电气设备故障诊断系统的分析及其设计
电气设备故障诊断技术课程论文
电气设备故障诊断技术课程论文●变压器绝缘设计●变压器预防性试验●变压器在线监测●变压器在线监测相关研究●变压器在线监测的前沿与展望变压器绝缘设计摘要：变压器是电力系统中的主要电气设备，变压器绝缘是电力变压器，特别是超高压电力变压器的重要组成部分。
电力变压器的绝缘结构及所用绝缘材料的可靠性，直接影响到电力变压器运行性能的可靠性。
绝缘结构设计是电力变压器结构设计的一项重要且复杂的技术问题。
本文将以其他变压器绝缘结构设计文献为基础，总结变压器的绝缘设计。
关键词：变压器；绝缘设计；主绝缘；纵绝缘0 引言变压器自其诞生以来，绝缘问题就是它不可避免的技术问题。
变压器作为电力系统的关键设备，其质量高低直接影响着这个电力系统的可靠性。
电力变压器的绝缘结构及所用绝缘材料的可靠性，直接影响到电力变压器运行性能的可靠性。
电力变压器向高电压、大容量方向发展的同。
各种产品都向高可靠性、节能型、环保型、紧凑型、个性化方向发展。
各变压器生产厂商，在研发高电压、大容量产品的同时．也在对现有产品性能进行提高。
如何设计、制造出高质量的产品。
已经成为广大电力系统的客户和各大制造厂家共同关注的问题。
1 变压器绝缘的分类变压器的绝缘分为内部绝缘与外部绝缘。
外部绝缘指套管本身的外部绝缘和套管间及套管对地的绝缘。
内部绝缘包括主绝缘和纵绝缘。
主绝缘是指绕组（或引线）对地对另一相或对同一相的其他绕组（或引线）之间的绝缘，而纵绝缘是指同一绕组上各点之间或其相应引线之间的绝缘[1]。
2 主绝缘的设计2.1 变压器主绝缘结构的选择原则绕组之间、绕组对油箱、绕组对铁心柱和异相绕组之间的绝缘结构基本上属于比较均匀的电场，因此，采用把大油距分割成小油距的油隔板结构。
分割有两种类型：一种类型是大油道厚纸筒结构，它的特点是在工频和冲击试验电压下，允许油道有放电现象，全部电压由厚纸筒所承受，且不被击穿。
但这种配合不能保证在试验电压下固体绝缘不受损伤。
因此，在较高电压等级的变压器上已不再采用。
电力系统电气设备常见故障检测与分析
电力系统电气设备常见故障检测与分析摘要：随着我国社会经济的不断发展与进步，科学技术也在突飞猛进的发展。
各行各业在发展过程中也逐渐增加了对电能的需求，在此基础上向电力系统提出了更高的标准和要求，电力系统的性能和安全性也已经成为人们关注的焦点和讨论的热点。
在目前能源供应紧张的形势下，电力生产过程中电气设备故障的出现，不仅会影响电能生产，严重时还会威胁人们的生命安全和设备安全，加剧了电力企业的竞争和挑战的难度，想使电力企业在激烈竞争中占据有力的位置，获得有效的发展空间，需要在故障诊断过程中不断探索并寻找出有效措施，进一步提高排查故障的效率和速度。
关键词：电力系统；电气设备故障；检修分析引言电力系统电气设备在经过一段时间的运行之后，会出现磨损和老化的现象，从而导致电气设备发生各种各样的故障。
当出现故障后没有对故障进行有效的诊断和检修，可能导致电气设备故障的进一步恶化，造成电气设备损坏，甚至造成更加严重的后果。
因此，必须加强对电力系统电气设备故障诊断和检修工作的研究，从而能够第一时间对故障进行识别和判断，并采取科学的方法对故障进行检修，保证电力系统电气设备的安全可靠运行。
1电力系统中电气设备故障理论规律分析电力系统的运行与电气设备的支撑是离不开的。
电气设备在实际运行期间由于会受到较多原因的制约，所以经常会发生各类故障，因此，加强电气设备的检修工作十分必要。
传统的在检修电气设备时往往凭经验办事的比较多，对于设备维修的周期难以准确的制定。
实际上，电气设备故障的发生是存在一定规律的，从理论上来说，主要能够通过浴盆曲线来对其进行表示。
从总体上来说，电气设备故障主要分为早期故障、偶发故障以及耗损故障这几个阶段。
早期故障的发生率是比较高的，这主要是因为设计与制造期间存在的不足造成的。
到了第二个阶段的时候，电气设备的故障发生率就会比较平稳，同样，在这个阶段中，电气设备有着非常高的工作效率，能够创造出很高的价值。
一般来说，在该阶段中，故障的发生往往因为维护管理不当而引起的。
电力设备的故障诊断与分析方法
电力设备的故障诊断与分析方法随着电力设备的不断更新和发展，现代化的电力系统越来越复杂，电力设备的故障问题也日益凸显。
电力设备的故障一旦发生，不仅会影响电力系统的正常运行，还可能会对人员和设备造成安全隐患。
因此，对电力设备的故障进行及时、准确的诊断与分析显得尤为重要。
本文将探讨电力设备故障诊断与分析的方法及其实际应用。
一、故障诊断的方法1. 监测系统监测系统是电力设备故障诊断的重要手段之一，通过监测设备运行参数的变化，可以及时发现异常情况。
常见的监测系统包括温度、湿度、电流、电压等参数的监测。
当设备运行参数超出正常范围时，监测系统会发出警报，提示操作人员进行故障排查。
2. 故障记录故障记录是电力设备故障诊断的重要依据，可以帮助工程师了解设备的故障历史，从而分析故障的原因。
对设备进行定期的故障记录，可以帮助发现故障的重复性和规律性，为后续的故障诊断提供重要参考。
3. 检测工具现代化的电力设备故障诊断离不开各种高精度的检测工具，如红外热像仪、振动分析仪、局部放电检测仪等。
这些检测工具可以全面、准确地检测设备的运行状态，帮助工程师快速定位故障点，并采取相应的维修措施。
二、故障分析的方法1. 常见故障分类电力设备的故障可以分为电气故障、机械故障和热故障等多种类型。
在进行故障分析时，工程师需要根据不同类型的故障特征，采取相应的分析方法。
比如对于电气故障，可以通过测量电流、电压等参数来判断故障原因；对于机械故障，可以通过振动分析等手段来确定故障位置。
2. 故障原因分析在进行故障分析时，除了要了解故障类型外，还需要深入分析故障的根本原因。
常见的故障原因包括设备老化、磨损、设计缺陷等。
通过对故障原因的深入分析，可以为后续的设备维护和改进提供重要参考。
3. 实时监测与预警除了传统的故障诊断与分析方法外，现代化的电力设备还可以通过实时监测与预警系统来提前发现潜在的故障隐患。
通过智能化的监控装置和数据分析系统，可以实现对电力设备的全面监测和分析，及时预警，减少故障发生的可能性。
电力系统电气设备故障诊断及检修论文
电力系统电气设备故障诊断及检修论文电气设备是电力系统正常运行的基础，所以这就需要对其得到充分保障，使其能在电力输配送过程中得以良好运行。
加强电气设备故障的理论研究，对电力系统的整体发展就有着实质性意义。
1.1电力系统中电气设备故障理论规律分析电力系统的运行需要依靠电气设备的支持，由于受到诸多因素的影响，电气设备的运行过程中就会出现诸多的故障，所以对电气设备进行诊断检修就比较重要。
以往的电气设备故障的诊断检修多是凭借着经验，不能准确的制定设备定期维修周期。
其实电气设备的故障发生存在着一个规律，从理论上分析来看主要可通过浴盆曲线进行标示[1]。
电气设备的规律主要有几个阶段，也就是早期故障、偶发故障、耗损故障这几个时期。
在早期故障期的故障发生率会比较高，原因就在于设计以及制造过程中存在的缺陷问题造成。
到了第二阶段电气设备的故障发生率就会趋于平稳，这也是电气设备的工作效率最高的阶段，也是创造价值最高的一个阶段。
这一阶段的故障发生主要是和维护管理不力造成的。
最后是耗损故障阶段，由于长时期的设备运行，就会对设备造成磨损老化等，这一阶段的故障发生率就会逐渐的上升。
1.2电力系统中电气设备故障类型分析对于电力系统当中的电气设备故障可以分成两个类型，也就是有着外特征直观性故障和无外特征直观故障。
前者主要是表现在电气设备有着比较明显的故障特征，设备的冒烟以及断路器跳闸等方面。
这些故障主要是由于电动机以及机械阻力偏大等所致[2]。
后者的故障类型在进行实施检修时候就有着很大的难度，但这是电气设备故障检修过程中比较重要的内容。
在这一类型中的故障主要是元器件以及电气线路上有着显著体现。
在对这两种类型的故障检修过程中就要结合实际加以实施。
2.1电力系统中电气设备具体故障分析电力系统中电气设备的故障体现在多个方面，例如在电气设备的绝缘故障方面，这也是设备比较常见的故障。
电气设备在高压强电场的运行下，就会造成绝缘设备故障的发生，从而影响正常的供电，严重的会造成故障的进一步扩大化。
电气设备故障诊断系统的分析与设计
电气设备故障诊断系统的分析与设计[摘要]随着现代化社会经济的快速发展，工业生产出现的电气设备应用高度密集，由此也就导致电气设备出现故障的机率不断增加，越来越多的专家开始关注电气设备的故障诊断、分析和预防，以更好的促进电气设备的顺利运行。
本文通过对电气设备故障诊断系统的分析与设计进行探索，以期加强电气设备的故障诊断，提高电气设备的使用效率。
[关键词]电气设备；故障诊断系统；分析与设计中图分类号：tp182 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0292-01当前，社会生产力不断进步，计算机广泛普及，而且大量应用在工业生产当中，使得工业设备自动化不断完善，工作效率不断提升，但也正是由于电气设备自动化程度的不断提高，导致电气设备在运行过程中一旦出现故障，便会对整个运行系统造成影响，从而给工业生产带来巨大损失。
对于企业来说，社会竞争激烈，要想提升自身的市场竞争力，就必须在满足质量要求的情况下不断降低成本，提高运营效率，通过设计电气设备故障诊断系统进行分析和研究，能够及时进行故障处理，以确保整个系统的正常运行，对于工业生产意义重大。
一、设计理念对于电气设备故障诊断系统设计，主要以分类型专家系统理论作为基础，对现场的实时数据进行采集，同时结合技术人员的操作经验进行编制，然后根据故障的发生区域进行分类，建立相应的设备系统故障推理机和知识库，通过计算机对现场数据进行监测和采集，并利用知识库和推理机进行深入逻辑分析，以找出故障发生的原因。
此种系统能够根据推理结果进行知识库修改，从而改善专家系统的性能，促使其更好的应用在电气设备故障诊断上。
图1 故障诊断专家系统与传统的专家系统相比，此种系统在实际运行过程中具有较强的实时性，而且通过对人机交互进行改进和创新，能够在很大程度上减少人机对话，对于实时数据信息采集进行自动应答，从而大大提高了故障诊断效率，有效缩短了离线诊断时间，并为系统在线诊断提供了有利条件，大大提高了电气设备故障诊断系统的工作效率。
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。
电气设备状态监测与故障诊断技术
电气设备状态监测与故障诊断技术1 前言1.1 状态监测与故障诊断技术的含义电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用，其性能逐渐劣化，最终导致故障。
特别是电气设备中的绝缘介质，大多为有机材料，如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等，容易在外界因素作用下发生老化。
电气设备是组成电力系统的基本元件，一旦失效，必将引起局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。
“监测”一词的含义是为了特殊的目的而进行的注视、观察与校核。
设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测，其目的是为了判明设备是否处于正常状态。
“诊断”一词原是一医学名词，指医生对收集到的病人症状（包括医生的感观所感觉到的、病人自身主观陈述以及各种化验检测所得到的结果）进行分析处理、寻求患者的病因、了解疾病的严重程度及制订治疗措施与方案的过程。
设备的“故障诊断”借用了上述概念，其含义是指这样的过程：专家根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息，采用所掌握的关于设备的知识和经验，进行推理判断，找出设备故障的类型、部位及严重程度，从而提出对设备的维修处理建议。
简言之，“状态监测”是特征量的收集过程，而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。
广义而言，“诊断”的含义概括了“状态监测”和“故障诊断”：前者是“诊”；后者是“断”。
1.2 状态监测与故障诊断技术的意义电气设备特别是大型高压设备发生突发性停电事故，会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
提高电气设备的可靠性，一种办法是提高设备的质量，选用优质材料及先进工艺，优化设计，合理选择设计裕度，力求在工作寿命内不发生故障。
但这样会导致制造成本增加。
此外，设备在运行中，总会逐渐老化，而大型设备不可能象一次性工具那“用过即丢”。
因此，另一方面，必须对设备进行必要的检查和维修，这构成了电力运行部门的重要工作内容。
早期是对设备使用直到发生故障，然后维修，称为事故维修。
电气自动化系统的故障诊断与排除方法
观察法：观察电气自动化 系统的运行状态，判断故 障原因
检测法：使用检测仪器， 检测电气自动化系统的各 项参数，判断故障原因
分析法：分析电气自动化 系统的结构、原理和运行 环境，判断故障原因
排除法：根据故障现象和 检测结果，逐步排除可能 的故障原因，确定故障原 因
经验法：根据电气自动化 系统的使用经验和故障处 理经验，判断故障原因
故障排除：根据 故障分析结果， 采取相应的措施 进行故障排除， 恢复电气自动化 系统的正常运行
故障诊断案例分析
案例一：电机过热故障 案例二：PLC程序错误故障 案例三：传感器故障
案例四：电源故障 案例五：通信故障 案例六：人机界面故障
03
电气自动化系统的故障排除
故障排除方法
观察法：观察设备运行状态，判断故障原因 检测法：使用检测工具，检测设备参数，判断故障原因 替换法：更换可疑部件，判断故障原因 分析法：分析设备运行数据，判断故障原因 排除法：根据故障原因，采取相应措施，排除故障 预防法：定期维护设备，预防故障发生
预防性维护
定期检查电气设 备，确保其正常 运行
定期更换老化或 损坏的电气部件
定期进行电气设 备的清洁和保养
定期进行电气设 备的安全检查， 确保其符合安全 标准
持续改进和优化
定期检查和维护电气自动化系统，确保其正常运行 及时更新和升级电气自动化系统的软件和硬件，提高系统的稳定性和可靠 性 加强员工培训，提高员工的故障诊断和排除能力
专家系统法：利用专家系 统，根据电气自动化系统 的故障现象和检测结果， 自动判断故障原因
故障诊断流程
收集故障信息：了解故障发生的时间、地 点、设备型号、故障现象等
分析故障原因：根据故障信息，分析可能 的故障原因
电气设备智能监控与诊断系统设计
电气设备智能监控与诊断系统设计引言电气设备在现代工业中扮演着至关重要的角色。
然而，由于运行环境的恶劣和长期使用的磨损，电气设备随时可能发生故障。
传统的故障排除方法需要专业人员进行现场检查，费时费力，且容易遗漏小故障。
为了更好地实现电气设备的安全运行和维护，智能监控与诊断系统的设计变得越来越重要。
1. 监控系统设计智能监控系统是电气设备诊断系统的基础。
它通过监测电气设备运行数据和状态参数，实时分析设备的工作状况。
监控系统的设计应考虑以下几个方面：1.1 数据采集和传输监控系统需要安装传感器来收集设备的各种运行数据，如电流、电压、温度等。
这些数据需要经过合适的传输方式传送到监控中心，以便进行分析和处理。
传统的有线传输方式已经被广泛使用，但随着无线技术的发展，无线传输方式也逐渐被应用于智能监控系统中。
1.2 数据存储和处理采集到的电气设备运行数据需要进行存储和处理。
存储方案可以选择使用传统的数据库或者云存储技术。
对于处理方面，应考虑采用算法和模型对数据进行实时分析和处理，以实现对设备状态的监测和预测。
1.3 用户界面设计智能监控系统需要一个用户界面，供用户管理和监控设备的运行状态。
界面设计应简洁直观，易于操作。
同时，用户界面也应提供相关的报警和故障处理功能，以便用户能够及时采取相应的措施。
2. 诊断系统设计诊断系统是智能监控系统的核心。
它通过分析监测到的电气设备数据，判断设备的运行状态和是否存在故障。
诊断系统的设计应具备以下几个要素：2.1 数据预处理由于采集到的电气设备数据可能存在噪声和异常值，需要进行预处理来提高数据质量。
预处理步骤可以包括滤波、去噪和异常值检测等。
2.2 特征提取特征提取是将原始数据转化成有意义的特征，以便进行故障诊断。
常用的特征包括频率、能量、波形等。
特征提取旨在提取与设备状态相关的特征，以供后续的分析和判断。
2.3 故障诊断算法故障诊断算法是诊断系统的核心。
它通过对特征进行聚类、分类和模式识别等分析，来判断设备是否发生故障，以及发生的故障类型。
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。
利用故障树分析法建立电气控制系统故障诊断系统
（ ３ ） 建 造 正 确 合 理 的 故 障 树 。 这 是 诊 断 的核 心 与关 键 ； （ ４ ） 故 障搜 寻 与 诊 断 。根 据 建立 的 故 障树 ， 对 故 障 进 行 搜 的因果模型 ， 顶事件作为系统最不希望发生的事件 ， 中问事件 寻 和 诊 断 ， 搜寻方法有逻辑推理诊断法、 最小割集诊断法等 。 和底事件是可能导致顶事件发生的其 它事件 ，用逻辑 门表示 个根据被诊断对象结构、 功 能 特 征 的建 立 的模 型 ， 是 一 种 定 性 事 件 与事 件 之 间联 系 ，故 障 树 是 一种 倒 树 状 的结 构 。反 映 了 特 征 向量 与故 障 向量 （ 故 障原 因） 之 间 的全 部 逻 辑 关 系 。 故障 树 分 析 法 的特 点 是 ：
利用故 障树 分析 法建立
电气控制 系统故 障诊 断系统
郭
摘
一
昶
（ 哈 尔滨 地铁 集 团运 营公 司 黑龙 江 ・ 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
要 在 系统设计过程 ｅ ｅ， 通过对可能造成 系统故障的各种原因进行分析叫做 故障树分析法， 由总体 至部分按倒立 树状逐级细化分析 ， 画 出逻 辑框 图（ 故障树 ） ， 以此确定 系统故 障原 因的各种可能组合模 式和其发 生概率。 故障树 图是 种逻辑 因果 关系图， 它根 据元件状 态来 显示系统 的状态。 文献标 识码 ： Ａ
（ ２ ） 选 择 合理 的顶 事 件 。 一 般 以待 诊 断故 障 为顶 事 件 对 象 ：
关键词 故障树分析法 电气控制系统 故障诊 断 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ７
１ 故 障 树 分 析 法 的特 点
故障 树 分 析 法 简 称 Ｆ Ｔ Ａ（ Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｓ Ｔ ｒ ｅ ｅ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 模 型 是 一
电气设备故障仿真与分析
电气设备故障仿真与分析电气设备的故障对生产和工作环境都会产生严重的影响。
为了更好地理解和解决电气设备的故障问题，电气工程师们开发了电气设备故障仿真与分析技术。
本文将介绍电气设备故障仿真与分析的概念、方法和应用。
一、概念电气设备故障仿真与分析是一种通过建立电气设备模型，并利用计算机技术模拟设备运行状态和故障情况的方法。
通过该方法，电气工程师可以在实际场景中模拟各种故障情况，包括电路短路、过电流、过电压等。
通过仿真与分析，可以更好地理解设备故障的原因及其对系统的影响，为故障排除和设备调试提供依据。
二、方法电气设备故障仿真与分析主要基于以下几个方法：1. 建立电气设备模型：首先需要根据实际设备的参数以及故障情况，建立电气设备的仿真模型。
模型中需要考虑各种元件（如电阻、电容、电感等），并结合实际场景建立电路拓扑图。
2. 设定故障场景：在建立好设备模型后，需要设定仿真场景，即模拟各种设备故障情况。
可以设定电路短路、电压过高或过低、电流过大等情况，并设置故障发生的时间和持续时间。
3. 运行仿真和分析：在设定好仿真场景后，通过计算机进行仿真运行，并记录设备在不同时间点的状态和参数。
通过仿真结果，可以获得设备在故障情况下的电压、电流、功率等变化情况，从而判断故障对设备的影响。
4. 故障分析和排除：根据仿真结果，可以对设备故障进行分析，找出故障的原因和可能的解决方法。
例如，如果仿真显示电路短路导致设备过电流，可以通过增加保险丝或调整电路来解决问题。
三、应用电气设备故障仿真与分析技术在电气工程领域有广泛的应用。
以下列举几个主要应用领域：1. 设备设计与改进：通过仿真与分析，电气工程师可以在设备设计之前评估不同设计方案的性能和可靠性。
通过预先的故障仿真，可以发现设计中的潜在问题，并进行改进。
2. 故障排查与诊断：在实际设备运行中，如果出现故障，电气工程师可以利用仿真与分析技术对故障进行诊断和排查。
通过对比仿真结果和实际情况，可以快速定位故障源。
基于PLC的电气装备运行状态监测与诊断系统设计
基于PLC的电气装备运行状态监测与诊断系统设计引言随着工业自动化的快速发展，电气装备在现代生产中起着至关重要的作用。
然而，由于电气设备存在运行状态不稳定、故障频发等问题，对电气装备的运行状态进行实时监测和及时诊断显得尤为重要。
本文将以基于PLC的电气装备运行状态监测与诊断系统设计为主题，深入探讨如何通过PLC技术实现电气装备的运行状态监测与诊断，提高生产线的稳定性和效率。
一、PLC在电气装备监测与诊断系统中的应用PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种专门用于实现工业自动化控制的计算机。
PLC具有灵活的编程能力和强大的运算能力，广泛应用于电气装备监测与诊断系统中。
1.1 运行状态监测利用PLC技术，可以实时监测电气装备的运行状态。
通过连接传感器和执行器等设备，PLC可以实时获取电气装备的各项参数，如温度、压力、电流等，从而实现对电气装备运行状态的监测。
通过对这些参数的监测，可以及时发现电气装备的异常状态，提前采取相应的措施，避免故障的发生。
1.2 故障诊断PLC还可以根据电气装备的运行状态进行故障诊断。
通过对电气装备的参数进行分析和比对，可以判断装备是否存在故障，并确定故障的具体原因和位置。
在检测到故障后，PLC可以自动发出报警信号，并通过连接的显示屏或警示器等设备，将故障信息及时反馈给操作员，方便及时处理。
二、基于PLC的电气装备运行状态监测与诊断系统设计原则在设计基于PLC的电气装备运行状态监测与诊断系统时，需要考虑以下几个原则。
2.1 系统稳定性系统的稳定性是实现电气装备监测与诊断的基础。
在设计过程中，需要合理选择PLC设备，并确保其具备稳定、可靠的运行能力。
同时，在设计软件时，要遵循结构清晰、代码简洁的原则，防止系统出现死循环、卡顿等问题。
2.2 数据可靠性电气装备的运行状态监测与诊断系统的准确性主要依赖于数据的可靠性。
因此，在系统设计中，需要合理选择传感器和采集设备，确保其精度和稳定性，以提高数据采集的可靠性。
浅议电气设备故障诊断系统的分析与设计
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ Ｉ ｎ ｎｏ ｖａ ｔ ￣ｎ Ｈｅｒ ａ ｌ ｄ
学 术 论 坛
浅 议 电气 设 备故 障诊 断 系统 的分 析 与设计
肖方勇 （ 西藏 电力有限公司 西藏拉萨
８ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 城市的迅速 发展带来的是工业的快速 发展， 越 来越 多的电气设备应 用到我们的Ｅ ｌ 常生活中和工作中， 应 用的频率和 范围也 越来越大， 随之而来的就是各 种各样不 同的问题 ，出现故障的几率 也是成倍的增长， 这样就 为我们的生产生活带来 了 很 多的不便 ， 越 来越 多的专家和学‘ 者 开始关注提 高电气设备利用率上的研究工作上 来。 该文通过对 电气设备 故障诊断系统的初步探 究， 寻找 出如何提 高电气设备的利用率， 减少电气 设备发生故 障的几率， 让每台设备都能发挥最大的功率投入到生产建设中。 关键词： 电气设备 故障诊断 设计与分析 中图分类号 ： Ｔ Ｍ５ ０ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号： １ ６ ７ ４ —０ ９ ８ ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ （ ｂ ） －０ ２ ３ ８ －０ １
电器设 备 问题 的需要 。 （ ３ ） 对 系统 的 实 时 维 护 ： 对 于故 障 我
花等， 这 些都 是 工 作人员不 正常 操作 带 来 的 对 常规 的 问题 ， 计 算 机可 以在 第一 时 间找打
不 能 仅 仅 在 发 生 解 决 的 方案 ， 对 突发 的 事件 ， 计 算机 也 可 以 们 的态 度 是 在 疏 不 在 堵 ， （ ２ ） 内在 原 因 ： 设备 元 部 件的 损 坏 、 机 组合 出损 坏 最 小 ， 最 及时 有 效 的方 案 。所 以 事 情 时 才 想 起 解 决 问 题 ， 我 们 更 应 该 加 强 如 平 时 定 期 检 查 数 据 库 的 资 器 内部 轴承 不 咬合 、 部 分 元 件不 能发 挥 作用 计 算机 的 日常 维 护， 是 保证 整 个系统 能 够 正 平 时 的 维 护 。
电气设备故障诊断系统的分析与设计
１ ． 设计理念
对于电气设备故障诊断系统设 计 ． 主要 以分类型专家系统理论作 为基础 ． 对现场 的实时数据进行 采集 ． 同时结 合技术人 员的操作经验 图 ２电气设备故障诊 断系统功 能图 进行编制 ． 然后根 据故障 的发生 区域进行分类 ． 建立相应 的设备系统 ３ ． １ 设 备诊 断 故障推理机和知识库 ． 通过计算 机对 现场数据进 行监测和采集 ． 并利 对 于电气设备故 障诊 断 ． 不仅需要知道故 障发生在 哪台设 备上 ． 用知识 库和推 理机进行深入逻辑分析 ． 以找 出故 障发生的原 因 此种 因此需要进 行设备诊断 ． 在 进行 系统能够根据 推理结果 进行 知识库修 改．从 而改 善专家系统的性能 ． 同时还要指导故 障发 生的精确位 置 ． 设备诊 断的初 级阶段 ． 操作者可 以在故 障诊断 系统 的菜单上选 择要诊 促使其更好 的应用在 电气设备故 障诊 断上 断的设 备 ． 然后系统根 据设备 的不 同情况调用相应 的知识库 ． 再根 据 故障发生的概率对 电气设备 的输出信号进行检 查 ，一旦信号 出现报 警， 则能够确定故 障点 。然后进行故障分析 ， 确定故障形成原 因 ． 并 针 对原 因提 出相应 的解决方法 ． 在最后退出时根据使用频率对知识库进 行自 动排序处理 ． 这样在下次登录时就能够将使用频率较高 的排列 在 前面 ， 进行优先调用 ， 由此便大大缩短了故障的查询时间 ． 提高 了工作 效率 。 ３ ． ２ 部件诊断 电气设备故障诊断系统对于部件的诊断 ． 主要是诊断 已经知道故 障位置但却不知道故障原因的电气设备 ． 此种运行方式与分类型专家 图 １故障诊断专家系统 系统的运行模式类似度较高 ． 用户通过将想要诊断的部件输 出点号输 与传 统的专家 系统相 比 ． 此种 系统在 实际 运行过 程 中具 有较 强 入到故障诊断系统当 中，系统就会 针对输 出点的条件进行各种提 问． 的实 时性 ． 而且通 过对 人机 交互 进行 改进 和创新 ． 能够 在很 大程度 然后操作人员对系统上面的 Ｙ Ｅ Ｓ键和 Ｎ Ｏ键进行操作 ． 对于提问或者 上 减少 人机对 话 。 对于 实时 数据 信息采 集进 行 自动应 答 ． 从 而大大 回答正确的 问题 ． 操 作人员可 以按下 Ｙ Ｅ Ｓ 键． 对 于提 问或者火大错误 提高 了故障 诊断效 率 ． 有效 缩短 了离 线诊 断时 间 ． 并 为 系统在 线诊 的问题 ． 操 作人员 可以按下 Ｎ Ｏ键 ． 然后 当人机对话促 使一些 条件能 断提供 了有 利条 件 ．大大 提高 了 电气设备 故 障诊 断系统 的工 作效 够满足故障要求 时 ． 系统就会 自动停止询 问 ． 同时将在此过程 中形成 率。 的推理表示 出来 ． 并得 出最后 的结论 ． 以为电气 设备故 障诊 断提供依 ２ ． 电气设备故障诊断系统的组成 据． 如果知识库中已有的知识规 划不能够对 电气 设备的故障现象进行
浅析电气设备故障诊断系统的分析与设计
蕊 ２ ０ １ ４ Ｎ Ｏ ． ０ １ （ Ｔ ）
工业技术
浅析 电气设备故障诊 断系统的分析与设计
马 长
（中国石油天然气股份 有限公 司大庆炼化分公司 ，黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ４ １ １ ）
摘 要 ：３今 － 电 气设备 的应 用非 常频 繁 ，设备 故 障影 响 着 生产 的质 量 与效 率 。本 文则 通过 对 电 气设备 故 障诊 断 系统 的相 ＂ 关探 讨 与分 析 ，研 究 了诊 断 系统 的设 计 方 法与特 点 ，基 于此 ，介 绍 了 系统诊 断 电气设备 故 障的几 点方 法 。 关 键词 ：电气设 备 ；设备 故 障 ；故 障诊 断 系统 中图分 类号 ：Ｔ Ｍ５ ０ ７ 文 献标 识码 ：Ａ 自改 革 开 放 以来 ，我 国许 多 企 业 的 生 产 力 得 到 了解 放 ，生 产 效 益 实 现 了 巨 大 的 飞跃 。而 在 生 产力 得 到提 高 的过 程 中 ， 电气 设 备 起 到 了非 常 重 要 的 作用 。 但 在 电气 设 备 得 到 了广 泛 应 用 的 同时 ， 却存 在着 较 为 明显 的 问题 ，那 就 是 设 备 的 故 障往 往 十分 常见 ，影 响 了生 产 的进 行 。 为 了在 最 大 程 度 上 消 除 电气 设 备 故 障 所 带来 的影 响 ，可 以 通 过设 计 电气 设 备 故 障 诊 断 系统 ，来 达 到 在第 一 时 间诊 断系统故障并排除故障的 目的。 电气 设 备 故 障 诊 断 系 统 的基 本 结构 组成 针对于电气设备 的设备故障诊断系 统 ，主要是进行故障部位的查找以及故 障 原 因 的 分 析 ，在 尽 量 短 的 时 间 之 内 找 出解决故障的有效 方法 。在本文所研 究 的故 障诊 断 系统 中 ， 是根 据数 据库 原理 ， 将 设备 的故 障表 现输 入计 算 机分 析 系统 ， 依 靠 计 算 机 的数 据 分 析 ，来 达 到 诊 断 故 障 的 目的。 通 常一 个 完 善 的 电气 设 备 故 障诊断系统 ， 包括了人机接口、 数据库 、 推 理机 、知识获 取设 备等 多个 部分 。 （ 断 系统 之 间进 行 信 息 交 流 的 重 要 通 道 ，可 以保 证 信 息 收集 的实 时 性 以及 准 确 性 。通 过 人 机 接 口 ，可 以 将 收 集 到 的信 息通 过 分 析 判 断其 准 确 性 之 后 显 示 出 来 ，具 有 非 常 高的可信度。 （ 二） 数 据库 数 据库 是 系 统 进 行 故 障 诊 断 的核 心 依 据 ，能 够 为 故 障 的 查 找 与 分析 提 供 准 确 的 数 据 支 持 。通 常 ，数 据 库包 括 了静 态数据库以及动态数据库两种 ，以获取 数 据 的 途径 不 同来 进 行 划 分 。 静 态数 据 库 是通 过产 生式 的规 则 来 获 取 数 据 ，而 动态数据库则是在系统运行过程中进行 数据的存储处理 ，两类数据库的数据获 取途径不同，但都可 以用于对故障分 析 的 支持 。 （ 三） 推 理机 数 据 库 在 系 统进 行 故 障 诊 断 的 过 程 中所 起 到 的 作 用 是对 故 障分 析 的支 持 ， 而 推 理 机 在 故 障 诊 断 中 的作 用 则 是 具 体
基于人工智能的电气设备故障预测与诊断系统设计
基于人工智能的电气设备故障预测与诊断系统设计电气设备在现代工业中扮演着重要的角色，其正常运行对于生产效率和设备寿命至关重要。
然而，电气设备的故障不可避免，可能会导致生产中断和设备的损坏。
因此，开发一种基于人工智能的电气设备故障预测与诊断系统是非常必要的。
基于人工智能的电气设备故障预测与诊断系统是一种利用机器学习和模式识别技术来分析电气设备数据，以预测可能的故障并提供准确的诊断。
其设计目标是提高设备的可靠性、降低维护成本，并最大限度地减少生产中断。
首先，该系统需要采集并处理电气设备的运行数据。
这些数据可以包括温度、电流、电压等参数的实时监测数据，以及设备的历史运行数据。
采集到的数据将被传输到故障预测与诊断系统的中央服务器进行进一步处理和分析。
其次，机器学习算法在该系统中起着关键作用。
通过使用适当的算法，系统可以学习并识别不同类型的设备故障模式。
常用的机器学习算法包括决策树、支持向量机和神经网络等。
这些算法将根据历史故障数据和设备运行参数来建立模型，从而预测设备未来可能出现的故障。
此外，该系统还需要实现数据的实时监测和报警功能。
当系统检测到潜在的故障或异常情况时，会及时向维护人员发送警报信息，以便采取及时的措施。
这样可以减少故障对设备的影响，并及时维修或更换受影响的部件。
除了故障预测，该系统还具备故障诊断的能力。
当发生故障时，系统可以通过分析设备的运行数据来快速诊断出具体的故障原因。
这将大大缩短故障排除的时间，并减少人为错误导致的损失。
为了确保系统的准确性和稳定性，需要对算法和模型进行不断地优化和更新。
这可以通过定期更新数据集和进行反馈学习来实现。
同时，还可以通过与其他智能设备和传感器的互联互通，进一步提高故障预测与诊断系统的性能和可靠性。
综上所述，基于人工智能的电气设备故障预测与诊断系统的设计是非常重要的。
通过该系统的应用，可以及时预测和诊断设备可能出现的故障，提高设备的可靠性和性能，并减少生产中断的发生。
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电气设备故障诊断系统的分析及其设计
李满平
（摘要）电牵引采煤机的工作环境恶劣，而且采煤机自身结构和组成也比较复杂，增加采煤机运行时发生故障的几率。
采煤机发生故障容易出现停机，影响煤矿企业的正常生产。
因此，完善采煤机发生故障的诊断系统对提高煤矿企业生产效率具有重要意义。
文章首先对电牵引采煤机故障诊断系统进行简要分析，然后简单介绍故障诊断系统中的关键技术。
（关键词）电牵引采煤机；故障诊断；系统设计
0.引言
在科学技术不断进步和社会对煤炭需求量的增加，大功率和大釆高的电气设备被应用也煤矿行业，极大的推动了煤矿行业的发展。
但是，大量电气设备的应用也存在设备故障问题。
一旦设备发生故障轻则影响生产，重则造成严重的安全事故。
因此，加强对电气设备诊断系统的研究和应用对保证生产安和煤矿企业的正常运行具有重要意义。
虽然，我国许多煤矿企业也逐渐重视故障诊诊断系统应用，但是，从整体来看，我国煤矿行业应用的电气水平设备故障诊断系统技术水平较低，和国外发达国家还有较大的差距。
因此，我国还要加强故障诊断系统的研发力度，提高我国故障诊断系统的水平。
文章就电牵引采煤机的故障诊断系统设计谈谈自己的看法。
1.电牵引采煤机故障诊断系统
1.1实现诊断故障的手段
从电牵引采煤机故障部分分布频率来看，电牵引采煤机故障可分为机械零部件故障、液压系统故障、电气系统故障和润滑系统故障四种。
其中机械零部件故障时诊断难度最大的故障类型。
温度、压力、震动和噪声是电气设备传递故障信息的主要方式。
根据信息传递方式，可采用噪声监视技术、红外线测温技术等一系列技术来获取故障信号。
并根据故障信号特点的不同，可使用小波分析法、基于贝叶斯决策判据、模糊逻辑、专家系统或者人工智能网络等多种手段来诊断设备存在的故障，达到快速诊断设备故障的目的。
1.2电牵引采煤机故障诊断系统设计方案
根据电牵引采煤机故障类型，故障诊断系统应包括测试子系统和信息处理子系统两个部分。
测试子系统主要发挥实施监控的作用。
它可以实际对电牵引采煤机的电气、机械、液压等多个系统运行时的关键数据进行检测，列如机械设备的温度和震动情况、液压和润滑系统的压力参数。
电气系统的电流和电压等等。
并保证各个系统的正常数据，为今后监控和诊断设备情况提供参考。
信息处理子系统可实现自动化判别，依据判别结果判定设备故障。
同时该子系统还能根据设备故障的特征和状态分析故障发展趋势、评定设备健康程度，并为设备维护人员制定维护计划提供维护作为参考。
列如陕西铜川某矿公司的大功率电牵引采煤机，故障诊断系统可以实现对采煤机运行状态进行实时监控，在监控的同时传感器也在实时采集、存储和传送设备运行状态参数，诊断系统通过该网络实现与远程服务中的连接，实现远程对设备运行状态的分析和预测。
2故障诊断系统设计的关键技术
2.1故障动态演化机理
早期采煤机机械故障多由多因素诱发，及设备故障信号和设备参数系统的映射关系非常复杂。
故障机理是从大量实践研究中发现的设备故障信号和设备参数相互联系的规律表达方式，如果系统参数发生变化，设备信号也会随之变化。
而信号和设备故障之间的内在联系时故障诊断系统的基础，对采煤机而言，故障信号多为不规律的震动和异常噪声，不同故障的机理也有很大不同，再加上设备运行环境对故障信号的干扰，故障信号采集和处理难度更大。
而且当前我国故障诊断系统只能根据采煤机的电压电流和温度等简单参数进行监测，并不能实现定了诊断故障和定位诊断故障。
因此，对我国采煤机故障诊断系统的基础技术。
2.2故障信号特诊提取技术
故障诊断系统以故障信号为诊断基础，但是采煤机的故障信号会受到不稳定的设备转速以及负荷的冲击和摩擦，造成故障信号不能稳定的被故障诊断系统采集系统核心要对采集的信号进行降噪处理才能保证获的信号能够真实的反映设备故障。
当前信号降噪的方法有小波分析、神经网等。
但是这些方法在降噪处理时有许多限制因素。
依据采煤机运行的环境，要快速提取设备故障信号还需从非线性和非平稳的信号特诊两个角度出发。
采煤机故障信号有时域和频域两个特征，时域特征的故障信号采用波形观察方式处理，频域特征的故障信号可以用小波变换方法处理。
2.3基于支持向量机的智能故障诊断技术
在人工智能和神经网络等技术的发展的基础上，智能故障诊断技术也在快速发展，并且成为未来发展的趋势。
由于设备振动信号中包含许多设备运行状态信息，因此基于振动信号采集和处理技术已经成为设备故障诊断的基础。
通过振动信号的普值或能量的诊断判断设备故障位置和性质。
从处理振动信号的普值和能量诊断到设备故障位置和性质、整个过程都与智能识别算法技术有关。
但是采煤机的故障诊断系统缺少足够的样本，采煤机运行环境复杂却也处于不断变化发展中，多传感器之间的信息融合存在较大问题。
支持向量机可以突破样本少、条件不确定的因素的限制，因此可以使用支持向量机方法解决设备故障信号模式分类问题。
3.结语
电牵引采煤机通常在恶劣的环境中保持长时间运行，而且大功率和大釆高的采煤机自身机构和组成也非常复杂，采煤机在运行中容易出现各种问题，造成设备停止工作，给煤矿企业正常生产带来严重的影响。
故障诊断系统的研究和应用可以帮助维护人员快速诊断和解决设备故障，提高采煤机的利用率，为煤矿企业创造更多的经济效益。