能中型PLC适用于既有开关量又有模拟量的复杂控制系统如大型注塑机控制配料和称重等中小型连续生产过程控制常见的机型有三菱公司的A1S系列立石公司的C200HC500西门子公司的S5-115U等3大型PLC 大型PLC又称为高档PLCIO点数在512点以上其中IO点数大于8192点的又称为超大型PLC用户存储器容量在8KB以上除具有中型机的功能外还具有较强的数据处理模拟调节特殊功能函数运算监视记录打印以及强大的通信联网中断控制智能控制和远程控制等功能由于大型PLC具有比中小型PLC更强大的功能因此一般用于大规模过程控制分布式控制系统和工厂自动化网络等场合常见的如三菱公司的A3MA3N立石公司的C2000HAB公司的PLC-5以及西门子公司的S5-135US5-155US7-400等第三节 PLC的工作原理小型PLC的工作过程有两个显著特点周期性顺序扫描集中批处理周期性顺序扫描是可编程控制器特有的工作方式PLC在运行过程中总是处在不断循环的顺序扫描过程中由于可编程控制器的IO点数较多采用集中批处理的方法可以简化操作过程便于控制提高系统可靠性因此可编程控制器的另一个主要特点就是对输入采样执行用户程序输出刷新实施集中批处理一公共处理扫描阶段公共处理包括PLC自检执行来自外设命令对看门狗定时器清零等二输入采样扫描阶段这是第一个集中批处理过程在这个阶段中PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号不论输入端子上是否接线CPU顺序读取全部输入端将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中在当前的扫描周期内用户程序依据的输入信号状态均从输入映像寄存器中去取而不管此时外部输入信号的状态是否变化如果此时外部输入信号的状态发生了变化也只能在下一个扫描周期的输入采样扫描阶段去读取三执行用户程序扫描阶段这是第二个集中批处理过程在执行用户程序阶段CPU对用户程序按顺序进行扫描每扫描到一条指令所需的输入信息状态均从输入映像寄存器中读取而不是直接使用现场的立即输入信号对其他信息则是从PLC的元件映像寄存器中读取在执行用户程序中每一次运算的中间结果都立即写入元件映像寄存器中这样该状态马上就可以被后面将要扫描到的指令所利用对输出继电器的扫描结果也不是马上去驱动外部负载而是将其结果写入元件映像寄存器中的输出映像寄存器中待输出刷新阶段集中批处理所以执行用户程序阶段也是集中批处理过程四输出刷新扫描阶段这是第三个集中批处理过程当CPU对全部用户程序扫描结束后将元件映像寄存器中各输出继电器的状态同时送到输出锁存器中再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载在输出刷新阶段结束后CPU进入下一个扫描周期第四节 PLC的组成一中央处理单元CPUPLC常用的CPU有通用微处理器单片机和位片式微处理器通用微处理器常用的是8位机和16位机如80808086M68008028680386等单片机常用的有803180518096等位片式微处理器常用的有AMD2901AMD2903等小型PLC大多采用8位微处理器或单片机中型PLC大多采用16位微处理器或单片机大型PLC大多采用高速位片式处理器PLC的档次越高所用的CPU的位数越多运算速度越快功能越强二存储器存储器主要用来存放系统程序用户程序和数据根据存储器在系统中的作用可将其分为系统程序存储器和用户存储器系统程序存储器用来存放制造商为用户提供的监控程序模块化应用功能子程序命令解释程序故障诊断程序及其他管理程序用户存储器是专门提供给用户存放程序和数据的所以用户存储器通常又分为用户程序存储器和用户数据存储器两个部分用户存储器有RAMEPROMEEPROM三种类型用户程序存储器用来存放用户编写的应用程序数据存储器用来存放控制过程中不断改变的信息如输入输出信号各种工作状态计数值定时值运算的中间结果等三输入输出模块及特殊功能模块1输入模块用来接收和采集输入信号输入信号有两类一类是由按钮开关行程开关数字拨码开关接近开关光电开关压力继电器等提供的开关量输入信号另一类是从电位器热电测速电机各种变送器送来的连续变化的模拟量输入信号输入模块还需要将这些不同的电平信号转换成CPU能够接收和处理的数字信号2输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号并把它转换成现场执行部件能接收的信号用来控制接触器电磁阀调节阀调速装置等控制的另一类负载是指示灯数字显示器和报警装置等3特殊功能模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展为了增强可编程控制器的功能扩大其应用范围生产厂家开发了许多供用户选用的特殊功能模块1 模拟量输入输出模块模拟量的输入在过程中应用很广泛如温度压力流量位移等工业检测都是对应电压电流大小的模拟量模拟量经传感器或变送器转换为标准信号输入模块用AD转换器将它们转换成数字量送给CPU进行处理因此模拟量输入模块又叫AD转换输入模块模拟量的输出模块是将CPU处理后的二进制数字信号转换为模拟电压或电流再去控制执行机构因此模拟量输出模块又叫DA 转换输出模块2 高速计数模块高速计数模块是工业控制中常用的智能模块之一它可以把过程控制变量如位置信号速度值流量值累计等送入可编程控制器这些参量的变化速度很快脉冲宽度小于可编程控制器扫描周期按正常扫描输入输出信号来处理会丢失部分参量因此使用脱离可编程控制器独立计数的高速计数器对这些参量进行计数高速计数模块可对几十kHz甚至上MHz的脉冲计数当计数器的当前值等于或大于预置值时输出被驱动3 PID过程控制模块比例积分微分控制模块是实现对连续变化的模拟量闭环控制的智能模块可将PID模块看作一个过程调节器在PID模块上有输入输出接口和进行闭环控制运算的CPU模块一般可以控制多个闭环4 通信模块可编程控制器的通信模块相当于局域网中的网络接口通过通信模块数据总线和可编程控制器的主机连接用硬件和软件一起来实现通信协议可编程控制器的通信模块一般配有几种接口可以通过通信模块上的选择开关进行接口选择实现与别的可编程控制器智能控制设备或计算机之间的通信四电源PLC配有开关式稳压电源模块用来将外部供电电源转换成使PLC内部的CPU 存储器和IO接口等电路工作所需的直流电源PLC的电源部件有很好的稳压措施因此对外部电源的稳定性要求不高小型PLC的电源往往和CPU单元合为一体大中型PLC都有专用电源模块五外部设备接口外部设备接口是可编程控制器主机实现人－机对话机－机对话的通道通过它可编程控制器可以和编程器彩色图形显示器打印机IO扩展单元等相连也可以与其他可编程控制器或上位计算机连接外部设备接口一般是RS-232C或RS-422A 或RS-485串行通信接口该接口的功能是串行并行数据的转换通信格式的识别数据传输的出错校验信号电平的转换等六输入输出扩展单元输入输出扩展单元是可编程控制器输入输出单元的扩展部件当用户所需的输入输出点数或类型超出主机输入输出单元所允许的点数或类型时可以通过加接输入输出扩展单元来解决输入输出扩展单元与主机的输入输出扩展接口相连方式有两种类型简单型和智能型第三章可编程控制器系统设计第一节可编程控制器系统设计原则可编程控制器虽然是以微机技术为核心的一种控制装置但其工作方式与微机控制系统有很大的不同其主要区别是可编程控制器采用的是扫描工作方式和软继电器元件可编程控制器系统设计包括硬件设计与软件设计两个方面设计时可采用硬件与软件并行开发的方法这样可以加快整个系统的开发速度系统设计的主要内容及原则如下一硬件设计可编程控制系统硬件设计的内容主要包括PLC的选型输入输出设备选择控制柜的设计及各种图形的绘制等系统硬件设计应遵循的原则有如下几方面1充分发挥PLC的控制功能最大限度地满足控制系统的要求2力求控制系统经济实用操作方便3保证控制系统安全可靠4控制系统要具有可扩展性二软件设计可编程控制器系统软件设计的任务就是编写出能满足生产控制要求的PLC 用户应用程序即绘制出梯形图编制出指令语句表软件设计应遵循的原则有如下两方面1逻辑关系简明易读易改2少占内存空间减少扫描时间第二节可编程控制器系统设计步骤可编程控制器系统设计的一般方法和步骤的流程图如图31所示图31 PLC系统设计流程图第三节可编程控制器控制系统的硬件设计PLC的选择主要应从PLC的机型容量IO模块电源模块特殊功能模块通信联网能力等方面加以综合考虑一PLC机型的选择PLC机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下保证可靠维护使用方便力争具有最佳的性能价格比具体选择时应主要考虑以下几个方面1结构合理机型统一PLC主要有整体式模块式叠装式几种结构形式整体式PLC的每一个IO点的平均价格比模块式的便宜且体积相对较小因此在控制规模不大工艺过程固定环境条件较好的场合应优先考虑采用整体式PLC但模块式PLC在功能扩展方面优于整体式模块式PLC的选择余地都比整体式PLC大维修更换模块判断故障方面较方便因此一般用于控制功能较复杂的控制系统2功能与任务相适应对于只有开关量控制的场合当对控制速度要求不高时可选用一般的低档小型机具有逻辑运算定时计数等基本功能能满足相应的控制要求对于控制比较复杂控制要求较高的大中型控制系统例如要求实现闭环控制PID调节通信联网等功能时可视控制规模及复杂程度选用扫描速度快控制功能强联网通信能力强的中高档PLC3响应速度要求如果设备的实时性要求高或者某些功能或信号有特殊的速度要求时则应考虑PLC的响应速度或响应时间可选用扫描速度高的PLC或选用具有快速响应模块如高速计数模块和中断响应处理功能的PLC等二PLC容量的选择PLC的容量包括两个方面一是IO点数二是用户存储器容量1IO点数的选择首先根据被控对象的IO设备对所需的IO点数进行统计开关量输入点数与开关量输出点数之比可按32估算通常IO点数是根据统计的点数数据再加上10％～15％的裕量来确定以防系统方案的修改或功能的扩展2存储器容量的估算用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的IO点数运算处理量程序结构控制要求等因素有关而且还与功能实现的方法程序编写水平有关通常采用经验估算方法来估算经验估算方法是根据每个功能器件类型和IO点数统计所需程序容量的估算公式是存储容量字节开关量IO点数×10模拟量IO通道数×100三输入输出模块的选择输入模块的主要任务是将输入信号转换为合适的电平信号根据输入信号的类型不同输入模块分为直流5122448V等和交流115220V等形式一般情况下信号传输距离在10m以内的可选择直流5V的输入模块信号传输距离在10～30m可选用直流12V或24V的输入模块48V以上的适用于信号传输距离更远的情况输出模块的任务是将PLC内部信号转换为外部的控制信号输出模块的输出方式有继电器输出晶体管输出晶闸管输出三种可根据实际需要选取对开关频繁功率因数低的电感性负载可选用晶闸管输出方式其缺点是价格高过载能力差继电器输出方式适用于电压范围宽导通压降小的负载且价格便宜带载能力强其缺点是寿命短响应速度慢晶体管输出方式比较适合开关频繁功率因数低导通压降小的负载四电源模块的选择电源模块的选择仅对于模块式结构的PLC而言对于整体式PLC不存在电源的选择电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压电源模块的输出额定电流必须大于CPU模块IO模块和其他特殊模块等消耗电流的总和同时还考虑今后IO模块的扩展等因素电源输入电压一般根据现场的实际需要而定五模拟量IO模块及特殊功能模块的选择PLC的模拟量IO模块的主要功能是数据转换模拟量输出模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出至变频器阀门等装置典型模拟量IO模块的量程为-10～10V0～10V1～5V电压型及0～20mA4～20mA电流型等第四节 PLC的选取及介绍德国西门子公司生产的可编程控制器在我国的应用也相当广泛在冶金化工印刷生产线等领域都有应用西门子S7系列PLC体积小速度快标准化功能更强可靠性更高S7系列PLC 产品可分为微型PLC如S7-200小规模性能要求的PLC如S7-300和中高性能要求的PLC如S7-400等一SIMATIC S7-200 PLCS7-200PLC是超小型化的PLC它具有极高的可靠性丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能实时特性强劲的通信能力丰富的扩展模块适用于各种场合中的检测监测及自动化控制的需要S7-200PLC的强大功能使其无论单。
基于PLC的电机故障诊断系统设计 - 毕业设计- 副本
基于PLC的电机故障诊断系统设计 - 毕业设计- 副本毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于学生姓名：杜晓庆学号：专业：电气自动化班级：电气指导教师：PLC的电机故障诊断系统设计 411-1班严培培基于PLC的电机故障诊断系统设计摘要本文介绍了国内基于PLC的电机故障诊断系统设计，详细分析了三相鼠笼式异步电机常见的故障及故障表现出的症状。
对PLC的选型做出了论述，介绍了S7-200 CPU226的特点。
对模块的扩展做出了详细论述。
对传感器进行相应的选型，对输入输出点做出了相应的分配。
做出了一套基于PLC的电机多故障诊断系统。
本文对基于PLC的电机故障诊断系统硬软件的设计做出了详细论述，做出了故障诊断系统的工艺图及人机界面，做出了程序流程图及梯形图。
关键字：PLC；电机；故障诊断I目录摘要............................................................................ .. (I)ABSTRACT ..................................................................... ............................................... I 目录............................................................................ ................................................... II 绪论............................................................................ .................................................... 1 第一章三相鼠笼式异步电机............................................................................ . (3)1.1 鼠笼式异步电机的发展 ........................................................................... ..... 3 1.2 鼠笼式异步电机结构及工作原理 (3)1.2.1 鼠笼式异步电机的类型和基本结构.................................................. 3 1.2.2 鼠笼式异步电机工作原理 (5)第二章可编程控制器............................................................................ . (7)2.1 PLC简介............................................................................ ............................. 7 2.2 PLC的组成及内部原理............................................................................ ..... 8 2.3 PLC的发展及现状 ........................................................................... ............ 11 2.4 PLC的应用 ........................................................................... ........................ 11 第三章三相鼠笼式异步电机的故障及分析 (13)3.1 三相鼠笼式异步电机常见故障 (13)3.2 三相鼠笼式异步电机的故障分析 (15)3.3 数据采集............................................................................ (18)3.3.1保护装置的数据采集 (18)3.3.2传感器的选型............................................................................ (18)第四章可编程控制器系统设计............................................................................ . (20)4.1可编程控制器系统设计原则 (20)4.1.1可编程控制器的硬件设计原则......................................................... 20 4.1.2可编程控制器的软件设计原则 (20)4.2可编程控制器系统设计步骤 (20)4.3 PLC机型选择及扩展 ........................................................................... .. (21)II第五章可编程控制器的硬件设计 (25)5.1 系统硬件设计的方案............................................................................ ....... 25 5.2 I/O地址的分配 ........................................................................... ............... 25 5.3 输入/输出电路 ........................................................................... .................. 25 5.4显示器............................................................................ ................................ 28 5.5控制面板的设计............................................................................ ................ 30 5.6系统供电........................................................................................................ 31 第六章可编程控制器的软件设计. (32)6.1软件设计的基本要求............................................................................ ........ 32 6.2软件设计的内容............................................................................ ................ 32 6.3程序设计的一般步骤............................................................................ .. (32)6.3.1主程序............................................................................ ..................... 33 6.3.2程序流程图............................................................................ ............. 35 6.4程序梯形图............................................................................ ........................ 38 结论............................................................................ .................................................. 44 参考文献............................................................................ .......................................... 46 附录............................................................................ .. (47)III绪论电机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。
基于PLC的电机控制系统设计
基于PLC的电机控制系统设计自动化控制技术的革新随着工业自动化的发展，电机控制系统在各个领域的应用日益广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机控制系统设计应运而生，为电机控制提供了智能化、自动化的解决方案。
本文将详细介绍基于PLC的电机控制系统设计的原理、方法和实际应用，以期为自动化控制技术的革新提供有益的参考。
首先，我们需要了解PLC的基本概念。
PLC是一种可编程逻辑控制器，具有高度可靠性、灵活性和可扩展性。
它可以根据用户的编程逻辑对输入信号进行处理，并输出控制信号，实现对设备的自动控制。
在电机控制系统设计中，PLC可以实现对电机的精确控制，提高控制效率和准确性。
基于PLC的电机控制系统设计主要包括以下几个部分：1. 系统硬件设计：硬件设计是PLC控制系统的基础。
在硬件设计中，需要选择合适的PLC型号、输入输出模块、电源模块等，以满足系统的功能和性能要求。
此外，还需要考虑系统的抗干扰能力，确保在复杂的电磁环境中稳定工作。
2. 系统软件设计：软件设计是PLC控制系统的核心。
在软件设计中，需要编写PLC的梯形图程序，实现对电机的控制逻辑。
梯形图程序应能够根据输入信号的变化，自动调整电机的运行状态，实现电机的精确控制。
3. 系统集成与调试：系统集成是将PLC控制系统与其他设备（如电机、传感器等）相结合的过程。
在系统集成中，需要确保PLC控制系统与其他设施的正常通信和数据交换。
调试则是确保PLC控制系统按照预期工作，包括功能测试、性能测试等。
在实际应用中，基于PLC的电机控制系统具有以下优势：1. 高度可靠性：PLC具有高度可靠性，能够在恶劣的环境下稳定工作，确保电机控制系统的正常运行。
2. 灵活性：PLC控制系统易于编程和修改，可以根据实际控制需求调整控制策略。
3. 可扩展性：PLC控制系统具有良好的可扩展性，可以随时增加或减少控制功能，适应不断变化的控制需求。
4. 易于维护：PLC控制系统采用模块化设计，故障诊断和维护方便，降低了系统的维护成本。
基于PLC的电机故障诊断系统的研究
收稿日期 ：２ １－１－ １ ００ １ ２ 作者简介：杨卓 （９ ５ １７ 一），女 ，辽宁 昌图人，讲师 ，本科 ，研究方向为 自动化控制 。
【Ｏ 第３ 卷 ５】 ３
第１ 期
２１－ （ ） ０ １ 下 １
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断路 器跳 闸 ，“ 电机开 ／ 机 指示灯 ” 。 关 灭
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３ 故障诊断程序设计
在 进 行故 障诊 断 设 计 时 ，首 先 必 须 对 整 个 系 统 可 能会 发生 的 故 障 进 行分 析 ，得 到 系统 的 故 障 层 次 结构 ，利 用这 种 层 次 结构 进 行故 障 诊 断 部分 的 设 计。 以 某厂 电机 输 送 控 制 系统 的故 障 结 构 为 例 。为 了描述 简单 ，这 里作 了一定 的简化 。 系统 故 障 结构 的层 次 性 为 故 障 诊 断提 供 了一 个合 理 的层 次 模型 。在 进 行 系统 的 Ｐ Ｃ梯形 图程 Ｌ 序设 计 时 ，应 充 分 考 虑 到 故障 结 构 的 层 次 ，合 理 安排 逻 辑 流 程 。在 引 入 故障 输 入 点 时 应 注 意 ：必 须 将 系统 所 有 可 能 引 起 故 障 的 检 测 点 引 入 Ｐ Ｃ， Ｌ
ｌ
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基于Ｐ Ｃ 电机故障诊断系统的研究 Ｌ 的
Ｂａｓ ｅｄ ｏｎ Ｐｉ ｏｓｉ ｙｓ ｅｍ ｅ ｅａｒ ｓｓ ｔ ｒｓ ｃｈ
物
卓
ＹＡＮＧ ｈ ｏ Ｚ ｕ
（ 郑州旅游职业学 院，郑州 ４ ０ ０ ） ５ ０ ９
以便 系统 能 及 时 进 行 故 障 处 理 ； 在 系统 允 许 的 应
释故 障诊 断结 果 ，并 为操作 员给 出相 应的排 除故障 的 建议 。鉴 于 此 ，本 文设 计 了一个 采 用 了 Ｐ Ｃ的 Ｌ 电机故 障诊断 系统 。其 系统框图 如图 １ 示 ： 所
基于PLC的电气自动化控制系统设计
基于PLC的电气自动化控制系统设计1. 引言1.1 背景介绍电气自动化控制系统是现代工业生产中十分重要的一部分，它可以有效提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。
随着科学技术的不断发展，人们对电气自动化控制系统的要求也越来越高，迫切需要一种能够更灵活、更可靠、更智能地实现控制的技术工具。
随着PLC（可编程逻辑控制器）技术的不断成熟和普及，它在电气自动化控制系统中的应用也越来越广泛。
PLC具有高度可靠性、强大的逻辑处理能力、灵活的编程方式、便于使用和维护等优点，使其成为电气控制系统设计中的首选方案。
本文旨在对基于PLC的电气自动化控制系统设计进行深入探讨，从PLC的概念和特点、电气自动化控制系统的基本原理、PLC在电气自动化控制系统中的应用、PLC的选型与配置以及PLC控制程序设计等方面展开详细介绍。
通过本文的研究，可以更好地了解PLC在电气自动化控制系统中的作用，为实际工程应用提供参考和指导。
1.2 研究意义电气自动化控制系统作为现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，其设计与应用已经成为工程领域中的研究热点。
通过对电气自动化控制系统的研究，可以提高生产效率，优化生产流程，降低人力成本，提高产品质量，减少生产安全风险等方面的好处。
随着技术的不断发展和进步，电气自动化控制系统在各个领域的应用也越来越广泛，相关研究的意义与价值也日益凸显。
PLC作为电气自动化控制系统中的核心控制设备，具有高度可靠性、灵活性强、适应性广等优点，在工业控制领域得到了广泛应用。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计与研究具有重要的意义。
通过对PLC的概念、特点、应用等方面进行深入分析，不仅可以帮助工程师更好地理解和掌握PLC在电气自动化控制系统中的作用机制，同时也能够为工程实践提供更合理、更高效的解决方案。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计研究具有重要的理论与实践意义。
1.3 文献综述文献综述部分主要对国内外关于基于PLC的电气自动化控制系统设计的相关研究进行总结和分析。
基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计
基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计⽬录1.1 直流调速系统的发展史概述 (2)1.2 可编程控制器PLC (3)1.2.1 PLC的发展概述 (3)1.2.2 PLC的特点 (4)1.3 选题背景及论⽂主要内容 (5)1.3.1 选题背景 (5)1.3.2 论⽂的主要内容 (6)第 2 章直流调速系统 (7)2.1 调速系统的性能指标 (7)2.1.1 稳态性能指标 (8)2.1.2 动态指标 (9)2.2 PWM直流调速系统 (11)2.2.1 直流电动机的PWM控制原理 (11)2.2.2 PWM直流调速系统的组成 (12)2.2.3 PWM调速系统的主要参数 (18)2.3 双闭环直流脉宽调速系统 (20)2.3.1 电流、转速反馈环节 (20)2.3.2 设计中的调节器计算 (22)2.3.3 双闭环脉宽调速系统的起动过程 (26)第 3 章现代PLC控制技术 (28)3.1 PLC的组成和分类 (28)3.2 PLC的⼯作原理 (28)3.3 PLC电机控制系统设计的基本内容和步骤 (30)3.3.1 PLC的硬件设计的⼀般步骤 (30)3.3.2 PLC软件设计的⼀般步骤 (31)3.3.3 设计中⽤到的模块 (32)第 4 章基于PLC的直流电机调速系统设计 (34)4.1 设计任务 (34)4.2 脉宽调制系统特有部分设计 (34)4.3 PLC硬件设计 (35)4.4 PLC 软件设计 (37)结束语 (40)致谢 (41)参考⽂献（主要及公开发表的⽂献） (2)附录 (4)第 1 章引⾔传统直流电动机双闭环调速系统采⽤的是继电器控制，加PI 调节器及校正装置，实现控制系统稳定运⾏。
但由于继电器，集成运算放⼤器，电⽓元件的⽼化易出故障⽽损坏，⽽且结线复杂，使其⼯作可靠性较差。
采⽤ PLC 设计的直流电动机双闭环调速系统能有效地克服上述缺点，并且具有结构简单，调试修改参数⽅便，⼯作可靠，性能价格⽐较⾼的优点。
基于PLC的三相电动机控制系统的设计
基于 Ｐ Ｃ的三相 电动机控制系统 的设 计 Ｌ
罗艳 丽 ’ 李 育
（． 州 轻 工 业 学 院 民 族职 业 学 院 ， 南 郑 州 ４ ０ １ ；． 南 东 大 泰 隆 冶 金 科 技 有 限 公 司 ， 南 郑 州 ４０ ０ ） １郑 河 ５ ０ １ ２河 河 ５０ ８ 摘 要 ： 细介 绍 了 基 于 三 菱 Ｆ Ｎ一 ２ 详 Ｘ１ ３ ＭＲ型 Ｐ Ｃ设 计 的 ３台 电 动 机 机 组 控 制 系 统 的基 本 原 理 ， 从 实 用 的角 度 提 出 了 电 动 机 控 制 要 求 Ｌ 并
转 的部分 。 复位启 动 开关 则在 该循环 结束 后不 再进 入 下一个循 环 。 在 整个 系统 运转 过程 中随 时可 以接通 急停 开关 Ｘ ２使 全 部 电机都
停止 运行 ， 保护 了系统设 备 的安全 运行 ， 在解 除故 障后 复位 急 停开 计算 机控制 经济 实用 ，为各 种 各样 的 自动 化控 制设 备提 供 了非 常 关 系统重 新启 动 。 可靠 的控制 应用 ，主要 原 因在 于其 能够为 自动 化控 制应 用提 供 安 全 可 靠和 比较完 善 的解决 方案 ，适合 于 当前工 业 企业对 自动化 的 ３ 控 制 系 统 硬 件 设 计 需求 ， 以得到越 来越 广 泛的应 用 。 所
动 ２ 。然 后 １ 电动 机 先停 止 ，０ｓ ２号 电动 机 停 止 ， 再过 ０ｓ 号 １ 后 １ 后 ３号 电动 机 也停 ， 部 停 止 需要 ２ 。之 后 ３号 电动 机 ０ｓ 全 ０ｓ 开 始 反 转 ， 时 １ 后 ， 号 电动 机 开 始 反 转 ， 延 ０Ｓ ２ 再过 １ 后 ， 号 ０ｓ １ 电动 机 反 转 ， 时 ３台 电动 机 同 时 反转 ２ ， 后 ３台 电动 机 中 此 ０Ｓ 之 １号 电动机 正转 ， 余 ２台反 转 ， ０Ｓ 其 ２ 以后 ， ２号 电动 机 正转 ， 其余 ２台 反转 ， 过 ２ 经 ０ｓ以后 ， ３号 电动 机 正 转 ， 余 ２台 反 转 ， 过 其 再 ２ ｓ ３台 电动 机 同 时停 止 ， 输入 不 变情 况 下重 新 循环 。 ０ 后 在
基于PLC的电机故障诊断系统设计
目录第一章绪论 (1)1.1 PLC应用于故障诊断系统的发展现状 (1)1.2故障诊断法 (1)第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍...... . (2)2.1 PLC发展历程 (2)2.2 PLC 控制系统的发展前景 (2)2.3可编程序控制器PLC的分类 (3)2.4 PLC的系统模块 (4)2.5 PLC的选型方法 (4)第三章电机故障诊断系统设计以及PLC的选取 (8)3.1 PLC的选取及介绍. (10)3.2系统框图. (12)第四章电机故障诊断系统设计 (14)4.1电机故障等级分类 (14)4.2 故障诊断程设计 (15)4.3借鉴专家系统故障诊断方法的实现 (17)第五章系统电源设计 (20)5.1 供电电源 (20)第六章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)英文摘要................................... .. (24)第一章绪论1.2 PLC应用于故障诊断系统的发展现状PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器，目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。
PLC 系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。
一个完善的PLC系统除了能够正常运行，满足工业控制的要求，还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。
故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。
1.3故障诊断方法故障诊断一般有两种途径:故障树方法和专家系统方法。
故障树方法利用系统的故障逻辑结构进行逻辑推理，由错误的输出找到可能的输入错误。
这种方法比较适用于系统结构相对简单，各部分耦合少的情况。
专家系统方法通过建立系统故障的知识库与推理机，计算机借助现场的数据利用知识库和推理机进行深入的逻辑推理，找出故障原因。
这种方法适用于系统结构复杂，各部分耦合强的大型工业系统。
PLC是现在应用较多的一种控制装置，利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令，编制故障检测报警程序，不仅可以替代继电器实现相应功能，还可以提高工作可靠性及其系统的灵活性。
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基于PLC的金属切削机械控制系统的设计与研究37.送料小车控制系统的设计与实现38。
全自动机床控制系统的开发研究39.直流无刷电机控制系统设计40.基于西门子PLC及其网络的直流调速系统的设计41.产品自动包装生产线的微机控制系统42.智能楼宇配电系统及综合防雷的设计研究43.基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计与研究44.全自动洗衣机模糊控制器的设计45.基于PLC的压砖机电气控制系统设计46。
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计介绍本毕业设计旨在设计基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法。
步进电机是一种常用的精密定位装置，广泛应用于工业自动化领域。
然而，由于长时间使用和其他因素，步进电机控制系统可能会出现故障，影响到正常的工作效果和生产效率。
因此，研究如何快速准确地诊断步进电机控制系统的故障，具有重要的理论和实际意义。
设计目标本设计的目标是设计一种基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，实现以下功能：- 实时监测步进电机的运行状态和参数；- 自动诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，辅助工程师进行及时修复。
设计步骤1. 确定监测点：通过分析步进电机的工作原理和控制系统的结构，确定需要监测的重要参数和信号。
2. 选择PLC：根据步骤1的结果，选择合适的PLC控制器，并搭建步进电机控制系统的硬件平台。
3. 编写PLC程序：使用PLC编程语言，编写程序实现步进电机的控制和监测功能。
4. 故障诊断算法设计：基于步骤1的监测数据和步进电机控制系统的工作原理，设计故障诊断算法，并将其嵌入到PLC程序中。
5. 测试和优化：使用真实的步进电机和模拟故障场景，对设计的控制系统进行测试，并根据测试结果进行优化和改进。
预期成果通过设计和实现基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，预期实现以下成果：- 实现对步进电机运行状态和参数的实时监测；- 能够准确诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，便于及时修复故障。
参考文献以下是本毕业设计可能涉及到的一些参考文献，供进一步研究和深入了解使用：1. Smith, J. K., & Johnson, M. A. (2018). PLC programming using RSLogix 5000: Understanding ladder logic and the studio 5000 environment. CRC Press.2. Gurevich, K. I., & Andronov, V. A. (2017). Control systems PLC-prn based on mathematical modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 189, No. 1, p. ). IOP Publishing.以上是对基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计的简要介绍。
基于PLC技术的直流电机转速控制系统设计
基于PLC技术的直流电机转速控制系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 直流电机简介 (2)1.2 PLC技术概述 (3)二、系统需求分析 (4)2.1 控制要求 (6)2.2 性能指标 (6)三、系统设计 (7)3.1 系统结构设计 (9)3.2 PLC选型与配置 (10)3.3 传感器模块设计 (11)3.4 人机界面设计 (13)四、控制算法设计 (14)4.1 PID控制算法原理 (15)4.2 PID参数整定方法 (17)4.3 控制算法实现 (18)五、系统实现与调试 (20)5.1 系统搭建 (21)5.2 调试过程 (22)5.3 调试结果分析 (23)六、系统测试与应用 (24)6.1 测试环境与方法 (26)6.2 测试结果分析 (26)6.3 系统应用场景探讨 (28)七、总结与展望 (29)7.1 系统总结 (30)7.2 未来展望 (31)一、内容概括本文档主要探讨了基于PLC技术的直流电机转速控制系统的设计方案。
介绍了直流电机的基本原理和转速控制的重要性，以及PLC 技术在工业自动化中的广泛应用。
详细阐述了系统设计的目标、硬件选型、软件设计和实现方法。
在系统设计目标中，我们强调了高精度、高稳定性和实时性，以满足实际应用中对电机转速控制的高要求。
硬件选型部分，选择了功能强大的PLC作为控制核心，并配置了相应的输入输出模块和传感器，以实现对电机转速的实时监测和控制。
软件设计方面，采用了梯形图编程语言，编写了功能完善的控制程序，包括初始化、速度调节、故障处理等模块。
在实现方法上，我们描述了如何通过PLC编程实现对电机的速度控制，以及如何通过调试和优化，确保系统的稳定运行和高效性能。
本文档旨在为读者提供一个基于PLC技术的直流电机转速控制系统的设计思路和方法，具有一定的实用性和参考价值。
1.1 直流电机简介直流电机(DC Motor)是一种将电能转换为机械能的电动机，广泛应用于各种机械设备中。
PLC故障诊断方法
PLC故障诊断方法
1.PLC故障的分析方法
通常全局性的故障一般会在上位机上显示多处元件不正常，这通常是CPU、存储器、通信模块和公共电源等发生故障。
PLC故障分析方法如下：
1）根据上位机的故障信息查找，准确而且及时。
2）根据动作顺序诊断故障，比较正常和不正常动作顺序，分析和发现可疑点。
3）根据PLC的输入/输出口状态诊断故障。
如果是PLC自身故障，则不必查看程序即可查询到故障。
4）通过程序查找故障。
2.电源故障的分析方法
PLC的电源为DC24V，范围是24V±5%，而是AC220V范围是220V±10%。
当主机接上电源，指示灯不亮，可能的原因有：若拔出+24V端子，指示灯亮，表明DC负载过大，这种情况，不要使用内部24V电
源；若拔出+24V端子，指示灯不亮，则可能熔体已经烧毁，或者内部有断开的地方。
当主机接上电源，指示灯POWER闪亮，则+24V和COM短路了。
BATT灯亮表明锂电池寿命结束，要尽快更换电池。
3.PLC电源的抗干扰
PLC电源的抗干扰处理的方法如下：
1）控制器、I/O电源和其他设备电源分别用不同的隔离变压器供电会更好。
2）控制器的CPU用一个开关电源，外部负载用一个开关电源。
plc的毕业论文题目
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浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计
浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计摘要:现今社会大部分已实现机械自动化代替人力操作,基于PLC 的控制系统是实现自动化操作的基础,自动化操作系统能否安全可靠的运行取决于PLC控制系统的完善程度,PLC控制系统要能实现自动化控制的同时,还要有一套完整的故障排查、处理系统,用以保证整个自动化操作的可靠性。
关键词:PLC 电机故障自诊断系统自动化控制1 电机故障诊断系统的设计构想基于整个系统的综合考虑,可拟列两种不同的故障诊断系统:树形法、数据库系统法。
树形法是根据系统出现故障的逻辑关系,由上至下不断扩展或者说由主枝不断向分枝扩展,其逻辑关系一般是分为是、非、与非、或非四种。
2 电机故障诊断系统各部件的划分2.1 工作电机的电流监测每个工作电机的电流都来自一个总线路的分电器,分电器将总线路分成若干支路后,供给到每台工作电机,所及通过监测每台工作电机的供电支路的电力信号来实现对每台工作电机电流的监测。
具体的实现过程:每条支路的电流信号通过隔离放大器的放大转换成为电压信号,电压信号通过模拟数字转换装置转换成为数据信号传输给计算机,由计算机预先设定的程序进行分析处理。
2.2 故障工作电机的自切除故障工作电机的切除要保证其他工作电机不受影响,通过综合考虑分析,加装三联式的转换开关可完成此项任务,当转换到切除位置时,控制系统就会自动切除故障电机。
为了使切除故障电机时其他工作电机不受影响,应该在每台电机上都并联一个继电器,在电机发生故障时,继电器闭合,将故障电机短路,如此实现切除时不会对其他电机造成影响。
2.3 软件在故障诊断系统中的操作(1)工作电流的监测。
假设对10台电机的工作电流进行监测,通过记录每台电机一天内的电流变化(每天工作10小时,每1小时进行一次工作电流的记录),对每台电机的十次工作电流进行筛选,将十次中最高电流以及最低电流去掉,剩下的8组电流按公式(X1+X2+…..+Xn-1+Xn)/n进行计算拔,所得的拔值与标定值进行比对,差距值超过控制值则为问题电流。
基于PLC电机故障诊断系统设计
基于PLC电机故障诊断系统设计随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC 可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。
一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。
PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。
PLC对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。
标签：PLC电机故障诊断系统设计在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。
PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。
一、电机系统的组成和工作原理PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组成[1]。
上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。
PLC通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。
上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。
人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。
电机故障诊断系统的框架图如下：当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。
电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。
在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。
如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障，PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。
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基于PLC电机故障诊断系统设计
摘要：随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。
一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。
PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。
PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。
关键词：PLC电机故障诊断系统设计
中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0278-02
在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。
PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。
一、电机系统的组成和工作原理
PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组
成[1]。
上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。
PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。
上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。
人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。
电机故障诊断系统的框架图如下：
当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。
电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。
在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。
如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障，PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。
在关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸（电机“开/关”指示灯灭），故障声光报警后，按下报警复位按钮进行系统复位完成关机动作[2]。
二、PLC的组成
PLC的组成主要包含：中央处理器、存储器、输入/输出模块、电源、外部设备接口及输入/输出扩展单元等组成。
它
们各个元器件的功能如下：（1）中央处理单元（CPU）：CPU 是PLC的核心部件，它的主要作用是控制整个自动化系统平稳地运行。
它用以执行系统程序并通过运行系统程序来完成所有程序控制、处理及通信等功能。
（2）存储器：存储器的主要作用是用来存放系统程序和用户程序。
（3）输入/输出模块：输出模块用来将可编程控制器运算后的信息通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。
（4）电源：PLC配有开关式稳压电源模块，稳压电源模块用来将外部供电电源转换成PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电气元件工作时所需的直流电源。
（5）外部设备接口：外部设备接口是可编程控制器主机实现人-机对话、机-机对话的通道。
（6）输入/输出扩展单元：输入/输出扩展单元的作用是当CPU所需的输入/输出点数超出主机的输入/输出单元的点数时，可以通过输入/输出单元的扩展来解决。
三、PLC电机故障诊断分析
PLC在控制装置上利用较多，常常利用PLC强大的功能指令和内部资源来编制检测程序，来提高工作的可靠性和整个系统的灵活性[3]。
上位计算机根据现场的数据通过内部逻辑机构进行逻辑推理，找出故障原因并对这些数据通过数据传输到人机界面，并把相应的排除故障的建议提供给操作人员。
1.常见电机发生故障的原因分类
常见引起电机发生故障的原因包含电气和机械两部分。
所以当电机出现故障时要对机械和电气的故障原因分别进行分析。
如电机振动时对电机发生的故障原因分析如下。
1.1引起机械部分故障主要有以下几点：
1）由于转子、耦合器和联轴器以及传动轮不平衡引起的。
通常解决转子、耦合器和联轴器等不平衡的故障的处理方法是分别对传动轮、制动轮和耦合器以及联轴器的平衡分别进行处理。
如果解决完转子、耦合器和联轴器不平衡之后电机振动故障没有得到解决，那么还有可能是电机在转动时，电机的转动部分如铁心支架松动，斜键、销钉失效松动等原因都是造成转动部分不平衡的原因。
2）由于电机内部轴系不对中和中心线不重合及定心不正确等原因造成的。
造成电机内部轴系不对中、中心线不重合和及定心不正确的故障原因主要是安装自动化生产线电机的过程中对电机内部轴系安装不正确造成的，在安装过程中因装配工人的职业技能不高或安装工艺不健全均有可能造成这种事故的发生。
还有一种情况就是因为机械振动造成。
在生产线的电机运转时电机内部联动部分中心线刚开始是重合一致的，但是运行一段时间后内部轴系的中心就发生了偏离。
导致内部轴系中心偏离的原因有可能是转子支点和基础等发生形变造成的。
3）电机相联的齿轮、联轴器自身结构出现缺陷等原因
造成的。
造成这种故障的主要是因为联轴器歪斜、错位，联轴器与轴之间的间隙过大或磨损严重均会对电机造成一定的振动。
4）电机本身结构的缺陷造成的。
这种故障主要是由于轴与轴瓦之间的间隙过大或过小，电机与基础板之间固定不牢，轴与轴瓦间间隙过大或过小，电机的底脚螺栓松动等原因造成的。
5）电机所携带的负载在工作过程中发生振动而引发电机出现振动。
1.2引起电气部分发生故障主要有：三相电压不平衡或电机在三相电动机缺相运行、定子铁心变椭圆、松动定子绕组发生断线、匝间短路和定子三相电流不平衡、转子铁心变椭圆、转子笼条与端环开焊、转子笼条断裂、绕线错误、电刷接触不良等原因均能使电机出现电气故障从而导致电机发生振动。
四、故障诊断程序设计
在进行电机故障诊断系统的设计时，首先对自动化控制系统可能会发生的故障进行分析并建立相应的数据库，再对整个系统的故障结构进行判断并给出相应的解决方法，最后在单个层次结构进行故障诊断的设计[4]。
在设计自动化控制系统时首先对故障层次结构进行分析，再尽可能多的把有可能出现故障的点加入PLC控制系统中，这样在控制系统出现问题时PLC故障检测信号才能把故
障及时的处理和诊断。
在电机故障诊断程序中常采用专家系统故障诊断的方法。
专家系统故障诊断的方法是指上位计算机在采集诊断对象的信息后，通过逻辑关系对故障原因进行一系列的推理，快速地找到最终故障或最有可能的故障的原因[5]。
专家诊断的方法如下：1）对故障点进行记录：这样做的目的是为了更加准确的对系统故障的实际情况进行分析，在分析完成后PLC将所有检测到的故障点反应到内部寄存器进行存储。
2）多次故障事件的记录：系统在运行过程中很有可能出现多次故障，为了方便运行人员了解设备的情况及时的对设备进行检修和维护，存储器将多次发生的事件记录下来。
3）模拟量故障的诊断：模拟量故障的诊断表现为模拟量信号对电机电流的故障诊断。
PLC在对电机故障进行诊断时首先利用模拟量接收到来自电流的模拟信号，其次将模拟信号转化为数字信号，最后将数字信号与系统预设允许的极限值进行比较。
当PLC对数字信号进行诊断时如果在允许的范围内时表明该处的电机电流处于正常范围内，即设备处于正常运行情况。
如果PLC诊断后数字信号的实际值接近或达到极限值，则该处的电机电流处于不正常的范围，即设备处于不正常的状态。
五、PLC在故障诊断过程中的作用
PLC在电机出现故障时通过自我检测功能对出现的故障及时的进行报警及分析处理，使系统不仅具有自动控制功能
还具备了自我诊断和处理故障的功能，做到了真正意义上的自动化代替人工操作。
1.故障诊断是通过先前预留在PLC控制系统中的故障库的故障特征进行分析。
当上位计算机将故障原因及解析结果进行分析完毕后再反应在人机控制面板上并给出排除故障的建议。
2.在电机诊断控制系统中，PLC开关量输入模块代替开关量故障信号输入模块或模拟量故障信号的输入装置由PLC 的信号量输入模块实现，通过这两种方式实现了对现场设备故障的检测。
3.PLC的内部模块对故障诊断系统起到控制作用。
结论
PLC电机故障诊断系统在电机出现过载、三相短路或三相短路的故障后能准确而迅速地判断出故障的原因及处理方法，为设备运行人员在维护和检修时提供了方便。
同时PLC 电机故障诊断系统提高了控制系统的稳定性和智能化水平，保证了即使在三相断裂或短路等其它影响电机正常运转的因素存在时都能快速的判断出故障原因并排除故障保证电力系统及生产机组的正常运行。
参考文献
[1]王荣娟.基于PLC的电机故障诊断系统设计与实现[J].知识经济，2014，（3）：84.
[2]贾永盛，刘紫刚.浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计[J].科技创新导报，2011，（25）：73-73.
[3]施鹏.基于PLC的电机故障诊断系统设计[J].科技资讯，2012，（20）：24-24.
[4]乔治华.浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计[J].建筑工程技术与设计，2015，（27）：1441-1441.
[5]杨卓.基于PLC的电机故障诊断系统的研究[J].制造业自动化，2011，33（2）：50-53.。